DE2360571C2

DE2360571C2 - Starthilfe im Brennraum einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2360571C2
Application number: DE19732360571
Authority: DE
Inventors: Brian Leslie Moseley Birmingham Miles; Dexter William Hall Green Birmingham Smith; Terence Leslie Erdington Birmingham Tombs
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1983-01-27
Also published as: BR7309595D0; AR203832A1; FR2245216A5; DE2360571A1; AU6304673A; GB1447964A; JPS4986732A; RO69653A; CA1016582A; IT1000208B; JPS5852124B2

Description

Die Erfindung geht aus von einer Starthilfe im Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Körper, der brennraumseitig von einem Boden abgedeckt ist, mit einem zwischen Körper und Boden angeordneten Heizelement, dem über eine vom Körper gehaltene Elektrode elektrischer Strom zum Erhöhen seiner Temperatur zuführbar ist, wobei das Heizelement ein elektrisch leitfähiges feuerfestes Bauteil aufweist, das aus einem Paar metallhaltiger äußerer Teile und einem dazwischen angeordneten schlecht leitenden Mittelteil besteht, gemäß FR 3 58 749.

Aus der FR 3 58 749 ist eine Glühkerze als Starthilfe für eine Brennkraftmaschine bekannt, die am Brennraum ein Heizelement aufweist, bei dem ein elektrisch schlecht leitendes Pulver verwendet wird, das sich in einer Metallkalotte befindet, die auf einen Körper aufgesetzt ist und in die von sehen des Körpers her eine Elektrode hineinragt Diese bekannte Anordnung hat aber den Nachteil, daß es aufgrund der pulvrigen Konsistenz dieses Heizelements zu Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit kommen kann, wenn sie mechanischen Erschütterungen ausgesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Starthilfe der bekannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die elektrischen Heizeigenschaften auch bei erheblichen mechanischen Erschütterungen, wie sie im Kraftfahrzeug üblicherweise auftreten, erhalten bleiben. Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen vorliegenden Merkmalen erfüllt. So wird eine konstante elektrische Leitfähigkeit und damit eine Unabhängigkeit von mechanischen Erschütterungen in der Weise sichergestellt, daß das Heizelement zwischen dem Boden und einer Elektrode der Starthilfe unter Druck permanent fest eingespannt ist wcbei das Heizelement aus gesinterter Metallkeramik besteht Durch Ausnehmungen oder Vorsprünge, die am Boden oder an der Elektrode vorgesehen sind und mit entsprechenden Vorsprängen oder Ausnehmungen am Heizelement zusammenwirken, wird dieses in der vorbestimmten Lage festgehalten.

Zweckmäßigerweise wird die Elektrode durch ein Gewindeelement gegen das Heizelement gedruckt, das in eine Gewindepartie des Körpers in solcher Weise eingreift daß eine bestimmte Kraft auf die Elektrode ausgeübt wird.

Alternativ wird die Elektrode durch Federmittel Zegen das Heizelement gedrückt.

Vorzugsweise ist auch der Körper leitend, wobei die Elektrode gegen den Körper isoliert ist.

Vorzugsweise ist der Körper hohl, und die Elektrode erstreckt sich durch den Körper im Abstand zu diesem, wobei mindestens ein Teil des Raums zwischen der Elektrode und dem Körper mit einem Dichtungsmaterial gefüllt ist, das im Betrieb einen Durchgang von Verbrennungsgasen durch den Körper verhindert.

Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Dichtungsmaterial um ein Epoxydharz oder um geschmolzenes Glas.

