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Glülikerze.
Glühkerzen zum Anlassen von Rohölmotoren enthalten vielfach einen Glühdraht VOll erheblicher Stärke, der beispielsweise in Sehraubenwindungen freischwebend am unteren Ende der Kerze befestigt ist. Als Material für den Glühdraht hat sieh am besten eine Chromnickellegierung bewährt, da sie verhältnismässig hohe Glühtemperaturen ungeschützt verträgt. Glühdrähte aus Chromnickel haben indessen die nachteilige Eigenschaft, dass sie beim Betrieb des Motors aus dem Brennstoff oder dem Schmieröl Kohlenstoff aufnehmen, wodurch das Material spröde wird. Da der Glühdraht ferner durch die Erschütte- rungen des Motors in Schwingungen gerät, so wird der spröde gewordene Glühdraht bald zerstört.
Dazu kommt, dass der Glühdraht in schnellem Wechsel durch den zerstäubten kühlen Brennstoff und die heissen Verbrennungsgase umspült wird : diesen hohen Temperaturweehseln vermag er auf die Dauer nicht zu widerstehen.
Man hat zwar bereits vorgeschlagen, den Glühdraht auf einen Isolierkörper aufzuwickeln und ihn dadurch zu stützen. Die gebräuchlichen Isolierkörper sind jedoch den Beanspruchungen nicht gewachsen, die beim Betrieb des Motors, insbesondere durch den ständigen starken Temperaturwechsel, entstehen. Ausserdem reagiert der Chromnickeldraht bei hoher Temperatur mit dem silikathaltigen Trägermaterial und wird dadurch zerstört. Ferner sind elektrische Zünd-und Vergasungskörper für Brennkraftmaschinen bekannt, die aus folgenden Teilen bestehen : einem Rohre aus Porzellan, Schamotte, gebranntem Ton od. dgl. mit eingebettetem Widerstandsdraht und einem abnehmbaren, über das Rohr zu schiebenden, mit Asbestfutter versehenen Metallhut. Auch diese sind nicht einwandfrei.
Nach der Erfindung wird eine Glühkerze in der Weise ausgebildet, dass der Glühdraht in einem keramischen Körper aus einem hochgesinterten, reinen Metalloxyd oder einer Mischung mehrerer Metalloxyde eingebrannt ist.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Glühkerze, Fig. 2 eine andere Ausbildung des Glühkörpers, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Glühkerze. Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Glühkerze und Fig. 5 eine Ansicht des zugehörigen Gliihkörpers von oben.
In Fig. 1 ist 1 das Gehäuse der Kerze. Am vorderen Ende sitzt der in den Motorzylinder hinein-
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an einem Metallkörper 7. Die Kontaktstellen 4 und 6 wendet man vorzugsweise dann an, wenn die Teile 5 und 7 aus verhältnismässig hartem Stoff bestehen, und macht sie dann aus weichem Metall, z. B. Kupfer oder Aluminium. Der Körper 7 wird durch eine Versehraubung 8 in das Gehäuse gedrückt und presst dabei sowohl den Glühkörper 2 gegen die Abdichtung 9 wie die Kontaktstellen 4 und 6 gegen die Enden des Glühdrahtes. Der Metallkörper 7 ist auf seiner Oberfläche mit einer isolierenden, aufgewaeh- senen Schicht 10 versehen, die als Isolierung gegen den mittleren Stift und gegen das Gehäuse der Kerze dient.
Bei Aluminium kann dies eine oxydische Schicht sein, die nach einem der bekannten Verfahren hergestellt ist. Die üblichen Isolierstoffe, wie Glimmer, die sich in der Hitze verändern, schwer abdichtbar sind und den Zusammenbau verteuern, werden hiedureh entbehrlich.
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In Fig. 3 wird der Glühkörper 2 für sich durch ein Druckstück 11 gegen die Abdichtung 9 gepresst.
