DE4001538C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorglüheinrichtung für Dieselmotoren mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruches 1.

Derartige Vorglüheinrichtungen mit mehreren Glühkerzen dienen dem Aufheizen von Vorkammern oder Brennkammern eines Mehrzylinder-Dieselmotors. Um die Vielzahl der Glühkerzen miteinander zu verbinden, sind in der JP-GM-59-37961 bei der Ausführung mit vier Glühkerzen zwei Verbindungsplatten vorgesehen, die mit Abstand übereinander angeordnet sind. Von den vier Glühkerzen sind hierbei zwei als zweipolige Glühkerzen mit je einem Plus- und Minusanschluß ausgeführt, wie dies z. B. auch in der DE-OS 37 07 814 näher beschrieben wird.

In der erstgenannten Druckschrift sind die jeweiligen Plusklemmen der vier Glühkerzen durch eine durchgehende Schiene oder Verbindungsplatte miteinander verbunden. Zwei der Glühkerzen sind hierbei einpolig ausgebildet und somit über ihr Anschlußgewinde mit der Masse des Dieselmotors verbunden, während die beiden anderen zweipoligen Glühkerzen an ihren Minusklemmen über eine zweite Verbindungsschiene oder -platte verbunden sind und diese über einen Wechselschalter zur Masse oder zu einer Starterbatterie führt.

Die beiden Verbindungsplatten sind mit beträchtlichem Abstand übereinander angeordnet, so daß bei den beiden zweipoligen Glühkerzen ein verlängertes Anschlußgewinde benötigt wird. Hierdurch ergeben sich Abwandlungen bei der Herstellung der Glühkerzen und somit eine zusätzliche Typenvielfalt. Zudem ist hierdurch die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Glühkerzen relativ platzraubend und aufwendig, was insbesondere in einem engen Motorraum nachteilig ist.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorglüheinrichtung mit verringertem Bau- und Platzaufwand für die elektrische Verbindung der Glühkerzen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorglüheinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Hauptteils der Vorglüheinrichtung für einen Dieselmotor;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung zur Verdeutlichung der Verbindung der Vorglüheinrichtung;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 durch eine Verbindungsplatte;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Verbindungsplatte gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Perspektivdarstellung des Aufbaus der Verbindungsplatte;

Fig. 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Isolatorteils.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine Vorglüheinrichtung für einen Dieselmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der schematische Aufbau von Glühkerzen 10A und 10B, die in Fig. 1 dargestellt sind, wird nachfolgend kurz beschrieben. Die auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellte Glühkerze 10A umfaßt ein stabförmiges, keramisches Heizelement 11 und einen metallischen, röhrenförmigen Halter 12 zur Aufnahme des Heizelementes 11 an seinem vorderen Ende. Im rückwärtigen Bereich des Halters 12 sind Anschlüsse 13 und 14 in ein isolierendes Material 15a, beispielsweise Kunststoff, eingebettet und bilden einen Anschlußbereich 15. Die Anschlüsse 13 und 14 sind mit den leitenden Bereichen 11a und 11b des Heizelementes 11 durch flexible, metallische Leiter 16 und 17, insbesondere Drähte, verbunden. Das Heizelement 11 ist aus keramischem Widerstandsmaterial hergestellt. Am Außenumfang des Halters 12 ist ein Gewindebereich 2 ausgebildet, der in eine entsprechende Gewindebohrung 12a eines Zylinderkopfes 1 eines Dieselmotores eingeschraubt werden kann. Hierdurch erstreckt sich das vordere Ende 11c des Heizelementes 11 in eine Vorkammer oder eine Brennkammer 3 des Dieselmotors.

Der Anschlußbereich 15 umfaßt einen ersten außenliegenden Anschluß 13, dessen inneres, stabförmiges Vorderende mit dem Leiter 16 verbunden ist und einen zweiten, zylinderförmig ausgebildeten äußeren Anschluß 14, der den ersten Anschluß 13 mit einem gewissen Spalt umgibt und dessen Vorderende mit dem Leiter 17 verbunden ist, sowie ein spritzgegossenes Isoliermaterial 15a, das die Anschlüsse 13 und 14 voneinander isoliert. Zur Verstärkung des Isoliermaterials 15a ist ein nicht näher bezeichnetes Metallrohr am Außenumfang aufgeschoben.

