EP0735323B1 - Glühkerze - Google Patents

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EP0735323B1
EP0735323B1 EP96103902A EP96103902A EP0735323B1 EP 0735323 B1 EP0735323 B1 EP 0735323B1 EP 96103902 A EP96103902 A EP 96103902A EP 96103902 A EP96103902 A EP 96103902A EP 0735323 B1 EP0735323 B1 EP 0735323B1
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EP
European Patent Office
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glow
heating
glow plug
heating element
inner pole
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EP96103902A
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English (en)
French (fr)
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EP0735323A2 (de
EP0735323A3 (de
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Gabriele Schmidt
Karl-Heinz Schmidt
Hans Delesky
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BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Original Assignee
Beru AG
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Publication date
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Publication of EP0735323A3 publication Critical patent/EP0735323A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • 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 according to the generic term of claim 1.
  • Such a glow plug is known from DE-U-9 315 442.
  • a glow plug with a heating rod made of an inner pole and a glow tube in which a heating element is arranged, which with the inner pole is electrically connected, is also from DE-OS-4 133 338 known.
  • Such glow plugs can be in the form of rod glow plugs be trained and serve as a start-up aid for a air-compressing internal combustion engine.
  • Glow plugs are also used to support ignition used in heaters.
  • the object underlying the invention is therefore in creating a glow plug of the type mentioned at the beginning, which has a short heating-up time and a long service life.
  • the coating provided according to the invention acts as Surface protection of the glow tube, so that its wall thickness is considerable can be reduced.
  • the lower one thereby achieved Mass has the consequence that the glow plug according to the invention a short heating-up time, d. H. rapid heating shows what a faster readiness to start with diesel vehicles can be achieved, the machine with such glow plugs is equipped.
  • the extremely fast heating-up time is without Impaired lifetime of the glow plug achieved.
  • the training according to the invention also has the advantage that scaling of the glow tube material is achieved at the short heating-up times, a long afterglow and high temperatures is avoided, which means the use of glow tubes a material that is associated with low costs is. Cost savings also result from that the glow tube can have smaller tube wall thicknesses.
  • the coating provided according to the invention also becomes the glow tube surface due to its porosity enlarged and thus the heat radiation improved. It results a more even temperature distribution and a better one Preparation of the impacting fuel particles.
  • the single figure shows the embodiment of the invention Glow plug in an axial partial sectional view.
  • the embodiment shown in the drawing Glow plug according to the invention comprises a housing in which a Heating rod 1 is arranged, which has an inner pole 2 for connection to the electrical power supply and a glow tube 5 consists in which a heating element 3 is arranged, which with the Inner pole 2 is electrically connected.
  • the heating element 3 that made a heating and a control coil can exist, of which the Control coil connected to the inner pole 2 is in an MgO filling 4 embedded in the glow tube 5.
  • the glow tube 5 has at least in the area in which the Heating element 3 is provided, especially at its tip Coating 6 made of a material from a material group is selected, the NiCrAlY, CoCrAlY, CoNiCrAlY, NiCrAl, NiCr, NiCrFe and NiCrWCo.
  • This protective coating can consist of Ni22Cr10Al1Y, for example.
  • the coating 6 applied directly to the glow tube 5 has a thickness between 10 and 50 microns, in particular between 20 and 30 ⁇ m.
  • the glow tube 5 can the alloys commonly used to date, such as Inconel 600 or 601, but with a low one Wall thickness along its entire length or at its tip or from another, in particular less expensive alloy consist.
  • the glow tube 5 With a thinner wall of the glow tube 5 a faster heat transfer from the heating element 3 to the glow tube surface reached, the glow tube 5 is protected against scaling.
