DE4001538C2 - - Google Patents
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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
- 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
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorglüheinrichtung für Dieselmotoren
mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruches 1.
Derartige Vorglüheinrichtungen mit mehreren Glühkerzen dienen
dem Aufheizen von Vorkammern oder Brennkammern eines
Mehrzylinder-Dieselmotors. Um die Vielzahl der Glühkerzen
miteinander zu verbinden, sind in der JP-GM-59-37961 bei der Ausführung mit vier Glühkerzen
zwei Verbindungsplatten vorgesehen, die mit Abstand übereinander
angeordnet sind. Von den vier Glühkerzen sind hierbei zwei als
zweipolige Glühkerzen mit je einem Plus- und Minusanschluß
ausgeführt, wie dies z. B. auch in der DE-OS 37 07 814 näher
beschrieben wird.
In der erstgenannten Druckschrift sind die jeweiligen
Plusklemmen der vier Glühkerzen durch eine durchgehende Schiene
oder Verbindungsplatte miteinander verbunden. Zwei der
Glühkerzen sind hierbei einpolig ausgebildet und somit über ihr
Anschlußgewinde mit der Masse des Dieselmotors verbunden,
während die beiden anderen zweipoligen Glühkerzen an ihren
Minusklemmen über eine zweite Verbindungsschiene oder -platte
verbunden sind und diese über einen Wechselschalter zur Masse
oder zu einer Starterbatterie führt.
Die beiden Verbindungsplatten sind mit beträchtlichem Abstand
übereinander angeordnet, so daß bei den beiden zweipoligen
Glühkerzen ein verlängertes Anschlußgewinde benötigt wird.
Hierdurch ergeben sich Abwandlungen bei der Herstellung der
Glühkerzen und somit eine zusätzliche Typenvielfalt. Zudem ist
hierdurch die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen
Glühkerzen relativ platzraubend und aufwendig, was
insbesondere in einem engen Motorraum nachteilig ist.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorglüheinrichtung mit verringertem Bau- und Platzaufwand für die elektrische Verbindung der Glühkerzen zu
schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorglüheinrichtung gemäß
den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche
und werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles in
den Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Hauptteils der
Vorglüheinrichtung für einen Dieselmotor;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung zur Verdeutlichung der
Verbindung der Vorglüheinrichtung;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 durch eine
Verbindungsplatte;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Verbindungsplatte gemäß
Fig. 3;
Fig. 5 eine schematische Perspektivdarstellung des Aufbaus
der Verbindungsplatte;
Fig. 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines
Isolatorteils.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine Vorglüheinrichtung für einen
Dieselmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Der schematische Aufbau von Glühkerzen 10A und 10B, die in
Fig. 1 dargestellt sind, wird nachfolgend kurz beschrieben. Die
auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellte Glühkerze 10A
umfaßt ein stabförmiges, keramisches Heizelement 11 und einen
metallischen, röhrenförmigen Halter 12 zur Aufnahme des
Heizelementes 11 an seinem vorderen Ende. Im rückwärtigen
Bereich des Halters 12 sind Anschlüsse 13 und 14 in ein
isolierendes Material 15a, beispielsweise Kunststoff,
eingebettet und bilden einen Anschlußbereich 15. Die Anschlüsse
13 und 14 sind mit den leitenden Bereichen 11a und 11b des
Heizelementes 11 durch flexible, metallische Leiter 16 und 17,
insbesondere Drähte, verbunden. Das Heizelement 11 ist aus
keramischem Widerstandsmaterial hergestellt. Am Außenumfang des
Halters 12 ist ein Gewindebereich 2 ausgebildet, der in eine
entsprechende Gewindebohrung 12a eines Zylinderkopfes 1 eines
Dieselmotores eingeschraubt werden kann. Hierdurch erstreckt
sich das vordere Ende 11c des Heizelementes 11 in eine Vorkammer
oder eine Brennkammer 3 des Dieselmotors.
Der Anschlußbereich 15 umfaßt einen ersten außenliegenden
Anschluß 13, dessen inneres, stabförmiges Vorderende mit dem
Leiter 16 verbunden ist und einen zweiten, zylinderförmig
ausgebildeten äußeren Anschluß 14, der den ersten Anschluß 13
mit einem gewissen Spalt umgibt und dessen Vorderende mit dem
Leiter 17 verbunden ist, sowie ein spritzgegossenes
Isoliermaterial 15a, das die Anschlüsse 13 und 14 voneinander
isoliert. Zur Verstärkung des Isoliermaterials 15a ist ein nicht
näher bezeichnetes Metallrohr am Außenumfang aufgeschoben.