Am zweiten Anschluß 14 ist an der Oberseite des Halters 12 des weiteren ein Isolierring 18a und eine Metallbuchse 18b befestigt. Die Metallbuchse 18b ist elektrisch und mechanisch mit dem zweiten Anschluß 14 durch Aufpressen oder dergleichen verbunden. Hierauf ist eine Verbindungsplatte 4 aus leitendem Material aufgelegt, so daß mit der Metallbuchse 18b eine elektrische Verbindung hergestellt ist. Darüber ist eine Befestigungsmutter 19 vorgesehen, die auf das Außenende des ersten Anschlusses 13 aufgeschraubt ist. Die Befestigungsmutter 19 verbindet den ersten Anschluß 13 elektrisch mit einer zweiten Verbindungsplatte 5, die weiter unten näher beschrieben wird.

Wie oben beschrieben, besteht das keramische Heizelement 11 der Glühkerze 10A im wesentlichen aus U-förmig gebogenen leitenden Bereichen 11a und 11b, die am Vorderende 11c miteinander verbunden sind und sich im wesentlichen parallel zueinander zum Halter 12 hin erstrecken. Das Heizelement 11 ist aus keramischem Widerstandsmaterial wie SiAlON hergestellt und im Vorderende des Halters 12 unter Zwischenschaltung von isolierenden Schichten, beispielsweise durch Beschichtung der leitenden Bereiche 11a und 11b befestigt. Zwischen den leitenden Bereichen 11a und 11b ist eine keramische Isolierschicht 11d eingesetzt, die bevorzugt im Haltebereich des Halters 12 angeordnet ist.

Auf der linken Seite der Fig. 1 ist eine Glühkerze 10B dargestellt, die im Gegensatz zur Glühkerze 10A nur einen Anschluß 13 aufweist und bei diesem einpoligen Aufbau mit der Masse des Zylinderkopfes 1 verbunden ist. Durch diesen einpoligen Aufbau erübrigt sich ein zweiter äußerer Anschluß 14, da der leitende Bereich 11b des Heizelementes 11 mit dem Halter 12 und damit über dessen Anschlußgewinde 2 mit der Masse des Zylinderkopfes 1 elektrisch verbunden ist. Der weitere Aufbau der einpoligen Glühkerze 10B ist im wesentlichen gleich dem der zweipoligen Glühkerze 10A, so daß auf eine weitere ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.

Bei einer Versorgungsspannung (in dieser Ausführung 24 V) einer Batterie liegt an den zweipoligen Glühkerzen 10A und den einpoligen Glühkerzen 10B eine halbierte Spannung von 12 V an. Die beiden parallel geschalteten Glühkerzen 10A sind dabei in Reihe zu den beiden ebenfalls parallel geschalteten Glühkerzen 10B geschaltet. Die Fig. 2 zeigt die Ausführung mit vier Glühkerzen für einen Vierzylinder-Dieselmotor. Wie bereits angedeutet, sind die zur Batterie hin liegenden Glühkerzen als zweipolige Glühkerzen 10A ausgebildet, während die weiteren Glühkerzen einpolige Glühkerzen 10B oder aber auch zweipolige Glühkerzen 10A sein können. Wesentlich hierbei ist, daß das Paar der parallel geschalteten Glühkerzen 10A und das Paar der parallel geschalteten Glühkerzen 10B in Reihe mit der Batterie geschaltet sind. Bei dieser Anordnung können Glühkerzen mit einer Nennspannung (bei diesem Beispiel 12 V) verwendet werden, die der halben Versorgungsspannung der Batterie entspricht.

Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die üblichen 12-V-Glühkerzen sowohl für Anlagen mit 12 und 24 V Nennspannung Verwendung finden, können aufgrund der Massenproduktion die Herstellungskosten sowie die Anzahl der zu handhabenden unterschiedlichen Bauteile verringert werden.

