DE3211262A1

DE3211262A1 - Gluehkerze zur verwendung in einem dieselmotor und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3211262A1
Application number: DE19823211262
Authority: DE
Inventors: Morimasa Kumagaya Saitama Furusawa; Sokichi Minegishi; Tozo Higashimatsuyama Saitama Takizawa
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE3211262C2; US4425692A; US4458637A

Description

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Jidosha Kiko Co., Ltd., 10-12, Yoyogi 2-.ch.ome, Shibuya-ku, Tokyo, Japan

Glühkerze zur Verwendung in einem Dieselmotor und Verfahren zu ihrer Herstellung

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze, die geeignet ist, das Innere eines Zylinders eines Dieselmotors oder einer Dieselmaschine vorzuheizen, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Glühkerzen.

Da ein Dieselmotor bei niedrigen Temperaturen schwer zu starten ist, wird in einem Zylinder des Motors eine Glühkerze angeordnet und durch diese ein elektrischer Strom geleitet, um im Inneren des Zylinders die Temperatur zu erhöhen und so den Start der Maschine bei niedrigen Temperaturen zu erleichtern. Unter den Glühkerzen bekannter Bauart ist eine Glühstiftkerze zu erwähnen, die aus einem wärmewiderstandsfähigen Metallmantel, der einen schraubenwendelförmigen elektrischen, in ein Pulver wärmewiderstandsfähigen Isoliermaterials eingebetteten Heizdraht umfaßt, und einem Heizstab aufgebaut ist, der einen in keramisches Material eingebetteten Widerstand aufweist.

Bei einer bekannten Glühkerze der vorbeschriebenen Art ist ein Heizstab am vorderen Ende eines hohlen Metallhalters getragen, und an dem hinteren Ende des Halters ist eine externe Anschlußklemme befestigt. Die äußere Anschlußklemme und das hintere Ende des Heizstabes werden durch einen elektrischen Leiter miteinander verbunden. Bei dieser bekannten Konstruktion ist, um die Anschlußklemme gegen den Halter zu isolieren, eine aus Harz hergestellte Isolierbuchse durch das hintere Ende des Halters eingesetzt, um das vordere Ende der Klemme zu umgeben, und der Umfang der hinteren öffnung ist zusammengedrückt bzw. -gequetscht, um die Isolierbuchse an dem Halter festzusetzen.

Bei dieser Anordnung ist die äußere Anschlußklemme durch den Mantel der Halteröffnung, die um den Mantel der Isolierbuchse zusammengequetscht ist, gehalten, um ein Lösen in axialer Richtung zu vermeiden. Weiterhin kann sich die Verbindung dazwischen aufgrund der Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Isolierbuchse und des Halters lösen.

Die Isolierbuchse besteht im allgemeinem aus einem duroplastischen Kunstharz, so daß bei Benutzung über einen längeren Zeitraum hinweg aufgrund großer Unterschiede in der Umgebungstemperatur die gegossene Isolierbuchse etwas schrumpft. Dieses ist leicht aufgrund der Tatsache verständlich, daß die Umgebungstemperatur während des Laufes und des Stillstands des unter Verwendung einer Glühkerze betriebenen Dieselmotors stark variiert.

Der Metallhalter wird durch die Temperaturänderungen ebenfalls beeinflußt, so daß er sich leicht ausdehnt. Diese Ausdehnung ist jedoch nicht groß genug, um das Schrumpfen der Isolierbuchse zu kompensieren, so daß sich zwischen dem Metallhalter und der Isolierbuchse ein Spalt ergibt und sich daher die äußere Anschlußklemme lösen kann.

Bei Verwendung einer Isolierbuchse aus Harz und Befestigung einer Anschlußplatte mit einer Schraube an der äußeren Anschlußklemme wird es unmöglich, aufgrund der Drehung der äußeren Anschlußklemme die Anschlußplatte fest und sicher zu befestigen. Die Drehung der äußeren Anschlußklemme verwindet den den äußeren Anschluß und den Heizstab verbindenden Leiter, was zu einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung führt. Weiterhin führt ein Spalt zwischen der Isolierbuchse und dem Halter dazu, daß Wasser oder öl in einen Raum in dem Halter, in dem sich der Leiter befindet, eintreten kann, was eine Korrosion der elektrischen Verbindung bewirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Glühkerze zur Verwendung in einem Dieselmotor und ein Ver-

fahren zur Herstellung der Kerze vorzusehen, wobei Halter und Isolierbuchse fest miteinander verbunden werden, um sowohl die mechanische Festigkeit als auch die Luftdichtigkeit zu steigern.

