DE19604551C2 - Glow plug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze, wie sie beispielsweise bereits aus der EP 0 523 062 B1 bekannt ist. Eine solche Glühstiftkerze besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen, metallischen, rotationssymmetrischen Gehäuse und darin eingebettetem, axial angeordnetem Heizstift. Die Glühstiftkerze hat ein auf dem Gehäuse angeordnetes Gewinde, mit welchem sie in den Zylinderkopf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine so eingeschraubt wird, daß der Glühstift in den Brennaum hineinragt.The invention relates to a glow plug as it for example, is already known from EP 0 523 062 B1. Such a glow plug essentially consists of a tubular, metallic, rotationally symmetrical housing and embedded, axially arranged heating pin. The Glow plug has a thread on the housing, with which they are in the cylinder head of a self-igniting Internal combustion engine is screwed in so that the glow plug protrudes into the combustion chamber.

Ferner sind neue Einspritzsysteme für selbstzündende Brennkraftmaschinen, sogenannte Common-Rail-Systeme bekannt, bei denen der Kraftstoff unter hohem Druck in die Brennräume eingespritzt wird. Hierbei wird der Kraftstoff unter anderem mittels einer Hochdruckpumpe in ein sogenanntes Rail gefördert und gelangt von hier über eine entsprechende Ansteuerung der Einspritzventile in die einzelnen Brennräume. Da der Kraftstoff im Rail aufgrund des dort herrschenden Hochdruckes ständig an den Einspritzventilen der einzelnen Brennräume zur Verfügung steht, ist eine sehr genaue Ansteuerung der Einspritzventile notwendig.There are also new injection systems for self-igniting Internal combustion engines, known as common rail systems, where the fuel is under high pressure in the combustion chambers is injected. Here, the fuel is among other things by means of a high-pressure pump in a so-called rail promoted and gets from here via a corresponding Control of the injection valves in the individual Combustion chambers. Because the fuel in the rail due to the there prevailing high pressure constantly on the injection valves of the individual combustion chambers is a very precise control of the injection valves necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Glühstiftkerze anzugeben, die es ermöglicht, einen im Brennraum entstehenden Hochdruck aufgrund eines defekten Einspritzventils, möglichst einfach abzubauen und so den Zylinder vor Beschädigungen durch unkontrollierte Verbrennungen zu schützen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.The invention has for its object a glow plug specify which allows one in the combustion chamber arising high pressure due to a defective Injector, easy to dismantle and so the Cylinder from damage from uncontrolled To protect burns. This task is accomplished by the Features of claim 1 solved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze möglich. So bietet beispielsweise eine erste Ausgestaltung und zwar das Einbringen einer Bohrung in das Gehäuse und ein darin montiertes Überdruckventil den Vorteil, daß an der herkömmlichen Konstruktion der Glühstiftkerze nichts geändert werden muß. Der Einsatz eines verschiebbaren Heizstiftes hat den Vorteil, einen Schutz vor Überdruck ohne zusätzlich eingebautes Ventil zu realisieren, indem die bereits vorhandene Längsbohrung des Gehäuses zusammen mit dem verschiebbaren Heizstift als Ventil wirkt.By the features listed in the subclaims advantageous developments and improvements to Glow plug according to the invention possible. So offers for example, a first embodiment and that Drilling a hole in the housing and one in it mounted pressure relief valve the advantage that at the conventional glow plug construction needs to be changed. The use of a sliding The heating pin has the advantage of protecting against overpressure without to realize additionally installed valve by the already existing longitudinal bore of the housing together with the sliding heating pin acts as a valve.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the drawing shown and in the following description explained. Show it

Fig. 1 einen Ausschnitt aus Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und einem Überdruckventil, Fig. 1 shows a detail of the cylinder head with the glow plug, and a pressure relief valve,

Fig. 2a einen Ausschnitt Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei normalen Druckverhältnissen, Fig. 2a shows a detail cylinder head with glow plug and a displaceable heating pin at normal pressure conditions,

Fig. 2b den Ausschnitt Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei Überdruck im Brennraum, Fig. 2b the cut cylinder head with glow plug and sliding heating pin at elevated pressure in the combustion chamber,