In dem Ausführungsbeispiel sind die Glühkerzen 10A und 10B durch die Verbindungsplatten 4 und 5 miteinander verbunden, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Dabei kann die oben beschriebene Parallel- und Reihenschaltung der Glühkerzen 10A und 10B durch einen einfachen Aufbau in raumsparender Weise erreicht werden, wie dies nachfolgend beschrieben ist. Der Anschluß 13 der mit Masse verbundenen Glühkerze 10B, wie in Fig. 2 dargestellt, erstreckt sich durch die Verbindungsplatte 4 hindurch, die aus leitendem Material hergestellt ist und sich entlang der Oberseite des Zylinderkopfes 1 erstreckt. Die Glühkerze 10B ist dabei durch die Befestigungsmutter 19 mit der Verbindungsplatte 4 verbunden, und das Vorderende der Glühkerze 10B ist in den Zylinderkopf 1 eingeschraubt, so daß das Vorderende 11c des Heizelementes 11 in die Verbrennungskammer 3 hineinragt. Die Glühkerze 10B ist dabei über das Anschlußgewinde 2 des Halters 12 mit der Masse des Zylinderkopfes 1 elektrisch verbunden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist die Verbindungsplatte 4 einen durchgehenden Schlitz 6 auf, an den sich Haltestufen 6a anschließen. In den Schlitz 6 der Verbindungsplatte 4 ist die zweite Verbindungsplatte 5 eingesetzt, die ebenfalls aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und gegenüber der ersten Verbindungsplatte 4 über Isolatoren 7 zur Isolierung abgetrennt ist. Die zweite Verbindungsplatte 5 weist ebenfalls relativ dünnwandige Abstufungen 5a auf, die den Haltestufen 6a der Verbindungsplatte 4 gegenüberliegen, wobei die relativ dünnwandigen Abstufungen 5a und 6a voneinander elektrisch und räumlich getrennt sind. Die im wesentlichen ringförmig ausgebildeten Isolatoren 7 weisen Halterungen 7a zur Aufnahme der dünnwandigen Abstufungen 5a der zweiten Verbindungsplatte 5 auf, wobei die Aufnahmen 7a auf den ebenfalls relativ dünnwandigen Haltestufen 6a der Verbindungsplatte 4 aufliegen und somit die Verbindungsplatte 5 von der Verbindungsplatte 4 elektrisch isolieren (Fig. 5). Von der Aufnahme 7a erstreckt sich ein Vorsprung 7b nach unten (siehe Fig. 6) und ragt im zusammengebauten Zustand durch den Schlitz 6 bis an die Unterseite der Verbindungsplatte 4. Weiterhin ist in jeder Aufnahme 7 eine Bohrung 7c vorgesehen, durch die sich der Anschluß 13 der Glühkerze 10A hindurch erstreckt.

Gemäß diesem Aufbau ist eine von wenigstens zwei parallel zum Zylinderkopf 1 geschalteten Glühkerzen 10A und 10B als zweipolige Glühkerze 10A ausgebildet, die also zwei Anschlüsse 13 und 14 aufweist, die mit den elektrisch leitenden Verbindungsplatten 4 und 5 verbunden sind. Der erste Anschluß 13 ist dabei mit der zweiten Verbindungsplatte 5 verbunden, die zusammen mit dem Isolator 7 integral in der Verbindungsplatte 4 montiert ist und mit der Batterie verbunden ist. Zugleich ist der zweite Anschluß 14 über die Metallbuchse 18b mit der Verbindungsplatte 4 verbunden. Somit sind die Glühkerzen 10A mit den anderen Glühkerzen 10B in Reihe geschaltet, die allein über den Anschluß 13 mit der Verbindungsplatte 4 verbunden sind. Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, sind die beiden Verbindungsplatten 4 und 5 in derselben Ebene angeordnet, wobei sie über die Isolatoren 7 voneinander isoliert sind, wodurch sich eine glatte, bündige Oberfläche mit niedriger Bauhöhe der ineinandergeschachtelten Verbindungsplatten 4 und 5 ergibt. Mit der beschriebenen Anordnung der Vorglüheinrichtung können auch in Fahrzeugen mit einer 24-V-Batterie Glühkerzen 10A und 10B mit 12-V-Heizelementen 11 verwendet werden, die auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Dabei kann die Leistung der Glühkerzen gesteigert werden und zugleich eine einfache, preisgünstige Verdrahtung bzw. Verkabelung zwischen den Glühkerzen erreicht werden. Zudem wird eine platzsparende Montage erreicht.

