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Glühzündkerze
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Die Erfindung betrifft Startzündkerzen und insbesondere Glühzündkerzen
für Verbrennungsmotoren von Modellflugzeugen.
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Motoren für liodeliflugzeuge sind Zweitaktmotoren, die mit besonderem
haftstoff betankt werden, die bei hohen Temperaturen verbrennen. Die rotoren werden
durch Anbringen einer Stromquelle an dem zentrischen Stift und an tasse einer Glühkerze
gestartet, wobei unmittelbar nach dem Start die elektrische Energiequelle entfernt
wird und der rotor bezüglich der Zündung in Abhängigkeit von der beibehaltung ausreichender
thermischer Energie von einem Expansionahub zum anderen durch die Glühkerze läuft.
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Herkömmliche, für diesen Zweck verwendete Glühkerzen weisen eine Anschlußstift
mit einem ringförmigen Flansch auf, der radial vom Stift in der Mitte zwischen dem
Ende des letzteren vorragt, wobei
der Anschlußstift in einem hohlzylindrischen
gehäuse gelagert ist. Der Anschlußstift ist gegen das Gehäuse mittels Kunststoff-
oder Faserisolatoren isoliert und durch eine mechanische Sicke oder eine Gewindebuchse
in Stellung gehalten. Bekannte Sündkerzen, wie sie aus der US-PS 2 482 831 hervorgehen,
weisen gewindemüßige Feststellvorrichtungen auf, jedoch ist es gängigere Praxis,
eine platte Bohrung und zylindrische Hülse oder einen Abdichtungsring vorzusehen,
die gegen eine Bewegung aus dem hohlen Gehause durch eine sickenmäßige Kante am
Gehäuse gehalten sind. Der Anschlußstift endigt kurz vor dem inneren Ende oder Kopfende
des Gehäuses in einer wesentlichen Entfernung. Ein wendelförmiges iderstandselement
erstreckt sich für gewöhnlich axial im Gehause bis auf sein Außenende, das sich
radial oder sehnenartig erstreckt und eine radiale, ebene Innenfläche des Gehäuses
überlappt, an der es angeschweißt ist. Das andere Ende des Widerstandselements ist
an dem Innenende des Anschlußstiftes angeschweißt. Derartige Zündkerzen weisen zahlreiche
Nachteile auf, wie u.a., daß eine Anzahl kleiner rieile zusammengebaut werden müssen.
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Bei einer anderen Glühkerzenausführung ist ein Anschlußstift in einer
Gehäusebohrung durch Glasdichtungen abgedichtet, und das Widerstandselement ist
ein flaches, apiralfederartiges, flexibles Element, das senkrecht zur Achse des
Anschlußstiftes ausgerichtet ist. imine solche Zündkerze hat einen guten Wirkungsgrad,
erfordert aber, daL der Anschlußstift axial und radial äußerst genau engeordnet
und in Stellung abgesichert ist. Da bei
der herstellung einer derartigen
Zündkerze au@erst sorg ltig vorzugehen ist, sind die Herstellungskosten sehr hoch.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, jür eine Glühkerze zu sorgen,
die stabil, dauerhaft und auf einfache .eise kostensparend herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Glühkerze iit einem eine @ohrung
aufweisenden Genause, einem konzentrisch in letzterer angeordneten Anschlußstift,
dessen eines Ende aus der bohrung vorragt und mit einer den Anschlußstift elektrisch
gegen das Gehäuse isolierenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung
ein elektrisches Isoliermaterial aufweist, das mindestens an einer bohrungswandung
des Gehäuses und dem Anschlußstift über den Anlagebereich des letzteren an der nohrungswandung
angebracht ist und dazwischen die einzige elektrische Isolierung bildet.
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Bei einer bevorzugten Äusführungsforni ist der Anschlußstift gleitbar
in der Bohrung des Gehauses aufgenommen, wobei ein Ende aus der Bohrung vorragt
und eine Aussparung aufweist, die uiit einem wulstartigen bund am Gehause, der sickenmäßig
in die Aussparung eingreift, unter bildung einer hermetischen Dichtung zwischen
Anschlußstift und Gehause zusammenwirkt.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Gehause mit
einer sich verjüngenden bohrung versehen, die einen sich verjün
@enden
Anschlußstift aufzunehmen vergag, der pre@sitzartig in das Gehause eingepaßt ist
und die erste Einrichtung einer hermetischen Dichtung zwischen Anschlußstift und
Gehause bildet.
