DE4334771A1 - Glühkerze - Google Patents
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- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
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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.
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