Die hier beschriebene Verkabelung bzw. Verdrahtung zwischen den Glühkerzen ist nicht auf keramische, aus SiAlON hergestellte Heizelemente 11 beschränkt, sondern kann auch bei anderen Glühkerzen oder Glühstiftkerzen Anwendung finden. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel für einen Vierzylinder- Dieselmotor sind zwei Paare, d. h. vier Glühkerzen jeweils parallel geschaltet, wobei die parallel geschalteten Paare dann in Reihe zueinander geschaltet sind. Jedoch kann für einen Sechszylinder-Dieselmotor eine entsprechende Verkabelungsanordnung verwendet werden, wobei jeweils drei der sechs Glühkerzen parallel zueinander geschaltet sind und dieser Satz von drei parallel geschalteten Glühkerzen 10A mit einem zweiten Satz der verbleibenden drei, ebenfalls parallel geschalteten Glühkerzen 10B in Reihe geschaltet ist.

Als Alternative können auch jeweils zwei Glühkerzen in Reihe geschaltet sein und somit die drei Sätze der in Reihe geschalteten Glühkerzen wiederum zueinander parallel geschaltet sein. Dabei werden drei Glühkerzen durch zweipolige Glühkerzen 10A gebildet, während die restlichen drei Glühkerzen durch einpolige oder auch zweipolige Glühkerzen 10B oder 10A gebildet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorglüheinrichtung für einen Dieselmotor ist somit wesentlich, daß eine von wenigstens zwei parallel zum Zylinderkopf geschalteten Glühkerzen einen zweipoligen Aufbau aufweist, dessen beiden Anschlüsse 13 und 14 entsprechend wechselweise mit den Verbindungsplatten 4 und 5 verbunden sind. Der Anschluß 13 ist dabei mit der Verbindungsplatte 5 verbunden, die mit der Batterie verbunden ist und in der Verbindungsplatte 4 unter Zwischenschaltung von Isolatoren 7 versenkt angeordnet ist. Die Anschlüsse 14 sind dabei mit der Verbindungsplatte 4 verbunden, so daß wenigstens eine der Glühkerzen in Reihe mit der anderen, ebenfalls mit der Verbindungsplatte 4 verbundenen Glühkerze, geschaltet ist. Hierdurch wird eine preisgünstige Verdrahtung mit einfachem Aufbau erreicht. Durch die versenkte Ausführung ist die zweite Verbindungsplatte 5 durch die Isolatoren 7 sicher in der ersten Verbindungsplatte 4 befestigt. Hierdurch ergibt sich eine glatte Oberfläche und eine niedrige Gesamthöhe der Verbindungsplatten und damit eine platzsparende Anordnung, die im Motorraum kaum Platz beansprucht.

Claims (5)

1. Vorglüheinrichtung für Dieselmotoren mit mehreren Glühkerzen, die durch Verbindungsplatten in Reihe und/oder parallel zu einer Batterie geschaltet sind, wobei wenigstens eine zweipolige Glühkerze mit einem ersten und zweiten Anschluß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß (13) der Glühkerze (10A) an eine Abstufung (5a) der Verbindungsplatte (5) und der zweite Anschluß (14) an eine Haltestufe (6a) der weiteren Verbindungsplatte (4) angeschlossen sind, wobei zwischen der Haltestufe (6a) und der Abstufung (5a) ein Isolator (7) vorgesehen ist und die Verbindungsplatten (4) und (5) im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.

2. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (5) bündig in einem Schlitz (6) innerhalb der Verbindungsplatte (4) versenkt angeordnet ist.

3. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstufung (5a), die Haltestufe (6a) und der Isolator (7) jeweils etwa über ein Drittel der Gesamthöhe der Verbindungsplatte (4) erstrecken.

4. Vorglüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (5) leistenförmig ausgebildet ist und am Ende jeweils eine ringförmige Abstufung (5a) trägt, und in den Schlitz (6) eingepaßt ist.

5. Vorglüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß (14) durch eine Metallbuchse (18b) gebildet ist, die den ersten Anschluß (13) mit Abstand umgibt und an der Unterseite der Verbindungsplatte (4) an der Haltestufe (6a) anliegt.