DE3006747A1

DE3006747A1 - Elektrische starthilfe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3006747A1
Application number: DE19803006747
Authority: DE
Inventors: Richard Patrick Knowles
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-02-24
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE3006747C2; FR2449847B1; PL222162A1; US4297785A; JPS55115280A; FR2449847A1; JPS6038615B2; PL125077B1

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung einer elektrischen Starthilfe für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung mit einem in einer Bohrung des Zylinderkopfes zu haltenden Gehäuse, einem elektrisch leitenden rohrförmigen Ansatz am einen Ende des Gehäuses, der teilweise in einen Brennraum der Brennkraftmaschine hineinragt, einer zentralen Leiterstange, die durch den Ansatz hindurchgeführt ist, mit einer Isolierung, die die Leiterstange innerhalb des Ansatzes hält und mit einem spiralförmig gewickelten Heizelement aus einem Metallstreifen im offenen Ende des Ansatzes, das an seinem inneren und seinem äußeren Ende einerseits an der Leiterstange, andererseits an dem Ansatz befestigt ist.

Eine solche Anlaßhilfe ist in der GB-PS 11 27 454 beschrieben. Dabei besteht das Heizelement aus einem mit einer Isolierung beschichteten Metallstreifen, der spiralförmig um die zentrale Leiterstange gewickelt ist, mit der das innere Ende des Heizelementes verbunden ist. Das äußere Ende des Heizelementes ist mit der Innenseite des Ansatzes verbunden. Die zentrale Leiterstange ist in dem Ansatz mit einer Isolierhülse gehalten, die auf der Leiterstange angeordnet ist und deren äußeres Ende an dem Heizelement anliegt.

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Im Betrieb ist das Heizelement den aggressiven Bedingungen innerhalb der Brennkammer ausgesetzt, wobei diese Bedingungen dann ganz besonders aggressiv sind, wenn die Brennkraftmaschine unter voller Last bei Höchstdrehzahl läuft. Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb der Brennkraftmaschine unter diesen Bedingungen das Heizelement unter dem Einfluß der von Gasschwingungen ausgehenden Vibrationen zum Ausfall neigt. Dabei sind verschiedene Ausfallarten möglich, z.B. Fressen zwischen benachbarten Windungen, was zum Brechen der Isolierung führen kann, Ermüdungsausfall des Streifens und Ausfall der Verbindung zwischen Heizstreifen und Leiterstange. Während der Herstellung werden alle Anstrengungen gemacht, das Heizelement so dicht wie möglich zu wickeln, so daß das fertig gewickelte Heizelement den Zwischenraum am Ende des Ansatzes ausfüllt, aber auch bei dieser Vorsichtsmaßnahme kommt das Heizelement zum Schwingen, wenn die Starthilfe im Betrieb ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Starthilfe gemäß der eingangs genannten Gattung, bei der die Gefahr von Schwingungen des Heizelementes innerhalb des Ansatzes während des Betriebes der Starthilfe auf ein Minimum reduziert ist.

Gemäß der Erfindung ist ein diese Aufgabe lösendes Verfahren durch die Umhüllung des Heizstreifens mit einer glasartigen

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Masse gekennzeichnet, durch die Befestigung des einen Endes des Heizstreifens an der zentralen Leiterstange und durch das Wickeln des Streifens um diese Stange, weiter durch das Einsetzen des gewickelten HeizStreifens in den Endabschnitt des Ansatzes, das Befestigen der Stange innerhalb des Ansatzes, Befestigen des anderen Endes des Heizstreifens an dem Ansatz, Hindurchführen eines elektrischen Stromes durch das Heizelement, so daß letzteres eine Temperatur erhält, die ausreicht, die glasartige Substanz zum Schmelzen zu bringen und schließlich durch das Rollen des Endabschnittes des Ansatzes zur Verringerung des Durchmessers des Endabschnittes des Ansatzes.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Teiles einer Starthilfe und

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Teil einer Starthilfe in größerem Maßstab und im Schnitt.

