-
Die
Erfindung geht aus von einer Glühkerze mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Glühkerze
ist beispielsweise aus der
DE
103 22 126 A1 oder der
DE 100 29 004 A1 bekannt.
-
Aus
der
DE 103 22 126
A1 ist es bekannt, das den keramischen Glühstift
umgebende Schutzrohr mit dem Kerzenkörper zu verschweißen.
Da an das Schutzrohr und den Kerzenkörper unterschiedliche
Anforderungen gestellt werden, werden für diese beiden
Teile jedoch in der Regel unterschiedliche Werkstoffe verwendet,
so dass das Verschweißen nicht unproblematisch ist. Nachteilig
bei der bekannten Lösung ist auch, dass durch die Schweißnaht
ein Oberflächenschutz des Kerzenkörpers angegriffen werden
kann.
-
Aus
der
DE 100 29 004
A1 ist es ferner bekannt, das Schutzrohr mit dem darin
angeordneten Glühstift in den Kerzenkörper einzupressen.
Nachteilig hieran ist, dass es beim Einpressen leicht zu Beschädigungen
des keramischen Glühstifts kommen kann.
-
Die
DE 100 29 004 A1 erwähnt
ferner die Möglichkeit, das Schutzrohr mit Hartlot an dem
Kerzenkörper zu befestigen. Diese Vorgehensweise ist jedoch
sehr aufwendig und führt zudem zu einer relativ großen
Lageungenauigkeit.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, einen Weg aufzuzeigen, wie mit geringem
Aufwand das Schutzrohr eines keramischen Glühstifts mit
dem Kerzenkörper einer Glühkerze verbunden werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Glühkerze
mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei
einer erfindungsgemäßen Glühkerze steckt
in dem Kerzenkörper eine Hülse, die das Schutzrohr
umgibt und mit dem Schutzrohr verschweißt ist. Auf diese
Weise lassen sich die Vorteile unterschiedliche Verbindungstechniken
nutzen und deren Nachteile vermeiden.
-
Beispielsweise
kann die Hülse in den Kerzenkörper eingepresst
und anschließend das Schutzrohr mit dem keramischen Glühstift
in die Hülse eingesetzt werden. Beim Einpressen der Hülse besteht
dabei keine Gefahr einer Beschädigung des keramischen Glühstifts.
Eine Verschweißung des später eingesetzten Schutzrohrs
mit der Hülse ist ohne Schwierigkeiten möglich,
da das Material der Hülse problemlos geeignet gewählt
werden kann, insbesondere können die Hülse und
das Schutzrohr aus dem gleichen Material gefertigt sein.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Abschnitt
der Hülse, der mit dem Schutzrohr verschweißt
ist, aus dem Kerzenkörper herausragt. Besonders bevorzugt
ist dabei, dass die Hülse in dem aus dem Kerzenkörper
herausragenden Abschnitt eine kleinere Wandstärke als in
einem von dem Kerzenkörper umgebenen Abschnitt aufweist.
Eine kleinere Wandstärke erleichtert nämlich vorteilhaft
das Verschweißen der Hülse mit einem darunter
liegenden Abschnitt des Schutzroh res. Umgekehrt wird durch eine
größere Wandstärke in einem von dem Kerzenkörper
umgebenen Abschnitt vorteilhaft die mechanische Stabilität
der Hülse erhöht, so dass sich diese besser in
den Kerzenkörper einpressen lässt.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
zwischen dem Schutzrohr und dem Kerzenkörper ein Ringspalt
ist. Bevorzugt ist auch zwischen dem Schutzrohr und einem von dem
Kerzenkörper umgebenen Abschnitt der Hülse ein
Ringspalt. Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass die
Wärmeableitung von dem Glühstift auf den Kerzenkörper
reduziert werden kann.
