WO2004040194A1 - Gehäuse für glühstiftkerzen aus kunststoff - Google Patents

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Steffen Carbon
Volker Rothacker
Albert Weitten
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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
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F23Q2007/004—Manufacturing or assembling methods

Definitions

  • the invention relates to a glow plug, in particular for fuel engines, consisting essentially of a housing, a radiator connected to the housing with a heating and control coil arranged in the glow tube and a connection bolt arranged in the housing for supplying power to the heating and control coil.
  • fuel power machines especially diesel engines, require a heat source that preheats either the gas mixture, the intake air or the combustion chamber.
  • Glow plugs are mostly used in motor vehicles. They protrude at least with part of the radiator into the burner clear the engine and heat it up at least before, during and after the start of the fuel engine.
  • the glow plugs are generally constructed in such a way that they have a heating element which consists of a glow tube in which a filament embedded in magnesium oxide powder is arranged. This filament consists of a heating filament and a regulating filament and is connected at the top to the glow tube.
  • the radiator is pressed into a metallic housing, the so-called candle housing.
  • the electrical supply is via a central connection bolt with plug or screw connection. Ground connection is made via the housing.
  • the electrical insulation from positive to negative contact is provided by an insulating washer.
  • the object of the invention is to optimize the so-called candle housing.
  • the essence and solution of the task is to design the candle housing as far as possible from plastic.
  • the housings are made from a solid material by turning. Due to the small diameter of the candle housing, the process is very expensive.
  • the plastic used here has different properties depending on which parts of the candle housing are replaced. On the one hand, it is temperature stable in order to survive the heat generated undamaged and on the other hand it has a high mechanical strength. For this purpose, it is preferably proposed to use fiber-reinforced plastics.
  • a preferred embodiment has a two-part housing, the division taking place in the longitudinal direction of the longitudinal extent of the candle housing.
  • the length of the candle housing is varied such that a plurality of glow plug lengths are covered with a few glow parts and a part that is matched to the length of the housing. It is advisable to create the part necessary for attaching the glow plug from metallic materials. This enables constant production and thus a reduction in costs and an improvement in quality.
  • the candle housing is electrically insulated from the engine block, so that an insulating washer, as is known from the prior art, is unnecessary.
  • Figure 1 A first embodiment of a glow plug, the plug housing is made entirely of plastic;
  • Figure 2 Another embodiment of a glow plug, the plug housing is made of plastic and is formed in two parts and the area of the sealing cone is made of metal;
  • Figure 3 shows a third embodiment of a glow plug according to the invention, the candle housing is formed in three parts;
  • FIG. 4 A fourth embodiment of a glow plug according to the invention, the plug housing is made of plastic, is formed in two parts and the areas are thread and screwing aid made of metal.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a glow plug 1.
  • This glow plug comprises a candle housing 2 and a glow tube 3 protruding from the candle housing, in which heating and control filaments are not shown in the drawing.
  • connection pin is provided within the candle housing, which is in electrical contact with the connection 4 and the heating and control coil inside the glow tube 3.
  • a screw-in aid 5 is provided, which is designed as a hexagon in the drawings.
  • the candle housing 2 shown in the drawing is completely made of plastic. This means that both the screwing aid and the rest of the part up to the glow tube 3 are made of plastic. This is preferably the part which is extrusion-coated around the connecting pin.
  • the candle housing 2 in the cross-hatched areas is made of plastic, the lower part toward the glow tube 3 being made of metal (for thermal reasons).
  • the candle housing 2 is designed in three parts.
  • the housing is divided into three parts in the longitudinal direction, the part pointing towards the connection 4 being made of metal and the part pointing towards the glow tube 3 made of metal.
  • the remaining part of the candle housing 2, shown cross-hatched in the drawing, is made of plastic.
  • FIG. 4 An alternative embodiment to the aforementioned embodiment examples is shown in FIG. 4. It is provided here that only the part pointing towards the screwing aid 5 is made of metal, the remaining part, shown cross-hatched in the drawing, being made of plastic.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Auslegung von Glühstiftkerzen, die insbesondere bei Brennstoffkraftmaschinen eingesetzt werden. Um das aufwendige Verfahren der Herstellung eines Kerzengehäuses (2) durch Drehen aus einem Vollmaterial einzusparen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Kerzengehäuse (2) im wesentlichen aus Kunststoff zu gestalten.

