EP0343551B1 - Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen für Kraftfahrzeuge Download PDF

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EP0343551B1
EP0343551B1 EP89109141A EP89109141A EP0343551B1 EP 0343551 B1 EP0343551 B1 EP 0343551B1 EP 89109141 A EP89109141 A EP 89109141A EP 89109141 A EP89109141 A EP 89109141A EP 0343551 B1 EP0343551 B1 EP 0343551B1
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EP
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heating
glow plug
electrical connection
motor vehicle
operating voltage
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EP0343551A2 (de
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Peter Dipl.-Ing. Reiser
Herbert Dipl.-Ing. Langen
Peter Steiner
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Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
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J Eberspaecher GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/06—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners
    • F23Q7/08—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners for evaporating and igniting liquid fuel, e.g. in hurricane lanterns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a glow plug for engine-independent heaters operated with liquid fuel, in particular auxiliary and auxiliary heaters, for motor vehicles, with a candle base which on one side carries a heating device and on the other side electrical connection contacts via which the glow plug is connected to an operating voltage source is connected.
  • Glow plugs of this construction are known from document DE-A-33 34 038, as will be described in more detail below.
  • auxiliary or additional heaters are installed in motor vehicles, in particular in trucks, buses, but also in passenger cars, which are motor-independent heaters operated with liquid fuel, for example gasoline or diesel fuel.
  • liquid fuel for example gasoline or diesel fuel.
  • a glow plug is used which is supplied with electric current shortly before or at the same time as the air and fuel are supplied to the heater in order to ignite the mixture of air and atomized fuel.
  • the glow plug is usually supplied by the on-board battery of the motor vehicle.
  • the usual glow plugs have a filament on a rod-shaped support with an electrical resistance of a few ohms, which heats up strongly when connected to the operating voltage.
  • the glow plugs known from document DE-A 33 34 038 have several filaments, and it is described that the filaments in the glow plug are either all connected in parallel or all are connected in series or a group of three parallel filaments with two further filaments in Series is connected. It is also described that the glow plug with parallel-connected filaments is suitable for on-board networks with 12 V, while the glow plug with series-connected filaments is suitable for 24 V on-board networks.
  • the known glow plugs only have a pair of electrical connection contacts, it is not possible to operate one and the same glow plug with a different circuit combination of the filaments.
  • the invention has for its object to provide a glow plug of the type mentioned, which can be used in a single version both for a first operating voltage and without a special series resistor for a second, double operating voltage.
  • the heating device consists of two identical heating element groups, each with several heating elements permanently connected in series, and the electrical connection contacts are designed for an optional parallel connection / series connection of the two heating element groups.
  • two identical heating elements are provided, which can be arranged symmetrically on the circular candle base in plan.
  • Four heating elements can also be provided in a symmetrical arrangement, two heating elements each being permanently connected in series.
  • the arrangement according to the invention creates the possibility of working without a series resistor.
  • the surprisingly simple solution for glow plugs according to the invention offers considerable advantages. On the one hand, only one type of glow plug needs to be kept in stock. On the other hand, there is no need for the complex assembly and housing of a series resistor. By eliminating a series resistor, the operational safety of the entire system is increased. In addition, the glow plug is also more energy-saving at relatively high operating voltages due to the elimination of the series resistor. All of the electrical energy consumed is converted into usable thermal energy.
  • the electrical connection contacts can be designed similarly to a vehicle headlight, ie three electrical connection contacts are provided, one for each heating element or for n heating elements, and a common center connection.
  • the glow plug is especially used for operating voltages of 12 volts or 24 volts. With an operating voltage of 12 volts, the heating elements are connected in parallel, with an operating voltage of 24 volts, they are connected in series.
  • the two heating elements preferably have an electrical resistance of 1.2 ohms. This results in an output of approximately 240 watts per glow plug regardless of the operating voltage.
  • the glow plug according to the invention is used to ignite a fuel / air mixture in an auxiliary heater of a motor vehicle. If the motor vehicle is a passenger vehicle which is equipped with a 12-volt on-board battery, the glow plug is connected in the manner shown in FIG. 1 with two parallel branches for two heating elements.
  • a candle base 4 designed in the usual way accommodates two heating elements which are designed as heating rods in a manner known per se.
  • the heating rods 1 and 2 are arranged symmetrically to the approximately circular plan of the part of the candle base 4 facing the combustion chamber.
  • the two heating rods 1 and 2 have an identical structure.
  • Each heating rod has an approximately cylindrical, bottom-closed, tubular body, in which a resistance wire is embedded in a filler.
  • a first electrical connection contact 1a is attached to the upper end of the sleeve body located within the plug base 4.