-
Bevorzugt
weist die Hülse eine umlaufende Stufe auf. Beispielsweise
kann durch eine solche Stufe ein dünnerer Abschnitt der
Hülse, der mit dem Schutzrohr verschweißt ist,
mit einem dickeren Abschnitt, der in dem Kerzengehäuse
angeordnet ist, verbunden werden. Insbesondere kann eine umlaufende
Stufe auch genutzt werden, um den Innendurchmesser der Hülse
zu verbreitern, so dass zwischen dem Schutzrohr und einem von dem
Kerzenkörper umgebenen Abschnitt der Hülse ein
Ringspalt ist.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
sich das Schutzrohr an seinem von dem Kerzenkörper abgewandten
Ende verengt. Auf diese Weise kann das Schutzrohr um einen sich
verjüngenden Abschnitt des Glühstifts herum greifen
und verhindern, dass der Glühstift im Fall eines Bruchs
in den Brennraum fällt.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr in seiner Mantelfläche Öffnungen
aufweist. Auf diese Weise können vorteilhaft Turbulenzen
in einer Zylinderkopfbohrung erzeugt werden, die einer Russbildung
zwischen Zylinderkopf und dem Glühstift mit Schutzrohr entgegenwirken.
Die Öffnungen können beispielsweise als Bohrungen,
Schlitze, Ausklappungen oder Langlöcher ausgebildet sein.
Dieser Aspekt der Erfindung kann auch eigenständige Bedeutung
haben. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch eine Glühkerze
mit einem keramischen Glühstift, einem den Glühstift
umgebenden Schutzrohr und einem Kerzenkörper, aus dem das
Schutzrohr herausragt, wobei das Schutzrohr in seiner Mantelfläche Öffnungen
aufweist.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr mindestens zwei Abschnitte aufweist, in denen zwischen
dem Schutzrohr und dem Glühstift ein Spalt ist, wobei das Schutzrohr
zwischen den beiden Abschnitten eine Engstelle aufweist, an der
es an dem Glühstift anliegt. Die Engstelle kann beispielsweise
umlaufend ausgebildet sein oder durch mehrere in Umfangsrichtung
angeordnete Einprägungen ausgebildet sein. Indem das Schutzrohr
den Glühstift nicht auf seiner vollen Länge, sondern
nur in einem oder mehreren Abschnitten berührt, können
Eigenschwingungen des Glühstifts wirksam gedämpft
werden. Dieser Aspekt der Erfindung kann auch eigenständige
Bedeutung haben. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch
eine Glühkerze mit einem keramischen Glühstift,
einem den Glühstift umgebenden Schutzrohr und einem Kerzenkörper,
aus dem das Schutzrohr herausragt, wobei das Schutzrohr mindestens
zwei Abschnitte aufweist, in denen zwischen dem Schutzrohr und dem
Glühstift ein Spalt ist, und wobei das Schutzrohr zwischen
den beiden Abschnitten eine Engstelle aufweist, an der es an dem
Glühstift anliegt.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr an seinem von dem Kerzenkörper abgewandten
Ende, aus dem der Glühstift herausragt, einen abgerundeten
inneren Rand aufweist. Durch diese Maßnahme lässt
sich die Bruchgefahr des keramischen Glühstifts erheblich
reduzieren. Bei der Montage oder beim Motorbetrieb kann es nämlich
dazu kommen, dass der Glühstift gegen den inneren Rand
des Schutzrohres gedrückt wird. Durch die Abrundung des
inneren Randes lässt sich die damit verbundene mechanische
Belastung wesentlich reduzieren und folglich die Bruchgefahr senken.
Dieser Aspekt der Erfindung kann auch eigenständige Bedeutung
haben. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch eine Glühkerze
mit einem keramischen Glühstift, einem den Glühstift
umgebenden Schutzrohr und einem Kerzenkörper, aus dem Schutzrohr
herausragt, wobei das Schutzrohr an seinem von dem Kerzenkörper
angewandten Ende einen abgerundeten inneren Rand aufweist.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr eine beschichtete Oberfläche aufweist. Beispielsweise
kann das Schutzrohr an seiner Außenseite eine katalytische
Schicht tragen, um das Abbrennen von eventuell vorhandenem Ruß zu
fördern. Geigente Katalysatoren sind beispielsweise Platinwerkstoffe.
Möglich ist es auch, das Schutzrohr an seiner Außenseite
mit einer Antihaftschicht, beispielsweise einer Nano-Oberflächenbeschichtung,
zu versehen. Auf diese Weise lässt sich Ablagerungen von
Ruß und sonstigen Verbrennungsrückständen
entgegenwirken. Besonders vorteilhaft sind Antihaftschichten, die
zugleich eine katalytische Wirkung haben. Die Innenseite des Schutzrohrs
kann ebenfalls vorteilhaft beschichtet werden, insbesondere zur
dämpfenden Abstützung des Glühstifts.
