DE2835236A1

DE2835236A1 - Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2835236A1
Application number: DE19782835236
Authority: DE
Inventors: Leo Steinke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2835236C2; BR7905151A; US4252091A; FR2433160A1; IT7924678A0; IT1122353B; GB2027805B; FR2433160B1; GB2027805A

Description

R. 4873
7.8.1978 Zr/Ja

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart Glühstiftkerze für Brennkraftmaschinen

Stand der Technik . ■

Die Erfindung geht aus von einer Glühstiftkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Glühstiftkerze ist bekannt aus der DE-OS 2 637 435; zur Erhöhung der Lebensdauer dieser Glühstiftkerze und auch zur Verbesserung ihrer Fünktionssicherheit ist die Abdichtung ihrer korrosionsempfindlichen Widerstandsheizwendel jedoch noch verbesserungsfähig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor-

030008/0402

■■■-.... — 2 -

-Jf-

teil, daß die Widerstandsheizwendel weitestgehend vor dem Einfluß schädlicher Oxidationsvorgänge bewahrt wird und die vorgeschlagene Abdichtung bei den vorkommenden Temperaturen und den auftretenden Temperaturgradienten ausreichend gasdicht ist. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Haßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Glühstiftkerze möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispxele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Glühstiftkerze, Figur 2 einen Ausschnitt II aus der Glühstiftkerze nach Figur 1 in weiter vergrößerter Darstellung, Figur 3 den Ausschnitt III aus Figur 2 mit bevorzugtem Abdichtsystem in noch weiter vergrößerter Darstellung und Figur 4 einen Ausschnitt aus einer Glühstiftkerze, ähnlich dem nach Figur 2, jedoch noch mit zusätzlicher Abdichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Figur 1 und 2 dargestellte Glühstiftkerze 10 besteht aus einem metallischen Gehäuse 11, einem in der Längsbohrung 12 dieses Gehäuses 11 gasdicht befestigten, eingepreßten Glühstift 13 von etwa 6 mm Durchmesser und den anschlußseits angeordneten Teilen Isolierring 14, Rundmutter 15, Wellscheibe 16 und Anschlußmutter 17, die sich auf einem Gewinde 18 eines Anschlußbolzens 19 befinden;

030008/0402

dieser Anschlußbolzen 19 ist elektrisch isoliert durch das Gehäuse 11 geführt und ragt anschlußseits aus der Gehäuse-Längsbohrung 12 heraus. Das Gehäuse 11 hat auf seiner Außenseite ein SchlüsseIsechskant 20 und ein Einschraubgewinde 21, mit denen die Glühstiftkerze 10 in einen nicht dargestellten Motor eingeschraubt wird.

Der Glühstift 13 besteht aus einer zunderfesten Metallhülse 22j die im.Abdichtungsbereich eine Wanddicke von etwa 0,7 mm hat und deren brennraumseitiger Endabschnitt zu einem Boden 23 zugeschweißt ist. In diesem Boden 23 der Metallhülse 22 ist der eine Endabschnitt einer Widerstandsheizwendel 24 mit eingeschweißt. Diese Widerstandsheizwendel 24 verläuft innerhalb der Metallhülse 22 und besteht aus dem hochschmelzenden Metall Wolfram, was bei hohen Temperaturen bekanntlich nicht besonders korrosionsfest ist j anstelle des Wolframs können auch Reinnickel oder die hochschmelzenden Metalle Molybdän, Niob, Tantal "Verwendung finden, die allesamt einen hohen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten besitzen und demzufolge bei Stromdurchgang sehr schnell eine hohe Temperatur erreichen. Der anschlußseitige Endabschnitt der Widerstandsheizwendel 24 ist mit dem in die Metallhülse 22 hineinragenden Endabschnitt des Anschlußbolzens 19 durch Schweißen verbunden. Während der zwischen dem Anschlußbolzen 19 und dem offenen Endabschnitt der Metallhülse 22 befindliche Spalt mittels eines zusammengepreßten, abdichtenden Isolierringes 25 aus elastischem Material (z.B. aus Viton, einem Fluorelastomer) elektrisch isoliert ist, ist der in der Metallhülse 22 verbleibende Raum mit einem elektrisch isolierenden, Wärme aber gut leitendem Isolierstoff 26 (z.B. Magnesiumoxid-Pulver) ausgefüllt; infolge dieses Isoliertoff es 26 wird zwischen den einzelnen Windungen der V/iderstandsheizwendel 24 und zwischen der Widerstands-