Vorzugsweise ist das Heizelement mit einem Widerstandselement elektrisch verbunden, das mit steigender Temperatur eine erhebliche Zunahme im

Widerstand seigt, derart, daß bei Verbindung der Starthilfe mit einer elektrischen Spannung der anfängliche Stromdurehfluß durch das Heizelement zum Erreichen einer schnellen Erwärmung des Heizelements groß ist und mit dem Erwärmen des Widerstandselemems als Folge des Durchflusses von Strom durch dieses der größer werdende Widerstand des Widerstandselements für eine Verringerung des Stromdurchflusses durch das Heizelement sorgt, derart, daß ein Oberhitzen des Heizelements verhindert wird.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Keramik der gesinterten Metallkeramik um ein Metalloxyd.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall der gesinterten Metallkeramik um Chrom und bei dem Metalloxyd um Aluminiuir.oxyd oder Chromoxyd

Vorzugsweise sind das Mittelteil und die beiden äußeren Teile zusammengepreßt und gesintert, derart, daß ein Verbundkörper gebildet wird

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall, das in jedem der beiden äußeren Teile enthalten ist, um das gleiche, und vorzugsweise auch um das gleiche wie das Metall, das in dem Mittelteil enthalten ist

Vorzugsweise enthält das äußere Teil etwes von der gleichen Keramik wie das Mittelteil, wobei das Verhältnis des Anteils von Metall zum Anteil der Keramik in jedem der äußeren Teile jedoch größer als in dem Mittelteil ist

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert In den Zeichnungen ist

F i g. 1 ein Schnitt durch eine Starthilfe nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 ein Schnitt durch eine Starthilfe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß F i g. 1 weist die Starthilfe im ersten Ausfiihrungsbeisniel einen hohlen, abgestuften zylindrisehen Körper 11 auf, der aus Flußstahl gefertigt ist und an seinen gegenüberliegenden Enden 12, 13 offen ist Der Körper 11 ist mit einem Innengewinde 14 an seinem Ende 12 versehen, und ferner ist er mit Außengewinde 15 zwischen seinen Enden versehen. Das Gewinde 15 dient zur Anordnung der Starthilfe in einer Bohrung mit Gegengewinde in der Wand des Zylinderkopfs eines Brennkraftmotors.

Axial durch den Körper 11 erstreckt sich ein Elektrodenstab 16, der aus Edelstahl gebildet ist, obgleich er auch aus Flußstahl gefertigt sein kann. An einem Ende steht der Stab 16 aus dem Ende 12 des Körpers 11 vor und ist mit einem außen sitzenden elektrischen Kupplungsstück 17 versehen, während am anderen Ende eine Partie 18 des Stabs sich aus dem so Ende 13 des Körpers 11 erstreckt und mit einer Schicht 19 aus Emaille versehen ist Die beschichtete Partie 18 sitzt im engen Sitz in einer Hülse 21, die aus Edelstahl gebildet ist und die am Körper U durch eine Kupferlötstelle angebracht ist, wobei die Emailleschicht ss 19 dazu dient, den Stab 16 gegen die Hülse 21 zu isolieren. Ferner ist die Emailleschicht 19 so angeordnet, daß sie sich in den Körper 11 bis zu einer Flußstahl-Druckmuffe 22 erstreckt, die an den Elektrodenstab 16 hartangelötet ist, so daß die Schicht 19 auch den Stab 16 gegen das Ende 13 des Körpers 11 isoliert.

Es versteht sich, daß als Alternative zu der dargestellten Anordnung die Partie 17 des Stabs 16 einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Hülse 21 haben könnte; in diesem Falle wird die Emailleschicht 19 durch eine Keramikröhre oder Isoliertuch ersetzt, und das freie Ende der Partie 17 ist mit einem Kopf versehen um das Isoliermittel zu halten.