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Figurenbeschreibung

Gemäß der Zeichnung weist die Starthilfe ein zylindrisches Gehäuse 10 auf, das in der Betriebsstellung in einer Bohrung des Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine gehalten ist. Am Ende des Gehäuses 10 ist dieses mit einem rohrförmigen Ansatz 11 versehen, dessen Wandstärke im Bereich des Endabschnittes verringert ist. Im Einbauzustand ragt das Gehäuse mit dem Endabschnitt teilweise in den Brennraum der Brennkraftmaschine .

Gemäß Fig. 2 ist innerhalb des Ansatzes 11 eine zentrale elektrisch leitende Tragstange angeordnet, die in elektrisch leitender Verbindung mit einer nicht gezeichneten Anschlußklemme des Gehäuses 10 steht. Innerhalb des Ansatzes ist die Tragstange mittels einer Hülse 13 gehalten, die einstückig dargestellt ist, aber üblicherweise aus einem nahe dem freien Endteil angeordneten Keramikring und Glasringen besteht, die in dem Maß niedrigere Schmelzpunkte haben, wie ihr Abstand vom Keramikring ansteigt. Die Glasringe sind an der Stange und an der Innenseite des Ansatzes angeschmolzen.

Innerhalb des offenen Endabschnittes des Ansatzes ist ein spiralförmig gewickeltes Heizelement 14 angeordnet, das aus einem Metallstreifen besteht, dessen inneres Ende durch

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Schweißen oder in anderer Weise an der Tragstange 12 befestigt ist und dessen äußeres Ende an der Innenseite des Ansatzes 13 befestigt ist. Wenn die vorerwähnte Anschlußklemme mit der einen Anschlußklemme einer elektrischen Stromzuführung verbunden ist, deren andere Anschlußklemme geerdet ist, so wird ein elektrischer Stromkreis durch das Heizelement geführt, und dieses wird erwärmt, um für den Betrieb innerhalb des Brennraumes eine beheizte Fläche zu bilden, damit das Anlassen der Brennkraftmaschine erleichtert wird.

Ehe der Streifen des Heizelementes auf die Tragstange 12 gewickelt wird, um das Heizelement zu bilden, wird der Streifen mit einer Fritte beschichtet, die eine glasartige Substanz enthält, beispielsweise eine glasartige Lackflüssigkeit, die nach dem Auftragen auf den Metallstreifen bei einer Temperatur von etwa 1050 C gebrannt wird. Die daraus resultierende Beschichtung ist dünn, d.h. ihre Dicke liegt im Bereich zwischen 1.0 und 1.5 Hundertstellmillimetern. Diese Beschichtung ergibt eine elektrische Isolation zwischen den einander benachbarten Wicklungen des Heizelementes. Das äußere Ende des Heizelementes ist an der Innenseite des Ansatzes befestigt, z.B. angeschweißt, und dieses kann den Verfahrensschritt des ersten Faltens des äußeren Endabschnittes des Streifens um 45° einschließen, so daß der Endabschnitt

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des Streifens sich im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu der Fläche des Elementes erstreckt. Die Keramik- und Glasringe zur Bildung der Hülse 13 sind dann in eine Stellung zu bringen, in der die Haltestange in ihre Stellung zu bringen ist, worauf die Glasringe angeschmolzen werden.

Dem Heizelement wird sodann elektrischer Strom zugeführt, so daß es eine Temperatur in der Größenordnung von 950° C annimmt, worauf der Endabschnitt des Ansatzes in an sich bekannter Weise zwischen drei Rollen gerollt wird, um seinen Durchmesser um 10 - 20 % zu verringern. Die Temperatur, auf die das Heizelement mittels eines elektrischen Stromes aufgeheizt wird, reicht aus, die Glasmasse zu erweichen, während infolge der Durchmesserverringerung des Ansatzes die Windungen des Heizelementes zusammengedrückt werden. Da das Heizelement Endabschnitte aufweist, bewirkt das Rollen des Ansatzes, daß die Windungen des Heizelementes sich nur teilweise berühren, und in den Punkten oder Bereichen der Berührung der Lack- Überzug die Windungen zusammenfügt.