030008/0402 - 4 -

heizwendel 24 und der Metallhülse 22 eine elektrische Verbindung verhindert. Zur Verbesserung des Wärmetransportes durch den Isolierstoff 26 und zur Verbesserung der Schüttelfestigkeit der Glühstiftkerze 10 ist dieser Glühstift 13 in bekannter Weise durch Rundhämmern im Durchmesser reduziert, wodurch eine Verdichtung des Isolierstoffes 26 in der Metallhülse 22 bewirkt ist.

Da - wie schon weiter vorn erwähnt - die genannten Stoffe für die Widerstandsheizwendel 24 gegenüber Korrosion sehr empfindlich sind, muß zur Erzielung einer guten Lebensdauer der Zutritt von Sauerstoff in das Innere dieser Metallhülse 22 mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Es hat sich gezeigt, daß die bisher angewendete Abdichtung mittels eines Isolierringes 25 allein diese Forderung nicht vollauf befriedigen kann. Erfindungsgemäß ist deshalb der Anschlußbolzen 19 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Formrillen 27 versehen (siehe Figur Z), die sich in demjenigen Bereich des Anschlußbolzens 19 befinden, der vom Isolierring 25 und dem offenen Endabschnitt der Metallhülse 22 gemeinsam umgeben ist. Gleichzeitig mit dem Durchmesser-Reduzieren des Glühstiftes 13 werden Bereiche des Isolierringes 25 in die Anschlußbolzen-Formrillen 27 mit hineingedrückt und erzeugen somit eine größere Dichtfläche dieses in der Länge begrenzten Abdichtbereiches. Der Anschlußbolzen 19 hat in diesem Abdichtbereich einen Durchmesser von 3j6 mm und ist mit drei derartigen Formrillen 27 versehen, welche bei einer Tiefe von 0,1 mm im wesentlichen von trapezförmigem Querschnitt sind; um Kerbwirkungen am Isolierring 25 durch diese Formrillen 27 zu verhüten, sind die Kanten dieser Formrillen 27 abgerundet. Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung von fünf derartigen Formrillen 27, die eine mittlere Breite von< 1 mm und einen Abstand von<2 mm

030008/0A02

haben, die beste Dichtwirkung haben. Anstelle dieser Formrillen 27 im Anschlußbolzen 19 können - wie in dieser Figur 2 dargestellt - zusätzlich auch Formrillen 28 in die Metallhülse 22 eingearbeitet werden, die ebenfalls eine Vergrößerung der Dichtfläche bewirken und von gleicher oder ähnlicher Konfiguration sein können. Bei einigen Glühkerzen-Typen genügt es, wenn allein in den Anschlußbolzen 19 die Formrillen 28 eingearbeitet werden und auf Formrillen 27 in der Metallhülse 22 verzichtet wird.

In Figur 3 ist ein Ausschnitt aus dem Dichtbereich des Glühstiftes 13 dargestellt, bei dem infolge einer vorteilhaften Gestaltung der Anschlußbolzen-Formrillen 27 und der Metallhülsen-Formrillen 28 zusätzlich noch eine Krieehhemmung für den Isolierring 25 bewirkt wird. Dieses ist dadurch erreicht, daß die zum offenen Endabschnitt der Metallhülse 22 liegenden Formrillen-Flanken 29 bzw. die Metallhülsen-Flanken 29' einen steileren Winkel ei aufweisen als die gegenüberliegenden Formrillen-Flanken 30 bzw. die Metallhülsen-Flanken 30' einen Flankenwinkel β haben. Es sei erwähnt, daß auch die Formrillen 27 des Anschlußbolzens 19 durch Einpressen hergestellt werden können und dann infolge der hervortretenden Ränder der Formrillen eine zusätzliche Kriechhemmung des Schlauchabschnittes 25 bewirken.

