DE4028860C2 - Glühkerze mit eigener Temperatursteuerung - Google Patents

Glühkerze mit eigener Temperatursteuerung

Info

Publication number
DE4028860C2
DE4028860C2 DE4028860A DE4028860A DE4028860C2 DE 4028860 C2 DE4028860 C2 DE 4028860C2 DE 4028860 A DE4028860 A DE 4028860A DE 4028860 A DE4028860 A DE 4028860A DE 4028860 C2 DE4028860 C2 DE 4028860C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
resistance element
gap
resistance
glow plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4028860A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4028860A1 (de
Inventor
Koji Hatanaka
Kazuhisa Iizasa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP, Jidosha Kiki Co Ltd filed Critical JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Publication of DE4028860A1 publication Critical patent/DE4028860A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4028860C2 publication Critical patent/DE4028860C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze mit eigener Temperatur­ steuerung, umfassend ein erstes Widerstandselement als Heiz- oder Erwärmungselement, ein mit einem Ende des ersten Wider­ standselements in Serie geschaltetes zweites Widerstandsele­ ment aus einem Material, das einen größeren positiven Wider­ standstemperaturkoeffizienten als das erste Widerstandsele­ ment aufweist, eine sich lang erstreckende zylinderförmige Glühkerzenhülse, die die beiden Widerstandselemente umgibt, und in der diese in ein gemeinsames, in die Hülse gefülltes hitzebeständiges isolierendes Material eingebettet sind, wobei die Hülse einen das erste Widerstandselement einbetten­ den vorderen Hülsenabschnitt und einen das zweite Wider­ standselement einbettenden rückwärtigen Hülsenabschnitt aufweist, zwischen dem vorderen Hülsenabschnitt und dem rückwärtigen Hülsenabschnitt ein in Axialrichtung der Hülse sich erstreckender, einen Zwischenraum zwischen den beiden Widerstandselementen bildender Spalt vorgesehen ist und die beiden Widerstandselemente durch geringen Widerstand aufwei­ sende elektrische Verbindungsmittel innerhalb des Spalts miteinander verbunden sind. Die Glühkerze dient als Vorheizkerze zur Verbesserung der Starteigenschaf­ ten eines Dieselmotors.
Bei einer bekannten Glühkerze der genannten Art (US 45 49 071) dient der Spalt in Kombination mit einem bestimmten Längenverhältnis sowie mit einem bestimmten Wider­ standsverhältnis der beiden Widerstandselemente dazu, die Glühkerze mit einer Schnellerwärmungsfunktion und einer Selbsttemperatursättigungsfunktion zu versehen. Obwohl die Schnellerwärmung und - beim Start des Motors - eine gewünsch­ te Sättigungstemperatur zur Vermeidung der Übererwärmung durch Temperatur-Eigensteuerung der Glühkerze erzielbar sind, ist es mit dieser Eigensteuerung jedoch nicht möglich, einen Langzeit-Nachglühbetrieb (10 Minuten oder länger) mit Verrin­ gerung der Erwärmungstemperatur zu realisieren. Eine solche Glühkerze muß für einen Langzeit-Nachglühbetrieb zusätzlich mit einer besonderen äußeren Beschaltung versehen werden. Damit ist eine Erhöhung der Anzahl von Schaltungsbauelementen sowie der Kosten der Gesamteinheit verbunden. Bei einer Glüh­ kerze gemäß US 47 33 053 ist eine zusätzliche äußere Strom­ steuerung zudem vorgesehen, um zur Schnellerwärmung die Wär­ meübertragung von einem in einer verjüngten Glühkerzenspitze angeordneten ersten Widerstandselement an ein unmittelbar dahinter angeordnetes zweites PCT-Widerstandselement zu ver­ zögern.
