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Glühkerze für Dieselmaschinen Die Erfindung betrifft Glühkerzen für
Dieselmaschinen, deren wendelförmig ausgebildeter Heizdraht im Inneren einer in
den Brennraum hineinragenden zylindrischen Metallbüchse, von deren Innenwand durch
Magnesiumoxyd elektrisch isoliert, angeordnet und mit ihrem Ende elektrisch leitend
verbunden ist.
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Eine derartige Glühkerze ist bereits bekannt; sie wird dadurch hergestellt,
daß der Heizdraht als feiner Widerstandsdraht in das Innere der Metallbüchse eingebracht
und der gesamte Hohlraum der Büchse mit Magnesiumoxyd gefüllt wird. Die röhrenförmige
Metallbüchse wird dann durch eine Ziehform getrieben, die den Durchmesser der Metallbüchse
herabsetzt und das Magnesiumoxyd sehr dicht rund um den Heizdraht herum zusammenpackt.
Eine nach diesem Verfahren hergestellte Glühkerze hat den Nachteil, daß eine symmetrische
Anordnung des wendelförmigen Heizdrahtes in der Metallbüchse nicht gewährleistet
ist, so daß bei Inbetriebnahme eine ungleichmäßige Auflieizung der Metallbüchse
erfolgen kann. Wenn sich der feine Widerstandsdraht infolge der starken Temperaturänderungen
ausdehnt, kann es ferner vorkommen, daß der Heizdraht besonders bei I'ängerem Gebrauch
mit der Metallbüchse in Berührung kommt und dadurch ein Teil des Heizdrahtes kurzgeschlossen
wird. Da das gesamte Innere der Metallbüchse mit gleichmäßig stark zusammengepreßtem
Magnesiumoxyd gefüllt ist, breitet sich bei der bekannten Glühkerze die aus dem
Heizdraht austretende Wärme gleichmäßig nach allen Richtungen hin aus. Da bei einer
Glühkerze nur die äußere Metallbüchse schnell auf die Temperatur des zu zündenden
Brennstoffes gebracht werden soll, geht bei der bekannten Glühkerze ein Teil der
im Heizdraht entwickelten Wärme nutzlos an das Kerzeninnere verloren, weil das gleichmäßig
dicht zusammengepackte Magnesiumoxyd die Wärme nach allen Richtungen hin gut ableitet.
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Ziel der Erfindung ist daher, eine Glühkerze zu schaffen, deren Heizdraht
die Wärme möglichst gut zur Metallbüchse, aber schlecht in das Büchseninnere hin
leitet und sich bei den starken Temperaturänderungen verformen kann, ohne daß er
mit der Metallbüchse in Berührung kommt.
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Bei einer Glühkerze für Dieselmaschinen, deren wendelförmig ausgebildeter
elektrischer Heizdraht im Inneren einer in den Brennraum hineinragenden, zylindrischen
Metallbüchse, von deren Innenwand durch Magnesiumoxyd elektrisch isoliert, angeordnet
und mit ihrem Ende elektrisch leitend verbunden ist, liegt der wendelförmige Heizdraht
gemäß der Erfindung an einer an der Innenwand der Metallbüchse abgelagerten Schicht
an Magnesiumoxyd an, während der Raum innerhalb der Magnesiumoxydschicht mit Sand
ausgefüllt ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der brennraumseitige
Endabschnitt der den Heizdraht enthaltenden Metallhülse die Form eines nahezu vollständigen
Ringes aufweisen, dessen Fläche in einer etwa senkrecht zur Kerzenachse verlaufenden
Ebene liegt und dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Kerzenkörpers
entspricht. Es ist zwar bereits bei Glühkerzen mit einem nicht isolierten Glühdraht
bekannt, letzteren in Form eines senkrecht zur Kerzenachse verlaufenden Ringteils
auszubilden. Die Anwendung dieser Maßnahme in Verbindung mit der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Anordnung und Isolierung des Heizdrahtes ist jedoch aus folgenden
Gründen besonders zweckmäßig: Die Anordnung des wendelförmigen Heizdrahtes an dem
Grenzbereich zwischen der abgelagerten Magnesiumoxydschicht und der inneren Sandfüllung
hat den Vorteil, daß sich die Verformungen des Heizdrahtes infolge der starken Temperaturschwankungen
in
erster Linie in den von Sand ausgefüllten Teil der Büchse erstrecken, so daß die
abgelagerte Magnesiumoxydschicht kaum mechanisch beansprucht wird. Die insbesondere
bei stark gebogenen Heizelementen bestehende Gefahr, daß sich die abgelagerte Magnesiumoxydschicht
infolge häufiger mechanischer Beanspruchungen lockert oder stellenweise ablöst,
so daß der Heizdraht mit der Metallbüchse in Berührung kommt und ein Kurzschluß
entsteht, ist daher weitgehend ausgeschaltet.
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Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
dargestellt.
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Fig.1 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Glühkerze gemäß
der Erfindung; Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Glühkerze, bei der der
brennraumseitige Endabschnitt der Metallbüchse umgebogen ist; Fig.3 ist eine Draufsicht
auf den ringförmig gebogenen Endabschnitt gemäß Fig. 2; Fig. 4 ist ein Schnitt durch
die Brennkammer einer Dieselmaschine, in welche die Glühkerze nach Fig. 2 und 3
eingesetzt ist.