  • a corresponding electrical connection contact 2a is located on the other heating element 2.
  • the other ends of the resistors located in the heating rods 1 and 2 are connected to a common center connection 3.
  • terminals 1a and 2a are connected by a bridge, and the voltage source is connected to terminals 1a and 3, as shown in FIG. 1.
  • the current flows in parallel through the two resistors of heating elements 1 and 2.
  • connection contacts 1a and 2a are connected to the terminals of the supply voltage, while the center connection 3 remains free. The current then flows successively through the resistors of the two heating rods 1 and 2.
  • a total of four heating rods arranged symmetrically with respect to the candle base can be provided instead of the two heating rods 1 and 2, in which case two heating rods are expediently permanently connected in series.
  • 2n (n is a natural number) heating elements can also be provided, which are then electrically connected in accordance with the circuit diagram outlined above, depending on the available operating voltage.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen, insbesondere Stand- und Zusatzheizungen, für Kraftfahrzeuge, mit einem Kerzensockel, der auf der einen Seite eine Heizvorrichtung und auf der anderen Seite elektrische Anschlußkontakte trägt, über die die Glühkerze an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen wird.
  • Glühkerzen dieses Aufbaus sind aus dem Dokument DE-A-33 34 038 bekannt, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird.
  • In Kraftfahrzeugen, insbesondere in Lastkraftfahrzeugen, Bussen, aber auch in Personenkraftwagen, werden sogenannte Stand- oder Zusatzheizungen eingebaut, das sind motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff, zum Beispiel Benzin oder Dieselkraftstoff, betriebene Heizungen. Zum Starten der Heizungen, d.h. zum Zünden einer Brennerflamme, wird eine Glühkerze verwendet, die kurz vor oder gleichzeitig mit der Zufuhr von Luft und Kraftstoff zu der Heizung mit elektrischem Strom gespeist wird, um das Gemisch aus Luft und zerstäubtem Brennstoff zu entzünden.
  • Üblicherweise wird die Glühkerze von der Bordbatterie des Kraftfahrzeuges gespeist. Die üblichen Glühkerzen besitzen eine auf einem stabförmigen Träger befindliche Wendel mit einem elektrischen Widerstand von wenigen Ohm, die sich beim Anschließen an die Betriebsspannung stark erhitzt.
  • Aus dem Dokument DE-A-21 19 027 ist eine Glühkerze für Kraftfahrzeugheizungen bekannt, bei der eine besondere Einrichtung für einen Überspannungsschutz vorgesehen ist. Liefert die Betriebsspannungsquelle eine über einem bestimmten Wert liegende Spannung, so wird mittels eines Relais ein Vorwiderstand in den Stromkreis der Glühkerze geschaltet, so daß die Glühkerze nur eine Teilspannung von der Betriebsspannungsquelle erhält. Ein spezielles Problem ergibt sich bei verschiedenen Fahrzeugtypen.
  • Während Personenkraftwagen üblicherweise eine 12-Volt-Bordbatterie besitzen, beträgt die Spannung der Batterien von Lastkraftwagen oder Bussen üblicherweise 24 Volt. Deshalb war es bislang notwendig, zwei unterschiedliche Glühkerzen zur Verfügung zu haben, um bei der einen oder bei der anderen Betriebsspannung stets eine bestimmte, vorgegebene Heizleistung zu erzielen. Die Lagerhaltung verschiedener Glühkerzen-Typen ist jedoch in unerwünschter Weise aufwendig.
  • Um die Lagerhaltung unterschiedlicher Glühkerzen-Typen zu vermeiden, war es ständige Praxis, lediglich mit einem einzigen Glühkerzentyp, nämlich mit einer Glühkerze für eine Betriebsspannung von 12 Volt zu arbeiten. Wurde die Heizung mit der Glühkerze in einem Fahrzeug eingebaut, das eine 24-Volt-Bordbatterie besaß, so schaltete man der Heizvorrichtung der Glühkerze einen Vorwiderstand mit gleichem elektrischen Widerstandswert vor. Dadurch erhielt man sowohl am Vorwiderstand als auch an der Heizvorrichtung jeweils eine Betriebsspannung von 12 Volt (vergl. DE-A-21 19 027).
  • Die Unterbringung des Vorwiderstandes machte jedoch einigen Aufwand erforderlich, denn die beim Aufheizen der Glühkerze in der Heizvorrichtung der Kerze anfallende thermische Energie wurde in gleichem Ausmaß auch durch den Vorwiderstand freigesetzt. Zur Wärmeableitung mußte der Vorwiderstand an einer Stelle angebracht werden, an der von ihm keinerlei Gefahr für andere Teile des Kraftfahrzeuges ausging. Abgesehen von dem dadurch entstehenden Platzproblem war die Montage des Vorwiderstandes auch relativ aufwendig.
