DE1526775A1

DE1526775A1 - Starthilfe fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1526775A1
Application number: DE19661526775
Authority: DE
Inventors: Thomas Curzon
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1965-10-11
Filing date: 1966-09-21
Publication date: 1969-12-04
Also published as: BE687907A; SE321381B; DE1526775B2; GB1127454A; ES332420A1; FR1496021A

Description

C.A.V. Limited , 19. September 1966

Warple Way V

Acton ■■■-.
,London /England

Starthilfe für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Starthilfe für Brennkraftmaschinen, die mit einem elektrischen Heizelement versehen ist, welches in freio?Verbindung mit dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Starthilfe für Brennkraftmaschinen in einfacher und zweckdienlicher Weise so auszubilden, daß ein rasches Aufheizen des Heizelementes möglich ist, das Heizelement Jedoch gegen Ausglühen geschützt wird. ' . ; .

Pies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Stromkreis des elektrischen Heizelementes ein Widerstandselement angeordnet wird, dessen Widerstand mit ansteigender Temperatur stark ansteigt, so daß beim Anlegen einer Spannung der das elektrische Heizelement durchfließende Strom anfangs hoch ist und dann mit zunehmender Aufwärmung des Widerstandselementes abnimmt. ■

Vorzugsweise ist das Heizelement an dem einen Ende eines dünnwandigen Rohr ans atzBS gelagert. Der Rohransatz kann mit einem länglichen Gehäusekörper, in dem das Widerstandselement

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* liegt, in einem Stück verbunden oder an diesem befestigt sein. Andererseits kann der Rohransatz aber auch aus einem

■ Rohr bestehen, welches teilweise in den Gehäusekörper eingreif t. - - ■

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Widerstandselement von elektrischem Isoliermaterial umgeben, welches die Wärmeträgheit des Widerstandselementes erhöht.

In baulich vorteilhafter Weise liegt in dem Gehäuse- bzw. Rohransatz eine elektrisch leitfähige Stange, die an ihrem einen Ende mit dem einen Ende des Heizelementes verbunden ist, dessen.anderes Ende an dem aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Gehäuseansatz angeschlossen ist, während das andere Ende der Stange mit dem einen Ende des Widerstandselementes verbunden ist, wobei die Stange mittels einer geschmolzenen Glasfüllung im Abstand von dem Gehäuseansatz in diesem gelagert ist. Es empfiehlt sich, ein schraubenförmig gewundenes Widerstandselement zu verwenden, dessen nebeneinanderliegenden Windungen mittels eines elektrischen Isolierüberzugs gegeneinander isoliert sind.

Das elektrische Heizelement besteht aus einem Werkstoff, der gegenüber hohen Temperaturen sowie gegenüber Verbrennungsgasen widerstandsfähig ist. Vorzugsweise sind das Widerstandselement und das Heizelement aus einer Nickel-Eisenlegierung bzw. Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung gefertigt.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigen;

Fig. 1 eine Starthilfe gemäß der Erfindung im

Schnittj

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Pig. 2 . eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Starthilfe, ebenfalls im Schnitt.

Gemäß Fig. 1 ist ein länglicher Gehäusekörper Io vorgesehen, der im Inneren.eine Bohrung 11 aufweist, Das eine Ende des öehäusekörpers weist eine Querschnittsverbreiterung auf und hat eine von der Kreisform abweichende Umrißform, so daß ein Bolzenschlüssel σ.dgl. an diesem Ende des Gehäuses angesetzt werden kann. Seitlich neben dem verbreiterten Gehäuseabschnitt weist das Gehäuse am Außenumfang ein Gewinde auf, mit dem die Starthilfe in eine entsprechende Gewindebohrung in der Wand des Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine eingeschraubt werden kann. Eine Konusfläche 18 am Gehäuseumfang bildet mit einer entsprechenden Gegenfläche dieser Bohrung eine gasdichte Abdichtung. Das andere Ende des Gehäusekörpers weist einen mit dem Gehäuse in einem Stück gefertigten Rohransatz 12 mit einer dünnen Wandung auf, in dessen Ende ein spiralförmig gewundenes Heizelement 13 gelagert ist, welches aus einem Band einer Legierung gebildet ist. Das äußere Ende €es Heizelements ist mit dem Rohransatz verbunden, während das innere Ende des Heizelementes an eine elektrisch leitfähige Stange l4 angeschlossen ist, die sich längs durch die Bohrung des Rohransatzes hindurch erstreckt. Im Einbauzustand liegt das Heizelement mit den Rändern seiner Windungen zur Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine hin frei.