Es kann dann der Tragstange eine Polstange zugefügt werden und der Ansatz innerhalb des Gehäuses angeordnet werden. Die Polstange ist gegenüber dem Gehäuse durch weitere Glasringe gesichert, die angeschmolzen sind. Alternativ kann ein Ballastwiderstand zwischen der Tragstange und der Anschluß-

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klemme angeordnet sein, der auf dem Gehäuse gehalten ist.

In einem Beispiel enthält die dem Streifen des Heizelementes zuzuordnende Fritte eine wässerige Schlämme mit 100 Gewichtsanteilen Glas bildenden Substanzen, 20 Gewichtsanteilen Chromoxid und 4 Gewichtsanteilen Ballenton. Die Glas bildende Substanz enthält Siliziumoxid, Titanoxid, Boroxid, Aluminium- und Alkalioxiden.

Bei einigen Anwendungsfällen kann flüssiger Kraftstoff zwischen die Windungen des Heizelementes eindringen, was zu einer Zerstörung der Isolation des Heizelementes und damit einer Verkürzung der Lebensdauer des Heizelementes führen kann. Um dies zu verhindern, erfolgt vor dem Aufheizen und Rollen eine Vakuumbeschichtung der Wicklungen des Heizelementes mit mehr Pritte. In diesem Fall bilden das Heizelement und der glasartige überzug einen festen Block innerhalb des Ansatzes, und das Eindringen von Kraftstoff zwischen die Wicklungen des Heizelementes ist verhindert. Dadurch benötigt allerdings eine auf diese Weise gefertigte Anlaßhilfe mehr Zeit bis zum Erreichen der Betriebstemperatur als eine nach dem zuerst beschriebenen Verfahren hergestellte Starthilfe.

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street, Birmingham, B1 9 2XF, England

Titel: Elektrische Starthilfe für Brennkraftmaschinen P atentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Starthilfe für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung mit einem zur Befestigung in einer Bohrung des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine bestimmten Gehäuse, einem elektrisch leitenden rohrförmigen Ansatz am einen Ende des Gehäuses, der in der Betriebsstellung teilweise in die Brennkammer der Brennkraftmaschine ragt, mit einer durch den Ansatz geführten zentralen Leiterstange, einer Isolierung zum Halten der Leiterstange innerhalb des Ansatzes sowie mit einem aus einem Metallstreifen spiralförmig gewickelten Heizelement im offenen Ende des Ansatzes, wobei das Heizelement an seinem inneren Ende und an seinem äußeren Ende an der zentralen Leiterstange bzw. an dem Ansatz befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen des Heizelementes zunächst mit einer glasartigen Substanz beschichtet wird, daß dann der beschichtete Streifen mit seinem einen Ende an der zentralen Leiterstange befestigt und um diese gewickelt wird, daß dann das gewickelte Element

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in den Endabschnitt des Ansatzes eingesetzt und die Leiterstange in dem Ansatz befestigt wird, daß dann das noch freie Ende des Streifens des Heizelementes mit dem Ansatz verbunden wird, daß dann ein elektrischer Strom durch das Heizelement geschickt wird, so daß letzteres auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die ausreicht, die glasartige Substanz zum Schmelzen zu bringen und daß schließlich der Endabschnitt des Ansatzes gerollt wird, um seinen Durchmesser zu verringern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Durchmessers des Endabschnittes des Ansatzes durch Rollen des Endabschnittes zwischen drei Rollen bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des Streifens mit der Glas bildenden Substanz mit Hilfe des Vakuumimprägnierens vor dem Erhitzen des gewickelten Streifens und vor dem Rollen des Ansatzes bewirkt wird.

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