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Glühstiftkerze für Brennkraftmaschinen
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Glühstiftkerze
zum Zünden von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen in Brennkraftmaschinen nach der Gattung
des Hauptanspruchs; eine solche Glühstiftkerze ist schon aus der DE-OS 26 09 294
bekannt.
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Aus der DE-bmS 1 992 219 ist außerdem auch schon eine Flammglühstiftkerze
bekannt, die ebenfalls einen Glühstift entsprechend der vorstehend genannten DE-OS
25 09 294 nat. Die in diesen beiden Ausführungsformen von Glühstiftkerzen verwendeten
Glühstifte enthalten zumeist einen elektrischen Widerstandsheizdraht, der je nach
Anwendungszweck innerhalb einer vorbestimmten kurzen Zeitspanne auf eine vorbestimmte
Temperatur in der Größenordnung on 105000 aufgeheizt erden muß und dafür aus der
30rdbatterie eine gewisse elektrische Leistung entnimmt.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den
kennzeicnnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den orteil, daß sie
die zum Zünden des Kraftstoffdampf-Luft-
Gemisches erforderliche
Temperatur in einer kürzeren ein spanne und bei geringerer elektrischer Leistungsentnahme
aus der Bordbatterie erzielt.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Glühstiftkerze
möglich.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele 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 nach der
findung, Figur 2 einen Längsschnitt durch den noch weiter vergrößert dargestellten
Bodenbereich der Glühstiftkerze nach Figur 1, die Figuren 3 bis 5 Bodenbereiche
ähnlich dem nach Figur 2, jedoch mit anderen Ausführungsformen des erfinderischen
Merkmals, Figur 6 die Unteransicht des Bodenbereiches gemäß Figur 5 und Figur 7
die Unteransicht eines Glührohr-Bodens mit einer noch anderen A1sfihrungsform des
Erfindungsmerkmals.
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Beschreibung der Erfindung Die in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung
dargestellte lihstiftkerze 10 besteht aus einem Metallgehäuse 11, einem in der Längsbohrung
12 dieses Metallgehäuses 11 gasdicht befestigten Glühstift 13 von etwa 6 mm Durchmesser
und den anschlußseits angeordneten Teilen Isolierrlng 4 und Rundmutter 15, die sich
auf dem mit einem Anshlußgewinde 16 versehenen Endabschnitt eines Anschlußbolzen
17 befinden; dieser Anschlußbolzen 17 ist elektrisch isoller durch das Metallgehäuse
11 geführt und ragt anschlußseite sus der Längsbohrung 12 des Metallgehäuses 11
heraus. Das
Metallgehäuse 11 hat auf seiner Außenseite ein Schlüsselsechskant
18, ein Einschraubgewinde 19 und an seinem zündseitigem Endabschnitt einen Dichtsitz
20, mit welchen die Glühstiftkerze 10 in einer nicht dargestellten Brenakrafmaschine
einzubauen ist. Der Glühstift 13 besteht aus einem korrossionsbeständigen Glührohr
21, das eine Wanddicke von etwa 0,7 mm hat und deren brennraumseitiger Endabschnitt
zu einem Boden 22 zugeschweiBt ist, infolge dessen, daß in diesem Boden 22 der zündseitige
Endabschnitt eines Heizelementes 23 eingeschweißt ist, beträgt die Dicke des Bodens
22 etwa 2,5 mm. Dieses Heizelement 23, das sich als gewendelter Drahtabschnitt im
zündseitigen Bereich des Glühstiftes 13 befindet, ist in bekannter Weise an seinem
zündfernen Ende mit einem Regelelement 24 verbunden, dieses Regelelement 24 wird
auch von einer Drahtwendel gebildet, welche aus einem Material mit starker PTC-Charakteristik
besteht. Der zündferne Endabschnitt dieses Regelelementes 24 ist am zündseitigen
Endabschnitt des Anschlußbolzens 17 mittels irgendeines bekannten Verfahrens (z.
B. Schweißen, Verstemmen) befestigt. Der von dem Heizelement 23, dem Regelelement
24 und dem zündseitigen Bereich des Anschlußbolzens 17 nicht eingenommene Teil des
Innenraumes 25 des Glühstiftes 13 ist mit einem Wärme gut leitendem, elektrisch
aber gut solierendem Material 26 ausgefüllt, das beispielsweise aus Magnesiumoxid
bestehen kann. Dieses Isoliermaterial 26 überträgt die vom Heizelement 23 abgegebene
Wärme au das Glührohr 21 und sorgt außerdem dafür, daß zwischen en einzelnen Windungen
des wendelförmigen Heizelementes 23 bzw. des wendelförmigen Regelelementes 24 und
auch wischen dem Heizelement 23 bzw. dem Regelelement 2S und lem 'uhronr 21 eine
elektrische Isolation besteht. Zur elekrischen Isolierung des Anschlußbolzens 17
gegenüber em u ihrer 21 und zur Abdichtung des Innenraumes 25
des
Glührohres 21 ist im Bereich des zündfernen Endabschnitts vom Glührohr 21 eine Dichtung
27 angeordnet, die den entsprechenden Abschnitt des Anschlußbolzens 17 schlauch
förmig umgibt und in bevorzugter Weise aus einem elastischen Material wie z. B.
Viton, einem Fluorelastomer besteht.