Die Stromzuführungen 5 und 7 werden ebenfalls für sich durch eine Überwurfmutter 12 gegen die Enden des Glühdrahtes 3 gedrückt. Die Stromzuführungen 5 und 7 liegen mit kegelförmigen Begrenzungflächen ineinander und sind ebenfalls mit isolierenden, aufgewachsenen Schichten versehen. Im vorliegenden Falle hat sowohl der Mittelstift 5 wie der Körper 7 aus seiner Aussenfläche diese isolierende Schicht. Der Mittelstift 5 wird in den äusseren Körper 7 eingetrieben und sitzt dann fest und isoliert in dem Körper 7. Bei 13 ist der Stromanschluss zum Mittelstift 5 und bei 14 zum Metallkörper 7.
Es ist nun erwünscht, die Wärme möglichst am freien Ende des keramischen Körpers zu entwickeln und den übrigen, namentlich im Innern der Kerze liegenden Teil kühler zu halten, um ein schnelles Anheizen der Glühkerze zu ermöglichen und eine Oxydation an den aus dem keramischen Körper austretenden Enden des Glühdrahtes zu verhüten sowie einen zuverlässigen Kontakt an den Enden des Glühdrahtes zu erzielen.
Zu diesem Zweck ist der Glühdraht so ausgebildet, dass er von seinen starken, nach aussen tretenden Enden auf den zum Glühen bestimmten Querschnitt allmählich übergeht. Diese Anordnung zeigt Fig. 4.
Die Kerze besteht aus einem äusseren Gehäuse 1, dem Glühkörper 2 mit dem GlÜhdraht 3. Die Enden 15 und 16 des Glühdrahtes sind verstärkt. Der Glühdraht geht von den starken Enden 15 und 16 allmählich auf den zum Glühen bestimmten Querschnitt 3 über. Man kann diese Form des Drahtes durch Walzen oder Hämmern des ursprünglich starken Querschnitts erhalten. Auch die starken Enden 15
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Endes 16 mit der äusseren Stromführung 7 dadurch herbeigeführt worden, dass ein Metallplättchen 17 unter Vermittlung eines Stiftes 18 an der äusseren Stromzuführung 7 befestigt ist und das Ende 16 des Glühdrahtes sich gegen dieses Metallplättchen 17 anpresst. Der Stift 18 ist gegen die Mittelelektrode
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zuführung 7 gehalten.
Bei dieser Anordnung wird die Wärme im wesentlichen nur in dem dünnen Querschnitt. j des Glüh- drahtes entwickelt und von hier auf kürzestem Wege auf den Glühkörper 2 übertragen. Die starken Enden 2J und 16 bleiben dagegen kühler, und die sie umgebenden Teile des keramischen Körpers werden weniger geheizt.
Dadurch, dass der Heizwiderstand mit seinen starken Enden aus einem Stück besteht, werden ferner alle Störungsmöglichkeiten ausgeschaltet, die durch angesetzte Verstärkung hervorgerufen werden können, da solche Verstärkungen durch Schweissen, Löten, Festldemmen od. dgl. mit dem Widerstandsdraht befestigt werden müssen. Diese Befestigungen sind aber unsicher.-Auch entstehen Übergangswiderstände, die bei den zum Betrieb der Glühkerzen verwendeten geringen Spannungen erheblich sind.
Als Material für den Glühdraht eignen sich insbesondere Wolfram oder Molybdän oder Legierungen dieser Metalle. Für den keramischen Körper sind insbesondere geeignet Aluminiumoxyd, Berylliumoxyd, Ma- gnesyumoxydund ähnliehe Oxyde oder Mischungen mehrerer solcher Oxyde. Bei der Herstellung der Glüh-
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windungen wickelt, wie die Fig. 2 zeigt, oder in einer etwas weiteren Schraubenwindung und das andere
Ende durch die Mitte der Windungen zurückführt (Fig. 1). Auch eine bifilare Wicklung nach Fig. 3 ist möglich. Diese hat den Vorteil, dass beim Schwinden des keramischen Körpers die bifilare Wicklung etwas federt, so dass Beanspruchungen des Glühdrahtes vermieden werden. Der Glühkörper wird z.