Fig. 3a eine weiter Ausführungsform des Ausschnittes Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei normalen Druckverhältnissen und Fig. 3b die entsprechende Ausführungsform der Fig. 3a bei Überdruck im Brennraum. Fig. 3a shows a further embodiment of the cut cylinder head with glow plug and a displaceable heating pin at normal pressure conditions, and Fig. 3b shows the corresponding embodiment of Fig. 3 in case of overpressure in the combustion chamber.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt Zylinderkopf mit darin eingeschraubter Glühstiftkerze in teilweise geschnittener Darstellung. In den Zylinderkopf 10 ist die Glühstiftkerze 11 mit ihrem rohrförmigen Gehäuse 12 in den Zylinderkopf 10 eingeschraubt. In dem Gehäuse 12 ist in einer Längsbohrung 18 der Glühstift 13 axial eingebettet und ragt in den nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine hinein. Dabei ist ebenfalls in axialer Richtung in das Gehäuse 12 der Glühstiftkerze 11 eine Bohrung 14 eingebracht, in welche wiederum ein Überdruckventil 15 eingebaut ist. Herrscht nun in dem Brennraum dieses Zylinders ein Überdruck, so öffnet das Ventil 15 und dieser Druck wird nach außen abgeleitet. In der Fig. 1 ist das symbolisch mit einem Pfeil, welcher vom Brennraum durch die Bohrung 14 in Richtung außerhalb des Zylinders geführt ist, verdeutlicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Glühkerze am brennraumseitigen Ende des Gehäuses, aus welchem auch der Glühstift 13 herausragt, zunächst eine Aussparung 16 mit einem größeren Durchmesser als die Bohrung 14 auf. Daran schließt sich in axialer Richtung die Bohrung 14, in welche das Ventil 15 eingebaut ist und anschließend eine Aussparung 17, welche wiederum einen größeren Durchmesser als die Bohrung 14 aufweist, an. Fig. 1 shows a detail of the cylinder head with the glow plug screwed into it in a partially sectioned illustration. In the cylinder head 10 , the glow plug 11 is screwed with its tubular housing 12 into the cylinder head 10 . Glow plug 13 is axially embedded in housing 12 in a longitudinal bore 18 and projects into the combustion chamber (not shown) of the internal combustion engine. A bore 14 is also made in the axial direction in the housing 12 of the glow plug 11 , in which a pressure relief valve 15 is installed. If there is an overpressure in the combustion chamber of this cylinder, the valve 15 opens and this pressure is discharged to the outside. In Fig. 1 this is symbolically illustrated by an arrow which is guided from the combustion chamber through the bore 14 in the direction outside the cylinder. In this embodiment, the glow plug at the combustion chamber end of the housing, from which the glow plug 13 also protrudes, initially has a recess 16 with a larger diameter than the bore 14 . This is followed in the axial direction by the bore 14 , in which the valve 15 is installed, and then by a recess 17 , which in turn has a larger diameter than the bore 14 .

In den Fig. 2a und 2b ist eine weitere Gestaltungsmöglichkeit zum Abbau eines Überdruckes im Brennraum dargestellt. Die Fig. 2a zeigt hierbei einen Ausschnitt Zylinderkopf-Glühstiftkerze für den Fall, daß im Brennraum normale Druckverhältnisse herrschen. Die Glühstiftkerze 21 ist dabei ausschnittsweise mit dem Gehäuse 22 dargestellt. Der Glühstift 23 ist dabei axial in der Längsbohrung 28 des Gehäuses 22 so angeordnet, daß er in axialer Richtung verschiebbar ist. Das Gehäuse 22 der Glühstiftkerze 21 ist dabei in seinem äußeren Umfang so gewählt, daß zwischen der Bohrung zur Aufnahme der Glühstiftkerze im Zylinderkopf 20 und der Außenwand des Gehäuses 22 ein Spalt 25 bleibt. Desweiteren ist bezogen auf die rotationssymmetrische Achse der Glühstiftkerze in radialer Richtung im Gehäuse 22 der Glühstiftkerze 21 ein Durchbruch 24 vorgesehen. Dieser ist so angeordnet, daß ein Übergang von dem radialen Durchbruch 24 zum Spalt 25 gegeben ist. Desweiteren weist der Glühstift 23 an seinem im Gehäuse angeordneten Ende einen Ring 26 auf, welcher bei normalen Druckverhältnissen den radiale Durchbruch 24 verschließt. Hierfür ist die Dicke des Ringes 26 so gewählt, daß sie größer als der Durchbruch 24 ist.In FIGS. 2a and 2b show a further design possibility is shown in the combustion chamber to reduce an overpressure. Fig. 2a shows a section of cylinder head glow plugs for the case that normal pressure conditions prevail in the combustion chamber. The glow plug 21 is shown in sections with the housing 22 . The glow plug 23 is arranged axially in the longitudinal bore 28 of the housing 22 so that it is displaceable in the axial direction. The housing 22 of the glow plug 21 is selected in its outer circumference so that a gap 25 remains between the bore for receiving the glow plug in the cylinder head 20 and the outer wall of the housing 22 . Furthermore, an opening 24 is provided in the housing 22 of the glow plug 21 with respect to the rotationally symmetrical axis of the glow plug in the radial direction. This is arranged so that there is a transition from the radial opening 24 to the gap 25 . Furthermore, the glow plug 23 has at its end arranged in the housing a ring 26 which closes the radial opening 24 under normal pressure conditions. For this purpose, the thickness of the ring 26 is selected so that it is larger than the opening 24 .