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bei einer weiteren bevorzugten Ausführunhgsform ist der sich Konisch
verjüngende Anschlußstift zus@tzlich an dem Gehäuse mittels einer metallischen @efestigungseinrichtung
befestigt, die VOL @eh@use durch einen Isolator isoliert ist.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gehen aus der beschreibung
der Zeichnung hervor. In letzterer sind: Fig. 1 eine Grundrißansicht einer der Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Glühkerze, Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie
2-2 der Fig. 1, Fig. 5 eine Grundrißansicht, vom Boden gesehen, der in den Yig.
1 und 2 gezeigten Glühkerze, lig. 4 eine Grundrißansicht, vom Boden gesehen, einer
anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze, Fig. 5 die Ansicht eines
Schnitts entlang der Linie 5-5 der Fig. 4, 'ig. 6 eine Grundrißansicht, vom Boden
gesehen, einer weiteren wusfuhrungsform der erfindungagemäßen Glühkerze,
Fig.
7 die Ansicht eines schnitts entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 und Fig. Ö eine bruchstückartige
Ansicht eines Schnitts des Oberteils des in Fig. 1 gezeigten lsauptteils der Glühkerze
vor Einsetzung eines Anschlußstiftes.
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In den Fig. 1 bis 3 ist eine vollständige Glühkerze 1 dargestellt,
wie sie in Zweitaktmotoren für Modellflugzeuge verwendbar ist. Die Glühkerze 1 weist
ein Gehäuse 2 mit einem Hauptteil 3 und einem kopfteil 4 kleineren Durchmessers
als dem des hauptteils 3 auf, so daß eine ringförmize Schulter 5 zwischen den beiden
eilen gebildet ist. Der kopfteil 4 weist ein Gewinde und eine ebene, radiale Stirnfläche
6 auf. Der Hauptteil 3 weist einen Sechskantteil 7 an seiner Außenwandung auf.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Hauptteil 3 en seinem oberen
Ende eine ebene Oberflache 11 auf, von der eine Manschette 10 vorragt. Die Manschette
10 ist konzentrisch zu einer bohrung 15 und erstreckt sich insgesamt durch das Gehäuse
2. Die Bohrungswandung 16 ist in vier Teile oder, wenn eine Innenfläche 12 und ein
Fußsbsstz 13 der Manschette mitgerechnet werden, in sechs Teile unterteilt. Ein
Bohrungst-il 18 kleinen Durchmessers erstreckt sich durch die obere Fläche des Hauptteils
und kommuniziert in dem Hauptteil mit einem Bohrungsteil 20 größeren Durchmessers,
der sich durch den Kopfteil 4 erstreckt, und in einer abgeschrägten Öffnung 22 in
der Stirnfläche des Kopfteils
mündet, wobei zwischen den lsohrungsteilen
18 und 20 eine ringförmige, eine Rundung bildende Anlagefläche 25 ausgebildet ist.
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Die Innenfläche 12 verläuft anfanglich parallel zu und radisl nach
außen versetzt von dem bohrungsteil 18 und senkrecht zur Fläche 11.
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Sin zentrischer Stift oder Anschlußstift 30 weist an seinem oberen
Ende eine herkömmliche, genutete Anschlußklemme 31, einen zylindrischen, außen liegenden
Schaftteil 32, einen zylindrischen, innen liegenden Schaftteil 34, eine ringförmige,
von einer konkav gebogenen Wandung begrenzte Aussparung 35 in axialer Anordnung
zwischen den äußeren und inneren Schaftteilen 32 bzw. 34, einen am weitesten innen
gelegenen Endteil 40 größeren Durchmessers als der des inneren Schaftteils 34 und
eine sich verJüngende Auflagefläche 45 auf, die den inneren Schaftteil 34 mit dem
Endteil 40 verbindet. Eine zweiteilige ocke 48 ragt von der sich radial erstreckenden,
ebenen Fläche 41 des Endteils 40 vor.