B. in der Weise in dem keramischen Körper untergebracht, dass man ihn in einer Gipsform freischwebend aufhängt und die Form mit einem Schlicker aus dem keramischen Stoff, z. B. Aluminiumoxyd, füllt.
Nach dem Ausziehen der Feuchtigkeit und genügendem Erhärten kann der keramische Körper mit dem eingebetteten Heizwiderstand aus der Form herausgenommen werden. Er wird dann bei einer Temperatur von über 1600 , beispielsweise bei etwa 1750 , gesintert. Um zu verhüten, dass die aus dem keramischen
Körper hervorstehenden kurzen Enden des Heizwiderstandes angegriffen werden, erfolgt das Sintern in ì einer Sehutzatmosphäre Der fertige Körper wird in das Gehäuse der Glühkerze eingesetzt, wie es die
Fig. 1 und 3 zeigen. Der Zusammenbau ist einfach auszuführen.
Beim Anschliessen der Glühkerze an eine der üblichen Niederspannungsstromquellen wird zunächst der Glühdraht erwärmt ; seine Wärme überträgt sich schnell auf den ihn umgebenden keramischen
Körper, der nach kurzer Zeit glühend wird. Infolge der guten Wärmeleitfähigkeit des hoehgesinterten keramischen Körpers braucht man dem Glühdraht nur eine geringe Übertemperatur zu geben ; auch dauert das Anheizen verhältnismässig kurze Zeit. Im Betrieb ist der unmittelbar wirksame Glühkörper nicht der Glühdraht, wie bei bekannten Glühkerzen, sondern der hochgesinterte keramische Körper ; dieser kann auch noch mit einer Glasur überzogen sein.
Der Glühkörper hat eine grosse, gleichmässig glühende Oberfläche. Er wird weder von den hohen im Innern des Motors herrschenden Temperaturen noch von dem Brennstoff oder Öl noch von den Verbrennungsgasen schädlich beeinflusst. Infolge seiner hohen Temperaturwechselbeständigkeit ist er unempfindlich gegen die grossen Temperaturunterschiede zwischen den heissen Verbrennungsgasen und dem kühlen zerstäubten Brennstoff. Da die hochgesinterten
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Oxyde, z. B. Aluminiumoxyd, einen Ausdehnungskoeffizienten haben, der dem des Wolfram oder Molybdän oder einer Legierung dieser Metalle im wesentlichen entspricht, so ist auch nicht zu befürchten, dass der keramische Körper infolge anderer Ausdehnung des Glühdrahtes gesprengt wird.
Da der Glühdraht vollkommen dicht in dem keramischen Körper eingebettet ist, wird er von den Betriebsvorgängen im Zylinder des Motors nicht beeinflusst.
Bei den bisher verwendeten Glühkerzen liegt die Glühtemperatur des Glühdrahtes verhältnis- mässig nahe an seinem Schmelzpunkt. Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Glühkerze dagegen ist diese Temperatur von dem Schmelzpunkt des Glühdrahtes und auch von der Sintertemperatur des keramischen Körpers weit entfernt. Es ist deshalb eine gelegentlich höhere Belastung des Glüh- drahtes unschädlich. Bei den bekannten Glühkerzen führt eine Fberbelastung häufig zur Zerstörung der Kerze.
Durch die neue Glühkerze wird der empfindliche Teil der Rohölmotoren so wesentlich verbessert, dass die Betriebssicherheit dieser Motoren erheblich zunimmt.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Glühkerze, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühdraht in einem keramischen Körper gasdieht eingebettet ist, der aus einem hoehgesinterten, reinen Metalloxyd oder einer Mischung mehrerer reiner Metalloxyde besteht.
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