DE102010055119B4

DE102010055119B4 - Glühkerze

Info

Publication number: DE102010055119B4
Application number: DE201010055119
Authority: DE
Inventors: Harald Reustlen; Andreas Ruthmann; Dr. Cheng Yue; Dr. Last Bernd; Dr. Hammer Jochen
Original assignee: BorgWarner Beru Systems GmbH
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2010-12-18
Filing date: 2010-12-18
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2030-12-19
Also published as: US8916800B2; DE102010055119A1; US20120187102A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Glühkerze mit einem keramischen Glühstift (2), einer Schutzhülse (5), aus welcher der Glühstift (2) herausragt, einem Gehäuse (1), aus dem die Schutzhülse (5) herausragt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzhülse (5) über ein Halteelement (6) an dem Glühstift (2) befestigt ist, das außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet und mit dem Glühstift (2) verlötet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Glühkerze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Glühkerze ist aus der DE 10 2008 009 429 A1 bekannt.
Die keramischen Glühstifte derartiger Glühkerzen sind zerbrechlich. Sowohl bei der Herstellung auch beim späteren Gebrauch in einem Motor besteht deshalb die Gefahr eines Glühstiftbruchs. In den Brennraum eines Motors fallende Bruchstücke eines Glühstifts können schwere Schäden anrichten. Mit einer den Glühstift umgebenden Schutzhülse kann der Glühstift vor Beschädigung geschützt und die Bruchgefahr reduziert werden. Zudem kann der Glühstift von der Schutzhülse auch im Fall eines Bruchs gehalten werden und verhindert werden, dass abgebrochene Stücke des Glühstifts in den Brennraum des Motors fallen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Gefahr eines Bruchs des Glühstifts weiter reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Glühkerze mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei einer erfindungsgemäßen Glühkerze ist die Schutzhülse an dem Glühstift durch ein Halteelement befestigt, das außerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Glühstift verlötet ist. Der Glühstift ragt durch das Halteelement hindurch. Das Halteelement kann als ein Ring oder eine Hülse ausgebildet sein. Indem das Halteelement eine kleinere Länge als die Schutzhülse hat, kann es mit geringerem Aufwand als die Schutzhülse mit dem Glühstift verlötet werden. Zudem wird der Glühstift durch das Verlöten mit dem Halteelement nur geringfügig belastet, so dass die Gefahr der Entstehung von Risskeimen reduziert ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Halteelement eine Außenleiterschicht des Glühstifts elektrisch kontaktiert. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Masseanschluss realisiert, nämlich indem der Außenleiter mit dem Gehäuse über das Halteelement und die Schutzhülse elektrisch leitend verbunden wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Glühstift an seinem in dem Gehäuse angeordneten Ende einen verjüngten Abschnitt aufweist, der in einem Anschlusselement steckt. Bei einem Glühstift, der einen von einer Isolatorschicht umgebenen Innenleiter aufweist, kann auf diese Weise der Innenleiter an den Innenpol der Glühkerze angeschlossen werden, beispielsweise indem der verjüngte Abschnitt mit dem Anschlusselement verlötet wird.
Bevorzugt hat der Glühstift einen zylindrischer Hauptabschnitt, der an einen Anschlussabschnitt, der bevorzugt verjüngt ist, anschließt, und eine Glühspitze, die dünner als der Hauptabschnitt ist. Bevorzugt umgibt die Schutzhülse den Hauptabschnitt. Besonders bevorzugt ist dabei, dass der Hauptabschnitt an seinem von dem Gehäuse abgewandten Ende aus der Schutzhülse herausragt, die Schutzhülse also vor der Glühspitze endet. Auf diese Weise lässt sich eine unerwünschte Wärmeableitung zu dem Gehäuse reduzieren.
Bevorzugt ist auch, dass das Halteelement in einem Abstand von der Glühspitze endet. Auf diese Weise kann das Halteelement mit einem zylindrischen Abschnitt des Glühstifts verlötet sein und zuverlässig eine dichte Lötverbindung eingehen. Bevorzugt ist dabei, dass der zylindrische Abschnitt an beiden Enden aus dem Halteelement herausragt. Zwingend erforderlich ist diese jedoch nicht, da beispielsweise der mit der Lötverbindung kontaktierte Außenleiter einen anderen Außendurchmesser als ein daran anschließender Glühstiftabschnitt, bei dem Außenleiter nicht mehr vorhanden ist und stattdessen eine Isolatorschicht die äußerste Schicht des Glühstifts bildet.
