DE2647926A1

DE2647926A1 - Starthilfe fuer dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2647926A1
Application number: DE19762647926
Authority: DE
Inventors: Richard Patrick Knowles
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1977-04-28
Also published as: SE415125B; FR2328856A1; FR2328856B1; JPS6020653B2; US4292934A; GB1565194A; DE2647926C2; ES452581A1; SE7611667L; IT1073089B; SU1037847A3; JPS5253154A

Description

L 66 P 132 + GmH

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED

Great King Street, Birmingham, England

Starthilfe für Dieselbrennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Starthilfe für Dieselbrennkraftmaschinen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine solche Starthilfe, die im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebaut ist, so daß sich der Heißteil der Starthilfe im Brennraum der Brennkraftmaschine befindet. Die Starthilfe weist ein spiralförmig gewickeltes Heizelement aus einem leitenden Streifenmaterial innerhalb und nahe dem einen Ende eines rohrförmigen Bauteiles auf, wobei das äußere Ende des Heizelementes elektrisch leitend mit dem rohrförmigen Bauteil verbunden ist, während das innere Ende des Heizelementes elektrisch leitend mit einer sich in dem rohrförmigen Bauteil erstreckenden Stange aus leitfähigem Material verbunden ist.

Eine Ausführungsform einer Starthilfe ist in der GB-PS 1127454 beschrieben. Wesentlich ist für eine solche Starthilfe, daß sie eine lange Lebensdauer hat. Während des Betriebes sind das Heizelement und das entsprechende Ende des rohrförmigen Teiles der Temperatur

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und den atmosphärischen Verhältnissen des Brennraumes ausgesetzt, und sie sind außerdem den Schwingungen der Brennkraftmaschine unterworfen. Außerdem steigt die Temperatur des Heizelementes während des Anlassens der Brennkraftmaschine und des Betriebes der Starthilfe sehr rasch sehr stark an. Diesen Umständen muß Rechnung getragen werden, wenn die Starthilfe eine lange Lebensdauer haben soll.

Es hat sich gezeigt, daß das Heizelement der Starthilfe gemäß der genannten GB-PS unter bestimmten Einsatzbedingungen brechen kann mit dem Ergebnis, daß die Starthilfe ihre Aufgabe nicht länger erfüllen kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Starthilfe der genannten Gattung, die den geschilderten Anforderungen in zweckmäßiger Weise entspricht und die trotz der geschilderten schwierigen Einsatzbedingungen eine lange Lebensdauer haben kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das mit dem rohrförmigen Bauteil verbundene Ende des streifenförmigen Heizelementes senkrecht zur Ebene des Heizelementes erstreckt und daß dieser Teil

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des Heizelementes an seinem oder nahe seinem freien Ende mit dem rohrförmigen Bauteil oder dem Grundkörper der Starthilfe verbunden ist, und zwar an einer vom Heizelement entfernt liegenden Stelle.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal bestehen der senkrecht zum eigentlichen Heizelement verlaufende Streifenabschnitt und das eigentliche Heizelement aus einem kontinuierlich fortlaufenden Streifen, der am Übergang vom eigentlichen Heizelement zum senkrecht dazu verlaufenden Streifenabschnitt entsprechend umgebückt ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal erfolgt das ümbücken bzw. Falten so, daß sich der senkrecht zum eigentlichen Heizelement verlaufende Streifenabschnitt von der Außenseite des äußeren Endes des Heizelementes aus erstreckt, die Außenseiten des Streifens im Bereich der Faltung aufeinanderliegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigen

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Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch die erfindungsgemäße Starthilfe,

Fig. 2 in einer größeren Darstellung die Ansicht auf einen Teil der Starthilfe während ihrer Fertigung und

Fig. 3 in größerer Darstellung und im Schnitt einen Teil einer modifizierten Ausführungsform der erfindungsgemaßen Starthilfe.

Die Starthilfe weist einen zylindrischen Grundkörper 10 mit einer Längsbohrung 11 auf. Am einen Ende ist der Grundkörper verdickt und mit einem nicht kreisrunden Außenumfang ausgeführt, um das Angreifen eines Schraubenschlüssels oder eines sonstigen Werkzeuges zu ermöglichen. Nahe diesem Ende ist der Grundkörper mit einem Gewindeabschnitt versehen, mit dem die Starthilfe in eine Gewindebohrung des Gehäuses des Zylinderkopfes eingeschraubt werden kann. Das andere Ende des Grundkörpers ist konisch ausgebildet, und dieses Teil 12 des Grundkörpers bildet im Zusammenwirken mit einem entsprechenden Sitz der entsprechenden Bohrung des Zylinderkopfes eine gasdichte Dichtung.

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Das dem verdickten Ende abgekehrte Ende der Bohrung 11 bildet einen Sitz für das rohrförmige Bauteil 13, das in dem Sitz eingelötet oder sonst in geeigneter Weise dort befestigt ist. üblicherweise besteht das rohrförmige Bauteil 13 aus einer hitzebeständigen Legierung.