Description

Gehäuse für Glühstiftkerzen aus Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze, insbesondere für Brennstoffkraftmaschinen, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse, einem an dem Gehäuse anschließenden Heizkörper mit einer im Glührohr angeordneten Heiz- und Regelwendel sowie einen in dem Gehäuse angeordneten Anschlussbolzen zur Stromversorgung der Heiz- und Regelwendel .
Stand der Technik
Brennstoffkraft aschinen, insbesondere Dieselmotoren benötigen für ein gutes Start- und Warmlaufverhalten insbesondere bei tiefen Temperaturen eine Wärmequelle, die entweder das Gasgemisch, die Ansaugluft oder den Brennraum vorwärmt.
Bei Kraftfahrzeugen werden hier meist Glühstiftkerzen verwendet. Sie ragen zumindest mit einem Teil des Heizkörpers in den Brenn- räum des Motors und heizen diesen zumindest vor, während und nach dem Start der Brennstoffkraftmaschine auf.
Die Glühstiftkerzen sind im allgemeinen so aufgebaut, dass sie ei- nen Heizkörper aufweisen, der aus einem Glührohr besteht, in dem eine in Magnesiumoxydpulver eingebettete Glühwendel angeordnet ist. Diese Glühwendel besteht aus einer Heizwendel und einer Regelwendel und ist an der Spitze mit dem Glührohr verbunden. Der Heizkörper ist in einem metallischen Gehäuse, dem sogenannten Ker- zengehäuse eingepresst. Die elektrische Zuleitung erfolgt über einen zentrischen Anschlussbolzen mit Steck- bzw. Schraubanschluss . Massenanschluss erfolgt über das Gehäuse. Die elektrische Isolierung von Plus- zu Minus-Kontakt erfolgt durch eine Isolierscheibe.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, das sogenannte Kerzengehäuse zu optimieren.
Lösung der Aufgabe
Kern und Lösung der Aufgabe ist es, das Kerzengehäuse, soweit als möglich, aus Kunststoff zu gestalten.
Vorteile der Erfindung
Je schlanker, das heißt dünner und länger das Kerzengehäuse der Glühstiftkerze ist, desto teurer ist an sich die Herstellung. In der Regel werden die Gehäuse durch Drehen aus einem Vollmaterial hergestellt. Aufgrund des geringen Durchmessers des Kerzengehäuses ist das Verfahren sehr kostenaufwendig. Hierin liegt ein besonderer Vorteil der Erfindung eines Kerzengehäuses aus Kunststoff, da das teure Herstellungsverfahren durch Drehen ganz entfällt oder nur begrenzt notwendig ist. Der hier eingesetzte Kunststoff erfüllt, je nachdem, welche Teile des Kerzengehäuses ersetzt werden, unterschiedliche Eigenschaften. Zum einen ist er temperaturstabil um die entstehende Hitze unbeschadet zu überstehen und zum anderen weist er eine hohe mechanische Festigkeit auf. Hierzu wird vorzugsweise vorgeschlagen, faserver- stärkte Kunststoffe zu verwenden. Alternativ hierzu kann vorgesehen werden, das Kerzengehäuse mittels Spritzgussverfahren herzu- stellen oder in Wickeltechnik oder durch schichtweise laminiertes Gewebe .
Eine bevorzugte Ausführungsform weist ein zweigeteiltes Gehäuse auf, wobei die Teilung in Längsrichtung der Längserstreckung des Kerzengehäuses erfolgt. Die Länge des Kerzengehäuses wird derart variiert, dass mit wenigen Glühteilen und einem auf die Gehäuselänge abgestimmten Teil eine Vielzahl von Glühstiftkerzenlängen abgedeckt werden. Dabei bietet sich an, den für die Befestigung der Glühstiftkerze notwendigen Teil aus metallischen Werkstoffen zu erstellen. Dies ermöglicht eine konstante Produktion und damit eine Verringerung der Kosten sowie Verbesserung der Qualität.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das Kerzengehäuse je nach Ausführung gegenüber dem Motorblock elektrisch isoliert, so dass eine Isolierscheibe, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, sich erübrigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor. Zeichnungen
Es zeigen
Figur 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze, deren Kerzengehäuse komplett aus Kunststoff hergestellt ist; Figur 2 Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze, deren Kerzengehäuse aus Kunststoff ist und zweiteilig ausgebildet ist und der Bereich des Dichtkegels aus Metall ist;