  • Die aus dem Dokument DE-A 33 34 038 bekannten Glühkerzen weisen mehrere Glühwendeln auf, und es ist beschrieben, daß die Glühwendeln in der Glühkerze entweder alle parallelgeschaltet sind oder alle in Reihe geschaltet sind oder eine Gruppe von drei parallelgeschalteten Glühwendeln mit zwei weiteren Glühwendeln in Reihe geschaltet ist. Es ist ferner beschrieben, daß die Glühkerze mit parallelgeschalteten Glühwendeln für Bordnetze mit 12 V geeignet ist, während die Glühkerze mit in Reihe geschalteten Glühwendeln für Bordnetze mit 24 V geeignet ist. Da die bekannten Glühkerzen jedoch nur ein Paar von elektrischen Anschlußkontakten besitzen, ist es nicht möglich, eine und dieselbe Glühkerze wahlweise mit unterschiedlicher Schaltungsverknüpfung der Glühwendeln zu betreiben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühkerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die in nur einer einzigen Ausführung sowohl für eine erste Betriebsspannung als auch ohne speziellen Vorwiderstand für eine zweite, doppelte Betriebsspannung verwendbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizvorrichtung aus zwei gleich aufgebauten Heizstabgruppen mit jeweils mehreren permanent in Reihe geschalteten Heizstäben besteht und die elektrischen Anschlußkontakte für eine wahlweise Parallelschaltung/Reihenschaltung der zwei Heizstabgruppen ausgelegt sind. Im Spezialfall sind zwei gleiche Heizstäbe vorgesehen, die symmetrisch an dem im Grundriß kreisförmigen Kerzensockel angeordnet sein können. Es können auch vier Heizstäbe in symmetrischer Anordnung vorgesehen sein, wobei je zwei Heizstäbe permanent in Reihe geschaltet sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Möglichkeit geschaffen, ohne Vorwiderstand zu arbeiten. Die erfindungsgemäße, überraschend einfache Lösung bei Glühkerzen bietet erhebliche Vorteile. Einerseits braucht nur ein Glühkerzentyp auf Lager gehalten werden. Andererseits erübrigt sich das aufwendige Montieren und Unterbringen eines Vorwiderstandes. Durch den Fortfall eines Vorwiderstandes wird auch die Betriebssicherheit der gesamten Anlage erhöht. Darüber hinaus ist die Glühkerze bei relativ hohen Betriebsspannungen durch den Fortfall des Vorwiderstandes auch energiesparender. Die gesamte verbrauchte elektrische Energie wird in brauchbare Wärmeenergie umgesetzt.
  • Im Prinzip können die elektrischen Anschlußkontakte ähnlich wie bei einem Fahrzeugscheinwerfer ausgebildet sein, d. h. es sind drei elektrische Anschlußkontakte vorgesehen, je einer für einen Heizstab bzw. für n Heizstäbe, und ein gemeinsamer Mittelanschluß. Speziell dient die Glühkerze für Betriebsspannungen von 12 Volt bzw. 24 Volt. Bei einer Betriebsspannung von 12 Volt sind die Heizstäbe parallelgeschaltet, bei einer Betriebsspannung von 24 Volt sind sie in Reihe geschaltet. Die beiden Heizstäbe besitzen vorzugsweise einen elektrischen Widerstand von 1,2 Ohm. Damit ergibt sich unabhängig von der Betriebsspannung eine Leistung von etwa 240 Watt pro Glühkerze.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Verdrahtungsschema für eine Glühkerze zur Verwendung bei einer 12-Volt-Anlage,
    Fig. 2
    ein Verdrahtungsschema für die Verwendung der Glühkerze in einer 24-Volt-Anlage,
    Fig. 3
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Glühkerze mit zwei Heizstäben, und
    Fig. 4
    eine Prinzipskizze für die an einer 24-Volt-Spannungsquelle angeschlossene Glühkerze.
  • Die erfindungsgemäße Glühkerze wird verwendet zum Zünden eines Brennstoff-/Luft-Gemisches in einer Standheizung eines Kraftfahrzeuges. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Personenkraftfahrzeug, das mit einer 12-Volt-Bordbatterie ausgestattet ist, so wird die Glühkerze in der in Fig. 1 gezeigten Weise mit zwei parallelen Zweigen für zwei Heizstäbe verschaltet.
  • Bei einer 24-Volt-Anlage, zum Beispiel bei einem Lastkraftwagen, werden zwei Heizstäbe der Glühkerze in Reihe geschaltet, wie es in Fig. 2 skizziert ist.