Innerhalb des Rohres 13 und nahe seinem freien Ende ist ein Heizelement 14 eingesetzt/ das in Fig. 2 in größerer Darstellung, in Fig. 1 im eingebauten Zustand gezeigt ist. Das Heizelement 14 besteht aus einem spiralförmig aufgewickelten widerstandsfähigen Streifen, und sein inneres Ende ist mit einer Stange 15 aus leitendem Material verbunden, die durch das Rohr 13 hindurch in die Bohrung 11 ragt. Das Heizelement 14 wird von einer unterhalb des Heizelementes angeordneten Keramikscheibe 16 getragen. Der Innenraum des Rohres 13 und die Bohrung 11 sind mit einem elektrisch isolierenden Material, üblicherweise Glas, ausgefüllt, so daß eine gasdichte Dichtung im Inneren der Starthilfe gegeben ist.

Das in der Bohrung 11 liegende Ende der Stange 15 ist mit dem einen Ende eines Widerstandselementes 17 verbunden, das um einen isolierenden Träger 18 gewickelt ist.

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Das andere Ende des Widerstandselementes 17 ist mit einer weiteren Metallstange 19 verbunden, die sich aus der Bohrung 11 heraus erstreckt und eine Anschlußklemme aufweist. Die Stange 19 ragt durch eine weitere Keramikscheibe 20, die dadurch in dem Grundkörper gehalten ist, daß sie in einer Ringnut liegt, oder daß ihr und dem Grundkörper eine entsprechend wirkende Klemmverbindung zugeordnet ist. Das Widerstandselement 17 ist mit der Stange 18 ebenso wie die Stange 19 in ihrer Lage innerhalb des Grundkörpers bzw. der Bohrung 11 durch die eingeschmolzene Glasfüllung gehalten.

Das äußere Ende des Heizelementes 14 ist mit dem Rohr 13 elektrisch leitend verbunden, und der das Heizelement bildende Streifen aus leitendem Material ist auf einer Seite oder beiden Seiten mit einem isolierenden überzug versehen.

Die Temperaturkoeffizienten des Widerstandes des Heizelementes und des Widerstandselementes sind in Übereinstimmung mit den tatsächlichen Widerstandswerten so gewählt, daß wenn die Starthilfe mit einer Stromquelle verbunden ist, das Heizelement 14 sehr schnell erhitzt wird dank der Tatsache, daß das Widerstands-

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element 17 im kalten Zustand einen geringen Widerstand hat und deshalb durch das Heizelement ein hoher Strom fließt. Sobald das Widerstandselement 17 warm zu werden beginnt, wird sein Widerstand ansteigen, und der Stromfluß durch das Heizelement wird reduziert. Die Reduktion des Stromflusses bedeutet, daß die in dem Heizelement vernichtete Energie reduziert wird, so daß einerseits das Heizelement sehr rasch aufgeheizt, andererseits die Gefahr einer überhitzung, die zu einer Zerstörung des Heizelementes führen würde, sehr verringert wird.

Wie bereits erwähnt,, weist das Heizelement einen spiralförmig gewickelten Streifen auf, der vor der Herstellung der Wicklung an der Stange 15 befestigt worden ist. Nach dieser Befestigung wird der Streifen spiralförmig aufgewickelt und nach Erreichen der gewünschten Größe wird der glatt bzw. gestreckt bleibende Streifenabschnitt 21 um sich selbst gefaltet, so daß der gestreckt bleibende Streifenabschnitt 21 senkrecht zur Ebene des Heizelementes 14 verläuft. Dieser Streifenabschnitt läuft zunächst an der Außenseite des Heizelementes entlang und erstreckt sich dann über das Heizelement hinaus parallel zur Längsachse der Starthilfe. Das freie Ende des Streifenabschnittes 21 ist dann,

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beispielsweise durch Schweißpunkte 22 an äem Ende des Rohres 13 befestigt, das dem Ende mit dem eigentlichen Heizelement 14 abgekehrt ist (Fig. 2). Diese Schweiß- oder entsprechende Verbindung wird ausgeführt, ehe das Rohr 13 in den Sitz des Grundkörpers eingeführt und mit diesem verbunden worden ist und nachdem das spiralförmig gewundene Heizelement 14 in das äußere Ende des rohrförmigen Bauteiles 13 eingesetzt worden ist.

Zweckmäßigerweise wird der Abschnitt 21 gemäß Fig. so umgebückt, daß die Innenseite des Streifens nach außen zu liegen kommt, weil dann bei entsprechend gewählter Abmessung der Keramikscheibe 16 diese am Außenumfang nicht abgeflacht sein muß, um den Abschnitt 21 hindurchführen zu können. Wird der Streifen jedoch entgegengesetzt gefaltet, so daß er mit seiner Innenseite auf der Außenseite des Heizelementes aufliegt, dann muß die Keramikscheibe am Außenumfang abgeflacht sein, um beim Einsetzen der Scheibe 16 unzulässige Spannungen im Bereich des äußeren Endes des Elementes zu vermeiden. Die Hauptaufgabe der Keramikscheibe ist es, das geschmolzene Glas beim Einfüllen in die Bohrung 11 und das Bauteil 13 daran zu hindern, in das

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Heizelement 14 einzudringen. Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann das freie Ende des Rohres 13 um ein geringes Maß eingezogen werden, um das radiale Spiel zwischen dem Rohr 13 und dem Heizelement 14 einstellen zu können. Ist das geschehen, dann ist das Heizelement sicherer im Ende des rohrförmigen Bauteiles 13 gehalten.