Fig. 2b zeigt die Anordnung aus Fig. 2a bei im Brennraum herrschendem Überdruck. Hierbei wird der Glühstift 23 mit seinem Ring 26 aufgrund des Druckes im Brennraum so weit vom Brennraum weg verschoben, daß die radiale Öffnung 24 frei liegt und der Überdruck im Brennraum über die mit Pfeil P angegebene Richtung abgebaut werden kann. Selbstverständlich kann der Ring 26 auch entfallen, dann ist der Heizstift abdichtend in der Längsbohrung 28 einzubringen und bei Überdruck so weit nach hinten zu verschieben, daß der radiale Durchbruch 24 mit dem Brennraum verbunden ist und ein Druckabbau erfolgt. FIG. 2b shows the arrangement from FIG. 2a with overpressure prevailing in the combustion chamber. Here, the glow plug 23 with its ring 26 is moved so far away from the combustion chamber due to the pressure in the combustion chamber that the radial opening 24 is exposed and the excess pressure in the combustion chamber can be reduced in the direction indicated by arrow P. Of course, the ring 26 can also be omitted, then the heating pin is to be introduced in a sealing manner in the longitudinal bore 28 and, in the case of excess pressure, is to be moved so far back that the radial opening 24 is connected to the combustion chamber and pressure is reduced.

Eine weitere Möglichkeit zum Abbau eines nicht gewünschten Überdruckes im Brennraum ist in den Fig. 3a und 3b gezeigt und wird im folgenden beschrieben. Hier ist der Ausschnitt Zylinderkopf mit Glühstiftkerze ebenfalls in teilweise geschnittener Darstellung gezeigt. Im Unterschied zu der Fig. 1 und den Fig. 2a und 2b ist hier jedoch in das Gehäuse 32 der Glühstiftkerze 31 keine Bohrung oder Durchbruch eingebracht, so daß die Glühstiftkerze hier der Anordnung einer herkömmlichen Glühstiftkerze, so wie sie in den Zylinderkopf 30 eingeschraubt ist, entspricht. Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist hier die Fig. 3b zu betrachten. Die Fig. 3b zeigt das Gehäuse 32 der Glühstiftkerze 31 allerdings fehlt bei dieser Figur der Heizstift 33. Die Glühstiftkerze ist hier so montiert, daß der Heizstift in Richtung brennraumfern aus der Längsbohrung 38 des Gehäuses der Glühstiftkerze herausschiebbar ist. Die Kraft, die hierzu aufgewendet werden muß, entspricht der Kraft, die bei einem nicht gewollten Überdruck im Brennraum entsteht. Damit hat die Längsbohrung 38 zur Aufnahme des Heizstiftes zusammen mit dem Heizstift eine Ventilwirkung.A further possibility for reducing an undesired excess pressure in the combustion chamber is shown in FIGS . 3a and 3b and is described in the following. Here the detail of the cylinder head with glow plug is also shown in a partially sectioned illustration. In contrast to FIG. 1 and FIGS. 2a and 2b, however, no bore or opening is made in the housing 32 of the glow plug 31 , so that the glow plug here has the arrangement of a conventional glow plug as it is screwed into the cylinder head 30 , corresponds. To explain the embodiment according to the invention is the Fig here. To consider 3b. FIG. 3b shows the housing 32 of the glow plug 31, however, absent in this figure, the heating pin 33rd The glow plug is mounted here so that the heating pin can be pushed out of the longitudinal bore 38 of the housing of the glow plug in the direction away from the combustion chamber. The force that has to be used for this corresponds to the force that arises in the combustion chamber when there is an undesired excess pressure. So that the longitudinal bore 38 for receiving the heating pin together with the heating pin has a valve effect.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist damit im Gehäuse der Glühstiftkerze eine Öffnung beispielsweise in Form einer Bohrung vorgesehen, die bei normalen Druckverhältnissen im Brennraum geschlossen ist und bei einem abnormalen Überdruck zum Abbau dieses Überdruckes auf einen unkritischen Wert als Ventil wirkt und dann geöffnet ist.In all embodiments, the is in the housing Glow plug an opening, for example in the form of a Hole provided in the normal pressure conditions in the The combustion chamber is closed and there is an abnormal overpressure to reduce this overpressure to an uncritical value as Valve works and is then open.