Bevorzugt ist ferner, dass der zylindrische Hauptabschnitt mit seinem von der Glühspitze abgewandten Ende aus der Schutzhülse herausragt. Auf diese Weise lässt sich der Anschluss des Glühstifts an einen Innenpol der Glühkerze leichter realisieren, da der Abstand zu der auf Massepotential liegenden Schutzhülse größer ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement eine zylindrische Hülse ist. Eine Hülse mit einer zylindrischen Innenfläche und einer zylindrischen Außenfläche lässt sich kostengünstig herstellen und problemlos mit einem zylindrischen Abschnitt eines Glühstifts verlöten.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement die Schutzhülse verlängert. An sich ist es zwar auch möglich, dass die Schutzhülse das Halteelement vollständig umgibt, jedoch führt die zu einem unnötig großen Außendurchmesser des Schutzelements.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühkerze in einer teilweise geschnittenen Ansicht; und
2 eine schematische Darstellung des Glühstifts mit Halteelement und Schutzhülse.
Die in 1 dargestellte Glühkerze hat ein Gehäuse 1, aus dem ein keramischer Glühstift 2 herausragt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 1 ein Außengewinde 1a und einen Sechskant 1b zum Einschrauben in einen Motor auf. Glühkerzen können aber auch auf andere Weise an einem Motor montiert werden, so dass anstelle des Außengewindes 1a und des Sechskants 1b auch andere Befestigungsmittel vorgesehen sein können.
Der Glühstift 2 hat an seinem in dem Gehäuse 1 angeordneten Ende einen verjüngten Abschnitt, der in einem Anschlusselement 3 steckt, über welches der Glühstift 2 an einem Innenpol 4 der Glühkerze angeschlossen ist. An seinem anderen Ende weist der Glühstift 2 eine Glühspitze auf, die bevorzugt als ein Abschnitt mit reduziertem Durchmesser ausgebildet ist. Zwischen diesen beiden Endabschnitten ist der Glühstift von einer zylindrischen Schutzhülse 5 umgeben.
An die Schutzhülse 5 schließt ein außerhalb des Gehäuses 1 angeordnetes Halteelement 6 an, das mit dem Glühstift 2 verlötet ist. Das Halteelement 6 ist bei dem dargstellten Ausführungsbeispiel als ein Ring oder eine zylindrische Hülse ausgebildet und stoffschlüssig mit der Schutzhülse 5 verbunden, bevorzugt durch Verschweißen. Die Schutzhülse 5 ist mit dem Glühstift 2 über das Halteelement 6 verbunden, das kürzer als die Schutzhülse 5 ist.
Das Halteelement 6, die Schutzhülse 5 und ein Teil des Glühstifts 2 sind in 2 schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Der keramische Glühstift 2 hat einen keramischen Innenleiter 2a, der von einer keramischen Isolierschicht 2b umgeben ist. In einem vorderen Bereich des Glühstifts ist die Stärke der Isolierschicht 2b reduziert und die Isolierschicht 2b von einer Außenleiterschicht 2c bedeckt. Diese Außenleiterschicht 2c hat im Bereich der Glühspitze eine reduzierte Dicke und bildet so eine Heizleiterschicht 2d. Der elektrische Widerstand ist deshalb in dem Bereich der Glühspitze erhöht ist, so dass dort im Betreib Heizenergie freigesetzt wird.
Wie 2 zeigt, wird die Außenleiterschicht 2c des Glühstifts 2 von dem Halteelement 6 elektrisch kontaktiert. Das Halteelement 6 umgibt dabei aber nicht den dünneren Abschnitt des Glühstifts, welcher die Glühspitze bildet, sondern endet in einem Abstand von der Glühspitze und umgibt einen dickeren zylindrischen Abschnitt des Glühstifts. Bevorzugt hat der von dem Halteelement 6 umgebene Hauptabschnitt des Glühstifts dieselbe Stärke wie der von der Schutzhülse 5 umgebene Abschnitt des Glühstifts.
Der Außenleiter 2c des Glühstifts kann über das Halteelement 6, die Schutzhülse 5 und das Gehäuse 1 auf Masse gelegt werden. Eine zylindrische Lötschicht 7 verbindet bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Innenfläche des Halteelements 6 mit einer zylindrischen Außenfläche des Glühstifts 2.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schutzhülse 5 durch das Halteelement 6 verlängert. Es ist aber auch möglich, dass die Schutzhülse 5 das Halteelement 6 vollständig umgibt. Für eine mechanisch zuverlässige Verbindung ist es vorteilhaft, wenn sich die Schutzhülse 5 und das Halteelement 6 überlappen. Beispielsweise kann Halteelement 6 an seinem der Schutzhülse 5 zugewandten Ende einen gestuften oder abgeschrägten Rand aufweisen, der mit einem entsprechend geformten Rand der Schutzhülse 5 überlappt.
Wie 2 zeigt, ist zwischen der Schutzhülse 5 und dem Glühstift 2 ein luftgefüllter Spalt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der Glühstift 2 beim Aufstecken der Schutzhülse 5 mechanisch nicht belastet wird. Der Gefahr, dass bei der Montage der Glühkerze Rissspitzen auftreten, die später ein Bruch des Glühstifts begünstigen, lässt sich auf diese Weise reduzieren.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
1a: Gewinde
1b: Sechskant
2: Glühstift
2a: Innenleiter
2b: Isolierschicht
2c: Außenleiterschicht
3: Anschlusselement
4: Innenpol
5: Schutzhülse
6: Halteelement
7: Lötschicht