Dieser Aspekt der Erfindung kann auch eigenständige Bedeutung
haben. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch eine Glühkerze
mit einem keramischen Glühstift, einem den Glühstift
umgebenden Schutzrohr und einem Kerzenkörper, aus dem das
Schutzrohr herausragt, wobei das Schutzrohr eine beschichtete Oberfläche
aufweist.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr elektrisch von dem Kerzenkörper isoliert
ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der
in den Kerzenkörper hineinragende Abschnitt der Hülse
von einem Keramikring oder einer Keramikhülse umgeben ist,
so dass ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Schutzrohr und
Kerzenkörper verhindert wird. Indem das Schutzrohr elektrisch
von dem Kerzenkörper isoliert ist, kann es für
Mess- und/oder Überwachungsfunktionen genutzt werden, beispielsweise
als Ionisationselektrode oder als Temperatursensor, insbesondere
indem das Schutzrohr als Messwiderstand oder als Thermoelement ausgebildet
wird. Dieser Aspekt der Erfindung kann auch eigenständige Bedeutung
haben. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch einen eine
Glühkerze mit einem keramischen Glühstift, einem
den Glühstift umgebenden Schutzrohr und einem Kerzenkörper,
aus dem das Schutzrohr herausragt, wobei das Schutzrohr elektrisch
von dem Kerzenkörper isoliert ist.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das Schutzrohr in einem mit der Hülse verschweißten
Abschnitt eine größere Wandstärke als
in einem von dem Kerzenkörper umgebenen Abschnitt aufweist.
Eine größere Wandstärke hat den Vorteil,
dass Verschweißen mit der Hülse zu erleichtern.
Zudem kann durch den Übergang von der größeren
Wandstärke auf die kleinere Wandstärke eine Stufe
an der Außenseite des Schutzrohrs ausgebildet werden, die
bei der Montage mit einem Anschlag der Hülse oder des Kerzenkörpers
zusammenwirkt und so die Position des Schutzrohres vorgibt.
-
Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf den beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche
und einander entsprechende Teile sind dabei mit übereinstimmenden
Bezugszahlen bezeichnet.
-
Es
zeigen:
-
1 ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Glühkerze;
-
2 eine
Detailansicht zu 1;
-
3 eine
Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;
-
4 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
in einer teilweise geschnittenen Ansicht;
-
5 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
in einer teilweise geschnittenen Ansicht;
-
6 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels in
einer Zylinderkopfbohrung eines Motors;
-
7 eine
Detailansicht zu 6.
-
1 zeigt
eine Glühkerze mit einem keramischen Glühstift 1,
einem den Glühstift 1 umgebenden Schutzrohr 2 und
einem Kerzenkörper 3, aus dem das Schutzrohr 2 herausragt.
Das Schutzrohr 2 ist von einer Hülse 4 umgeben,
die in dem Kerzenkörper 3 steckt und mit dem Schutzrohr 2 in
einem aus dem Kerzenkörper 3 herausragenden Bereich
S verschweißt ist. Dies ist insbesondere in 2 zu
erkennen, die eine Vergrößerung des Bildausschnitts
A der 1 zeigt.
-
Die
Hülse 4 ist in den Kerzenkörper 3 eingepresst.
Der Kerzenkörper 3 bildet einen Anschlag, an dem
ein Ende der Hülse 4 anliegt. Wie 2 zeigt,
ist ein Abschnitt der Hülse 4, der eine größere
Wandstärke aufweist, von dem Kerzenkörper 3 umgeben. Ein
Abschnitt der Hülse 4, der eine kleinere Wandstärke
aufweist, ragt aus dem Kerzenkörper 3 heraus und
ist mit einem darunter liegenden Abschnitt des Schutzrohrs 2 verschweißt,
beispielsweise mit einer radial umlaufenden Laserschweißnaht.
Zwischen diesen beiden Abschnitten weißt die Hülse 4 eine umlaufende
Stufe auf, die bündig mit der Stirnfläche des
Kerzenkörpers 3 angeordnet ist.
-
Die
Hülse 4 kann aus dem gleichen Material wie das
Schutzrohr 2 gefertigt werden, so dass sich diese Hülse 4 und
Schutzrohr 2 leicht verschweißen lassen. Der Kerzenkörper 3 ist
bevorzugt aus einem anderen Material, insbesondere aus einem Edelstahl,
der sich spanend gut bearbeiten lässt, beispielsweise aus
11SMnPbBiTe30+C. Der Kerzenkörper 3 kann auf seiner
Oberfläche eine Schutzschicht tragen.
