DE9112242U1

DE9112242U1 - Temperaturmeßglühkerze

Info

Publication number: DE9112242U1
Application number: DE9112242U
Authority: DE
Original assignee: BERU RUPRECHT GmbH and CO KG 7140 LUDWIGSBURG DE
Current assignee: BERU RUPRECHT GmbH and CO KG 7140 LUDWIGSBURG DE
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2001-10-02

Description

WILHELMS · KILIAN & PARTNER

PATENTANWÄLT€· EUROPEAN PAtENt;ATTORNc;/S 'MANDATARE« EM ^REVETS EUROPEENS

BERU Ruprecht GmbH & Co. KG
D-714 0 Ludwigsburg

Temperaturmeßgluhkerze

Beschreibung

DR. RER. NAT. ROLF E. WILHELMS DR. RER. NAT. HELMUT KILIAN DIPL.-PHYS. ECKART POHLMANN

DIPL. ING. LEONHARD HAIN

Eduard-Schmid-Straße 2 0-8000 München 90 Telefon (0 89) 65 20 91 Telex 523 467 (wllp-d) Telefax (0 89) 6 51 62 06 Electronic Mallbox: 3015:PAT001

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Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßgluhkerze mit einem Heizstab und einem Temperaturmeßelement.

Bei einer Temperaturmeßgluhkerze mit diesem Aufbau, die auf dem Markt erhältlich ist, ist das Temperaturmeßelement beispielsweise in Form eines Mantelthermoelementes zentrisch im Heizstab angeordnet. Das hat zur Folge, daß das zentrisch eingebaute Mantelthermoelement wegen der höheren Wärmeleitfähigkeit der Heizwendel des Heizstabes Energie entzieht und sie auf die Regelwendel und den Innenpol des Heizstabes zurückleitet. Dadurch ändert sich das Aufheizverhalten der Temperaturmeßgluhkerze erheblich gegenüber einer Glühkerze ohne Thermoelement. Eine Temperaturmeßgluhkerze mit zentrisch eingebautem Temperaturmeßelement hat darüber hinaus den Nachteil, daß auch der Meßpunkt zentrisch im Heizstab liegt, wobei jedoch für den Motorbetrieb die Temperatur an der Heizstaboberfläche interessiert.

Temperaturmeßglühkerzen mit zentrisch eingebautem Temperaturmeßelement sind darüber hinaus durch den notwendigen Einbau

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des Temperaturmeßelementes im Heizstab aufwendig herzustellen, machen eine neue elektrische und geometrische Auslegung des Heizwiderstandes erforderlich und benötigen eine aufwendige Abdichtung des Temperaturmeßelementes im Innenpol.

Weiterhin sind Messungen beim Motorbetrieb und gleichzeitigem Nachglühen aufgrund des Undefinierten Temperaturgefalles von der Oberfläche des Heizstabes zum Meßpunkt nicht möglich (Nachglühen, Dauerglühen) und sind Messungen bei Motorbetrieb ohne Nachglühen wegen der hohen Zeitkonstante ungenau, was insbesondere für den dynamischen Fahrbetrieb gilt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Temperatunaeßglühkerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine höhere Meßgenauigkeit bei unveränderter elektrischer und geometrischer Auslegung gegenüber einer Glühkerze ohne Temperaturmeßelement hat.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Temperaturmeßelement an der Außenseite des Heizstabes angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Temperaturmeßgluhkerze ergibt sich eine höhere Meßgenauigkeit dadurch, daß der Meßpunkt an der Außenseite des Heizstabes, d.h. an der Mantelfläche des Heizstabes angeordnet ist. Diese Ausbildung hat darüber hinaus zur Folge, daß die erfindungsgemäße Temperaturmeßgluhkerze einfach und mit dem gleichen Fertigungsverfahren wie bei einer Glühkerze ohne Temperaturmeßelement hergestellt werden kann, da gleiche elektrische und geometrische Auslegungen wie bei einer Glühkerze ohne Temperaturmeßelement verwandt werden können.