An dem einen Ende des Gehäusekörpers ist ein Anschlußstück mit einer Stange 15 gelagert, welche in die Gehäusebohrung hineinfaßt. Die Stangen 14 und 15 sind über ein Widerstandselement 16 miteinander verbunden, welches aus einem Werkstoff hergestellt ist, der im Vergleich mit dem Werkstoff des Heizelements einen hohen Teraperaturwiderstandskoeffizienten

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aufweist» Bei dem dargestellten Äusfünrungsbelspiel ist das Widerstandselement aus einer Nickel-Eisenlegierung und das Heizelement aus einer Eisen-Chrom-Aluminiumlegierung gefertigt.. ■/: . - - ;

Bei den dargestellten Äusführungsformen beträgt der Temperaturwiderstandskoeffizient des Heizelements 60 χ Io je ⁰C und derjenige des Widerstandselements 45 χ Ig" $e ⁰C, während der Kaltwiderstand der beiden Elemente bei 2o° C etwa o,4 Ohm bzw. o, 2 Ohm ist. Der für die Herstellung des Heizelementes verwendete Werkstoff ist gegenüber hohen Temperaturen sowie gegenüber dem Einfluß der Verbrennüngsgase widerstandsfähig. Der für das Widerstandselement verwendete Werkstoff wird keinen hohen Temperaturen unterworfen und braucht auch nicht gegenüber den Verbrennungsgasen beständig zu sein. ·

Die Bohrung in dem Gehäusekörper und in dem Gehäuseansatz ist mit einer Isolierung 17 aus pulvrigem Glas gefüllt, welche nach dem Einbringen aufgeschmolzen worden ist und die einerseits zur Halterung der Stangen 14 und 15 sowie des Widerstandselements 16 im Abstand zu der Wand der Bohrung sowie andererseits zur Abdichtung der Bohrung dient, so daß keine Gase aus der Verbrennungskammer über die Bohrung entweichen können» Die Windungen des Heizelements sind mittels eines Oxydüberzugs gegeneinander isoliert. Dieser Oxydüberzug ergibt sich aus dem Aluminiumgehalt der Legierung.

Wenn im Betrieb das Anschlußstück an eine Spannungsquelle, z.B. die Batterie des Fahrzeuges, mit dem die Brennkraftmaschine verbunden ist, angeschlossen wird> so erhitzt sich das Heizelement zunächst sehr rasch, da das Widerstandselement

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kalt und somit sein Widerstand gering, so daß das Heizelement / von einem hohen Strom durchflossen wird.

Das Widerstandselement beginnt sich dabei sofort zu erhitzen, wodurch sein Widerstand ansteigt. Dies führt dazu, daß die Stärke des durch das: Heizelement fließenden Stromes und damit die Leistungsaufnahme des Heizelements abnimmt. Das Heizelement kann sich daher sehr rasch erhitzen,, wobei jedoch die Gefahr einer Überhitzung und somit einer Selbstzerstörung ausgeschaltet ist.

Verringert sich die Speisespannung z.B. dadurch, daß der Anlassermotor der Brennkraftmaschine in Betrieb genommen wird, so führt dies zu einer Abkühlung des Widerstandselements bzw. zu einer Verringerung des Erhitzungsgrades desselben, so daß der.Stromwert des Heizelements im wesentlichen beibehalten und- eine TemperaturSchwankung des Heizelements weitgehend unterbunden wird.

Durch die Einbettung des Widerstandselements in der Glasisolierung wird seine Wärmeträgheit erhöht. Das Heizelement /$ wird lediglich von dem Ansatz 12 und der Stange ϋΛ gehalten; der Wärmeverlust während der anfänglichen Aufheizungsperiode ist daher gering. Da die Erhitzungsstelle sich somit auf den Bereich des Heizelements konzentriert, werden der Gehäusekörper Io und der Gehäuseansatz 12 keiner übermäßigen Erhitzung unterworfen, so daß eine Kohlenstoffbildung auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Hierdurch wird das Entfernen der Starthilfe aus der Bohrung des Zylinderkopfes erleichtert. Der Außenumfang des Gehäuseansatzes 12 kann gegebenenfalls mit einem Ablösemittel überzogen sein, um das Ausbauen der Starthilfe noch weiter zuerleichtern. Da der Göhäuseansatz

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,· fceinen stärkeren Erhitzungen unterworfen ist, kann ein Ab~ lösemittel Verwendung finden* welches lediglich gegenüber

'-· .niedrigen Temperaturen beständig ist. ;

; Bei Auftreten eines Fehlers an dem Heizelement wird der Strom-

fluß durch das Widern udselement begrenzt. Dadurch, daß das Widerstandselement auf die Temperatur der Wand der Verbrennungs· kammer empfindlich anspricht, wird die Aufheizungsperiode des Heizelementes reguliert.