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Es hat sich herausgestellt, daß Glühstiftkerzen 10 erfindungsgemäß
dann mit einer um etwa 1000C niedrigeren Zündtemperatur auskommen, wenn sie in der
Außenseite 23 ihres Bodens 22 mindestens eine Vertiefung 29 haben, in der sich ein
kleiner Teil des in diesem Bereich befindlichen Kraftstoffdampf-Luft-Gemisches beruhigt;
diese Vertiefung 29 durchdringt nicht den Boden 22 des Glührohres 21, sondern ist
sacklochförmig ausgebildet. In bevorzugter Weise hat die Vertiefung 29 einen kreisrunden
Querschnitt, einen lichten Querschnitt zwischen 0,10 und 0,8 mm² und an ihrer tiefsten
Stelle eine Tiefe zwischen 0,5 und 1,3 mm.
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Je nach Anwendungsfall können diese Abma3e aber auch variieren: Auf
jeden Fall sollte der lichte Querschnitt der Vertiefung 29 weniger als 4 mm² betragen,
die Tiefe einer solchen Vertiefung 29 kann zwischen 0, und 2,5 mm liegen. Eine solche
Vertiefung 29 muß jedoch keinen kreisrunden Querschnitt haben, sie kann auch einen
Querschnitt von anderer Konfiguration haben, z. B, quadratischem oder mehrseitigem
Querschnitt.
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In der Figur 3 ist der Boden 22/1 eines Glührohres 21, mit zwei Vertiefungen
29/1 dargestellt, die an der Außenseit-e 28/1 des Bodens unter einem tRinkel gegenüber
der Längsachse des Glühstiftes 13/1 verlaufen. Auch i diese Vertiefungen 29/1 entsprechen
in ihrer Gestaltung der Vertiefung 29 in Figur 2.
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In der Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Glühstiftes
13/2 dargestellt: Bei dieser Giühstiftkerze ist der Boden 22/2 des Glührohres 21/2
an seiner Außenseite 28/2 mit mehreren Vertiefungen 29/2 versehen; diese Vertiefungen
29/2 sind aber nicht wie bei den vorstehenden Beispielen als Bohrungen ausgebildet
sondern als Schlitze.
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Jeder dieser Schlitze hat eine Breite von maximal 0,6 mm und an seiner
tiefsten Stelle eine Tiefe zwischen 0,5 und 2,5 mm; bevorzugterweise werden bei
Verwendung von mehreren als Schlitze ausgebildeten Vertiefungen 29/2 drei oder vier
Schlitze verwendet, die parallel zur Längsachse des Glühstiftes 13/2 verlaufen.
Möglich ist es aber auch, daß derartige als Schlitz ausgebildete Vertiefungen 29/2
unter Winkeln gegenüber der Längsachse des Glühstiftes 13/2 geneigt sind. Die bevorzugte
Breite derartiger Schlitze beträgt 0,4 mm und die Tiefe an ihrer tiefsten Stelle
liegt bevorzugterweise zwischen 0,5 und 1,8 mm.
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In den Figuren 5 und 6 ist der Bereich des Bodens 22/3 eines Glühstiftes
21/3 gezeigt, welcher an der Außenseite 23/3 des Bodens 22/3 sowohl als Schlitze
ausgebildete Vertiefungen 29/3 als auch als Bohrungen ausgebildete Vertiefungen
29/3' aufweist; die beiden als Schlitze ausgebildeten Vertiefungen 2913 kreuzen
sich im Bereich der Längsachse des Glühstiftes 13/3 und die vier als Bohrungen ausgebildeten
Vertiefungen 29/3' sind zwischen den freien Schenkeln der schlitzförmigen Vertiefungen
29!3 angeordnet. Die als Bohrungen ausgebildeten Vertiefungen 2913' verlaufen dabei
unter einem Winkel zur Längsac:ase des Glühstiftes 13/3. Die Abmessungen der scalitzförmigen
und der bohrungsförmigen Vertiefungen 29/3 bzw 29/3' entsprechen jenen der vorstehenden
BelsD;-ie.
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In der Figur 7 der Zeichnung ist die Ansicht eines -lühstiftes 13/4
auf seinen Boden 22/4 dargestell; bei dieser Ausführungsform wurden im Boden 22/4
vier schlitzförmige Vertiefungen 29/4 eingeformt, die sich um die Längsachse des
Glühstiftes 13/4 ordnen und sich dabei überschneiden.
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Zusätzlich zu den schlitzförmigen Vertiefungen o eine bohrungsförmig
Vertiefung 29/4' im Boden 2/ angebracht, die axial zur Längsachse des Glühstiftes
13/1 verläuft, Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen der ir den Figuren
1 bis 7 gezeigten Vertiefungen 29 bis 29/4' begrenzt, sondern kann auch naheliegende
Anordnungen und Gestaltungen von Vertiefungen haben; erwähnt sei in diesem Zusammenhang
auch die Verwendung von mindestens einer im Boden 22/.. eingearbeiteten Ringnut
(nicht dargestellt), als Vertiefung 29/.., die koaxial zur Längsachse des Glühstiftes
13/.. angeordnet ist. Wichtig ist jedoch bei allen Gestaltungen, daß die aufgeführten
maßlichen 3ereiche nicht wesentlich unterschritten bzw. überschritten werden, weil
dadurch die Wirksamkeit der Vertiefungen 29 nid 29/4' spürbar verringert wird. Glühstiftkerzen
10, die einen erfindungsgemäß ausgebildeten Boden 22 aufweisen, senken die Zündtemperatur
von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen in der Größenordnung von 1000C, erreichen demzufolge
schneller ihre Arbeitstemperatur und verringern die von der Bordbatterie zu entnehmende
elektrische Leistung.
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Die Anwendung dieser erfindungsgemäßen Gestaltung es Glührohres ist
nicht auf die in den vorstehenden Beispielen aufgeführten Glühstiftkerzen beschränkt,
sondern auch sinngemäß für Flaaammglühstiftkerzen möglich, die allgemein mit unter
die Gattung Glühstiftkerzen fallen.
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- L e e r s e i t e -