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Glühkerze für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Glühkerze
für Brennkraftmaschinen mit einem in einer zunderfesten Metallhülse in keramischem
Pulver eingebetteten elektrischen Glühdrahtwiderstand, dessen dem Kerzengehäuse
zugekehrtes Ende an eine durch dieses Gehäuse dicht und isoliert hindurchgeführte
Elektrode angeschlossen ist, während das dem Kerzengehäuse abgekehrte Ende des Glühdrahtwiderstandes
mit der Metallhülse stromleitend verbunden ist und beim Verschließen des Hülsenendes
zusammen mit diesem verschweißt wird.
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Glühkerzen dieser Art, die auch als indirekt geheizte Glühkerzen bezeichnet
werden, sind zwar unempfindlicher gegen Erschütterungen und haben deshalb eine größere
Lebensdauer als direkt geheizte Glühkerzen, deren Glühdraht unmittelbar in den Brennraum
hineinragt. Andererseits ist aber der Glühteil oder Glühstift einer indirekt geheizten
Glühkerze ein aus mehreren Teilen zusammengesetzter Bauteil, dessen Herstellung
schwierig ist und dessen Brauchbarkeit vom Aufbau und von der Befestigung der Einzelteile
weitgehend abhängt.
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Bei den bisher bekannten Kerzen der eingangs erwähnten Art ist der
Glühdrahtwiderstand, je nach der geforderten Betriebsspannung als durchgehender
Einzeldraht odier in Form einer Schleife oder einer Wendel angeordnet und mit seinem
einen Ende an der Bodenfläche der zunderfesten Glühstifthülse angeschweißt. Diese
im Innern der Hülse liegende Schweißverbindung, die sich bestenfalls längs einer
Berührungslinie des Glühdrahtendes mit dem Hülsenboden erstreckt, ist im Gegensatz
zu der dem Kerzengehäuse zugewandten Anschlußstelle des Glühdrahtes von außen nicht
zu beobachten und zumeist die schwächste Stelle der Glühkerze.
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Es sind auch Glühkerzen bekannt, deren Hülse an ihrem dem Kerzengehäuse
abgekehrten Ende bis auf eine verhältnismäßig kleine öffnung eingebördelt ist, durch
die der Glühdraht hindurchgesteckt und mit der Hülse verschweißt ist. Eine solche
Schweißverbindung umfaßt zwar das Glühdrahtende, längs seines Umfanges, jedoch ist
die an der Verschweißung beteiligte Werkstoffmenge verhältnismäßig klein und die
Form des auf diese Weise hergestellten Glühstiftes unerwünscht spitz zulaufend.
Außerdem ist eine derartige Verbindung um so schwieriger herzustellen, je dünner
der verwendete Glühdraht ist, da dieser von innen her durch die Hülsenöffnung geschoben
werden muß, deren öffnungsdurchmesser nur wenig größer sein darf als der Glühdrahtdurchmesser.
Auch besteht dabei der Nachteil, daß die Hülse und das mit ihr zu verschweißende
Glühdrahtende ganz verschiedene Abmessungen, also eine ungleiche Wärmeableitung
haben und deshalb nur schwer miteinander zu verschweißen sind.
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Als Ausweg aus den genannten Schwierigkeiten bei indirekt geheizten
Glühkerzen mit Glühdrahtwendel ist es bekannt, das dem Kerzengehäuse abgewandte
Wendelende mit zusätzlichen Stützteilen zu fassen, beispielsweise zwischen die Außenfläche
eines in die Wendel eingeschobenen oder eingeschraubten Metallbolzens und die Innenfläche
eines auf die Wendel aufgesetzten oder aufgeschraubten Metallrings einzuspannen.
Diese Ausführungsform, bei der die genannten Stützteile dann in der Glühstifthülse
be^ festigt und eingeschweißt werden, ist jedoch aufwendig und teuer. Auch kann
der Glühdraht beim Einspannen zwischen die Stützteile leicht beschädigt werden,
was die Lebensdauer der Glühkerze herabsetzt. Außerdem verhindern die genannten
Stützteile durch ihre verhältnismäßig große Werkstoffanhäufung eine wirksame Aufheizung
des Glühstiftendes.
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Eine Glühkerze ohne die genannten Nachteile und mit einem fest in
der Hülse sitzenden Glühdrahtende ergibt sich, wenn gemäß der Erfindung dieses Glühdrahtende
auf der Mantelfläche eines zylindrischen, in die Hülse pfropfenartig eingesetzten
Metallstückes als Wendel aufgewickelt und zusammen mit diesem und der Hülse verschweißt
ist.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine einpolige Glühkerze im Längsschnitt, Fig. 2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung des äußeren Glühstiftendes nach Fig.1 vor der Verschweißung
der Einzelteile, Fig. 3 das zweite Beispiel in gleicher Darstellungsart wie Fig.