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Ein Widerstandselement 50, das bei der Ausführungsfore der Erfindung
nach Fig. 2 von einer langgestreckten Spiralfeder gebildet ist, ist mit einem Ende
an der zweiteiligen Nocke 48 und mit dem anderen, außen liegenden Ende an der ebenen
Fläche 6 gelagert.
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Der Anschlußstift 30 steht mit seiner sich verjüngenden Auflagefläche
45 in dichtem Singri££ mit der Auflagefläche 25, und die
@anschette
10 ist gegen die Fläche 36 der Auskehlung 35 geklemmt, wie aus iltig. 2 hervorgeht.
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Mindestens das Gehäuse 2 oder der Anschlußstift 3v ist aus eloxiertem
Aluminium hergestellt. bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform
sind das Gehause 2 und der Anschlußstift 30 aus eloxierbarem Aluminium hergestellt.
Bei dieser Ausführungsforu sind der Anschlußstift 30 aus einer verhältnismäßig harten
Legierung, wie z.B. 6061 oder ?075, und das Gehäuse 2 aus einer verhältnismäßig
weichen legierung 024 hergestellt.
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Falls nur das Gehause oder der Anschlußstift eloxiert ist, ist letzterer,
wie im dargestellten Fall, vorzugsweise der härtere Teil. Der Anschlußstift wird
einer durchdringenden Eloxierung unterzogen, um einen dichten Überzug zu erzeugen,
der sich von dem Endteil 40 etwas über die Aussparung 35 hinaus erstreckt und eine
Dicke zwischen 0,603" und 0,006" aufweist. Vorzugsweise sind der Anschlußstift,
die Auflageflache 25, die Bohrungswandung 15 und die Innenfläche sowie die obere
Flachee der Manschette 10 eloxiert, obgleich sich ein Anschlußstift ohne eloxierung
irgendeines Teils des Gehauses als zufriedenstellend herausgestellt hat. Bei der
Ausführungsform nach Fig. 2 sind der Anschlußstift 30 mit einer Beschichtung 33
sowie die Bohrungswandung mit einer Beschichtung 23 übertriebener Stärke zwecks
Verdeutlichung dargestellt.
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beim Zusammenbauen der Zündkerze 1 wird das Widerstandselement 30
an der Nocke 48 angebracht, deren Stirnflächen nicht eloxiert
sind.
Der Anschlußstift wird dann mit seinen ausgekehlten Ende durch die öffnung 22 der
Bohrung 15 eingesetzt und durch Sicken der Schulter 10 aus seiner Stellung parallel
zur bohrungswandung in der in der )?ig. 2 gezeigten Stellung verriegelt, in der
seiue obere kante mit der Wandung 36 der Auskehlung 35 in Eingriff stent. Der Anschlußstift
wird durch den dichten Eingriff uer Auflageflache 45 an der Auflagefläche 25 verriegelt,
die bei diesen Vorgang geringfügig unter Bildung einer hermetischen Dichtung verformt
wird.
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Das Außenende des Widerstandselementes 50 wird dann in einen Schlitz
in der Oberfläche 6 gesteckt und die Zündkerze ist fertiggestellt.
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Aus den Fig. 4 und 5 geht eine andere Ausführungsform einer vollständigen
Glühkerze 401 mit einem Gehäuse 402, einem Hauptteil 403 und einem mit einem Außen
gewinde versehenen Kopfteil 404 hervor. Wie bei der Ausführungsform nach den Fig.
