DE102010062443A1

DE102010062443A1 - Glühkerze und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102010062443A1
Application number: DE102010062443A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reissner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-06
Also published as: EP2649375B1; CN103228992B; CN103228992A; WO2012076254A1; EP2649375A1

Abstract

Es wird eine Glühkerze mit einem in einem metallischen Gehäuse (10) aufgenommenen Glühstift (14) vorgeschlagen. Der Glühstift (14) weist ein Glührohr (16) und eine im Glührohr (16) angeordnete Glühwendel (18) auf, wobei die Glühwendel (18) an einem Ende mit dem Glührohr (16) und am anderen Ende mit einem Anschlussbolzen (17) elektrisch kontaktiert ist. Der Anschlussbolzen (17) ragt in eine axiale Öffnung (22) des Glührohres (16) hinein und ist dort in einem Dichtungsabschnitt (23) mittels einer Heizkörperdichtung (30) elektrisch isolierend mit dem Glührohr (16) verbunden. Zumindest im Dichtungsabschnitt (23) ist am Glührohr (16) und/oder am Anschlussbolzen (17) mindestens eine elektrische Isolierschicht (33) ausgebildet. Zur Ausbildung der Heizkörperdichtung (30) wird das Glührohr (16) im Bereich der elektrischen Isolierschicht (33) auf den Anschlussbolzen (17) gepresst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung der Glühkerze.
Stand der Technik
Die Glühkerzen des Standes der Technik weisen einen in ein metallisches Gehäuse eingesetzten Glühstift auf, der mit einem Glührohr und einer im Glührohr angeordneten Glühwendel ausgeführt ist. Die Glühwendel ist an einem Ende in einer Öffnung des Glührohres mit einem Anschlussbolzen und am anderen Ende mit dem metallischen Glührohr elektrisch kontaktiert. Die Öffnung des Glührohres ist zwischen Glührohr und Anschlussbolzen zum Schutz der Glühwendel mittels einer Heizkörperdichtung gegen Umgebungsluft abgedichtet. Damit zwischen dem Glührohr und Anschlussbolzen kein Kurzschluss entsteht ist die Heizkörperdichtung durch ein Dichtelement aus einem Elastomer ausgeführt. Die Maximaltemperatur für das Dichtelement aus Elastomer ist bei langfristigem Einsatz bei 200°C auf 1000 Stunden beschränkt. Beim Einsatz in Verbrennungsmotoren spielt diese Einsatzgrenze eine untergeordnete Rolle, da der Zylinderkopf der Verbrennungsmotoren, in die Glühkerze mit dem Gehäuse eingeschraubt wird, unter 200°C gekühlt wird.
Es ist auch denkbar, Glühkerzen außerhalb des gekühlten Motorblocks einzusetzen, z. B. im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, in Injektionsbrennern zum Beheizen des Abgasstrangs, in Zuheizeinrichtungen für Kraftfahrzeuge oder für Anwendungsbereiche außerhalb von Kraftfahrzeugen, z. B. als Zündquelle für Pellet-Heizungen. Bei derartigen Anwendungen, in denen die Umgebung der Glühkerze nicht mehr gekühlt wird, kann ein Elastomer nicht mehr als Dichtelement eingesetzt werden.
Aus WO 2010/027697 ist bekannt, als Dichtelement zwischen Glührohr und Anschlussbolzen einen metallischen Dichtring einzusetzen. Zur elektrischen Isolierung des metallischen Dichtring ist der Anschlussbolzen im Dichtbereich mit einer elektrischen Isolierschicht versehen. Der metallische Dichtring wird dabei als Lötverbindung, Schweißverbindung oder als gesintertes Metallpulver eingesetzt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Glühkerze und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Glühkerze haben den Vorteil, dass eine sichere und kostengünstige Heizkörperdichtung erzielbar ist, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erreicht, weil die Einsatztemperatur der Heizkörperdichtung nur durch die Eigenschaften der elektrischen Isolierschicht begrenzt wird. Je nach verwendeten Material für die elektrische Isolierschicht ist die Einsatztemperatur nur noch durch den Werkstoff für das Glührohr, den Anschlussbolzen und das Gehäuse begrenzt. In diesem Fall kann der anschlussseitige Bereich der Glühkerze im Extremfall gleichen Temperaturen ausgesetzt werden wie im Glühbereich des Glühstifts.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche möglich.
Zweckmäßigerweise wird die elektrische Isolierschicht zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts am Anschlussbolzen und/oder an der Innenwand des Glührohres ausgebildet. Die Pressverbindung zwischen Glührohr, Dichtelement und Anschlussbolzen wird dadurch erzielt, indem das Glührohr zumindest im Bereich des Dichtungsabschnittes eine Durchmesserreduzierung aufweist, mittels welcher das Glührohr auf den Anschlussbolzen gepresst wird.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung durch eine Glühkerze und
2 einen vergrößerten Abschnitt II der Glühkerze in 1.
Die in 1 dargestellte Glühkerze weist ein metallisches Gehäuse 10 mit einer durchgehenden Längsbohrung 12 auf, in der ein Glühstift 14 als Heizkörper eingepresst ist. Der Glühstift 14 besteht aus einem metallischen Glührohr 16, in dem ein Glühwendel 18 angeordnet ist, die an einem Ende mit dem Glührohr 16 und am anderen Ende mit einem Anschlussbolzen 17 elektrisch kontaktiert ist. Der Anschlussbolzen 17, der an dem zum Glühstift 14 gegenüberliegenden Ende mit einem Anschluss 21 aus dem Gehäuse 10 herausgeführt ist, ist innerhalb des Gehäuses 10 von einem Ringraum 13 umgeben, der wiederum gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.
Das Glührohr 16 ist an dem in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine weisenden Ende geschlossen und weist am dazu gegenüberliegenden Ende zum Ringraum 13 hin eine Öffnung 22 auf.
Wesentlich für die Lebensdauer der Glühwendel 18 ist, dass das Material der Glühwendel 18 gegenüber einer oxidierenden und nitrierenden Atmosphäre geschützt ist. Dazu ist der Innenraum des Glührohres 16 an der Öffnung 22 mit einer Heizkörperdichtung 30 verschlossen. Die Heizkörperdichtung 30 wird von mindestens einer elektrischen Isolierschicht 33 und einer Pressverbindung des Glührohres 16 im Bereich der elektrischen Isolierschicht 33 mit dem Anschlussbolzen 17 gebildet.
Die elektrische Isolierschicht 33 ist gemäß 2 zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts 23 am Anschlussbolzen 17 ausgebildet. Die elektrische Isolierschicht 33 kann aber genauso zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts 23 an der Innenwand des Glührohres 16 oder zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts 23 am Anschlussbolzen 17 und an der Innenwand des Glührohres 16 ausgebildeten sein.
Die elektrischen Isolierschicht 33 kann beispielsweise aus Glas, Silikat-, Bor- oder Bosilikatglas, Metalloxiden, Metallnitride oder Metalloxynitride bestehen. Aufgebracht wird die elektrische Isolierschicht 33 durch an sich bekannten Verfahren, z. B. mittels Gasphasenabscheidung.
Zur Herstellung der Heizkörperdichtung 30 wird zunächst auf dem Anschlussbolzen 17 und/oder an der Innenwand des Glührohres 16 die elektrische Isolierschicht 33 aufgebracht. Zur Ausbildung der Heizkörperdichtung 30 wird eine gasdichte Verbindung zwischen Glührohr 16 und Anschlussbolzen 17 im Bereich des Dichtungsabschnitts 23 hergestellt. Der Dichtungsabschnitt 23 erstreckt sich dabei ausschließlich auf den Bereich der elektrischen Isolierschicht 33 damit kein elektrischer Kurzschluss zwischen Anschlussbolzen 17 und Glührohr 16 entsteht. Dazu wird der Durchmesser des Glührohres 16 im Dichtungsabschnitt 23 beispielsweise mittels Rundkneten mit einer Durchmesserreduzierung 26 versehen, mittels welcher das Glührohr 16 mit dem Durchmesser auf die elektrische Isolierschicht 33 am Anschlussbolzen 17 gepresst wird.
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