Zu dem in Fig,I gezeigten Ausführungsbeispiel zurückkehrend, ist das freie Ende der Hülse 2t an den ringförmigen Rand eines becherförmigen Brückenelements 23 widerstandsangeschweißt Die Anordnung ist eine solche, daß der Boden 24 des Elements 23 im Abstand zu dem freien Ende 25 der Partie 18 des Elektrodenstabs 16 liegt und zwischen dem Ende 25 und dem Boden 24 ein zylindrisches Heizelement 26 eingefangen ist, das im einzelnen nachstehend beschrieben wird Um das Heizelement 26 in der vorgesehenen Lage zu orientieren, sind Ausnehmungen in das Ende 25 und in den Boden 24 eingeformt und die Enden des Heizelements 26 haben eine solche Form, daß sie jeweils in den Ausnehmungen aufgenommen werden, obgleich in diesem Ausführungsbeispiel das Heizelement nicht wirklich mit dem Element 23 und mit dem Stab 16 verbunden ist Es versteht sich jedoch, daß andere Arten der Orientierung des Heizelements 26 angewendet werden können, beispielsweise das Vorsehen von Ausnehmungen in dem jeweiligen Ende des Heizelements und komplementärer Vorsprünge am Ende 25 und am Boden 24. Ferner kann das heizelement 26 mit dem Ende 25 des Stabs 16 und/oder mi: dem Boden 24 des Elements 23 verbunden sein. Geeignete Methoden zur Herstellung solcher Verbindungen können ein Hartlöten und eine Diffusionsbindung sein, und beide Methoden werden nachstehend noch beschrieben.

Mit dem Innengewinde 14 steht eine mit Außengewinde versehene Muffe 27 aus Flußstahl im Eingriff, die eine Aluminiumoxidröhre 28 gegen die Muffe 22 über eine Stahl- oder Aluminium-Dichtscheibe 29 hält Zweckmäßigerweise ist eine weitere Scheibe 31 aus Asbest oder Fiberfarax zwischen die Scheibe 29 und die Röhre 28 geschaltet wobei sich die Röhre 28, die Scheibe 29 und gegebenenfalls die Scheibe 31 um den Elektrodenstab 16 erstrecken, jedoch im Abstand dazu liegen. Ferner ist die Muffe 27 mit einem Schlitz 27a versehen, der zur Aufnahme eines Schraubenziehers vorgesehen ist und sie wird so in die Partie 14 eingeschraubt daß die Röhre 28 gegen dit Druc^muffe 22 gedrückt wird, die natürlich am Elektrodenstab 16 angebracht ist Der Elektrodenstab 16 wird also in Richtung auf das Kontaktelement 23 gedrückt, so daß das Heizelement 26 zwischen dem Elektrodenstab 16 und dem Kontaktelement 23 zusammengedrückt und mit diesen Teilen in einen körperlichen und elektrischen Kontakt gedrückt wird. In einem praktischen Ausführungsbeispiel wird der Elektrodenstab 16 durch die Muffe 27 so belastet, daß eine Druckkraft zwischen 7,5 und 300 nm/m² auf das Heizelement 26 ausgeübt wird. Wenn die Muffe 27 in den Körper 11 um den erforderlichen Betvag eingeschraubt worden ist, wird der Raum zwischen dem Elektrodenstab 16 und der Muffe 27, der Scheibe 29 und der Röhre 28 mit einer F.po\y*!harz-Dichtmasse 32 gefüllt Die Masse 32 isoliert natürlich den Elektrodenstab 16 gegen die Muffe 27 und die Scheibe 29, und sie verhindert außerdem ein Entweichen von Verbrennungsgasen durch das Ende 12 des Körpers.

Das Heizelement 26 hat die Form eines gesinterten, elektrisch leitenden, als Verbundkörper ausgebildeten feuerfester! Blocks und besteht aus zwei Endpartien 33, 34 und einer Mittelpartie 35. Die Endpartie 33, ?A bilden die elektrischen Kontakte des Heizclements und bestehen aus gesintertem Chrompulver, das mit etwas Chromnvidpulver gemischt ist, um eine Lamellien'ng ?.u verhindern. Die Mittelpartie 35 bildet den Hochwiderstandsteil des Heizelements und besteht aus gesintertem

Chromoxid, das mil etwas Chrompulver gemischt ist. um Hie Partie 35 leitend zu machen.