Bei einer alternativen Lösung wird das Ende 21 des Streifens am rohrförmigen Bauteil 13 oder am Grundkörper 10 befestigt, während das rohrförmige Bauteil in den Grundkörper 10 eingelötet wird. Im ersten Ausführungsbeispiel ist das äußere Ende des Heizelementes 14 unmittelbar mit dem rohrförmigen Bauteil verbunden, während beim zweiten Ausführungsbeispiel das Heizelement indirekt über den Grundkörper mit dem rohrförmigen Bauteil verbunden ist.

Wie bei der bekannten Starthilfe kann sowohl der Grundkörper als auch das rohrförmige Bauteil mit einer Umhüllung aus einem Lösemittel versehen sein, um sie, wenn erforderlich, in ihrer Gesamtheit aus der Bohrung der Brennkraftmaschine, der die Starthilfe zugeordnet ist, lösen zu können. In manchen Fällen ist es notwendig,

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einen Adaptor vorzusehen, der in die Bohrung der Brennkraftmaschine eingesetzt ist und in den seinerseits die Starthilfe eingesetzt ist. Dieser Adaptor kann so ausgebildet sein, daß die Starthilfe während ihrer Betriebszeit gekühlt wird, um ihre Lebensdauer zu verlängern .

Um die Starthilfe bzw. das Heizelement schneller auf die Betriebstemperatur bringen zu können, kann die thermische Trägheit der Starthilfe im Bereich des Heizelementes reduziert werden. Zu diesem Zweck kann gemäß Fig. 3 das freie Ende des rohrförmigen Bauteiles 13 mit einem reduzierten Außendurchmesser versehen werden. Das hat den weiteren Effekt, daß das Heizelement und das Ende des rohrförmigen Bauteiles eine höhere Temperatur erreichen, wenn das Heizelement nicht mit Energie versorgt wird, wodurch ein Selbstreinigungseffekt erzielt wird.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Hy Starthilfe für Dieselbrennkraftmaschinen, die im
Zylinderkopf angeordnet ist, so daß das Heizelement der Starthilfe sich im Brennraum der
Brennkraftmaschine befindet, dadurch gekennzeichnet daß am Ende eines rohrförmigen Bauteiles (13) ein aus einem Streifen aus leitendem Material spiralförmig gewickeltes Heizelement (14) angeordnet
ist, dessen äußeres Ende elektrisch leitend mit
dem rohrförmigen Bauteil verbunden ist und dessen inneres Ende elektrisch leitend mit einer in dem
rohrförmigen Bauteil achsgleich zu diesem angeordneten Stange (15) aus leitendem Material verbunden ist, wobei der Streifenabschnitt (21), dessen äusseres Ende elektrisch leitend mit dem rohrförmigen Bauteil verbunden ist, an der Außenseite des Heizelementes befestigt ist und in einer zur Ebene des Heizelementes senkrechten Richtung verläuft, um in einer vorbestimmten Entfernung vom Heizelement mit dem rohrförmigen Bauteil oder dem Grundkörper (10) der Starthilfe verbunden zu sein.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Starthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (14) und der senkrecht dazu verlaufende Streifenabschnitt (21) Teile eines fortlaufenden Streifens aus leitendem Material sind, der zwischen dem Heizelement und dem senkrecht zu seiner Ebene verlaufenden Streifenabschnitt umgebückt ist.
3. Starthilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrecht zum Heizelement (14) verlaufende Streifenabschnitt (21) sich von der Außenseite des äußeren Endes des Heizelementes erstreckt.
4. Starthilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrecht zum Heizelement (14) verlaufende Streifen abschnitt (21) an seinem äußeren Ende durch Punktschweißen (22) am rohrförmigen Bauteil (13) befestigt ist.
5. Starthilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrecht zum Heizelement (14) verlaufende Streifenabschnitt (21) beim Einlöten des rohrförmigen Bauteiles (13) in den Grundkörper (10) mit diesem oder dem rohrförmigen Bauteil verbunden worden ist.

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6. Starthilfe nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrformige Bauteil (13) am äußeren Ende einen reduzierten Durchmesser hat.
7. Starthilfe nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (13) zum besseren Halten des Heizelementes (14) am äußeren Ende nach innen eingezogen ist.
8. Starthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der Stange (15) im rohrförmigen Bauteil (13) dieses mit einer Glasmasse ausgefüllt ist.
9. Starthilfe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Tragscheibe (16) aus Keramik zwischen der Glasmasse und dem Heizelement.

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