1 bis 3 weist das Gehäuse eine ringförmige Schulter 405, eine radiale, ebene Stirnfläche
406 an dem Kopfteil 404, eine sechskantartige Fläche 407 an dem hauptteil sowie
eine ebene obere Fläche 411 auf. Bei dieser Ausführungsform ist Jedoch keine Manschette
vorgesehen. Das Gehäuse 402 weist eine Bohrung 415 nit einer Wandung 416 auf, die
sich durch das gesamte Gehäuse erstreckt und in drei Abschnitte einteilt, und zwar:
in einen eich verjihigende Bohrungsteil 418, der sich in Richtung des Kopfteils
404 erweitert und die obere Fläche 411 durchdringt. in einen d.n Kopfteil
durchlaufenden
Teil, der, verglichen mit dem Bohrungsteil 18 der ersten Ausführungsforu, verhaltnismäßig
lang ist, und in einen zylindrischen bohruncsteil 420 größeren Durchmessers, der
sich durch die Oberflache 406 des kopfteils erstreckt, wobei eine die Bohrungsteile
418 und 420 verbindene, geneigte Schulter 425 gebildet ist. Ein Anschlußstift 430
weist an seinem Außenende eine Anschlußkugel 431 auf, die mit einem sich verjüngenden
Schaft 432 einstückig ausgebildet ist. Der Schaft 432 verjüngt sich gleichmäßig
und komplementär zu dem bohrungsteil 418 bis zu einer ebenen, radialen Fläche 441
hin.
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Eine Nocke 448 ragt von der Oberfläche 441 vor. Ein Widerstandselement
450 ist mit einem Ende an der socke 448 gelagert oder an diesem angeschweißt, erstreckt
sich axial durch den Bohrungsteil 420 und ist mit seinem anderen Ende an der Oberfläche
406 angeschweißt. Bei dieser Ausführungsform ist das Widerstandselement schraubenförmig
aufgewickelt, wobei die Schraube jedoch kürzer ist, als die des Widerstandselementes
50 der Zündkerze 1 und einen größeren Durchmesser aufweist.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 402 aus Messing und der
Anschlußstift 430 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und eloxiert, um für
einen dichten Überzug einer Dicke von ungewähr 0,001" zu sorgen. Die Konizität des
Anschlußstiftes und der Bohrung 415 beträgt normg.iäß 1/4.25,4 mm pro 30,4B ci konischer
Länge. Der An.chlußstift ist preßsitzartig in den Gehäuse eingesetzt, wodurch eine
starre, gesdichte Anordnung geschaffen ist.
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Aus den big. 6 und 7 geht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze 601 hervor, die ein Gehäuse 602 mit einet iiauptteil bOv, einem ein Außengewinde
aufweisenden Kopfteil 604, einer ebenen, radialen Stirnfläche 606 an dem Außenende
des Kopfteils 604 und einer ebenen, oberen Fläche an dem Außenende des hauptteils
603 aufweist. Außen ist das Gehause 602 identisch wie das Gehäuse 402 ausgebildet.
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Das Gehäuse 602 weist eine Bohrung 615 mit einer Innenwandung 616
auf, die sich durch das gesalute Gehäuse 602 erstreckt, und ist in drei Abschnitte
unterteilt, und zwar: in einen sich verjüngenden Bohrungsteil 618, der noch länger
als der Bohrungsteil 415 der Zündkerze 401 ist, in einen einen größeren Durchmesser
aufweisenden Seil 420, der sich durch die Oberfläche 606 des Kopfteils der Zündkerze
erstreckt, sowie in eine die Bohrungsteile 61b und 620 verbindene, ringförmige Schulter
625.
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Ein Anschlußstift 630 weist einen geradlinigen Verbindungsschaft 631
an seinem äußeren Ende, einen sich verJüngenden Schaft 632, wobei die Konizität
komplementar zu der des Bohrungsseilß 618 ist, und eine verhältnismäßig lange Nocke
zur Anbringung des Widerstandselementes auf, die von einer ebenen, radialen Fläche
641 vorragt, die die untere Kante des Schaftes 632 bildet. Bei dieser Ausführungsform
erstreckt sich die Nocke 645 bis zu einem Punkt in Nahe der von der Fläche 606 an
dem Kopfende der Zündkerze gebildeten Ebene.