Das Heizelement 26 wird dadurch hergestellt, daß zunächst Chrommetallpulver naß kugelgemahlen wird, und zwar für die Dauer von 2'/.? Stunden, um die mittlere Fisher-Partikelgröße des Pulvers auf zwischen ein und neun Mikron zu reduzieren. Das Pulver wird dann getrocknet und gesiebt und in eine wäßrige Schlämme mit Chromoxidpulver überführt, das zuvor getrocknet und gesiebt wurde und eine mittlere Fisher-Partikelgröße von 0,7 Mikron hat. Die Schlämme wird so eingestellt, daß sie 50 Vol.-°/o des Chrompulvers und 50 Vol.% des Chromoxidpulvers enthält, und sie wird in einem Z-Blatt-Mixer mit 2 Gew.-% eines Binders gemischt. Der Mixer wird mit einem Heizmantel ausgestattet, so daß nach dem Mischen die Schlämme getrocknet werden kann, um ein innig gemischtes Pulver zu bilden, das dann zunächst durch ein 500-Mikron-Sieb und dann durch ein 250-Mikron-Sieb geleitet wird. Der Teil des Gemisches, der von dem letzteren Sieb zurückgehalten wird, wird gesammelt und in einem Ofen erhitzt, um sicherzustellen, daß das Pulver vollkommen trocken ist und frei fließt. Das Pulvergemisch wird zur Herstellung der Endpartien 33, 34 des Heizelements verwendet. Das gleiche Verfahren wird wiederholt, um das Pulvergemisch herzustellen, das für die Mittelpartie 35 benotigt wird, aber in diesem Fall wird die Schlämme so eingestellt, daß sie 24 Vol.-% des Chrompulvers und 76 Vol.-% des Chromoxidpulvers enthält. s

Beide Ansätze des Pulvergemisches werden dann mit 0,5 Gew.% Magnesiumstearat durch Trockenrollmischen geschmiert, und daraufhin werden 0.03 g des Gemisches mit dem hohen Chromgehalt in einen zylindrischen Formraum mit einem Durchmesser von i 3 mm in einem gehärteten Stahischwcbegesenk eingeführt. Das Gesenk wird so angeordnet, daß die Achse des Formraums vertikal liegt, und die Probe des Gemisches mit eiern hohen Chromgchalt wird auf einen ersten Stempel gegossen, der 3 mm vom oberen Ende » des Gesenks entfernt liegt. Die Anordnung ist eine solche, daß das Pulvergemisch dann den Raum über dem ersten Stempel füllt, und nach Entfernung des überschüssigen Pulvers wird der erste Stempel um eine Strecke von 7.5 mm gesenkt. Eine Probe von 0,06 g des ■* Gemisches mit dem hohen Chromoxidgehalt wird dann in das Gesenk in dessen Formraum eingeführt, um den Raum über dem bereits vorhandenen Pulver zu füllen. und daraufhin wird eventuell überschussiges Pulver entfernt, und der erste Stempel wird um weitere 3 mm '>' gesenkt. Eine weitere Probe von 0.03 g des Gemisches mit dem hohen Chromgehalt wird dann in den Formraum eingeführt, und das entstehende Dreischichtengemisch wird zwischen dem ersten Stempel und einem zweiten Stempel mit einer Last von 550 nm/m² 5ϊ gepreßt. Jeder Stempel ist an seiner Räche ausgespart, die auf das Pulvergemisch zeigt, so daß der durch das Pressen hergestellte Rohling die Vorsprünge hat, die für eine Orientierung des fertigen Heizelements 26 in der Starthilfe erforderlich sind. In einem Ausführungsbei- ^tJ> spiel hai die Aussparung in jedem Stempel konische Form, wobei der eingeschlossene Winkel des Kegels 140" beträgt.