Mit der erfindungsgemäßen Temperaturmeßgluhkerze können weiterhin Messungen im Fahrbetrieb und bei gleichzeitigem Glühen erfolgen und ist darüber hinaus das Aufheizverhalten des Glühkerzenteils durch das Temperaturmeßelement nicht geändert.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Temperaturmeßglüh-

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kerze sind darin zu sehen, daß nicht nur ein einziges Temperaturmeßelement, sondern mehrere Temperaturmeßelemente in Umfangsrichtung des Heizstabes verteilt angeordnet werden können, so daß sich mehrere Meßpunkte längs des Umfanges ergeben. Weiterhin kann der Meßpunkt in axialer Richtung positioniert werden, wodurch eine Messung der Temperaturverteilung des Heizstabes beim Motorbetrieb möglich ist.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Temperaturmeßglühkerze sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Axialschnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Temperaturmeßglühkerze,

Fig. 2 den Heizstab mit Temperaturmeßelement bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen,

Fig. 3 eine Axialschnittansicht des Heizstabes mit Temperaturmeßelement ,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch das Glührohr des Heizstabes mit Mantelthermoelement vor dem Reduzieren und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht durch das Glührohr des Heizstabes mit Mantelthermoelement nach dem Reduzieren des Heizstabes.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Temperaturmeßglühkerze 1 besteht üblicherweise aus einem Heizstab 2, in den eine Heizvorrichtung 5 eingebaut ist, die vorzugsweise aus einer oder mehreren Heizwendeln besteht. Zur thermischen Kopplung der Heizwendel 5 mit dem Glührohr 4 und zur elektrischen Isolation ist die Heizwendel 5 in ein Isoliermaterial 6 eingebettet, das zum Beispiel aus einem MgO-Granulat bestehen kann.

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Wie es insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, ist an der Mantelfläche des Glührohres 4 in Längsrichtung, d.h. in einer achsparallelen Richtung eine Nut 11 vorgesehen, in der ein Temperaturmeßelement 8 angeordnet ist.

Als Temperaturmeßelement 8 kann beispielsweise ein Mantelthermoelement vorgesehen sein.

Das Temperaturmeßelement 8 wird gemäß Fig. 4 und 5 dadurch in der Nut 11 festgelegt, daß es zunächst in die Nut 11 eingepreßt, verstemmt oder mit mehreren Schweißpunkten darin fixiert wird. Der Heizstab 2 mit dem in dieser Weise vorfixierten Temperaturmeßelement 8 gemäß Fig. 4 wird in üblicher Weise reduziert und verdichtet, was durch Rundhämmern erfolgen kann. Danach ist das Temperaturmeßelement 8 vollständig in das Glührohr 4 eingebettet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Form und Tiefe der Nut 11 sind so gestaltet, daß das Temperaturmeßelement 8 nach dem Reduzieren des Glührohres 4 mit seiner Außenseite möglichst genau der Außenfläche oder dem Außendurchmesser des Heizstabes 4 angepaßt ist, durch eine Hinterschneidung im Glührohr 4 mechanisch fest eingebettet ist und eine möglichst große Kontaktfläche zum Glührohr 4 hat.

Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, daß die Nuttiefe zwischen dem 0,6- und dem 0,9-fachen des Durchmessers des Temperaturmeßelementes liegt und die Form der Nut 11 dem Querschnitt des Temperaturmeßelementes 8 angenähert ist.

Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Temperaturmeßglühkerze liegt der Meßpunkt 9 des Temperaturmeßelementes somit an der Außenseite des Heizstabes 2, d.h. auf der Mantellinie des Glührohres 4, wobei das Temperaturmeßelement an der gegenüberliegenden Seite mit elektrischen Anschlüssen 10 versehen ist, die mit einer Anschlußleitung 12 des Temperaturmeßelementes verbunden sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Temperaturmeßglühkerze ist weiterhin üblicherweise mit