Figur 3 Ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, deren Kerzengehäuse dreiteilig ausge- bildet ist;
Figur 4 Ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, deren Kerzengehäuse aus Kunststoff ist, das zweiteilig ausgebildet ist und deren Bereiche Ge- winde und Einschraubhilfe aus Metall sind.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze 1 dargestellt.
Diese Glühstiftkerze umfasst ein Kerzengehäuse 2 sowie ein aus dem Kerzengehäuse herausragendes Glührohr 3, in dem in der Zeichnung nicht näher dargestellt Heiz- und Regelwendel angeordnet sind.
Ferner ist innerhalb des Kerzengehäuses ein Anschlussbolzen vorgesehen, der im elektrischen Kontakt mit dem Anschluss 4 sowie der Heiz- und Regelwendel innerhalb des Glührohrs 3 steht. Zudem ist eine Einschraubhilfe 5 vorgesehen, die in Zeichnungen als Sechskant ausgebildet ist.
Das in der Zeichnung dargestellte Kerzengehäuse 2 ist vollständig aus Kunststoff. Dies bedeutet, sowohl die Einschraubhilfe als auch der übrige Teil bis zum Glührohr 3 hin ist aus Kunststoff. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um das Glührohr den Anschlussbolzen umspritzte Teil.
Bei dem in Figur 2 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist des Kerzengehäuse 2 in den kreuzschraffierten Bereichen aus Kunststoff, wobei der untere Teil zum Glührohr 3 hin aus Metall ist (wärmetechnische Gründe) .
Bei dem in Figur 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel in der Glühstiftkerze 1 ist vorgesehen, das Kerzengehäuse 2 dreiteilig auszubilden. Dabei teilt sich das Gehäuse in Längserstreckung in drei Teile auf, wobei der zu dem Anschluss 4 hinweisende Teil aus Metall ist und der zu dem Glührohr 3 hinweisende Teil aus Metall ist. Der übrige Teil des Kerzengehäuses 2, in der Zeichnung kreuzschraffiert dargestellt, ist aus Kunststoff.
Eine alternative Ausführung zu den vorgenannten Ausführungsbei- spielen ist in Figur 4 dargestellt. Hier ist vorgesehen, ausschließlich den zur Einschraubhilfe 5 hinweisenden Teil aus Metall auszubilden, wobei der übrige Teil, in der Zeichnung kreuzschraffiert dargestellt, aus Kunststoff ist.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Glühstiftkerze, insbesondere für Brennstoffkraftmaschinen, im wesentlichen bestehend aus einem Kerzengehäuse (2) , - einem an dem Kerzengehäuse (2) anschließenden Heizkörper (3) mit einer in dem Glührohr (3) angeordneten Heiz- und Regelwendel oder einem Heizkörper aus keramischen Werkstoff sowie einem in dem Kerzengehäuse (2) angeordneten Anschluss- bolzen (4) zur Strombereitstellung für die Heiz- und Regelwendel, beziehungsweise den keramischen Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) vollständig aus Kunststoff ist.
2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Kerzenkörper aus Kunststoff ist und der zu dem Glührohr (3) hinweisende Teil aus Metall ist.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der zu einer Einschraubhilfe (5) hinweisende Teil aus Metall ist und der übrige Teil aus Kunststoff ist.
4. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) derart ausgebildet ist, dass das Glührohr (3) und der Anschlussbolzen (4) zumindest teilweise umspritzt sind.
5. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der übrige Teil der Glühstiftkerze in das Kerzengehäuse (2) eingepresst ist.
6. Glühstiftkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) aus einem Kohlefaserverbund besteht.
7. Glühstiftkerze nach mindestens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) aus einem Glasfaserverbund besteht.
8. Glühstiftkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) hitzebeständig ausgelegt ist.
9. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kerzengehäuse (2) dreiteilig ausgebildet ist, wobei der zum Glührohr (3) hinweisende Teil aus Metall ist und der zu dem Anschlussbolzen (4) hinweisende Teil aus Metall ist und der dazwischenliegende Teil aus Kunststoff ist.
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