Nach Entnahme aus dem Formraum wird der Rohling in einer trockenen, sauerstofffreien Argonatmosphäre ""> mit einer Geschwindigkeit von 300°C pro Stunde erhitzt, bis eine Temperatur von 1400¹C erreicht ist. Der Preßling wird eine Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten, und dann läßt man ihn abkühlen. Der vollständige Erhitzungs- und Abkühlungsvorgang dauert 11 Stunden. Der entstehende gesinterte Block hat 94% der theoretischen Dichte und weist einen Widerstand zwischen 0,11 und 0,19 Ohm auf. Indem jedoch der Anteil der Pulvergemische geändert wird, die verwendet werden, um den ungebrannten Preßling zu erzeugen, ist es möglich, gesinterte Blöcke zu erhalten, die Widerstände zwischen 0,1 und 0,7 Ohm haben. Schließlich wird der Block spitzenlos geschliffen, so daß das benötigte Heizelement 26 entsteht, das ei.ien Durchmesser von 2 mm und einen Widerstand zwischen 0,12 und 0,20 Ohm hat. Eine Änderung in der Zusammensetzung des ungebrannten Rohlings ermöglicht jedoch, wie gesagt, ein Erreichen anderer Widerstandswerte, so daß durch Arbeiten mit den vorstehend beschriebenen Methoden die Möglichkeit gegeben ist. Heizelemente herzustellen, die Widerstände zwischen 0,1 und 1.2 Ohm haben.

Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebene Methode für die Herstellung des Heizelements 26 auf verschiedene Weise abgewandelt werden kann, beispielsweise dadurch, daß die Menge an Chromoxidpulver in den Endpartien 33, 34 geändert wird. In einer solchen Abwandlung werden die Endpartien 33, 34 aus einem Gemisch hergestellt, das 80 Vol.-% Chrompulver und 20 Vol.-% Chromoxidpulver enthält, wobei das Gemisch in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wird. Es ist jedoch möglich, das Chromoxid in den Endpartien 33, 34 wegzulassen oder das Chromoxid durch eine andere Metalloxidkeramik wie Aluminiumoxid zu ersetzen. Beispielsweise kann ein befriedigendes Heizelement hergestellt werden, bei dem das Pulvergemisch, das verwendet wird, um die Endpartien 33,34 zu bilden, aus 90 Vol.-% Chrompulver und 10 Vol.-% Aluminiumoxidpulver besteht, wobei das Chrompulver jenes ist. das vorstehend eingesetzt worden ist. jedoch 24 Stunden lang gemahlen wird, um eine Partikelgröße zwischen 0,65 und 1.5 Mikron zu erhalten, wobei es sich bei dem Aluminiumoxidpulver um das feinkörnige Material handelt, das mit einer Partikelgröße von 0.03 Mikron geliefert wird. Zufriedenstellende Ergebnisse werden jedoch auch erreicht, wenn die Endpartien 33,34 allein aus dem Chrompulver bestehen, das im vorstehenden Beispiel verwendet worden ist.

In einer weiteren Abwandlung des Heizelements 26 sind die Endpartien 33, 34 weggelassen, so daß das Heizelement ganz aus dem Gemisch mit dem hohen Chromoxidgehalt besteht, das verwendet wird, um die Partie 35 im vorstehenden Beispiel herzustellen. Die Herstellung des Gemisches mit dem hohen Chror~oxidgehalt kann dann wie vorstehend vorangehen, obgleich auch zufriedenstellende Ergebnisse erzielt worden sind, wenn das eingesetzte Chrompulver 48 Stunden lang gemahlen worden ist, um die Partikelgröße auf 0.5 Mikron zu verringern. Es hat sich in dieser weiteren Abwandlung jedoch als wünschenswert erwiesen, das Sintern in Gegenwart einer chromreichen Atmosphäre durchzuführen, um einen Verlust von Chrom aus dem Gemisch während des Sintems zu minimaiisieren.

Darüber hinaus kann die Zusammensetzung des Gemisches, das verwendet wird, um die Partie 35 des Heizelements 26 herzustellen, dahingehend abgewandelt werden, daß der spezifische Widerstand des Gemisches nach dem Sintern zwischen 10 und 0,01 Ohm/cm bei Raumtemperatur ist um spezifische Widerstandswerte innerhalb des erforderlichen Be-