Bei gemäß DE 30 35 542 A1 und DE 30 35 291 A1 bekannten Glüh­ kerzen, die aus einer Kombination von zwei Arten von Erwär­ mungsleitungen oder -Drähten bestehen, wird, um eine Schnell­ erwärmungsfunktion zu erreichen, der Durchmesser eines vorde­ ren Hülsenendabschnitts, in dem ein Widerstandselement der vorderen Endseite als Erwärmungsabschnitt eingebettet ist, klein vorgesehen, um eine geringere Erwärmungskapazität als die eines rückwärtigen Abschnitts mit größerem Hülsendurch­ messer zu erhalten, in den ein einen Steuerabschnitt bilden­ des Widerstandselement der rückwärtigen Endseite eingebettet ist. Die beiden Widerstandselemente erstrecken sich in den konischen Übergangsbereich zwischen den Hülsenabschnitten hinein und grenzen unmittelbar aneinander. Bei diesen her­ kömmlichen Strukturen kann die Funktion zum Erreichen der ersten Erwärmungseigenschaft zu einem gewissen Maß erzielt werden, wobei während eines Anfangszeitabschnitts der Ener­ gieerregung dem Widerstandselement an der Vorderendseite eine große Energie zugeführt wird, um eine vorbestimmte Erwär­ mungstemperatur zu erreichen. Zur Steigerung der Schneller­ wärmung wird gemäß DE 30 35 542 A1 vorgeschlagen, einen auch zur Montage dienenden, in den Wickel des Steuerwiderstandes eingreifenden Zapfen zur Wärmeableitung vorzusehen. Es ist jedoch nicht möglich, auf befriedigende Weise eine Über­ schwing-Funktion zur Verminderung der Erwärmungstemperatur nach dem Verstreichen eines vorbestimmten Zeitabschnitts und die Ausführung eines Langzeit-Nachglühens bei Gewährleistung der Haltbarkeit der Widerstands-Erwärmungsdrähte zu erzielen.
Um ein Langzeit-Nachglühen unter Verwendung nur der Glühkerze ohne Hinzufügung irgendwelcher Elemente in einer Steuerschal­ tung zu erzielen, ist eine der Glühkerze eigene Temperatur­ steuerungsfunktion erforderlich, die nicht nur eine das Er­ wärmungselement beaufschlagende Energie selbst- oder eigen­ steuert, um die Erwärmungseigenschaften beträchtlich zu ver­ bessern und an einem Erwärmungsabschnitt eine Überhitzung zu vermeiden, sondern die zugleich, um Haltbarkeit und Dauerhaf­ tigkeit der Erwärmungs-/Heizdrähte oder -leitungen sicherzu­ stellen, die Sättigungstemperatur unter eine geeignete Tempe­ ratur absenkt und auf dieser Temperatur hält. Die herkömmli­ chen Glühkerzen mit den beschriebenen Strukturen können nicht sämtliche gewünschte Charakteristika und Eigenschaften, näm­ lich die vorübergehende oder zeitweilige Erhöhung einer Er­ wärmungstemperatur auf eine erforderliche Temperatur und ein ausreichendes Absenken der Erwärmungstemperatur beim Ver­ streichen einer Zeit, in der die Sättigung zu erfolgen hat, gewährleisten. Daher ist eine große Nachfrage nach einer Glühkerze mit einem Erwärmungsabschnitt entstanden, der aus­ gezeichnete Schnellerwärmungs- und Selbsttemperatursätti­ gungseigenschaften aufweisen und hinsichtlich Wärmebeständig­ keit höchst zuverlässig sein soll.
Unter Berücksichtigung der beschriebenen Anforderungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Glühkerze mit eige­ ner Temperatursteuerung zu schaffen, die bei relativ einfa­ cher Herstellungs- und Bauweise neben einer Schnellerwär­ mungs- und Sättigungsfunktion eine wesentlich verbesserte Langzeit-Nachglühfunktion gewährleisten soll, wobei ausge­ zeichnete Schnellerwärmungs- und Selbst-Temperatur-Sätti­ gungseigenschaften und hohe Betriebszuverlässigkeit erreicht werden sollen.
Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen der eingangs genannten Glühkerze dadurch gelöst, daß der Hülsendurchmesser des vorderen Hülsenabschnitts kleiner als der Hülsendurchmes­ ser des rückwärtigen Hülsenabschnitts ist, der Spalt durch einen trichterförmig verlaufenden Wand- oder Bodenabschnitt der Hülse umschlossen ist, über den der vordere Hülsenab­ schnitt in den rückwärtigen Hülsenabschnitt übergeht, das Verhältnis des Durchmessers des rückwärtigen Hülsenabschnit­ tes zu dem Durchmesser des vorderen Hülsenabschnitts im Be­ reich von 1,3 : 1 bis 2 : 1 liegt und der Spalt größer ist als zumindest der Hülsendurchmesser des vorderen Hülsenab­ schnitts.