  • In Fig. 3 ist die Glühkerze in ihrem Aufbau dargestellt. Ein in üblicher Weise ausgestalteter Kerzensockel 4 nimmt zwei in an sich bekannter Weise als Heizstäbe ausgebildete Heizelemente auf. Die Heizstäbe 1 und 2 sind symmetrisch zu dem etwa kreisförmigen Grundriß des der Brennkammer zugewandten Teils des Kerzensockels 4 angeordnet. Die beiden Heizstäbe 1 und 2 besitzen identischen Aufbau. Jeder Heizstab besitzt einen etwa zylindrischen, unten geschlossenen hülsenförmigen Körper, in welchem ein Widerstandsdraht in einem Füllstoff eingebettet ist.
  • An dem innerhalb des Kerzensockels 4 befindlichen oberen Ende des Hülsenkörpers ist ein erster elektrischer Anschlußkontakt 1a angebracht. An dem anderen Heizstab 2 befindet sich ein entsprechender elektrischer Anschlußkontakt 2a. Die anderen Enden der in den Heizstäben 1 und 2 befindlichen Widerstände sind mit einem gemeinsamen Mittelanschluß 3 verbunden.
  • Bei einer 12-Volt-Anlage werden die Anschlüsse 1a und 2a durch eine Brücke verbunden, und die Spannungsquelle wird an die Anschlüsse 1a und 3 angeschlossen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Strom fließt parallel durch die beiden Widerstände der Heizstäbe 1 und 2.
  • Bei einer 24-Volt-Anlage werden die beiden Anschlußkontakte 1a und 2a an die Klemmen der Versorgungsspannung gelegt, während der Mittelanschluß 3 frei bleibt. Der Strom fließt dann nacheinander durch die Widerstände der beiden Heizstäbe 1 und 2.
  • In einer abgewandelten Ausführungsform können statt der beiden Heizstäbe 1 und 2 insgesamt vier symmetrisch zu dem Kerzensockel angeordnete Heizstäbe vorgesehen sein, wobei zweckmäßigerweise dann jeweils zwei Heizstäbe permanent in Reihe geschaltet sind. Theoretisch können auch 2n (n ist eine natürliche Zahl) Heizstäbe vorgesehen sein, die dann entsprechend dem oben skizzierten Verschaltungsschema elektrisch verschaltet werden, abhängig von der zur Verfügung stehenden Betriebsspannung.

Claims (6)

  1. Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen, insbesondere Stand- und Zusatzheizungen, für Kraftfahrzeuge, mit einem Kerzensockel (4), der auf der einen Seite eine Heizvorrichtung (1, 2) und auf der anderen Seite elektrische Anschlußkontakte (1a, 3, 2a) trägt, über die die Glühkerze an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizvorrichtung aus zwei gleich aufgebauten Heizstabgruppen mit jeweils mehreren, permanent in Reihe geschalteten Heizstäben (1, 2) besteht, und daß die elektrischen Anschlußkontakte (1a, 3, 2a) für eine wahlweise Parallelschaltung/Reihenschaltung der zwei Heizstabgruppen ausgelegt sind.
  2. Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen, insbesondere Stand- und Zusatzheizungen, für Kraftfahrzeuge, mit einem Kerzensockel (4), der auf der einen Seite eine Heizvorrichtung (1, 2) und auf der anderen Seite elektrische Anschlußkontakte (1a, 3, 2a) trägt, über die die Glühkerze an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen wird, wobei die Heizvorrichtung aus zwei gleichen Heizstäben (1, 2) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die elektrischen Anschlußkontakte (1, 3a, 2) für eine wahlweise Parallelschaltung/Reihenschaltung der zwei Heizstäbe (1, 2) ausgelegt sind.
  3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beziehungsweise vier Heizstäbe (1, 2) vorgesehen sind, die symmetrisch auf dem im Grundriß kreisförmigen Kerzensockel (4) angeordnet sind.
  4. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei elektrische Anschlußkontakte (1a, 3, 2a) vorgesehen sind, und zwar je einer für einen Heizstab (1, 2) beziehungsweise für eine Heizstabgruppe und ein gemeinsamer Mittelanschluß (3).
  5. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung für eine Betriebsspannung von 12 Volt (Parallelschaltung) beziehungsweise 24 Volt (Reihenschaltung) ausgelegt ist.
  6. Glühkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Heizstäbe (1, 2) mit einem elektrischen Widerstand von je 1,2 Ohm vorgesehen sind.
EP89109141A 1988-05-25 1989-05-20 Glühkerze für motorunabhängige, mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizungen für Kraftfahrzeuge Expired - Lifetime EP0343551B1 (de)

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EP0343551A3 EP0343551A3 (en) 1990-05-16
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