EP1567806B1 - Mehrfachwendel für glühstiftkerze - Google Patents
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- 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
-
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- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/22—Details
Definitions
- the invention relates to a glow plug, in particular for fuel combustion engines, consisting essentially of a housing, a radiator disposed on the housing with a arranged in the glow tube heating and control coil, said heating and control coil can be acted upon via a housing disposed in the connecting bolt with power.
- glow plugs are usually provided here. These protrude at least with a part of the radiator into the combustion chamber of the engine and warm the combustion chamber so before the actual start of the engine and in the Cold running accordingly.
- the fuel can ignite on the hot surface of the glow plug.
- the glow plugs are generally constructed such that they consist of a plug housing, on which a glow tube or a tubular heater is arranged.
- a tubular heater which consists of a hot gas corrosion resistant material, an incandescent filament is embedded, which is embedded in a compacted magnesium oxide powder.
- the filament usually consists of two series-connected resistors, namely a so-called control coil and a heating coil.
- the heating coil has an almost independent of the temperature electrical resistance and the control coil is made of a material with a so-called positive temperature coefficient (PTC).
- PTC positive temperature coefficient
- the heating coil is welded to the ground side contact in the summit of the glow tube, the control coil is contacted at the connecting bolt, via which the connection to the electrical system takes place.
- the object of the invention is to concentrate the heating power on the glow tube tip of the glow plug and this still for on-board voltages of 42 V accessible.
- the core of the invention is to accommodate more heating wire and thus more electrical resistance in the same space by multiple turns.
- Previously known glow plugs have only simply wound coils.
- the heating coil, the control coil or both may be wound several times as required.
- the advantage of arranging more heating wire in a small space, is that the heating power can be increased in particular at the glow tube tip.
- More wire in a small space also means in terms of heating and control coil, that a higher resistance is achieved and thereby higher voltages are possible, especially for those who are designed for the planned 42 V electrical system.
- the coils can be designed in different ways, in which the individual coil diameters of the individual coils are generated either in the same direction or in inverted Wikkelraum.
- FIG. 1 the structure of a glow plug 1 is shown.
- This glow plug 1 consists of a housing 2 and a glow tube arranged on the housing 3.
- a heating and control coil 4 is arranged, wherein the heating coil 5 is in the area of the glow pencil tip 6 and the control coil 7 in the overlying part.
- the heating and control coil 4 receives the corresponding power supply.
- the heating coil 5 is wound several times.
- the multiple winding of the control coil 7 or the heating coil 5 perform.
- FIG. 2 is an enlarged view of the in FIG. 1 shown heating coil 5 shown.
- the heating coil 5 is first started with a diameter d1, wherein the further winding attaches with a larger helical diameter such as d2 directly at the end of the first coil.
- the third helix sets with a diameter like d3 at the end of the helix 2, so that a current course, as in the FIGS. 3 and 4 is shown, arises.
- the helical layers can be applied in the same winding sense. In this case, you can not wrap as tightly as the individual turns cross each other. The following applies: wd3> wd2 + dd> wdl + dd.
- the winding sense can be rotated in any position.
- the further helix is preferably located in the furrows of the adjacent helix. In this way, it is possible to adjust the outer diameter as compared with the winding type Fig. 2 to keep smaller.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze, insbesondere für Brennstoffkraftmaschinen, bestehend im wesentlichen aus einem Gehäuse, einen an dem Gehäuse angeordneten Heizkörper mit einer im Glührohr angeordneten Heiz- und Regelwendel, wobei diese Heiz- und Regelwendel über ein im Gehäuse angeordneten Anschlussbolzen mit Strom beaufschlagbar ist.
- Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren benötigen für Start und Warmlaufverhalten insbesondere bei tiefen Temperaturen eine zusätzliche Wärmequelle, die entweder das Gasgemisch, die Ansaugluft oder den Brennraum vorwärmt.