Bei jeder dieser als Ventil wirkenden Öffnungen ist das Ventil so dimensioniert, daß ein normal herrschender maximaler Verbrennungsdruck noch nicht zu einem entsprechenden Druckabbau über diese Sicherheitsvorkehrung führt und daß nach dem Absinken des Druckes auf normalen Wert das Ventil wieder schließt.With each of these openings acting as a valve, this is Valve dimensioned so that a normal prevailing maximum combustion pressure not yet one appropriate pressure reduction via this safety precaution leads and that after the pressure drops to normal Value closes the valve again.

Claims (4)

1. Glühstiftkerze mit einem rohrförmigen Gehäuse, in dessen Längsbohrung axial ein Heizstift eingebettet ist, und mit einer als Ventil wirkende Öffnung (14, 24, 34), über die ein unzulässiger Überdruck im Brennraum auf unkritische Druckwerte abbaubar ist.1. Glow plug with a tubular housing, in the longitudinal bore of which a heating pin is axially embedded, and with an opening acting as a valve ( 14 , 24 , 34 ), via which an impermissible overpressure in the combustion chamber can be reduced to uncritical pressure values. 2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ventil wirkende Öffnung aus einer im Gehäuse der Glühstiftkerze axial angeordneten Bohrung (14) mit darin montiertem Überdruckventil (15) besteht.2. Glow plug according to claim 1, characterized in that the opening acting as a valve consists of an axially arranged in the housing of the glow plug bore ( 14 ) with a pressure relief valve ( 15 ) mounted therein. 3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ventil wirkende Öffnung ein im Gehäuse radial angeordneter Durchbruch (24) ist, der die Längsbohrung zur Aufnahme des Heizstiftes mit der Brennraumaußenseite verbin­ det und bei unkritischen Druckwerten im Brennraum auf der der Längsbohrung zugeordneten Seite durch den Heizstift ver­ schlossen ist, wobei der Heizstift in axialer Richtung ver­ schiebbar ist und bei Überdruck der radiale Durchbruch (24) über die Längsbohrung mit dem Brennraum verbunden ist.3. Glow plug according to claim 1, characterized in that the opening acting as a valve is a radially arranged opening ( 24 ) which connects the longitudinal bore for receiving the heating pin with the combustion chamber outside and at uncritical pressure values in the combustion chamber on the associated with the longitudinal bore Side is closed by the heating pin ver, the heating pin is slidable in the axial direction ver and the radial opening ( 24 ) is connected via the longitudinal bore with the combustion chamber at excess pressure. 4. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ventil wirkende Öffnung aus der den Heizstift aufnehmenden Längsbohrung besteht und der Heizstift bei Überdruck aus dieser Längsbohrung herausschiebbar ist, so daß der Überdruck über diese Längsbohrung abbaubar ist.4. glow plug according to claim 1, characterized in that the opening acting as a valve from the heating pin receiving longitudinal bore and the heating pin at Overpressure can be pushed out of this longitudinal bore, so that the excess pressure can be reduced through this longitudinal bore.