Der in Figur 4 dargestellte Abdichtbereich entspricht im wesentlichen den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsformen, zur weiteren Verbesserung der Abdichtfunktion ist jedoch noch vor und hinter dem Isolierring 25 ein elektrisch isolierendes Material 31 bzw. 31' angeordnet, das eine Substanz mit hoher Affinität zum Sauerstoff enthält; als elektrisch isolierendes Material 31 bzw. 31* kann Magnesiumoxid und als die bezeichnete Substanz AIu-

- 6 Q3Q008/0402

■835236

minium- oder Magnesium-Pulver Verwendung finden. Dieses mit der Substanz versehe.ne Material 31 bzw. 31' bindet den in diesen Bereich gelangenden Sauerstoff und hält ihn von der korrosionsempfindlichen Heizwendel 24 fern. Während das Material 31 in dem Raum untergebracht ist, der von AnschlUßbolzen 19, Isolierstoff 26, Metallhülse 22 und Isolierring 25 gebildet wird, muß das anschlußseits vor dem Isolierring 25 angeordnete Material 31, das seitlich vom Anschlußbolzen 19 und Gehäuse 11 begrenzt wird zum anschlußseitigen Ende hin durch einen O-Ring 32 begrenzt werden; der O-Ring 32 ist in einer Anschlußbolzen-Nut 33 festgelegt. Die Anordnung von Material 31 und Material 31' ist zwar funktionell vorteilhaft, doch in den meisten Fällen genügt es, wenn Material 31 oder Material 31' allein bei derartigen Glühstiftkerzen 10 Anwendung finden; bei der bevorzugten Ausfuhrungsform wird allein Material 31' verwendet.

Abschließend sei bemerkt, daß unter dem Ausdruck Glühstiftkerze auch die sogenannten Plammgluhstiftkerzen zu verstehen sind, die zum geschilderten Aufbau einer Glühstiftkerze 10 zusätzlich noch eine Kraftstoffzufuhr aufweisen.

Q3Q008/040 2

Claims

2835238

R. -( ο ■
7.8.1978 Zr/Jä

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

l.J Glühstiftkerze für Brennkraftmaschinen, deren metallisches Gehäuse in seiner Längsbohrung einen gasdicht eingespannten Glühstift enthält, der aus dem zündseitigen Endabschnitt des Gehäuses herausragt, eine in Isolierstoff gebettete Widerstandsheizwendel aufweist, die von einer dünnwandigen, zunderfesten Metallhülse umgeben ist, welche aus einem Werkstoff mit hohem positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten besteht, mit ihrem einen Endabschnitt mit dem Boden der Metallhülse und mit ihrem anderen Endabschnitt mit einem Anschlußbolzen verbunden ist, der anschlußseits isoliert aus dem Gehäuse herausgeführt ist, mit dem anderen Endabschnitt in die Metallhülse ragt und gegenüber der Metallhülse mittels eines zusammengepreßten, abdichtenden Isolierrings aus elastischem Material elektrisch isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbolzen (19)

030008/0402

ORIGINAL INSPECTED

und/oder die Metallhülse (22) mindestens teilweise in demjenigen Bereich, in dem der Isolierring (25) anliegt, mit in Umfangsrichtung verlaufenden Formrillen (27j 28) versehen ist.
2. Glühstiftkerze nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Formrillen (27, 28) am Anschlußbolzen (19) und/oder in der Metallhülse (22) im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt haben.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der zum offenen Endabschnitt der Metallhülse (22) liegenden Flanken (29, 29') der Formrillen (27, 28) von Anschlußbolzen (19) und/oder Metallhülse (22) steller ist als die gegenüberliegende Flanke (30, 30').
4. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich vor und/oder hinter dem Isolierring (25) in einem zwischen Anschlußbolze (19) und Metallhülse (22) bzw. Gehäuse (11) gebildeten Zwischenraum ein elektrisch isolierendes Material (3I₃ 31') mit einer Substanz befindet, die eine hohe Affinität zum Sauerstoff hat.

030008/0402