- Bei Personenkraftwagen und zum Teil bei Lastkraftwagen sind hier in der Regel Glühstiftkerzen vorgesehen. Diese ragen zumindest mit einem Teil des Heizkörpers in den Brennraum des Motors und wärmen den Brennraum so vor dem eigentlichen Start des Motors und im Kaltlauf entsprechend auf. Außerdem kann sich der Kraftstoff an der heißen Oberfläche der Glühstiftkerze entzünden.
- Die Glühstiftkerzen sind im Allgemeinen derart aufgebaut, dass sie aus einem Kerzengehäuse bestehen, an dem ein Glührohr oder ein Rohrheizkörper angeordnet ist. Innerhalb des Rohrheizkörpers, der aus einem heißgaskorrosionsbeständigen Material besteht, ist eine Glühwendel angeordnet, die in einem verdichteten Magnesium-Oxid-Pulver eingebettet ist. Die Glühwendel besteht in der Regel aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen, nämlich einer sogenannten Regelwendel und einer Heizwendel. Die Heizwendel weist einen nahezu von der Temperatur unabhängig elektrischen Widerstand auf und die Regelwendel besteht aus einem Material mit einem sogenannten positiven Temperaturkoeffizienten (PTC). Die Heizwendel ist zur Kontaktierung masseseitig in die Kuppe des Glührohrs eingeschweißt, die Regelwendel ist am Anschlussbolzen kontaktiert, über den der Anschluss an das Bordnetz erfolgt.
- Beim Anlegen der Spannung an die Glühkerze wird zunächst der größte Teil der elektrischen Energie in der Heizwendel in Wärme umgesetzt; die Temperatur an der Spitze der Kerze steigt damit steil an. Die Temperatur der Regelwendel erhöht sich zeitlich verzögert und damit auch der Widerstand. Die Stromaufnahme und somit die Gesamtleistung der Glühstiftkerze verringert sich und die Temperatur nähert sich einem Beharrungszustand. Zurzeit befinden sich Glühstiftkerzen im Handel, die für ein Bordnetz von 12 V bzw. 24 V ausgelegt sind.
- Aus
US 4,787,349 A ist eine Glühstiftkerze mit einem Heizstab bekannt, welcher beabstandet von einem Gehäuse umgeben ist. Innerhalb des Gehäuses ist der Heizstab von zwei koaxialen Wendeln umgeben, die zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen Heizstab und Gehäuse dienen. - Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Heizleistung auf die Glührohrspitze der Glühstiftkerze zu konzentrieren und diese noch für Bordnetzspannungen von 42 V zugänglich zu machen.
- Der Kern der Erfindung ist es, durch Mehrfachwindungen mehr Heizdraht und damit mehr elektrischen Widerstand auf gleichem Raum unterzubringen. Bisher übliche Glühstiftkerzen haben nur einfach gewickelte Wendeln. Bei der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze können die Heizwendel, die Regelwendel oder auch beide je nach Anforderung mehrfach gewickelt sein.
- Der Vorteil, mehr Heizdraht auf engem Raum anzuordnen, besteht darin, dass die Heizleistung insbesondere an der Glührohrspitze erhöht werden kann.
- Mehr Draht auf engem Raum bedeutet ebenfalls in Bezug auf Heiz- und Regelwendel, dass ein höherer Widerstand erreicht wird und dadurch auch höhere Spannungen möglich sind, insbesondere für solche, die für das geplante 42 V - Bordnetz ausgelegt sind.
- Vorteilhafter Weise können die Wendeln auf unterschiedliche Art gestaltet werden, in dem die einzelnen Wicklungsdurchmesser der einzelnen Wendeln entweder gleichsinnig oder in umgedrehter Wikkelrichtung erzeugt werden.
- Insbesondere bei umgedrehter Wickelrichtung entsteht der Vorteil, dass die Gesamtwendel einen geringeren Außendurchmesser aufweist und daher eine sehr kompakte Bauweise erreicht wird, die ebenfalls den Vorteil hat, bereits bestehende Glührohre nicht ändern zu müssen.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor.