reichs für Gemische zu erhalten, die aus Chrom- und Chromoxidpulvern bestehen, wird vorzugsweise sichergestellt, daß der Chromgehalt zwischen 23 und 25 Vol.-% liegt, obgleich zufriedenstellende Ergebnisse auch erreicht we. den können, wenn Gemische verwendet werden, die zwischen 19 und 35 Vol.-% Chrom enthalten. In einer solchen Abwandlung enthält das Gemisch 23 Vol.-% Chrompulverund 77 Vol.-°/oChromoxidp.-iver, wobei die Zusammensetzung des Rests des Heizelements ansonsten ebenso wie das Verfahren zur ^l( Herstellung des Elements dem vorstehenden Beispiel entsprechen. Bei dieser Anordnung ist es möglich, einen gesinterten Block herzustellen, der einen Widerstand zwischen 0,2 und 1.2 Ohm hat, ferner ein fertiges Heizelement mit zwischen 0,4 und 2,0 Ohm. In einer ' weiteren Abwandlung wird das Chromoxidpulver in dem Gemisch, das verwendet wird, um die Mittelpartie 35 des vorstehenden Beispiels herzustellen, durch Aluminiumoxidpulver ersetzt, und ferner wird das pntctphpnrlp Piiivpr 7iir Rilrliino *!ρς crpcamtpn Hpivplp-

ments verwendet, so daß die IZndpartien 33,34 entfallen. Es hat sich wiederum als wünschenswert erwiesen, das Sintern in einer chromreichen Atmosphäre durchzuführen, um den Verlust von Chrommetall bei der Sintertemperaturauf ein Minimum zu reduzieren. ²^

Bei der vorstehend beschriebenen Starthilfe kann es sich in bestimmten Fällen als wünschenswert erweisen, das Heizelement in Reihe mit einem Widerstandselement (nicht dargestellt) mit einem hohen Temperaturwiderstandskoeffizienten im Vergleich zu dem des ⁱⁿ Heizelements zu schalten. Das Widerstandselement würc¹.· außerhalb des Körpers 11 angeordnet, und das würde bedeuten, daß dann, wenn im Betrieb der Elektrodenstab 16 mit der elektrischen Spannung verbunden ist, das Heizelement 26 anfänglich schnell '"' erhitzt wird, und zwar auf Grund der Tatsache, daß das Widerstandselement, das kalt ist. einen geringen Widerstand ha:, so daß ein starker Strom durch das Heizelement fließt. Das Widerstandselement erwärmt sich jedoch schnell, was zur Folge hat, daß dessen ⁴ⁿ Widerstand größer wird, um damit die Stromstärke zu verringern, die durch das Heizelement geht. Das Vorsehen des Widerstandselements dient also dazu, ein Überhitzen des Heizelements 26 zu verhindern.

Als Alternative zur vorstehend beschriebenen Anord- '*■ nung kann das Heizelement 26 durch Drücken der Hülse 21 und des Körpers 11 gegeneinander unter Druck gesetzt werden, während diese miteinander hartverlötet werden, wobei der Elektrodenstab 16 und die Muffe 27 ortsfest gehalten werden. Bei einer solchen Alternative ^v> wird zweckmäßigerweise eine Schmelzglasdichtung zwischen der Emailleschicht 19 und dem Körper 11 gebildet, ehe das Hartverlöten erfolgt, um ein Eindringen von Verbrennungsgasen in den Körper 11 vom Ende 13 desselben zu verhindern, wenn die " Starthilfe in eine Brennkraftmaschine eingesetzt wird.

In einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Starthilfe ist das Heizelement 26 mit dem Brückenelement 23 und/oder mit der Endpartie 18 des Elektrodenstabs 16 durch Hartverlöten verbunden. Eine geeignete ^ω Lötlegierung ist jene, die aus Nickel mit 19Gew.-% Chrom und 1OGew.-°/o Silizium besteht, wobei unter Verwendung dieser Legierung das Hartverlöten bei 1200⁰C im Vakuum mit 10—· Torr vorgenommen wird. Eine andere geeignete Legierung ist die, die aus Nickel mit 6,5Gew.-% Chrom, 3Gew.-% Bor, 4,5 Gew.-% Silizium, 2,5Gew.-% Eisen und bis zu 0,006 Gew.-% Kohlenstoff besteht, wobei diese Legierung bei einer