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Gemäß Fig.1 besteht die Glühkerze aus einer rohrförmigen Metallbüchse
1, an deren Innenwand eine Schicht 2 aus Magnesiumoxyd abgelagert ist. Der in den
Brennraum der Dieselmaschine hineinragende Teil der Büchse 1 enthält einen wendelförmig
ausgebildeten Heizdraht 3. Das Ende der Buchse 1 ist, wie an sich bekannt, abgeschrägt
und weist ein kleines Loch auf, durch welches das eine Anschlußende 4 des
Heizdrahtes 3 hindurchgeführt und dann mit der Büchse 1 verschmolzen oder verschweißt
ist. Die Schmelz- oder Schweißstelle 5 ist so angeordnet, daß sie einen druckdichten
Abschluß am Ende der Büchse 1 bildet. Das andere längere Anschlußende 6 des Heizdrahtes
3 wird durch eine dünne Metallröhre 7 verstärkt, die über dieses Ende herübergeschoben
ist und in axialer Richtung über die Metallbüchse 1 herausragt und von dieser durch
die Magnesiumoxydschicht 2 isoliert ist. Der Raum innerhalb der Magnesiumoxydschicht
2 ist mit Sand ausgefüllt. An dem dem Brennraum der Dieselmaschine abgekehrten Ende
der Metallbüchse 1 ist ein kurzes Stück eines Metallrohres 8 vom gleichen Durchmesser
befestigt. Die Metallbüchse 1 und das Rohr 8 werden über ein kurzes Keramikröhrchen
9 geschoben, dessen äußerer Durchmesser genau so groß ist wie der Innendurchmesser
der Büchse 1 und des Rohres B. Durch ein ringförmiges Abstandsstück 10 aus Glas
sind letztere voneinander getrennt. Das Abstandsstück 10 bildet einen druckdichten
Abschluß und bewirkt, daß die Büchse 1 und das Rohr 8 gegeneinander elektrisch isoliert
sind. Das angesetzte kurze Metallrohrstück 8 ist mit Metallitze 11 gefüllt, welche
das Heizdrahtende 6 umhüllt. Das Rohrstück 8 ist an einer Stelle, etwa in seiner
Mitte, zusammengedrückt, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußdraht
6 und der Litze 11 herzustellen. An seinem offenen Ende ist es durch eine Gewindeklemme
12 abgeschlossen, die stumpf angeschweißt ist. Auf diese Weise wird eine elektrische
Verbindung von dem Heizdraht 3 über den Anschlußdraht 6 und die Metallröhre 7, die
Drahtlitze 11 und das zusammengedrückte Metallrohr 8 zur Gewindeklemme 12 hergestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ragt die den Heizdraht enthaltende
Metallbüchse ein kurzes Stück aus dem brennraumseitigen Ende 14 des Glühkerzenkörpers
13 heraus und dieser herausragende Abschnitt ist in Form eines unvollständigen Kreisringes
15 gebogen, dessen Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des Kerzenkörpers ist.
An der Stelle 16, wo die Metallbüchse in den Kerzenkörper eintritt, ist sie mit
dem Kerzenkörper verschweißt, so daß eine mechanische Befestigung und eine elektrische
Verbindung zwischen dem Heizdraht, dem Kerzenkörper und dem Motorgehäuse hergestellt
wird. Die Gewindeklemme 12 ragt aus dem äußeren Ende des Kerzenkörpers 13 heraus.
Der Kerzenkörper ist ein zylindrischer Metallbauteil, der in axialer Richtung durchbohrt
ist, um das Heizelement aufzunehmen, und der mit einem Gewindeteil, 17 versehen
ist, um ihn in das Motorgehäuse einschrauben zu können. Hierzu weist er an einem
Teil seiner äußeren Wandung einen sechseckigen Kopf 18 auf. Das äußere Ende 19 (Fig.
4) des Kerzenkörpers ist aufgebohrt und mit einem elektrischen Isolator
20 versehen, so daß die Gewindeklemme 12 und das angeschlossene Metallrohr
8 elektrisch von dem Kerzenkörper isoliert sind, während die Metallbüchse 1 vom
Kerzenkörper 13 nicht isoliert ist. Die Gewindeklemme 12 ist ferner von dem Kerzenkörper
durch eine Glimmerscheibe 27 und ein ringförmiges Glasstück 28 isoliert, während
der Schuh des Zuführungskabels zur Kerze mit Hilfe einer Mutter 29 befestigt wird.
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Beim Gebrauch wird die Glühkerze in eine Öffnung 21 einer Brennkammer
22 einer Dieselmaschine eingesetzt. Der Teil des Heizelementes, der aus dem Kerzenkörper
herausragt und den unvollständigen Ring bildet, hat solche Abmessungen, daß in der
Betriebsstellung der Glühkerze die Vorderseite23 des Ringes 15 etwa in der Wandung
24 der Brennkammer liegt. Die Glühkerze ist in einem Zwischenteil 25 befestigt,
das im Zylinderkopf 26 der Dieselmaschine angeordnet ist.
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Das Heizelement hat vorzugsweise einen solchen Widerstand, daß es
aus einer 12 Volt- oder 24 Volt-Batterie gespeist werden kann und eine Anzahl von
Kerzen parallel betrieben werden können. Die Anordnung ermöglicht es, daß nur eine
Zuleitung an die Gewindeklemme der Kerze von der Batterie aus angelegt zu werden
braucht, da die Rückleitung über das Motorgehäuse erfolgt.
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Als Material für die rohrförmige Metallbüchse des Heizelementes kann
eine Legierung aus Nickel, Chrom und Eisen verwendet werden.