Gemäß der erfindungsgemäßen Gestaltung ist die Wärmekapazität des Mantel-Vorderendabschnitts, in dem das erste Widerstands­ element als das Erwärmungs-/Heizelement eingebettet ist, aus­ reichend kleiner als die des Mantel-Rückendabschnitts, in dem das zweite Widerstandselement eingebettet ist, so daß während eines Anfangszeitabschnitts der Energiebeaufschlagung schnell Wärme erzeugt wird und damit eine ausgezeichnete Schnell-Er­ wärmungsfunktion erreicht ist. Zugleich erfolgt durch den vorbestimmten Spalt oder Zwischenraum ein korrekter und ge­ eigneter Betrieb einer gewünschten Energie-Steuerungsfunktion des zweiten Widerstandselements als Steuerungsmittel, das in den Mantel-Rückendabschnitt eingebettet ist, der mit dem Man­ tel-Vorderendabschnitt verbunden ist, in den das Heiz-/Erwär­ mungselement eingebettet ist. Dadurch ist eine Eigenschaft oder Kennlinie mit einer Überschwingung bzw. einer überschie­ ßenden Erwärmung erzielt, wobei man eine Erwärmungstemperatur als Sättigungstemperatur erhält, die mit dem Verstreichen von Zeit ausreichend geringer als eine maximale oder Spitzentem­ peratur ist, d. h., daß ein Langzeit-Nachglühen gewährleistet ist. Derartige Erwärmungseigenschaften und -funktionen erhält man durch die Glühkerze selbst. Daher entfallen unnötige Schaltungsbauteile, die Kosten der gesamten Vorerwärmungs­ einheit sind verringert und der Glühkerzenaufbau ist beson­ ders einfach.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer gesamten Glühkerze mit eigener Temperatur­ steuerung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Schnittansicht einen Haupt­ teil einer erfindungsgemäßen Glühkerze;
Fig. 3(A) und 3(B) sind graphische Darstellungen, die Änderungen in der Erwärmungstemperatur der Vorderend­ abschnitte als Funktion der Zeit mit bzw. ohne einem Zwischenraum/Spalt darstellen;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Erwärmungseigenschaften;
Fig. 5(A) und 5(B) sind Schaltbilder, die den Aufbau von Energieerregungsschaltungen für erfindungsgemäße Glühkerzen bzw. für Glühkerzen nach dem Stand der Tech­ nik zeigen;
Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Glühkerze bzw. eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils derselben zeigen; und
Fig. 8 stellt eine vergrößerte Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung dar.
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung genauer beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Glühkerze mit eigener Temperatur­ steuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung. Der schematische Aufbau einer mit Bezugszeichen 1 in Fig. 1 bezeichneten Glühkerze wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben. In Fig. 1 und 2 bezeichnet 2 eine Hülse in Form einer ein Gehäuse bil­ denden Hülse, die aus einem wärme-/hitzebeständigen Metallmaterial wie einem rostfreien Stahl besteht, und 3 ein zylindrisches Kerzengehäuse zum Lagern der Hülse 2 an ihrem vorderen Endabschnitt. Durch eine isolierende Buchse 4 ist ein Elektrodenstab 5 konzentrisch mit dem rückwärtigen Endabschnitt des Gehäuses 3 verbunden. Das Vorderende der Elektrode 5 ist in die Hülse 2 einge­ setzt.
Ein erstes schrauben-/wendelförmig verlaufendes Wider­ standselement 10, (das im folgenden als erstes Wider­ standselement bezeichnet wird,) ist als Heiz- oder Erwär­ mungselement in dem inneren Raum des vorderen Endab­ schnitts der Hülse 2 entlang deren Axialrichtung angeord­ net. Das erste Widerstandselement 10 besteht aus einem einen elektrischen Widerstand aufweisenden Widerstands­ material mit einem kleinen positiven Widerstands-Tempera­ turkoeffizienten, z. B. einer Eisen-Chrom- oder Nickel- Chrom-Legierung. Ein Ende des ersten Widerstandselements 10 ist elektrisch mit dem vorderen Endabschnitt der Hülse 2 verbunden. Zudem ist ein zweites schrauben- oder wendelförmig verlaufendes Widerstandselement 11 (das im folgenden als zweites Widerstandselement bezeichnet wird) in dem inneren Raum des rückwärtigen Endab­ schnitts der Hülse 2 zwischen dem ersten Widerstands­ element 10 und dem Elektrodenstab 5 derart angeordnet, daß es zusammenhängend mit dem ersten Widerstandselement 10 vorgesehen ist. Das zweite Widerstandselement 11 besteht aus einem elektrischen Widerstandsmaterial mit einem großen positiven Widerstands-Temperaturkoeffizien­ ten, z. B. aus einem Material auf Eisenbasis oder aus Nickel. Mit dieser Anordnung sind das erste Widerstands­ element 10 und das zweite Widerstandselement 11 zwischen der Hülse 2 und dem Elektrodenstab 5 miteinander in Serie geschaltet. Das erste und das zweite Widerstands­ element 10 bzw. 11 sind in ein wärmebeständiges in die Hülse 2 eingefülltes Material 6 wie Magnesiumoxid (Magne­ sia) (MgO) eingebettet.