Am zweiten Anschluß 14 ist an der Oberseite des Halters 12 des
weiteren ein Isolierring 18a und eine Metallbuchse 18b
befestigt. Die Metallbuchse 18b ist elektrisch und mechanisch
mit dem zweiten Anschluß 14 durch Aufpressen oder dergleichen
verbunden. Hierauf ist eine Verbindungsplatte 4 aus leitendem
Material aufgelegt, so daß mit der Metallbuchse 18b eine
elektrische Verbindung hergestellt ist. Darüber ist eine
Befestigungsmutter 19 vorgesehen, die auf das Außenende des
ersten Anschlusses 13 aufgeschraubt ist. Die Befestigungsmutter
19 verbindet den ersten Anschluß 13 elektrisch mit einer zweiten
Verbindungsplatte 5, die weiter unten näher beschrieben wird.
Wie oben beschrieben, besteht das keramische Heizelement 11 der
Glühkerze 10A im wesentlichen aus U-förmig gebogenen leitenden
Bereichen 11a und 11b, die am Vorderende 11c miteinander
verbunden sind und sich im wesentlichen parallel zueinander zum
Halter 12 hin erstrecken. Das Heizelement 11 ist aus keramischem
Widerstandsmaterial wie SiAlON hergestellt und im Vorderende des
Halters 12 unter Zwischenschaltung von isolierenden Schichten,
beispielsweise durch Beschichtung der leitenden Bereiche 11a und
11b befestigt. Zwischen den leitenden Bereichen 11a und 11b ist
eine keramische Isolierschicht 11d eingesetzt, die bevorzugt im
Haltebereich des Halters 12 angeordnet ist.
Auf der linken Seite der Fig. 1 ist eine Glühkerze 10B
dargestellt, die im Gegensatz zur Glühkerze 10A nur einen
Anschluß 13 aufweist und bei diesem einpoligen Aufbau mit der
Masse des Zylinderkopfes 1 verbunden ist. Durch diesen
einpoligen Aufbau erübrigt sich ein zweiter äußerer Anschluß 14,
da der leitende Bereich 11b des Heizelementes 11 mit dem Halter
12 und damit über dessen Anschlußgewinde 2 mit der Masse des
Zylinderkopfes 1 elektrisch verbunden ist. Der weitere Aufbau
der einpoligen Glühkerze 10B ist im wesentlichen gleich dem der
zweipoligen Glühkerze 10A, so daß auf eine weitere ausführliche
Beschreibung verzichtet werden kann.
Bei einer Versorgungsspannung
(in dieser Ausführung 24 V) einer Batterie liegt an den zweipoligen
Glühkerzen 10A und den einpoligen Glühkerzen 10B eine halbierte
Spannung von 12 V an. Die beiden parallel geschalteten
Glühkerzen 10A sind dabei in Reihe zu den beiden ebenfalls
parallel geschalteten Glühkerzen 10B geschaltet. Die Fig. 2
zeigt die Ausführung mit vier Glühkerzen für
einen Vierzylinder-Dieselmotor. Wie bereits angedeutet, sind die
zur Batterie hin liegenden Glühkerzen als
zweipolige Glühkerzen 10A ausgebildet, während die weiteren
Glühkerzen einpolige Glühkerzen 10B oder aber auch
zweipolige Glühkerzen 10A sein können. Wesentlich hierbei ist,
daß das Paar der parallel geschalteten Glühkerzen 10A und das
Paar der parallel geschalteten Glühkerzen 10B in Reihe mit der
Batterie geschaltet sind. Bei dieser Anordnung können
Glühkerzen mit einer Nennspannung (bei diesem Beispiel 12 V)
verwendet werden, die der halben Versorgungsspannung der
Batterie entspricht.
Da bei der
erfindungsgemäßen Anordnung die üblichen 12-V-Glühkerzen sowohl
für Anlagen mit 12 und 24 V Nennspannung Verwendung finden,
können aufgrund der Massenproduktion die Herstellungskosten
sowie die Anzahl der zu handhabenden unterschiedlichen Bauteile
verringert werden.
