DE8500986U1 - Glühkerze - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze, sowie die Herstellung dieser Glühkerze, im wesentlichen bestehend aus einem Glühkerzenkörper und einem Heizstab, wobei zwischen Glühkerzenkörper und zumindest einem Teil des Heizstabes ein Ringspalt angeordnet ist.

Die bekannten Glühkerzen gemäß Oberbegriff besitzen ein Glühkerzenkörper, der im Bereich des am Glühkerzenkörper angeordneten Glühstiftes diesen teilweise umfängt, wobei hierdurch zwischen Glühkerzenkörper und Glühstift ein Ringspalt gebildet wird, durch den der entsprechende GlUhkerzenkörperbereich von dem entsprechenden Glühstiftbereich thermisch getrennt wird. Dies ist insbesondere bei den Glühkerzen wichtig, bei denen es gemäß DE-PS 28 02 625 der Anmelderin darauf ankommt, die durch die Heizwendel erzeugte Hitze in der Glühstiftspitze möglichst schnell auch über den Glühstiftbereich zu leiten, der die Widerstandswendel umgibt.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß beim Ein schrauben der Glühkerze beim überschreiten eines bestimm- ten Drehmoments eine Einschnürung des Glühkerzenkörperbereichs im Bereich des Ringspaltes auftritt. Dabei kommt es zur Berührung zwischen diesem Bereich des Glühkerzenkörpers und dem Heizstab, im vorliegenden Fall im Bereich des Regelwiderstandes, wodurch dieser eine Abkühlung beim Vorglühen erfährt, den Heizstrom nicht ausreichend schnell herunterregelt, so daß der Heizwiderstand überhitzt wird und frühzeitig ausfällt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, den aufgefundenen thermischen Kurzschluß beim Überschreiten eines bestimmten Drehmoments beim Einschrauben der. Glühkerze zu verhindern.

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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben..,sich aus den Unteransprüchen. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Glühkerze, bei der der Glühkerzenkörper zumindest im Bereich des Ringspaltes gehärtet, insbesondere einsatzgehärtet ist, wobei vorteilhafterweise diese Glühkerze nach einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.

Der Glühkerzenkörper des Massenproduktes Glühkerze besteht üblicherweise aus Automatenstahl guter Bearbeitbarkeit (geringe Härte) und ist mit einem Oberflächenschutz, beispielsweise einer Nickelschicht, versehen. Beispielsweise wird Automatenstahl 9SMnPb28K mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt nach DIN 1651 von 0,14% und einer Härte von 210 HV als Ausgangsmaterial verwendet.

Wird die Glühkerze beispielsweise in das Zylinderkopfgewinde eingedreht, tritt beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes eine Einschnürung des Glühkerzenkörpers im Bereich des Ringspaltes mit den geschilderten nachteiligen Folgen auf. Würde man deshalb ein Körpermaterial verwenden, das durch seine gegebene Härte bereits die gewünschte Formsteifigkeit gewährleistet, um dieser Einschnürung zu widerstehen, muß bei der spanabhebenden Bearbeitung des Materials zu Glühkerzenkörpern die bei dem weicheren Material übliche Schnittgeschwindigkeit erheblich zurückgenommen werden, wodurch der Herstellungsprozeß verlangsamt und die Wirtschaftlichkeit der Fertigung in Frage gestellt wird.

Ferner muß berücksichtigt werden, daß ein Teil des Einschraubmoments von der Oberflächc.iboschichtung abhängt, weil diese Oberflächenbeschichtung maßgeblich für die zu überwindende Reibung zwischen Körpergewinde und Zylinderkopfgewinde ist.

übliche Beschichtungsmittel sind beispielsweise Zink, das eine schuppenartige, schmierende Oberfläche besitzt,

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wodurch die Reibkraft gering und die auf dem konischen Dichtsitz einwirkende Verformkraft (Abdichtkraft) groß ist.

Demgegenüber besitzt Nickel eine bürstenartig reibende Oberfläche, durch die die Reibkraft groß und die auf den konischen Dichtsitz einwirkende Verformkraft gering ist, so daß zur Verformung ein größeres Drehmoment aufgebracht werden muß.

Wie aus den beiliegendem Versuchsbeispiel hervorgeht, besteht eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Form darin, einsatzgehärtete und anschließend verzinkte Glühkerzenkörper herzustellen und zu verwenden, weil diese bei einem gegebenen Einschraubmoment (Nm), im vorliegenden Fall 30, im Gegensatz zu vernickelten Glühkerzenkörpern praktisch keine Einschnürung des Glühkerzenkörpers im Bereich des Ringspaltes erfahren.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figur und des Vergleichsversuchs näher erläutert.

Die Figur stellt die Seitenansicht einer Glühkerze, teilweise im Querschnitt, dar. Sie besteht im wesentlichen aus dem Glühkerzenkörper 1 und dem Glühstift 2. Der GIUhstiftbereich 3, in dem, zumindest teilweise, die Widerstandswendel angeordnet ist, ist von dem Glühkerzenkörperbereich 4 in einem bestimmten Abstand umgeben, so daß auf diese Weise der Ringspalt 5 gebildet wird. Bei Überschreitung des Drehmoments beim Einschrauben der Glühkerze wird der Glühspalt immer enger, bis schließlich der Glühkerzenkörperbereich 4 die Außenwandung des Glühstiftbereichs 3 unter Ausbildung des thermischen Kurzschlusses berührt.

Dieses wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Glühkerze vermieden.