-
Zwischen
dem Schutzrohr 2 und dem Kerzenkörper 3 ist
bevorzugt ein Ringspalt, um die Wärmeableitung von dem
Glühstift 1 auf den Kerzenkörper 3 zu
reduzieren. Bevorzugt ist auch zwischen dem von dem Kerzenkörper 3 umgebenen
Abschnitt der Hülse 4 und dem Schutzrohr 2 einen
Ringspalt, wie dies in 2 dargestellt ist.
-
3 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Glühkerze. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im
Wesentlichen dadurch, dass sich das Schutzrohr 2 an seinem
von dem Kerzenkörper 3 abgewandten Ende verengt
und um einen sich verjüngenden Abschnitt des Glühstifts 1 herum
greift. Das Schutzrohr 2 kann auf diese Weise den Glühstift 1 im
Falle eines Glühstiftbruchs formschlüssig halten.
-
4 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Glühkerze. Bei diesem Ausführungsbeispiel
hat das Schutzrohr 2 zwei Abschnitte, in denen zwischen
dem Schutzrohr 2 und dem Glühstift 1 ein
Spalt ist. Zwischen diesen beiden Abschnitten weist das Schutzrohr 2 eine
Engstelle 2a auf, an der es an dem Glühstift 1 anliegt.
Auf diese Weise können Eigenschwingungen des Glühstifts 1 wirksam
gedämpft werden. Zwischen dem im Kerzenkörper 3 angeordneten Ende
des Schutzrohrs 2 und dem Glühstift 1 kann beispielsweise
eine Lötverbindung 7 vorgesehen sein.
-
Die
Engstelle 2a kann als eine umlaufende Einschnürung
ausgebildet sein, wie dies in 5 dargestellt
ist. Möglich ist es auch, im Bereich der Engstelle Schlitze 5 vorzusehen,
um Federkräfte, mit denen das Schutzrohr 2 im
Bereich der Engstelle 2a gegen den Glühstift 1 drückt,
einstellen zu können. Dies ist beispielhaft in 5 dargestellt.
-
6 zeigt
in einer teilweise geschnittenen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Glühkerze in einer Bohrung 9 eines Zylinderkopfes 10.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Schutzrohr 2 in
seiner Mantelfläche Öffnungen 8, beispielsweise Bohrungen,
Schlitze, Ausklappungen oder Langlöcher, auf. Diese Öffnungen 8 können
in der Zylinderkopfbohrung 9 Turbulenzen bewirken, die
einer Russbildung entgegenwirken.
-
7 zeigt
eine Vergrößerung des Bildausschnitts B von 6.
Darin ist zuerkennen, dass das Schutzrohr 2 an seinem von
dem Kerzenkörper 3 abgewandten Ende, aus dem der
Glühstift 1 herausragt, einen abgerundeten inneren
Rand 2b aufweist. Auf diese Weise kann die mechanische
Belastung des Glühstifts 1 bei der Montage und
die Bruchgefahr reduziert werden.
-
Das
Schutzrohr 2 der beschriebenen Ausführungsbeispiele
kann eine beschichtete Oberfläche aufweisen. Beispielsweise
kann es auf seiner Außenseite eine katalytische Schicht
und/oder eine Antihaftschicht tragen. Mit einer katalytischen Schicht, beispielsweise
aus einem Platinmaterial, kann das Abbrennen von eventuell vorhandenem
Ruß verbessert werden. Mit einer Antihaftschicht, beispielsweise einer
Nano-Oberflächenbeschichtung, kann Ablagerungen von Ruß und
sonstigen Verbrennungsrückständen entgegengewirkt
werden. Im Rohrinneren kann mit einer Oberflächenbeschichtung,
insbesondere einer mechanisch weicheren Oberflächenbeschichtung,
der Glühstift 1 schwingungsdämpfend abgestützt
werden.
-
- 1
- Glühstift
- 2
- Schutzrohr
- 2a
- Engstelle
- 2b
- innerer
Rand
- 3
- Kerzenkörper
- 4
- Hülse
- 5
- Schlitze 6
- 7
- Lötverbindung
- 8
- Öffnungen
- 9
- Bohrung
- 10
- Zylinderkopf
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10322126
A1 [0001, 0002]
- - DE 10029004 A1 [0001, 0003, 0004]