Claims

Glühkerze mit einem keramischen Glühstift (2), der eine Außenleiterschicht (2c) aufweist, einer Schutzhülse (5), aus welcher der Glühstift (2) herausragt, einem Gehäuse (1), aus dem die Schutzhülse (5) herausragt, wobei die Schutzhülse (5) über ein Halteelement (6) an dem Glühstift (2) befestigt ist, das außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet und mit dem Glühstift (2) verlötet ist, und wobei ein Masseanschluss realisiert ist, indem die Außenleiterschicht (2c) elektrisch leitend mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schutzhülse (5) und dem Glühstift (2) ein luftgefüllter Spalt ist, und der Masseanschluss realisiert ist, indem das Halteelement (6) die Außenleiterschicht (2c) des Glühstifts (2) elektrisch kontaktiert und der Außenleiter (2c) des Glühstifts (2) über das Halteelement (6), die Schutzhülse (5) und das Gehäuse (1) auf Masse gelegt ist.
Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (6) eine Hülse ist.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (6) einen zylindrischen Abschnitt des Glühstifts (2) umgibt, wobei der zylindrische Abschnitt auf der von dem Gehäuse (1) abgewandten Seite aus dem Halteelement (6) herausragt.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (5) mit dem Halteelement (6) stoffschlüssig verbunden ist.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (5) mit dem Halteelement (6) verschweißt ist.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (5) zylindrisch ist.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühstift (2) an seinem von der Glühspitze abgewandten Ende aus der Schutzhülse (5) herausragt.
Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (6) und die Schutzhülse (5) sich in einem Verbindungsabschnitt überlappen.