Das beschriebene zweite Widerstandselement 11 dient nicht nur als Erwärmungs-/Heizquelle sondern auch als ein Mittel zur Temperatursteuerung oder -regelung. Das zweite Widerstandselement 11 als das Mittel der Tempera­ tursteuerung kann unmittelbar nach dem Beginn der Ener­ gieerregung bzw. der Beaufschlagung mit Energie eine große Energie liefern, und zwar aufgrund des Umstandes, daß es während dieses Zeitabschnitts einen kleinen Wider­ stand aufweist. Zudem wird, da der Widerstand des zwei­ ten Widerstandselements 11 mit dem Ablauf der Energie­ beaufschlagungszeit zunimmt, die Energieabgabe entspre­ chend reduziert. Dies hat zur Folge, daß die Sättigungs­ temperatur der Glühkerze durch diese selbst unter eine bestimmte Temperatur unterdrückt bleibt, so daß eine Überhitzung vermieden ist. Eine solche Funktion ist ohne weiteres von dem Umstand her zu verstehen, daß das zweite Widerstandselement 11 den großen positiven Wider­ stands-Temperaturkoeffizienten aufweist und sein Wider­ stand mit Erwärmung durch Energiebeaufschlagung nach und nach zunimmt. Um mittels des zweiten Widerstandselements 11 eine geeignete und zweckmäßige Steuerung bzw. Rege­ lung des Stroms auszuführen, sind das erste Widerstands­ element 10 und das zweite Widerstandselement 11 derart miteinander verbunden, daß ihre schrauben-/wendelförmig verlaufenden Abschnitte durch einen vorbestimmten Spalt oder Zwischenraum GAP einander gegenüberliegen. Genauer beschrieben ist es so, daß der vorbestimmte Spalt zwi­ schen den schrauben-/wendelförmig verlaufenden Abschnit­ ten ein Zeitintervall für thermische Einflüsse oder Wirkungen von dem ersten Widerstandselement 10 an das zweite Widerstandselement 11 gewährleistet. Durch dieses Zeitintervall ist eine durch das zweite Widerstandsele­ ment 11 durchzuführende Stromsteuerung derart verzögert, daß die Beaufschlagungszeit einer großen Energie an das erste Widerstandselement 10 verlängert ist, wobei so das erste Widerstandselement 10 schnell auf Rotglut bzw. Glühtemperatur erwärmt wird und die Temperatur-Anstiegs­ charkteristiken erheblich verbessert sind. Bei dieser Ausführungsform sind, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, lineare, geradlinig verlaufende Endabschnitte oder stücke 10a und 11a, die sich axial von den Enden der schrauben-/wendelförmig verlaufenden Abschnitte des ersten und des zweiten Widerstandselements 10 bzw. 11 erstrecken, in einer parallelen Lage oder Ausrichtung zur Überlappung miteinander gebracht und durch Laser-Schwei­ ßung od. dgl. miteinander verbunden, so daß ein Verbin­ dungsabschnitt 12 mit einem kleinen Widerstand (dessen Wert im wesentlichen nahezu null ist) ausgebildet ist.
Bei der Glühkerze 1 des beschriebenen Aufbaus mit eigener Temperatursteuerung ist gemäß der Erfindung ein Hülsen­ durchmesser DR des vorderen Endabschnitts der Hülse 2, in dem das erste Widerstandselement 10 als Erwärmungs­ element eingebettet ist, kleiner gewählt und vorgesehen als ein Hülsendurchmesser DB des rückwärtigen Endab­ schnitts der Hülse 2, in dem das zweite Widerstandsele­ ment 11 eingebettet ist. Zudem ist der Spalt GAP zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Widerstandselement 10 bzw. 11 auf ein größeres Maß als zumindest der Hülsen­ durchmesser DR des vorderen Hülsenendabschnitts, in dem das erste Widerstandselement 10 eingebettet ist festge­ legt (GAP < DR), und das Widerstandselement 10 und das Widerstandselement 11 sind innerhalb des Spalts durch den Verbindungsabschnitt 12 miteinander verbunden, der - wie beschrieben - mit einem kleinen Widerstand, der im wesentlichen bei Null liegt, ausgebildet ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der dem beschriebenen Spalt entsprechende Abschnitt der Hülse 2 durch einen im Durchmesser veränderten, trichterförmig verlaufenden Wand- oder Bodenabschnitt ausgebildet, so daß der vor­ dere Endabschnitt mit kleinem Durchmesser mit dem rück­ wärtigen Endabschnitt mit großem Durchmesser vereinigt ist bzw. an diesen anschließt.