Vergleichsversuch

Zur Erläuterung der Erfindung wurde folgender Vergleichsversuch durchgeführt:

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Varcrle ich

Einschraubversuche von Glühkerzenkörpern (Material: 9 SMn PB 28 K) in einen Zylinderkopf:

Ausgangszustand: Innendurchmesser der Körper im

Bereichdes Ringspaltes·6,6 ... 6,7 mm

Charge Mr. 1	PlI._ Λ π r ■. C	Ur. 3
Oberfläche vernickelt	varzinkt	einsatzgehärtet und verzinkt
Einschraubmoment Nm 30	20*)	30
0 nach Versuch: 6,28	5,88	6,64
6,39	5,79	6,60
6,25	6,06	6,62
6,09	6,31	6,66
6,20	6,12	6,64
6,30	6,18	6,63
6,20	6,08	6,64
6,12	6,42	6,66
6,18	6,00	6,63
6,24	5,95	6,63
6,29
6,20
6,11
Stat.Auswertung 6>28
X : 6,22	6,07	6,63
J - 3 S 5,98
X + 3 S 6,46

Durchmesser des Heizstabes: 6 mm

Fußnote: *) Einschnürung begann bereits boi i^r> Nn, deshalb wurde das Einschraubmoment nicht auf die geforderten 30 Nm erhöht.

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• ·

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3 Glühkerzen, die vernickelt (1), verzinkt (2) und einsatzgehärtet und verzinkt (3) waren, wurden mit einem bestimmten Einschraubmoment (Nm) in einen Zylinderkopf eingeschraubt. Die jeweilige Anzahl der Einschraubversuche geht aus der.vorhergehenden tabellarischen Übersicht hervor. Die Glühkerzenkörper bestanden aus Automatenstahl (9 S MN PB 28 K). Der Innendurchmesser der Glühkerzenkörper im Bereich des Ringspaltes betrug 6,6 bis 6,7 nun, während der Durchmesser des Heizstabes 6 mm betrug.

Im Fall des verzinkten Glühkerzenkörpers begann die Einschnürung bereits bei 15 Nm, so daß in diesem Fall nur mit 20 Nm eingeschraubt wurde.

Aus den Werten ergibt sich deutlich, daß die Glühkerze Nr. 3 mit einsatzgehärtetem und anschließend verzinkten Glühkerzenkörper praktisch keine Einschnürungen aufwies. Diesbezüglich wesentlich schlechtere Ergebnisse erbrachte die Glühkerze 1, die vernickelt war.

Geht man, wie aufgefunden, davon aus, daß das erfindungsgemäße Einsatzhärten und Verzinken wesentlich bessere Ergebnisse zeigt und dennoch wirtschaftlicher als das Vernickeln ist, liegt mit der Glühkerze Nr. 3 eine besonders vorteilhafte und bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform vor.

Claims (7)

WiLH^li'lOlS'-'k\\i\ÄH -Si'PARTN ER PATENTANWÄLTE EUROPEAI-j PATENT ATIORMtYS . ■ EUROPAISCHE PATENT VER I Rt TE R MATjDATAiHtS EN BREVETS ELIROPEENS TR RER NAT ROLF E WILHELMS DR RER NAT HELMUT KILIAN DR -ING JÜRGEN SCHMIDT-BO TATZKY ' j EDUARD SCHMID-STRASSE 2 ! 8000 MÜNCHEN 90 I TELEFON 1089) 652091 j TELEX 523467 (wilp-d) I TELEGRAMME PATRANS MÜNCHEN \ TELEFAX G3,G2 (089) 651 6206 GP 2201-DE BERU Ruprecht GmbH & Co. KG 7140 Ludwigsburg Glühkerze Schutzansprüche

1. Glühkerze, die im wesentlichen auf einem Glühkerzenkörper und einem Heizstab besteht, wobei zwischen Glühkerzenkörper und zu mindestens einem Teil der Heizstabes ein Ringspalt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

5 daß der Glühkerzenkörper (1) zumindest im Bereich (4) des·Rin^snaltes (5) gehärtet ist.

2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkerzenkörper (D aus Automatenstahl besteht

10 und eineatzgehärtet ist.

3. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Automatenstahl einen Kohlenstoffgehalt

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von maximal etwa 0,14 % und eine Härte von 210 HV aufweist, wobei der Randkohlenstoffgehalt in Gas (Vorzugsweise Stickstoff, mindestens 9 9. %) auf 0,8 bis 1,1 % aufgekohlt ist,-wobei die Aufkohlung in einem Kammerofen bei etwa 860 bis etwa 930° C bei einer Verweildauer von etwa 1,5 bis 2,5 Stunden durchgeführt wurde; wobei die Härtung durch Abschreckung in öl auf eine Vickershärte von 850 bis 950 HV durchgeführt und die gewünschte Oberflächenhärte von etwa 400 bis etwa 500 HV durch Temperieren über etwa 4 Stunden bei etwa 680 bis 700° C und anschließendes Abkühlen über mehrere Stunden erzielt wurde, und wobei ggf. anschließend ein Rostschutzmittel aufgebracht wurde.

4. Glühkerze nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Glühkerzenkörper im Bereich (4) des Ringspaltes (5) selektiv durch langsames Abkühlenlassen des Körpers, induktives Erwärmen des Körpers im Bereich (4) des Ringspaltes (5) und anschließendes Abschrecken gehärtet wurde.

5. Glühkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkerzenkörper gehärtet und verzinkt ist.

6. Glühkerze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Glühkerzenkörper gehärtet und vernickelt ist.

7. Glühkerze nach mindestens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Glühkerzenkörper einsatzgehärtet ist.