- Es zeigen:
- Figur 1
- Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit einer an der Glührohrspitze mehrfach gewikkelte Heizwendel;
- Figur 2
- Ein Ausführungsbeispiel eines möglichen Verlaufs einer in
Figur 1 dargestellten Heizwendel, mehrfach gewikkelt; - Figur 3
- Schematische Darstellung des Stromverlaufs der in
Figur 2 dargestellten Mehrfachwicklung der Wendel, wobei die Wicklungen gegeneinander verlaufen; - Figur 4
- Eine schematische Draufsicht bei gleichem Wicklungssinn;
- Figur 5
- Eine schematische Draufsicht bei gedrehtem Wicklungssinn der Mittellage;
- Figur 6
- Zweilagiges Beispiel: gleicher Wicklungssinn;
- Figur 7
- Zweilagiges Beispiel: gedrehter Wicklungssinn.
- In
Figur 1 ist der Aufbau einer Glühstiftkerze 1 dargestellt. Diese Glühstiftkerze 1 besteht aus einem Gehäuse 2 und einem an dem Gehäuse angeordneten Glührohr 3. Innerhalb des Glührohrs 3 ist eine Heiz- und Regelwendel 4 angeordnet, wobei die Heizwendel 5 sich im Bereich der Glühstiftspitze 6 und die Regelwendel 7 im darüber liegenden Teil befindet. Über einen Anschlussbolzen 8 erhält die Heiz- und Regelwendel 4 die entsprechende Stromversorgung. - Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, so wie es auch in
Figur 1 dargestellt ist, zumindest einen Teil, entweder die Heizwendel 5 oder die Regelwendel 7, mehrfach zu wickeln. - Bei dem in
Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heizwendel 5 mehrfach gewickelt. - Dabei gibt es unterschiedliche Ausführungsformen, die Mehrfachwicklung der Regelwendel 7 oder der Heizwendel 5 durchzuführen.
- In
Figur 2 ist eine vergrößerte Darstellung der inFigur 1 dargestellten Heizwendel 5 gezeigt. Bei der Herstellung der Heizwendel 5 wird zuerst mit einem Durchmesser d1 begonnen, wobei die weitere Wicklung mit einem größeren Wendeldurchmesser wie d2 unmittelbar am Ende der ersten Wendel ansetzt. Die dritte Wendel setzt mit einem Durchmesser wie d3 am Ende der Wendel 2 an, so dass ein Stromverlauf, wie er in denFiguren 3 und 4 dargestellt ist, entsteht. - Die Wendellagen können im gleichen Wicklungssinn aufgebracht werden. In diesem Fall kann nicht so eng gewickelt werden, da die einzelnen Windungen sich überkreuzen. Es gilt: wd3>wd2+dd>wdl+dd. Alternativ kann der Wicklungssinn in jeder Lage gedreht werden. Dabei liegt die weitere Wendel vorzugsweise in den Furchen der angrenzenden Wendel. Auf diese Weise ist es möglich, den äußeren Durchmesser im Vergleichzu der Wicklungsart gemäß
Fig. 2 kleiner zu halten. - Durch die einfache Ausgestaltung einer Mehrfachwendel wird eine hohe leistungsfähige Glühstiftkerze erzielt.
Claims (4)
- Glühstiftkerze, insbesondere für Brennstoffkraftmaschinen, bestehend im Wesentlichen aus einem Gehäuse (2), einem an dem Gehäuse (2) angeordneten Glührohr (3) mit einer im Glührohr (3) angeordneten Heiz- und Regelwenden (4), wobei diese Heiz- und Regelwendel (4) über einen im Gehäuse (2) angeordneten Anschlussbolzen (8) mit Strom beaufschlagbar ist, bei der wahlweise die Heizwendel (5) oder die Heiz- und Regelwendel (4) mehrfach gewickelt wird.
- Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsdurchmesser einer Wendel einen kleinen Durchmesser (wd1) und von weiteren Wendeln jeweils einen größeren Durchmesser (wd2, wd3, wdn) aufweisen.
- Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeln mit den einzelnen Wendeldurchmessem (wd1, wd2, wd3, wdn) gleichsinnig gewickelt sind.
- Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeln mit den einzelnen Wendeldurchmessem (wd1, wd2, wd3, wdn) gegenläufig gewickelt sind.
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