Es ist durch Versuche bestätigt worden, wie in Fig. 3A und 3B dargestellt, daß die oben beschriebenen Hülsendurchmesser DR und DB erfindungsgemäß so gewählt werden, daß DB 1.3 DR erfüllt und besonders vorteil­ haft ungefähr DB/DR = 1.7 vorgesehen ist. Z.B. wird dann, wenn der Hülsendurchmesser DB des rückwärtigen Abschnitts der Hülse 2 mit dem Durchmesser 5 vorgesehen ist, der Hülsendurchmesser DR des vorderen Hülsenendabschnitts vorzugsweise mit dem Durchmesser 3 gewählt. In Fig. 3A sind Kennlinien darge­ stellt, die erreicht werden, wenn der Spalt GAP 8 mm beträgt und DB/DR = 1.0, 1.3 und 1.7 beträgt. Es hat sich herausgestellt, daß bei DB/DR = 1.3 oder größer eine Kennlinie mit einer Überschwingung bzw. einem über­ schießenden Verlauf erzielt wird, und es ist ein optima­ les Ergebnis mit DB/DR = 1.7 erreicht worden, was durch Spitzentemperaturen und im Zusammenhang mit Herstellungs­ grenzen stehenden Hülsendurchmessern begründet ist. Es ist ersichtlich, daß die Schnell-Erwärmungseigenschaft durch eine Vergrößerung des Verhältnisses weiter verbes­ sert werden kann. Eine derartige Vergrößerung des Ver­ hältnisses wird jedoch den Durchmesser des vorderen Hül­ senendes übermäßig verringern und Herstellungsprobleme mit sich bringen, d. h., daß der Hülsendurchmesser DR des vorderen Endabschnitts bei einer Herstellungsgrenze liegt, die unter Berücksichtigung der geforderten Dicke der Hülse 2 und des Draht-/Leitungsdurchmessers des schrauben/-wendelförmigen Widerstandselements 10 durch ein Verhältnis von ungefähr 2.0 bestimmt ist. Fig. 3B zeigt eine Kennlinie, die man erhält, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstandselement 10 und 11 dem Spalt vorgesehen ist. Wie aus Fig. 3B ersichtlich, kann mit einem Verhältnis von ca. 1.7 eine Kennlinie mit einem geringfügig überschießenden bzw. überschwingenden Verlauf erreicht werden. Die erhaltene Kennlinie ist aber in der Praxis unzureichend, und folglich wird die Notwendigkeit und Bedeutung des Spalts GAP bei der Erfin­ dung ersichtlich. Das heißt, da die Wärmeübertragung zwischen dem Widerstandselement 10 und dem Widerstands­ element 11 groß ist, daß eine vorbestimmte Energiesteu­ erung auf geeignete und zweckmäßige Weise durch eine einfache Änderung des Hülsendurchmessers DR ausgeführt werden kann, um die Wärmekapazität zu verringern.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Wärmekapazität des vorderen Endabschnitts der Hülse 2, in dem das erste Widerstandselement 10 als Heizele­ ment eingebettet ist, ausreichend kleiner als die des rückwärtigen Endabschnitts der Hülse 2, in dem das zweite Widerstandselement 11 als Steuermittel oder -element eingebettet ist, vorgesehen. Damit ist eine Erwärmung bis zur Rotglut bzw. Glühtemperatur schnell verwirklicht, um zu gewährleisten, daß die Glühkerze die Schnell-Erwärmungsfunktion zeigt, d. h., daß 800°C inner­ halb von 5 Sekunden erreicht werden. Zudem ist dadurch sichergestellt, daß das zweite Widerstandselement 11 als Steuermittel oder -element, das in den rückwärtigen Abschnitt der Hülse 2 eingebettet und durch den vorbe­ stimmten Spalt mit dem ersten Widerstandselement 10 in dem vorderen Endabschnitt der Hülse 2 verbunden ist, auf zweckmäßige und geeignete Weise die gewünschte Energie- Steuerungs-Funktion durchführt, so daß eine in Fig. 4 dargestellte Kennlinie mit einem überschießenden bzw. überschwingenden Verlauf erzielt ist, wobei nach dem Start eines Motors eine Erwärmungstemperatur bei unge­ fähr 850°C gesättigt wird. Diese Temperatur ist mit ca. 200°C ausreichend kleiner als eine Spitzentemperatur von ungefähr 1050°C. Damit ist ein Nachglühen über einen langen Zeitabschnitt gewährleistet.