65 Temperatur von I050°C wiederum bei einem Vakuum von IO~⁴ Torr eingesetzt wird. Eine andere geeignete Legierung ist die, die aus Nickel mit 3 Gew.-% Bor. 4,5Gew.-% Silizium und bis zu 0,06Gew.-% Kohlenstoff besteht und die ebenfalls bei 1050⁰C und bei einem Vakuum von I0-⁴ Torr verwendet wird. Es versteht sich ferner, daß jede der vorsieherd beschriebenen Legierungen bei etwa 1000°C schmelzen, was erforderlich ist, weil das Heizelement der Starthilfe bei einer Temperatur von 900⁰C arbeiten soll. Ferner ist jede der Legierungen so eingestellt, daß sie mindestens 2% Silizium enthält, weil es festgestellt worden ist, daß die Legierung das Heizelement nicht benetzt, wenn der Siliziumgehalt unter diesen Wert abfällt.

In einer weiteren Abwandlung der vorstehend beschriebenen Starthilfe ist das Heizelement 26 mit dem Ende des Elektrodenstabs 16 und mit dem Brückenelement 23 durch Diffusionsbindung verbunden. Das wird dadurch erreicht, daß die Einzelteile in eine Vakuumkammer ^CPse'.?i vuprrlpn iinr) das Ende 25 und das Brückenelement in körperlichen und elektrischen Kontakt mit den jeweiligen Endpartien des Heizelements 26 gedrückt werden. Die Vakuumkammer wird dann unter Vakuum gesetzt, und Strom von einer Gleichstromquelle wird zwischen dem Elektrodenstab 16 und dem Element 23 durch das Heizelement geleitet, um den Verband zu erhitzen. Die Anordnung ist eine solche, daß die Temperatur des Verbands dadurch auf einen solchen Wert gebracht wird, daß die Diffusion /on Metall zwischen dem Stab 16, dem Element 26 und dem Element 23 hervorgerufen wird, so daß das Element 23 und der Stab 16 mit dem Element 26 diffusionsverbunden werden. In einem praktischen Ausführungsbeispiel sind zufriedenstellende Verbindungen erreicht worden, wenn ein Strom in einer Stärke von 10 Ampere zwischen der Elektrode 16 und dem Element 23 für die Dauer von bis zu acht Minuten floß, wobei die Vakuumkammer auf ein Vakuum von 10-⁴ Torr gebracht wurde. Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebene Diffusionsverbindungsmethode nur mit Heizelementen mit metal'reichen Endpartien angewendet werden kann.

Gemäß der Darstellung in F i g. 2 ist zu sehen, daß die Starthilfe des zweiten Ausführungsbeispiels der vorstehend beschriebenen ähnlich ist Wo Einzelteile des zweiten Ausführungsbeispiels Einzelteilen der Starthilfe des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind diese Einzelteile mit den gleichen Bezugszahlen wie im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bezeichnet. Wie zu sehen ist, ist der Elektrodenstab 16 im zweiten Ausführungsbeispiel jedoch in zwei Teilen 16a, 166 ausgebildet, und zwischen den Teilen ist ein Aluminiumoxidstab 41 eingeschlossen, um innerhalb der Röhre 28 zu sitzen. Um den Stab 41 ist ein wendeiförmiges Widerstandselement 42 gewickelt, das an seinem Ende mit dem Teil 16a bzw. 166 des Elektrodenstabs widerstandsverschweißt ist Wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist das Widerstandselement 42 so eingerichtet, daß es einen hohen Temperaturwiderstandskoeffizienten im Vergleich zu jenem des Heizelements 26 hat so daß im Gebrauch das Widerstandselement 42 dazu dient, ein Oberhitzen des Elements 26 zu verhindern.