  • Heating rod or glow tube shape provided with a geometry, at the edges, corners and sharp transitions avoided and are rounded.
  • R1 denotes a place on which there is no coating. With a coating the entire heating rod tip is between R1 and R2 Radius of about 1 - 5 mm provided. In contrast, the radius R3 is about 3 to 5 mm.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Glühkerze ist aus der DE-U-9 315 442 bekannt.
Eine Glühkerze mit einem Heizstab aus einem Innenpol und einem Glührohr, in dem ein Heizelement angeordnet ist, das mit dem Innenpol elektrisch verbunden ist, ist auch aus der DE-OS-4 133 338 bekannt.
Derartige Glühkerzen können in Form von Stabglühkerzen ausgebildet sein und dienen zum Beispiel als Starthilfe für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine.
Glühkerzen werden darüber hinaus auch zur Zündungsunterstützung bei Heizgeräten eingesetzt.
Das Problem bei den bisher üblichen bekannten Glühkerzen dieser Art besteht darin, daß sie den künftigen Anforderungen 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 zugrundliegende Aufgabe besteht daher drin, eine Glühkerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kurze Aufheizzeit und eine lange Lebensdauer hat.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patententanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Beschichtung wirkt als Oberflächenschutz des Glührohres, so daß dessen Wandstärke erheblich verringert werden kann. Die dadurch erzielte geringere Masse hat zur Folge, daß die erfindungsgemäße 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 Lebensdauer der Glühkerze erzielt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung hat weiterhin den Vorteil, daß ein Abzundern des Materials des Glührohrs 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 darüber hinaus dadurch, daß das Glührohr geringere Rohrwandstärken haben kann.
Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Beschichtung wird darüber hinaus durch ihre Porosität die Glührohroberfläche vergrößert und damit die Wärmeabstrahlung verbessert. Es ergibt sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung und eine bessere Aufbereitung der auftreffenden Kraftstoffteilchen.
Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Glühkerze sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.
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 Teilschnittansicht.
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 Heizelement 3, das aus einer Heiz- und einer Regelwendel bestehen kann, von denen die Regelwendel mit dem Innenpol 2 verbunden ist, ist in eine MgO-Füllung 4 im Glührohr 5 eingebettet.
Das Glührohr 5 weist wenigstens in dem Bereich, in dem das Heizelement 3 vorgesehen ist, insbesondere an seiner Spitze eine Beschichtung 6 aus einem Material auf, das aus einer Materialgruppe gewählt ist, die NiCrAlY, CoCrAlY, CoNiCrAlY, NiCrAl, NiCr, NiCrFe und NiCrWCo umfaßt. Diese Schutzbeschichtung kann beispielsweise aus Ni22Cr10Al1Y bestehen.
Die Beschichtung 6, die direkt auf das Glührohr 5 aufgebracht ist, hat eine Dicke zwischen 10 und 50 µm, insbesondere zwischen 20 und 30 µm.
Bei einer derartigen Ausbildung kann das Glührohr 5 aus den bisher üblicherweise verwendeten Legierungen, wie beispielsweise Inconel 600 oder 601, allerdings mit einer niedrigen 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 Glührohroberfläche erreicht, wobei durch die Beschichtung 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 1 - 5 mm vorgesehen. Der Radius R3 beträgt demgegenüber etwa 3 bis 5 mm.
Aufgrund der möglichen geringeren Rohrwandstärke des Glührohres 5 und dem erzielten gleichbleibenden Aufheizverhalten kann der Energiebedarf der Glühkerze erheblich gesenkt werden, was das Heizelement 3 schont. Dabei sind niedrigere Heizstabendtemperaturen aufgrund der erzielten größeren Oberfläche möglich und ergibt sich eine Annäherung an Keramikkerzen.

Claims (3)

  1. Glühkerze mit einem Heizstab (1) aus einem Innenpol (2) and einem Glührohr (5), in dem ein Heizelement (3) angeordnet ist, das mit dem Innenpol (2) elektrisch verbunden ist, wobei das Glührohr (5) wenigstens in dem Bereich, in dem das Heizelement (3) angeordnet ist, mit einer Beschichtung (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (6) in Form einer einzigen Deckschicht aus einem Material ausgebildet ist, das aus einer Materialgruppe gewählt ist, die NiCrAlY, CoCrAlY, CoNiCrAlY, NiCrAl, NiCr, NiCrFe und NiCrWCo umfaßt.
  2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Deckschicht 10 bis 50 µm beträgt.
  3. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Deckschicht 20 bis 30 µm beträgt.
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