In dem Ausführungsbeispiel sind die Glühkerzen 10A und
10B durch die Verbindungsplatten 4 und 5 miteinander verbunden,
wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Dabei kann die
oben beschriebene Parallel- und Reihenschaltung der Glühkerzen
10A und 10B durch einen einfachen Aufbau in raumsparender Weise
erreicht werden, wie dies nachfolgend beschrieben ist. Der
Anschluß 13 der mit Masse verbundenen Glühkerze 10B, wie in
Fig. 2 dargestellt, erstreckt sich durch die
Verbindungsplatte 4 hindurch, die aus leitendem Material
hergestellt ist und sich entlang der Oberseite des
Zylinderkopfes 1 erstreckt. Die Glühkerze 10B ist dabei durch
die Befestigungsmutter 19 mit der Verbindungsplatte 4 verbunden,
und das Vorderende der Glühkerze 10B ist in den Zylinderkopf 1
eingeschraubt, so daß das Vorderende 11c des Heizelementes 11 in
die Verbrennungskammer 3 hineinragt. Die Glühkerze 10B ist dabei
über das Anschlußgewinde 2 des Halters 12 mit der Masse des
Zylinderkopfes 1 elektrisch verbunden.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist die
Verbindungsplatte 4 einen durchgehenden Schlitz 6 auf, an den
sich Haltestufen 6a anschließen. In den Schlitz 6 der
Verbindungsplatte 4 ist die zweite Verbindungsplatte 5
eingesetzt, die ebenfalls aus elektrisch leitendem Material
hergestellt ist und gegenüber der ersten Verbindungsplatte 4
über Isolatoren 7 zur Isolierung abgetrennt ist. Die zweite
Verbindungsplatte 5 weist ebenfalls relativ dünnwandige
Abstufungen 5a auf, die den Haltestufen 6a der Verbindungsplatte
4 gegenüberliegen, wobei die relativ dünnwandigen Abstufungen 5a
und 6a voneinander elektrisch und räumlich getrennt sind. Die im
wesentlichen ringförmig ausgebildeten Isolatoren 7 weisen
Halterungen 7a zur Aufnahme der dünnwandigen Abstufungen 5a der
zweiten Verbindungsplatte 5 auf, wobei die Aufnahmen 7a auf den
ebenfalls relativ dünnwandigen Haltestufen 6a der
Verbindungsplatte 4 aufliegen und somit die Verbindungsplatte 5
von der Verbindungsplatte 4 elektrisch isolieren (Fig. 5). Von der
Aufnahme 7a erstreckt sich ein Vorsprung 7b nach unten (siehe Fig. 6) und ragt
im zusammengebauten Zustand durch den Schlitz 6 bis an die
Unterseite der Verbindungsplatte 4. Weiterhin ist in jeder
Aufnahme 7 eine Bohrung 7c vorgesehen, durch die sich der
Anschluß 13 der Glühkerze 10A hindurch erstreckt.
Gemäß diesem Aufbau ist eine von wenigstens zwei parallel zum
Zylinderkopf 1 geschalteten Glühkerzen 10A und 10B als
zweipolige Glühkerze 10A ausgebildet, die also zwei Anschlüsse
13 und 14 aufweist, die mit den elektrisch leitenden
Verbindungsplatten 4 und 5 verbunden sind. Der erste Anschluß 13
ist dabei mit der zweiten Verbindungsplatte 5 verbunden, die
zusammen mit dem Isolator 7 integral in der Verbindungsplatte 4
montiert ist und mit der Batterie verbunden ist. Zugleich ist
der zweite Anschluß 14 über die Metallbuchse 18b mit der
Verbindungsplatte 4 verbunden. Somit sind die Glühkerzen 10A mit
den anderen Glühkerzen 10B in Reihe geschaltet, die allein über
den Anschluß 13 mit der Verbindungsplatte 4 verbunden sind. Wie
in den Fig. 2 und 3 dargestellt, sind die beiden
Verbindungsplatten 4 und 5 in derselben Ebene angeordnet, wobei
sie über die Isolatoren 7 voneinander isoliert sind, wodurch
sich eine glatte, bündige Oberfläche mit niedriger Bauhöhe der
ineinandergeschachtelten Verbindungsplatten 4 und 5 ergibt.
Mit der beschriebenen Anordnung der Vorglüheinrichtung können
auch in Fahrzeugen mit einer 24-V-Batterie Glühkerzen 10A und
10B mit 12-V-Heizelementen 11 verwendet werden, die auf einfache
Weise mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Dabei
kann die Leistung der Glühkerzen gesteigert werden und zugleich
eine einfache, preisgünstige Verdrahtung bzw. Verkabelung
zwischen den Glühkerzen erreicht werden. Zudem wird eine
platzsparende Montage erreicht.