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung, da die oben beschrie­ benen Erwärmungseigenschaften durch die Selbststeuerung nur der Glühkerze 1 erzielt sind, erreicht, daß ein her­ kömmliches Relais zum Nachglühen ein Spannungsabfall- Widerstand od. dgl. Bauteile als nicht benötigte Schal­ tungsbauteile entfallen können. Damit sind die Kosten der gesamten Vorerwärmungseinheit verringert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5A wird im folgenden eine der Energieerregung dienende Steuerschaltung für die oben beschriebene Glühkerze 1 beschrieben. Vier Heiz-/Erwär­ mungsabschnitte der Glühkerze 1 (GP) sind parallel geschaltet. Durch ein Relais 21 wird eine Nennspannung von z. B. 12 V einer Batteriequelle 20 an jeden Erwärmungs­ abschnitt angelegt, um zu bewirken, daß jeder Erwärmungs­ abschnitt Wärme hervorbringt, so daß die Verbrennungs­ kammer oder eine Unterverbrennungskammer eines Diesel­ motors vorgewärmt wird, wobei so die Starteigenschaften des Motors unterstützt werden. Die Glühkerze 1 dient als Erdungskörper. Unter Bezugnahme auf Fig. 5A bezeichnet 22 einen Motor-Schlüsselschalter; 23 eine Steuereinheit mit einer Zeitfunktion; 24 einen Kühlwasser-Tempera­ tursensor und 25 eine Start-Zeitmessungs-Anzeigeeinheit. Die Betriebsweisen und Funktionen dieser Bauelemente sind bekannt, so daß eine detaillierte Beschreibung derselben entfallen kann.
Aufgrund der Selbst-Temperatur-Steuerungsfunktion gemäß der erfindungsgemäßen Glühkerze 1 kann die beschriebene Schaltungsanordnung verwendet werden. Dagegen ist, wie in Fig. 5B dargestellt, bei einer herkömmlichen Glüh­ kerze für die Steuerschaltung eine andere Steuerschal­ tung zum Nachglühen zusätzlich mit einem Steuerrelais 26 und einem Spannungsabfall-Widerstand 27 erforderlich. So ist der Unterschied im Schaltungsaufbau für die erfin­ dungsgemäße Glühkerze und die herkömmliche Glühkerze ohne weiteres ersichtlich.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben be­ schriebene Struktur des Ausführungsbeispiels beschränkt. Form und Aufbau eines jeden Bauelements der Glühkerze 1 können im Rahmen der Erfindung beliebig modifiziert und geändert werden. Insbesondere ist ein für die Erfindung geeigneter Glühkerzenaufbau nicht auf die in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, kann z. B. ein säulen- oder zylinderförmiger Stab 30 mit gegenüber dem ersten und dem zweiten Widerstandselement 10 und 11 größeren Pro­ fil-/Querschnittsflächen vorgesehen sein, um die beiden Widerstandselemente innerhalb des Spalts GAP miteinander zu verbinden. Der Widerstand des Stabelements 30 mit derart großen Profil-/Querschnittsflächen kann im wesent­ lichen Null sein. Auch können, wie in Fig 8 gezeigt, die Verbindungsmittel ohne weiteres z. B. in Form eines Verbindungsstückes oder -abschnitts 31 ausgebildet sein, den man durch einen längs sich erstreckenden Abschnitt der schrauben-/wendel­ förmig verlaufenden Teile der Widerstandselemente 10 und 11 erhält, indem wendelförmige Abschnitte mit kleinerem Durchmesser gebildet sind und diese ineinander gedreht bzw. miteinander verwunden und verbunden sind, d. h., daß die beiden Widerstandselemente 10 und 11 mit einen aus­ reichend kleinen Widerstand aufweisenden Verbindungs­ mitteln durch den vorbestimmten Spalt miteinander verbun­ den sind.

