DE4334771A1 - Glühkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze mit einem Heiz­ stab aus einem Innenpol und einem Glührohr, in dem ein Hei­ zelement angeordnet ist, das mit dem Innenpol elektrisch verbunden ist.

Eine derartige Glühkerze, die beispielsweise aus der DE-OS 41 33 338 bekannt ist, kann in Form einer Stabglühker­ ze ausgebildet sein und dient z. B. als Starthilfe für eine luftverdichtetende Brennkraftmaschine.

Glühkerzen werden darüber hinaus auch zur Zündungsun­ terstützung bei Heizgeräten eingesetzt.

Das Problem bei den bisher üblichen bekannten Glühker­ zen dieser Art besteht darin, daß sie den künftigen Anfor­ derungen an eine kurze Aufheizzeit nicht genügen, oder aber die Verkürzung der Aufheizzeit mit einer Verringerung der Lebensdauer der Glühkerze erkauft werden muß.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Glühkerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kürzere Aufheizzeit hat, ohne daß ihre Lebensdauer beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Glührohr wenigstens im Bereich seiner Spitze mit einer Beschichtung aus einem keramischen Material versehen ist.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Keramikbeschichtung wirkt als Oberflächenschutz des Glührohres, so daß dessen Wandstärke erheblich verringert werden kann. Die dadurch erzielte geringere Masse hat zur Folge, daß die erfindungs­ gemäße Glühkerze eine kurze Aufheizzeit, d. h. eine schnelle Aufheizung zeigt, wodurch eine schnellere Startbereitschaft bei Dieselfahrzeugen erreicht werden kann, deren Maschine mit derartigen Glühkerzen ausgerüstet ist. Dabei wird die extrem schnelle Aufheizzeit ohne Beeinträchtigung der Le­ bensdauer der Glühkerze erzielt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat weiterhin den Vor­ teil, daß ein Abzundern des Materials des Glührohres bei den erzielten kurzen Aufheizzeiten, einem langen Nachglühen und hohen Temperaturen vermieden wird, wodurch der Einsatz von Glührohren aus einem Material möglich wird, das mit geringen Kosten verbunden ist. Eine Kostenersparnis ergibt sich dar­ über hinaus dadurch, daß das Glührohr geringere Rohrwand­ stärken haben kann.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Beschichtung er­ füllt weiterhin die bei Heizgeräten bestehende Forderung, daß die glühende Heizstabspitze vom Glühstrom elektrisch isoliert sein muß.

Schließlich wird eine zuverlässige Massefreiheit der Heizstabspitze bzw. des Heizstabes bei zweipoligen Glühker­ zen, z. B. beim Einbau in das Schutzrohr in Heizungen er­ reicht.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltun­ gen der erfindungsgemäßen Glühkerze sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Glühkerze in einer axialen Teilschnitt­ ansicht.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Glühkerze umfaßt ein Gehäuse, in dem ein Heizstab 1 angeordnet ist, der aus einem Innenpol 2 zum Anschluß an die elektrische Energieversorgung und einem Glührohr 5 besteht, in dem ein Heizelement 3 angeordnet ist, das mit dem Innenpol 2 elektrisch verbunden ist. Das Heiz­ element 3, das aus einer Heiz- und einer Regelwendel beste­ hen kann, von denen die Regelwendel mit dem Innenpol 2 ver­ bunden ist, ist in eine MgO-Füllung 4 im Glührohr 5 einge­ bettet.

Das Glührohr 5 weist wenigstens an seiner Spitze eine Beschichtung 6, 7 aus einem keramischen Material auf, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Untergrund- oder Haftschicht 6 aus NiCrAlY, ins­ besondere aus Ni 22Cr 10Al 1Y oder einem ähnlichen Material und der eigentlichen keramischen Deckschicht 7 besteht, die vorzugsweise aus yttriumstabilisiertem Zirkondioxid gemischt mit Ni Cr Al Y besteht. Das Mischungsverhältnis zwischen dem Zirkondioxid und den Zumischungen liegt zwischen 10 und 80% für ZrO2, insbesondere bei 50 : 50.

Die Haftschicht 6, die direkt auf das Glührohr 5 aufge­ bracht ist, hat eine Dicke zwischen 10 und 50 µm, insbeson­ dere zwischen 20 und 30 µm. Die Deckschicht 7 ist auf der Haftschicht 6 vorgesehen.

Bei einer derartigen Ausbildung kann das Glührohr 5 aus den bisher üblicherweise verwendeten Legierungen, wie bei­ spielsweise Inconel 600 oder 601, allerdings mit einer nied­ rigen Wandstärke über seine gesamte Länge oder an seiner Spitze oder aus einer anderen insbesondere kostengünstigeren Legierung bestehen.

Bei einer dünneren Wandung des Glührohres 5 wird eine schnellere Wärmeübertragung vom Heizelement 3 zur Glührohr­ oberfläche erreicht, wobei darüber hinaus das Glührohr 5 vor einer Verzunderung geschützt ist.

Um eine ausreichende Haftung der Beschichtung über die gesamte Lebensdauer der Glühkerze sicherzustellen, ist eine geeignete Heizstab- oder Glührohrform mit einer Geometrie vorgesehen, bei der Kanten, Ecken und scharfe Übergänge vermieden und abgerundet sind. In der Zeichnung bezeichnet R1 eine Stelle, an der keine Beschichtung vorhanden ist. Bei einer Beschichtung der ganzen Heizstabspitze ist zwischen R1 und R2 ein Radius von etwa 3 - 5 mm vorgesehen. Der Radius R3 kann demgegenüber nur etwa 1 bis 2 mm betragen.

Aufgrund der möglichen geringeren Rohrwandstärke des Glührohres 5 und dem erzielten gleichbleibenden Aufheizver­ halten kann der Energiebedarf der Glühkerze erheblich ge­ senkt werden, was das Heizelement 3 schont. Dabei sind nied­ rigere Heizstabendtemperaturen aufgrund der erzielten größe­ ren Oberfläche möglich und ergibt sich eine Annäherung an Keramikkerzen.

Claims (11)

1. Glühkerze mit einem Heizstab aus einem Innenpol und einem Glührohr, in dem ein Heizelement angeordnet ist, das mit dem Innenpol elektrisch verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Glührohr (5) wenigstens im Bereich seiner Spitze mit einer Beschichtung (6, 7) aus einem keramischen Material versehen ist.

2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material Zirkondioxid ist.

3. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkondioxid yttriumstabilisiert ist.

4. Glühkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zirkondioxid Ni Cr Al Y zugemischt ist.

5. Glühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis zwischen 10 und 80% ZrO2 be­ trägt.

6. Glühkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis 50 : 50 beträgt.

7. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Untergrund- oder Haftschicht (6), die auf dem Glührohr (5) ausgebildet ist und auf der die Be­ schichtung (7) aus einem keramischen Material in Form einer Deckschicht ausgebildet ist.

8. Glühkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Untergrund- und Haftschicht (6) aus NiCrAIY besteht.

9. Glühkerze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Untergrund- und Haftschicht (6) eine Stärke zwischen 10 und 50 µm hat.

10. Glühkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Untergrund- und Haftschicht (6) zwischen 20 und 30 µm liegt.

11. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glührohr (5) kanten- und eckenfrei und ohne scharfe Übergänge ausgebildet ist.