2 nach dem Verschweißen der Teile, Fig. 4 das zweite Beispiel vor dem Verschweißen,
Fig.
5 und 6 das dritte Beispiel ebenfalls im Längsschnitt durch den Glühstift vor und
nach dem Verschweißen der Teile.
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In einem Glühkerzengehäuse 1 sitzt eine zunderfeste Metallhülse 2,
die eine in keramischem Pulver eingebettete Glühdrahtwendel 3 umschließt. Das vom
Kerzengehäuse abgekehrte Ende der Wendel 3 b ist auf der Mantelfläche eines zylindrischen,
pfropfenartig eingesetzten Metallstückes 4 b aufgewickelt, das vom Hülsenende 2
b umfäßt (s. Fig. 2) und zusammen n 't diesem und der Hülse verschweißt (s. Fig.
1) ist. Das andere Wendelende ist auf dem Gewindeabschnitt 5 eines Anschlußstiftes
6 aufgewickelt und durch Punktschweißen befestigt. Das im Kerzengehäuse sitzende
Ende der Hülse 2 ist um einen fest auf dem Anschlußstift sitzenden Dichtring 7 aus
Isolierstoff herumgebördelt und dabei gegenüber dem Anschlußstift elektrisch isoliert.
Die einzelnen Windungen der Glühdrahtwendel haben einen Abstand von höchstens 0,6
mm. In dem von der Wendel umschlossenen Innenraum liegen mehrere Kernstifte 8 aus
vorgepreßten und gebrannten keramischen Stoffen. Der Glühdrahtwiderstand ist fest
in keramischem Pulver eingepreßt, das in üblicher Weise durch Einziehen oder Reduzieren
der Hülse 2 verdichtet wurde. Die im Innenraum der Wendel liegenden Kernstifte 8
haben den Zweck, eine Verformung der Wendel zu verhüten, insbesondere deren Verwinden
gegenüber der Kerzenachse beim Verschweißen des Wendelendes mit der Metallhülse
zu verhindern und dafür zu sorgen, daß sich der beim Einziehen der Hülse auftretende
Preßdruck ausschließlich in einer Verfestigung der zwischen der Wendel und der Hülse
eingefüllten, in der Zeichnung nicht dargestellten Pulvermasse auswirkt und deren
Wärmeleitfähigkeit erhöht.
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Das gerändelte Ende 9 des Anschlußstiftes 6 bildet einen Steckkontakt
mit der Sacklochbohrung 10 einer mit einem Anschlußgewinde 1.1 versehenen
Mittelelektrode 12. Die Mittelektrode ist mit einer Glasflußschicht 13 gasdicht
und isoliert im Kerzengehäuse befestigt.
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Zum Unterschied vom ersten Beispiel hat beim zweiten Beispiel nach
Fig. 4 das die Wendel 3 c tragende zylindrische Metallstück 4 c an seinem der Hülse
2 c abgekehrten Ende einen flanschartigen Ansatz, mit dem es beim Einstecken in
die Hülse am Öffnungsrand des Hülsenbodens anliegt. Die genannten Teile sind derart
bemessen, daß sich bei ihrer Verschweißung ein nahezu halbkugelförmiges Glühstiftende
ergibt, wie Fig. 3 zeigt.
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In Fig. 5 schließlich ist der Glühstift einer Glühkerze dargestellt,
dessen Wendel 3 d nach dem brennraumseitigen Ende der Kerze hin im Durchmesser derart
zunimmt, daß die letzten auf dem in die Hülse 2 d eingeschweißten zylindrischen
Metallstück 4 d sitzenden Windungen der Wendel unmittelbar an der Innenwand der
Hülse liegen. Diese Wendelform hat den Vorzug, daß der Glühstift an seinem Ende
stärker beheizt wird als auf seiner übrigen Länge. Dabei ist es zweckmäßig, den
Wendeldurchmesser in der gezeichneten Weise stufenförmig zunehmen zu lassen und
in die einzelnen Stufenabschnitte vorgepreßte keramische Kerne 8,14 und 15 entsprechenden
Durchmessers einzulegen.
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Wie Fig.6 zeigt, ergibt sich auch beim dritten Beispiel nach der Verschweißung
ein Hülsenboden, der praktisch keiner Nachbearbeitung bedarf, jedoch umfaßt die
Schweißverbindung des Metallstückes mit der Hülse in allen Fällen ein ausreichend
langes Stück des Glühdrahtwiderstandes, so daß der Glühstift jedes der beschriebenen
Ausführungsbeispiele im Bedarfsfalle ohne weiteres abgedreht und auf eine halbkugelförmige
Form nachgearbeitet werden kann.