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Das Gehäuse 602 dieser Ausfuhrungsform ist, wie der Anschlußstift
630, aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, wobei die Legierungen von unterschiedlichem
härtegrad sein können, wie in Verbindung mit der Ausführunasform nach den iy. 1
bis 3 dargelegt worden ist. Die Konizität des chaftes 632 und des Bohrungsteils
618 kann normgemäß 1/4.25,4 mm pro 32,48 cm konischer Lange betragen. Bei dem dargestellten
Ausfahrungsbeispiel sind sowohl die Wandung des Bohrungsteils 618 als auch die Außenfläche
des Schaftes 632 mit einer dichten @chicht 623 bzw. 633 versehen.
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beim Zusammenbauen der Zündkerze 601 wird der eloxierte Anschlußstift
preßsitzmäßig in die eine eloxierte Wandung aufweisende Bohrung eingesetzt, bevor
das Widerstandselement an dem Anschlubstift angebracht ist. Zur Gleichen Leit wird
vorzugsweise ein @efestigungselement 612 aus gehartetem Federstahl, das gegen das
Gehause 602 durch eine elektrisch isolierende Unterlegscheibe 613 isoliert ist,
gegen die obere lache 611 und um den Anschlußstift herum zedriickt, wobei Kanten
oder Stifte 614 in den Schaft 632 eingreifen und ein Lösen des Anschlußstiftes vom
Gehäuse durch einen auf den Anschlußstift axial gerichteten Stoß verhindern.
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Das Widerstandselement 650 kann elektrisch und mechanisch an der Nocke
645 schweißmäßig oder durch Einstecken befestigt werden, nachdem der Anschlußstift
in dem Gehäuse angebracht worden ist, ds die Stirnfläche der Nocke in nur geringer
Entfernung von der Ebene der Öffnung des Kopfteils ausgespart ist.
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Die Manschette und die Aussparung gemäß der Glühkerze 1 können auch
bei den GlühKerzen 4C1 und 601 je nach Dedarf vorgesehen werden. Die Anordnung aus
Befestigungselement und Unterlegscheibe eIa der Zündkerze 601 kann auch bei der
Zündkerze 401 vorgesenen werden oder anstelle der Anordnung der Manschette und der
Aussparung der Zündkerze 1 bei der ersten Ausführungsform vorgesehen werden. Die
Auflagefl@chen 45 und 25 der Zündkerze 1 können mit einer langeren konischen Fläche
und geringerem Verjüngungswinkel ähnlich den zündkerzen 401 und 601 versehen werden.
Die Aluminiumlegierungen, aus denen das Gehäuse oder der anschlußstift bzw. beide
hergestellt sind, können abgeändert werden. Auch kann ein Element aus einem anderen
metall hergestellt sein, solange das andere Element aus einem eloxierbaren Metall,
wie z.B. aus einer HK31 Magnesiumlegierung oder Titan, hergestellt ist, So können
z.B. das Gehäuse 402 aus Aluminium oder einem anderen anodisch oxydiertem Material
hergestellt, die Bohrungswandung 416 anodisch oxydiert und der Anschlußstift 430
aus Stahl oder Messing oder umgekehrt hergestellt sein. Dasselbe trifit für die
Zündkerze 601 zu, da die Zündkerze 1 sowohl hinsichtlich des Gehäuses, als auch
des Anschlußstiftes aus Alu-Minium oder einem anderen anodisch oxydierberen Material
herstellbar ist. Der eloxierte Ueberzug kann jede beliebige Dicke aufweisen, die
für eine gewünschte Isolation notwendig ist. Bei den meisten Motoren für Modellflugzeuge
werden Glühkerzen für maximal zwei Volt verwendet. Bei dieser Spannung nähert sich
der lsolierwert des Aluminiumoxidfilms dem Wert Unendlich, so daß es nur erforderlich
ist, die Unversehrtheit des Films aufrechtzuerhalten.
Die Formen
des Außenendes des Anschlußstiftes und der Zündkerze können variiert werden. Die
Manschette 10 kann mit einem axial verlaufenden Schlitz versehen werden, um ein
sickenm@ßiges Einrollen zu erleichtern. Selbst bei dem in den Fig. 6 und 7 @ezeigten
Ausführungebeispiel kann das Widerstundselement angebracht werden, bevor der Anschlußstift
preßsitzartig in die Bohrung eingebrcht ist.