Im zweiten Ausführungsbeispiel wird das Heizelement 26 wiederum zwischen dem Elektrodenstab 16 und einem becherförmigen Brückenelement 23 zusammengedrückt obgleich das Zusammendrücken hier durch eine Federscheibe 43 bewirkt wird, die zwischen der

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Röhre 28 und einer Gewindemuffe 27 sitzt. Scheiben 44, nun erforderlich sicherzustellen, daß cüe Dichtmasse 32

45 aus Asbest oder Fiberfrax sind zwischen die Scheibe nicht mit der Scheibe 43 in Kontakt gelangt, da das

33 und die Röhre 28 geschaltet bzw. die Gewindemuffe natürlich die Finktion der Scheibe stören wird. Die

27, und wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Scheibe 43 ist also so eingerichtet, daß sie stramm auf

Raum zwischen dem Elektrodenstab 16 und der Muffe ■> dem Stab 16 sitzt, und das Gewinde an der Muffe 27 ist

27 mit Epoxydharz-Dichtmasse 32 gefüllt. Es ist jedoch mit Lectite beschichtet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Starthilfe im Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Körper (11), der brennraumseitig von einem Boden (24) abgedeckt ist und mit einem zwischen Körper (ti) und Boden (24) angeordneten Heizelement (26), dem über eine vom Körper (11) gehaltene Elektrode (16) elektrischer Strom zum Erhöhen seiner Temperatur zuführbar ist, wobei das Heizelement (26) ein elektrisch leitfähiges feuerfestes Bauteil aufweist, das aus einem Paar metallhaltiger äußerer Teile (33, 34) und einem dazwischen angeordneten schlecht leitenden Mittelteil (35) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (26) zwischen Boden (24) und Elektrode (16) unter permanentem Druck eingespannt ist, wobei am Boden (24) und an der Elektrode (16) Ausnehmungen oder Vorspränge vorgesehen sind, die mit entsprechenden Vorsprängen oder Ausnehmungen am Heizelement (26) zusammenwirken und daß das Heizelement (26) aus gesinterter Metallkeramik besteht

2. Starthilfe nach Anspruch }, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik ein Metalloxid ist

3. Starthilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Cermets Chrom ist und daß das Metalloxid Aluminium- oder Chromoxid ist.

4. Starthilfe nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Metall zu Keramik in den äußeren Teilen (33,34) das Heizelement (26) größer ist als im Mittelteil (35) des Heizelements.

5. Starthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (26) zwischen dem Ende (25) eines elektrisch leitenden Elektrodenstabes (16) und dem Boden (24) eines elektrisch leitenden Kontaktelements \J3) angeordnet ist, wobei das Ende (25) und der Boden (24) Ausnehmungen aufweisen, die mit entsprechenden Vorsprängen an den äußeren Teilen (33,34) zusammenpassen, um einen guten Sitz des Heizelements (26) zu gewährleisten.

6. Starthilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode sich innerhalb d°.s Körpers (11) im Abstand zu diesem befindet, wobei mindestens ein Teil des Raumes zwischen der Elektrode (16) und dem Körper mit einem Dichtungsmaterial (32) gefüllt ist, das im Betrieb einen Durchgang von Verbrennungsgasen durch den Körper (11) verhindert.

7. Starthilfe nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (16) in zwei Teile (16/1 und 165,J geteilt ist, wobei ein Teil (16ß,Jmitdem Heizelement (26) zusammenwirkt und daß Federmittet (43) zum Vorspannen dieses Teils (16ß;vorgesehensind.

8. Starthilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstandselement (42) die zwei Teile der Elektrode (16) verbindet, das mit steigender Temperatur eine erhebliche Zunahme im Widerstand zeigt, in der Art, daß bei der Verbindung der Starthilfe mit einer elektrischen Spannung der anfängliche Stromdurchfluß durch das Heizelement (26) zum Erreichen einer schnellen Erwärmung des Heizelements (26) groß ist und mit dem Erwärmen M des Widerstandselementes (42) als Folge des Durchflusses von Strom durch dieses der größer werdende Widerstand des Widerstandselementes

(42) für eine Verringerung des Stromflusses durch das Heizelement (26) sorgt, so da& ein Oberhitzen des Heizelements (26) verhindert wird.