Claims (5)

1. Glühkerze (1) mit eigener Temperatursteuerung, umfassend ein erstes Widerstandselement (10) als Heil- oder Erwärmungselement, ein mit einem Ende dem ersten Widerstandselements (10) in Serie geschaltetes zweites Widerstandselement (11) aus einem Material, das einen größeren positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten als das erste Widerstandselement (10) aufweist, eine sich längs erstreckende zylinderförmige Glühkerzenhülse (2), die die beiden Widerstandselemente umgibt, und in der diese in ein gemeinsames, in die Hülse (2) gefülltes hitzebeständiges isolierendes Material (6) eingebettet sind, wobei die Hülse (2) einen das erste Widerstandselement (10) einbettenden vorderen Hülsenabschnitt und einen das zweite Widerstands­ element (11) einbettenden rückwärtigen Hülsenabschnitt aufweist, zwischen dem vorderen Hülsenabschnitt und dem rückwärtigen Hülsenabschnitt ein in Axialrichtung der Hülse (2) sich erstreckender, einen Zwischenraum zwischen den beiden Widerstandselementen (10, 11) bildender Spalt (GAP) vorgesehen ist und die beiden Widerstandselemente (10, 11) durch geringen Widerstand aufweisende elektrische Verbin­ dungsmittel innerhalb des Spalts (GAP) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hülsendurchmesser (DR) des vorderen Hülsen­ abschnitts kleiner als der Hülsendurchmesser (DB) des rück­ wärtigen Hülsenabschnitts ist, der Spalt (GAP) durch einen trichterförmig verlaufenden Wand- oder Bodenabschnitt der Hülse (2) umschlossen ist, über den der vordere Hülsenab­ schnitt in den rückwärtigen Hülsenabschnitt übergeht, das Verhältnis des Durchmessers (DB) des rückwärtigen Hülsenab­ schnittes zu dem Durchmesser (DR) des vorderen Hülsenab­ schnitts im Bereich von 1,3 : 1 bis 2 : 1 liegt und der Spalt (GAP) größer ist als zumindest der Hülsendurchmesser (DR) des vorderen Hülsenabschnitts.
2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsmittel durch Aneinanderschweißung sich jeweils von einem Ende des ersten bzw. zweiten Widerstandsele­ ments (10, 11) sich erstreckender linearer Ab­ schnitte (10a, 11a) gebildet sind, wobei die line­ aren Abschnitte (10a, 11a) einander überlappen.
3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsmittel durch einen Stab (30) gebildet sind, der größere Querschnitts- oder Profilflächen als das erste und das zweite Widerstandselement (10, 11) aufweist.
4. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (12) durch verwundene und fest miteinander verbun­ dene schrauben-/wendelförmig verlaufende Abschnitte (31) gebildet sind, die sich jeweils von einem Ende des ersten bzw. zweiten Widerstandselements (10, 11) erstrecken.
5. Glühkerze nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und zweite Widerstandselement (10, 11) in Form von schrauben- oder wendelförmig verlaufenden Teilen ausgebildet sind und daß die verwundenen und fest miteinander verbundenen Abschnitte durch ineinander verwundene oder verdrehte und fest miteinander verbundene schrauben-/wendelförmig verlaufende Abschnitte kleinen Durchmessers des ersten und des zweiten Widerstandselements (10, 11) gebildet sind.