Es versteht sich, daß der Rohransatz 12 unabhängig von dem Gehäusekörper hergestellt werden kann. In diesem Fall wird er im Inneren der Bohrung 11, z.B. durch Löten, befestigt. Der Rohransatz kann hierbei aus einem hitzebeständigen Material hergestellt werden, während für den Gehäusekörper ein.,-. billigerer Werkstoff verwendet werden kann*

Bei dem ÄusfÜhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist sowohl das Widerstandselement als auch das Heizelement im Inneren eines : Rohrkörpers 2o gelagert, der in dem Gehäusekörper befestigt ist* Die Füllung, welche das Widerstandselement im Abstand von dem Rohr hält, besteht aus einer mineralischen Isolierung. An einer Schulter der Gehäusewand stützt sieh eine Glasdiehtung 21 ab, die durch ümbördeln des Stirnrandes des Gehäuses in. diesem gehalten wird. Die Abdichtung trägt eine Ansehlußstange 22 mit einem Gewinde, auf dem eine Mutter sitzt. Die Stange ist ferner mit einer Bohrung versehen, in die der Ansohlußdraht des Widerstandselements eingelötet ist. Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Heizelement 13 mit einer Dichtung 23 aus Glas? θ * dgl. hinter legt* welche ein<> Entweichen der Gase!.aus der Verbrennungskammer durch das Rohr·hindurch /verhindert* _:

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Das Heizelement besteht aus einem spiralförmig gewundenen Bandmaterial. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, das Heizelement aus Draht herzustellen. Andererseits kann das Heizelement aber auch aus einem Band oder Draht schneckenförmig oder kegelig gewickelt sein. Die Windungen können einen Isolierüberzug erhalten, der aus einem Phosphat oder einem entsprechenden Überzug besteht.

Patentansprüche ϊ

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Claims

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Patentansprüche

Starthilfe für Brennkraftinasehinen, die mit einem elektrischen Heizelement versehen ist;, welches in freier Verbindung mit dem Verbrennungsraum; der Bremlkraftmaschine.steht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis des elektrischen Heizelementes (Ij)- ein. Widerstandseiement (l6) liegt, dessen Widerstand mit ansteigender Temperatur stark ansteigt, so daß beim Anlegen einer' Spannung der das elektrische Heizelement (13) durchfließende Strom anfangs hoch ist und dann mit zunehmender Erhitzung des ;Widerstandselementes (ΐβ) abnimmt.

2» Starthilfe nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß das ' Heizelement (Ij) an dem Ende eines dünnwandigen Rohransatzes (12) gelagert ist. ;,_ -\" .'ν \ V

Starthilfe nach Anspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz" (12) mit einem länglichen Gehäusekörper (lo) in einem Stück verbunden oder an diesem befestigt ist, in dem dasWiderstandselement (lö)liegt.

4. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet,daß das Widerstandselement (ΐβ) von elektrischem Isoliermateriai (17) umgeiien ist, welches die Wärmeträgheit des Wider standseleinentes erhöht.

Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohransatz (12). eine elektrisch leitfähige Stange (l4) liegt, die an ihrem einen Ende mit dem einen Ende des Heizelementes (I5) verbunden ist, dessen anderes Ende an dem aus,.elektrisch leitfähigem Material bestehenden

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Rohransatz angeschlossen ist, während das andere Ende der Stange (l4) mit dem einen Ende des Widerstandselements (l6) verbunden ist, wobei die Stange (l4) mittels einer geschmolzenen Glasfüllung (17) im Abstand von dem Rohransatz in diesem gehalten ist.

β. Starthilfe nach,einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (l6) schraubenförmig gewunden ist und die benachbarten Windungen mittels eines elektrischen Isolierüberzuges gegeneinander isoliert sind.

7, Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz.(12, 2o) einen Überzug aus einem Ablösemittel aufweist. -

8. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (13) aus einem Werkstoff besteht, der gegenüber hohen Temperaturen sowie gegenüber Verbrennungsgasen widerstandsfähig ist*

9. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (16) und das Heizelement (13) aus einer Nickel-Eisenlegierung bzw. Eisen-Chrom-Aluminiumlegierung gefertigt sind. · ·

Io. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (l6) in dem Rohransatz (2o) liegt/ '

- Io ORIGfHAL INSPECTED

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- Io -

1*1. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis lo_# dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (ΐβ) mittels einer mineralischen Füllung in dem Rohransatz (2o) gehalten ist und zwischen dem·Heizelement (13) und dem Widerstandselement (ΐβ) eine aus Glasschmelze bestehende Dichtung (23) angeordnet ist, wobei die genannte Füllung die Wärmeträgheit des Widerstandselements (ΐβ) erhöht.

12. Starthilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (2o) teilweise in den länglichen und hohlen Gehäusekörper (Io) eingreift.

13". Starthilfe na;oh einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (lo) an der dem Heizelement (13) abgewandten Seite durch eine Glasdichtung (21) verschlossen ist, die zugleich zur Halterung eines elektrischen Anschlusses (22) dient. -.

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