Die hier beschriebene Verkabelung bzw. Verdrahtung zwischen den
Glühkerzen ist nicht auf keramische, aus SiAlON hergestellte
Heizelemente 11 beschränkt, sondern kann auch bei anderen
Glühkerzen oder Glühstiftkerzen Anwendung finden. In dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel für einen Vierzylinder-
Dieselmotor sind zwei Paare, d. h. vier Glühkerzen
jeweils parallel geschaltet, wobei die parallel geschalteten
Paare dann in Reihe zueinander
geschaltet sind. Jedoch kann für einen Sechszylinder-Dieselmotor eine
entsprechende Verkabelungsanordnung verwendet werden, wobei
jeweils drei der sechs Glühkerzen parallel zueinander geschaltet
sind und dieser Satz von drei parallel geschalteten Glühkerzen
10A mit einem zweiten Satz der verbleibenden drei, ebenfalls
parallel geschalteten Glühkerzen 10B in Reihe geschaltet ist.
Als Alternative können auch
jeweils zwei Glühkerzen
in Reihe geschaltet sein und somit die drei Sätze der in Reihe
geschalteten Glühkerzen wiederum zueinander parallel geschaltet
sein. Dabei werden drei Glühkerzen durch
zweipolige Glühkerzen 10A gebildet, während die restlichen drei
Glühkerzen durch einpolige oder auch zweipolige
Glühkerzen 10B oder 10A gebildet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Vorglüheinrichtung für einen
Dieselmotor ist somit wesentlich, daß eine von wenigstens zwei
parallel zum Zylinderkopf geschalteten Glühkerzen einen
zweipoligen Aufbau aufweist, dessen beiden Anschlüsse 13 und 14
entsprechend wechselweise mit den Verbindungsplatten 4 und 5
verbunden sind. Der Anschluß 13 ist dabei mit der
Verbindungsplatte 5 verbunden, die mit der Batterie verbunden
ist und in der Verbindungsplatte 4 unter Zwischenschaltung von
Isolatoren 7 versenkt angeordnet ist. Die Anschlüsse 14 sind
dabei mit der Verbindungsplatte 4 verbunden, so daß wenigstens
eine der Glühkerzen in Reihe mit der anderen, ebenfalls mit der
Verbindungsplatte 4 verbundenen Glühkerze, geschaltet ist.
Hierdurch wird eine preisgünstige Verdrahtung mit einfachem
Aufbau erreicht. Durch die versenkte Ausführung ist die zweite
Verbindungsplatte 5 durch die Isolatoren 7 sicher in der ersten
Verbindungsplatte 4 befestigt. Hierdurch ergibt sich eine glatte
Oberfläche und eine niedrige Gesamthöhe der Verbindungsplatten
und damit eine platzsparende Anordnung, die im Motorraum kaum
Platz beansprucht.
Claims (5)
1. Vorglüheinrichtung für Dieselmotoren mit mehreren
Glühkerzen, die durch Verbindungsplatten in Reihe und/oder
parallel zu einer Batterie geschaltet sind, wobei
wenigstens eine zweipolige Glühkerze mit einem ersten und
zweiten Anschluß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß
der erste Anschluß (13) der Glühkerze (10A) an eine
Abstufung (5a) der Verbindungsplatte (5) und der zweite
Anschluß (14) an eine Haltestufe (6a) der weiteren
Verbindungsplatte (4) angeschlossen sind, wobei zwischen
der Haltestufe (6a) und der Abstufung (5a) ein Isolator (7)
vorgesehen ist und die Verbindungsplatten (4) und (5) im
wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
2. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (5)
bündig in einem Schlitz (6) innerhalb der Verbindungsplatte
(4) versenkt angeordnet ist.
3. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstufung (5a), die
Haltestufe (6a) und der Isolator (7) jeweils etwa über ein
Drittel der Gesamthöhe der Verbindungsplatte (4)
erstrecken.
4. Vorglüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (5)
leistenförmig ausgebildet ist und am Ende jeweils eine
ringförmige Abstufung (5a) trägt, und in den Schlitz (6)
eingepaßt ist.
5. Vorglüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß (14) durch
eine Metallbuchse (18b) gebildet ist, die den ersten
Anschluß (13) mit Abstand umgibt und an der Unterseite der
Verbindungsplatte (4) an der Haltestufe (6a) anliegt.
Applications Claiming Priority (1)
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