DE4028860A 1989-09-11 1990-09-08 Glühkerze mit eigener Temperatursteuerung Expired - Fee Related DE4028860C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1232743A JPH0814376B2 (ja) 1989-09-11 1989-09-11 自己温度制御型グロープラグ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4028860A1 DE4028860A1 (de) 1991-05-02
DE4028860C2 true DE4028860C2 (de) 1994-10-06

Family

ID=16944069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4028860A Expired - Fee Related DE4028860C2 (de) 1989-09-11 1990-09-08 Glühkerze mit eigener Temperatursteuerung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5132516A (de)
JP (1) JPH0814376B2 (de)
DE (1) DE4028860C2 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2570481Y2 (ja) * 1991-05-30 1998-05-06 自動車機器株式会社 自己温度制御型グロープラグ
DE4133338A1 (de) * 1991-10-08 1993-04-15 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Gluehkerze
US5251589A (en) * 1992-03-16 1993-10-12 Wellman Automotive Products, Inc. Hot tip glow plug and method for making
DE4301252A1 (de) * 1993-01-19 1994-07-21 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Stabflammglühkerze
US5750958A (en) * 1993-09-20 1998-05-12 Kyocera Corporation Ceramic glow plug
JP3802599B2 (ja) * 1995-12-28 2006-07-26 日本特殊陶業株式会社 電熱式シーズヒータおよび自己温度制御型グロープラグ
US6037568A (en) * 1996-01-18 2000-03-14 Jidosha Kiki Co., Ltd. Glow plug for diesel engine with ptc control element disposed in small-diameter sheath section and connected to the distal end thereof
US5676100A (en) * 1996-08-30 1997-10-14 Caterpillar Inc. Glow plug assembly
US6064039A (en) 1998-04-15 2000-05-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glow plug with small-diameter sheath tube enclosing heating and control coils
DE19833862A1 (de) * 1998-07-28 2000-02-03 Bosch Gmbh Robert Heizelement für Lambda-Sonden
US7319208B2 (en) * 2002-05-14 2008-01-15 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Controller and glow plug for controlling energization modes
WO2009085066A2 (en) * 2007-09-23 2009-07-09 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Heating element systems
DE102008015598A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze
US8319153B2 (en) * 2008-11-17 2012-11-27 Federal-Mogul Italy Srl. Glow plug with metallic heater probe
KR101638722B1 (ko) * 2012-04-16 2016-07-11 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 글로 플러그
DE102015221689A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Heizeinsatz zum Einsatz in einem Glührohr einer elektrisch beheizbare Glühstiftkerze

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2746496A1 (de) * 1977-10-15 1979-04-26 Bosch Gmbh Robert Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen
DE3035291A1 (de) * 1978-01-21 1982-04-22 Beru-Werk Albert Ruprecht Gmbh & Co Kg, 7140 Ludwigsburg Gluehkerze
DE3035542A1 (de) * 1980-09-20 1982-05-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen
JPS5782648U (de) * 1980-10-30 1982-05-21
US4549071A (en) * 1981-04-30 1985-10-22 Jidosha Kiki Co., Ltd. Glow plug for use in diesel engine
JPS57182026A (en) * 1981-04-30 1982-11-09 Jidosha Kiki Co Ltd Glow plug for diesel engine
US4423309A (en) * 1982-06-28 1983-12-27 General Motors Corporation Quick heat self regulating electric glow heater
JPS59231321A (ja) * 1983-06-13 1984-12-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 自己制御型グロ−プラグ
DE3502525C2 (de) * 1985-01-25 1993-11-11 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Glühelement
JPS62194117A (ja) * 1986-02-20 1987-08-26 Ngk Spark Plug Co Ltd デイ−ゼルエンジン等に用いるシ−ズグロ−プラグ
GB2198786A (en) * 1986-12-16 1988-06-22 Wellman Automotive Products Li Glow plug

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0814376B2 (ja) 1996-02-14
US5132516A (en) 1992-07-21
DE4028860A1 (de) 1991-05-02
JPH0399122A (ja) 1991-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4028860C2 (de) Glühkerze mit eigener Temperatursteuerung
DE2802625C3 (de) Glühkerze
EP0648977B2 (de) Glühkerze
EP0189086B1 (de) Glühelement
DE3607888C2 (de)
EP0560966B1 (de) Glühkerze
DE4001296C2 (de)
DE3707814A1 (de) Gluehkerze fuer eine dieselmaschine
WO1991015717A1 (de) Glühstiftkerze für brennkraftmaschinen
DE3434762C2 (de)
DE3135378C2 (de)
EP0607592B1 (de) Stabflammglühkerze
EP0857281B1 (de) Glühstiftkerze
DE10041289B4 (de) Glühkerze
EP0413147B1 (de) Glühstiftkerze
DE3818555A1 (de) Gluehkerze fuer eine dieselmaschine
DE3003799C2 (de) Glühkerze für Brennkraftmaschinen
DE3035542A1 (de) Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen
EP0392180A1 (de) Glühstiftkerze
EP0392181B1 (de) Glühstiftkerze
DE3309133A1 (de) Flammgluehstiftkerze zum vorwaermen der ansaugluft von brennkraftmaschinen
DE2927978A1 (de) Gluehkerze
DE3915224A1 (de) Gluehstiftkerze
DE4007190C1 (de)
EP0263838A1 (de) Glühstiftkerze für dieselmotoren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BOSCH BRAKING SYSTEMS CO., LTD., TOKYO/TOKIO, JP

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BOSCH AUTOMOTIVE SYSTEMS CORP., TOKIO/TOKYO, JP

8339 Ceased/non-payment of the annual fee