WO 2010/027697 [0004]

Claims

Glühkerze mit einem metallischen Gehäuse (10), welches eine Längsbohrung (12) aufweist, in der ein Glühstift (14) aufgenommen ist, welcher ein Glührohr (16) und eine im Glührohr (16) angeordnete Glühwendel (18) aufweist, wobei die Glühwendel (18) an einem Ende mit dem Glührohr (16) und am anderen Ende mit einem Anschlussbolzen (17) elektrisch kontaktiert ist, wobei der Anschlussbolzen (17) in eine axiale Öffnung (22) des Glührohres (16) hineinragt und dort in einem Dichtungsabschnitt (23) mittels einer Heizkörperdichtung (30) elektrisch isolierend mit dem Glührohr (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Dichtungsabschnitt (23) am Glührohr (16) und/oder am Anschlussbolzen (17) mindestens eine elektrische Isolierschicht (33) ausgebildet ist, und dass zur Ausbildung der Heizkörperdichtung (30) im Bereich der elektrischen Isolierschicht (33) das Glührohr (16) auf den Anschlussbolzen (17) gepresst ist.
Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolierschicht (33) am Anschlussbolzen (17) ausgebildet ist.
Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolierschicht (33) an der Innenwand des Glührohres (16) ausgebildet ist.
Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlussbolzen (17) und an der Innenwand des Glührohres (16) jeweils eine elektrische Isolierschicht (33) ausgebildet ist.
Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glührohr (16) zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts (23) eine Durchmesserreduzierung (26) aufweist, mittels welcher das Glührohr (16) mit dem Anschlussbolzen (17) verpresst ist.
Verfahren zur Herstellung der Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Dichtungsabschnitt (23) am Glührohr (16) und/oder am Anschlussbolzen (17) mindestens eine elektrische Isolierschicht (33) aufgebracht wird, und dass zur Ausbildung der Heizkörperdichtung (30) das Glührohr (16) im Bereich der elektrischen Isolierschicht (33) auf den Anschlussbolzen (17) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Glührohr (16) zumindest im Bereich des Dichtungsabschnitts (23) durch Rundkneten eine Durchmesserreduzierung (26) erfährt, durch die das Glührohr (16) im Bereich der elektrischen Isolierschicht (33) mit dem Anschlussbolzen (17) verpresst wird.