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einem Körper oder einem Glühkerzengehäuse 13 sowie einem Dichtring 7 zwischen dem Glührohr 4 und dem Innenpol 3 versehen, der den elektrischen Anschluß der Heizwendel bildet.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Temperaturmeßglühkerze kann in der folgenden Weise hergestellt werden:

Im Glührohr 4 eines Heizstabes 2 wird zunächst die Nut 11 mit den oben angegebenen Abmessungen und der oben angegebenen Form vorgesehen, woraufhin das Temperaturmeßelement, beispielsweise ein Mantelthermoelement 8, in der Nut 11 vorfixiert wird, wie es in Fig. 3 und im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist. Anschließend wird das Glührohr 4 mit der Nut 11 und dem darin angeordneten Temperaturmeßelement 8 reduziert, wodurch das Temperaturmeßelement 8 in das Glührohr 4 vollständig so eingebettet wird, daß seine Außenfläche an die Glührohraußenfläche bzw. den Gluhrohraußendurchmesser angepaßt ist, und eine möglichst große Kontaktfläche zwischen dem Temperaturmeßelement 8 und dem Glührohr 4 besteht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Der in dieser Weise gebildete Heizstab 2 mit eingebettetem Temperaturmeßelement 8 wird in üblicher Weise zur Fertigung der Temperaturmeßglühkerze gemäß Fig. 1 verwandt.

Eine derartige Temperaturmeßglühkerze hat somit einen Meßpunkt an der Heizstaboberfläche, entspricht geometrisch im wesentlichen einer Glühkerze ohne Temperaturmeßelement und ist somit auch für den Motorbetrieb geeignet. Ihr Aufbau erlaubt es weiterhin, mehrere Temperaturmeßelemente in Umfangsrichtung verteilt am Außenumfang des Glührohres vorzusehen, so daß sich mehrere Meßpunkte ergeben, die in Umfangsrichtung des Glührohres verteilt angeordnet sind.

Die Herstellung einer derartigen Temperaturmeßglühkerze kann mit den gleichen Arbeitsvorgängen wie bei einer Glühkerze ohne Temperaturmeßelement erfolgen, da infolge der Tatsache, daß

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das Aufheizverhalten der Glühkerze durch das Temperaturmeßelement nicht beeinträchtigt wird, gleiche geometrische und elektrische Auslegungen verwandt werden können. Darüber hinaus sind aufwendige Abdichtungen des Temperaturmeßelementes, beispielsweise gasdichte Abdichtungen im Innenpol nicht mehr erforderlich.

Beim Einsatz im Motorbetrieb ergibt sich eine höhere Meßgenauigkeit, da der Meßpunkt an der für den Verbrennungsablauf interessanten Stelle an der Oberfläche des Heizstabes liegt. Es sind Messungen auch beim Nach- und Dauerglühen sowie an mehreren Punkten an der Oberfläche des Heizstabes möglich, so daß auch die Temperaturverteilung am Heizstab 2 gemessen werden kann.

Claims

BERU G5632DE Schutzansprüche

1. Temperaturmeßgluhkerze mit einem Heizstab und einem Temperaturmeßelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßelement (8) an der Außenseite des Heizstabes (2) angeordnet ist.

2. Temperaturmeßgluhkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine längsverlaufende Nut (11) in der Außenfläche des Glührohres (4) des Heizstabes (2) vorgesehen ist, in der das Temperaturmeßelement (8) aufgenommen ist.

3. Temperaturmeßgluhkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßelement (8) vollständig in der Nut (11) so aufgenommen ist, daß seine Außenseite mit der Außenfläche des Glührohres (4) bündig abschließt.

4. Temperaturmeßgluhkerze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßelement (8) in einer Hinterschneidung der Nut (11) sitzt.

5. Temperaturmeßgluhkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuttiefe das 0,6- bis 0,9-fache des Durchmessers des Temperaturmeßelementes (8) beträgt.

6. Temperaturmeßgluhkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßelement ein Mantelthermoelement ist.

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7. Temperaturmeßglühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Temperaturmeßelemente in Umfangsrichtung verteilt an der Außenseite des Heizstabes (2) vorgesehen sind.