Nach einem Gedanken der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe eine Glühkerze für einen Dieselmotor vorgesehen, die einen Heizstab, einen hohlen Halter zum Halten der Heizstange an einem (ersten) Ende des Halters, eine von dem anderen (zweiten) Ende des Halters getragene Isolierbuchse, eine von der Isolierbuchse getragene und mit dem Heizstab elektrisch verbundene äußere Anschlußklemme sowie ein die Isolierbuchse bildendes, in dem anderen (zweiten) Ende des hohlen Halters aufgenommenes Metallrohr und einen Isolator umfaßt, der integral in dem Metallrohr enthalten ist, wobei die Anschlußklemme in den Isolator eingebettet ist und das Metallrohr durch einen äußeren Druck verformt ist, der auf das andere (zweite) Ende des hohlen Halters ausgeübt ist, wodurch der Isolator luftdicht gegen die äußere Anschlußklemme gedrückt ist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer in einem Dieselmotor verwendbaren Glühkerze vorgesehen, das sich durch folgende Stufen kennzeichnet: Es wird eine Heizstange mit einem elektrischen Erwarmungselement gebildet; es wird ein hohler Halter ausgebildet; die Heizstange wird luftdicht in ein (erstes) Ende des hohlen Halters eingesetzt; es wird eine Anschlußeinheit geschaffen, die ein Metallrohr, einen in dem Metallrohr angeordneten elektrischen Isolator und eine in den elektrischen Isolator eingebettete äußere Anschlußklemme umfaßt; die Anschlußeinheit wird in das andere (zweite) Ende des hohlen Halters eingesetzt; es wird auf das andere (zweite) Ende des hohlen Halters von außen her Druck ausgeübt, um das Metallrohr zu deformieren und dasselbe fest mit dem elektrischen Isolator zu verbinden; und es wird das elektrische Erwärmungselement der Heizstange mit der Anschlußklemme elektrisch verbunden.

Vorzugsweise kann eine Endfläche des anderen (zweiten) Endes des

hohlen Halters vefformt bzw. verstemmt werden, um einen Ringwulst oder ringförmigen Rand zu bilden, der die Anschlußeinheit in ihrer Einsatzposition hält.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben, zeigt

Fig. 1 eine axonometrische Explosionsdarstellung einer Ausfuhrungsform einer Glühkerze nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer zusammengesetzten Glühkerze,

Fig. 3 eine vergrößerte axonometrische Explosionsansicht einer Anschlußeinheit und

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der in Fig. 2 gezeigten, zusammengesetzten Glühkerze.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt eine nach der Erfindung ausgebildete Glühkerze 10 einen aus keramischem Material hergestellten Heizstab 11 mit einem Querschnitt, der elliptisch oder rechteckförmig mit abgerundeten bzw. gebrochenen Längskanten ist, sowie einen metallischen rohrförmigen Halter 12, der an einem Ende den Heizstab trägt bzw. hält. Eine äußere Anschlußklemme ist in das andere, zweite Ende des Halters 12 über eine Isolierbuchse 13 eingesetzt, und die Anschluß- oder Verbindungsklemme 14 ist mit dem hinteren Ende der Heizstange über einen aus Eisen od.dgl. hergestellten Leiter 15 verbunden.

Auf dem zentralen Teil und dem hinteren Ende sowie der Endfläche des Heizstabes 11 sind metallische Deckschichten 16 und 17 angebracht, die über Leitungsdrähte mit den gegenüberliegenden Enden eines in den Heizstab eingebetteten, nicht gezeigten Widerstandes verbunden sind. Die zentrale metallische Deckschicht

16 ist mit dem Halter 12 durch ein versteifendes Metallrohr verbunden, das auf die Schicht 16 aufgesetzt ist. Eine Abschlußbzw. Anschlußkappe 19 ist auf das hintere Ende des Heizstabes aufgesetzt, der mit dem Leiter 15 verbunden ist. Das Metallrohr 18 wird als Hilfsteil zum Halten des Heizstabes 11 verwendet, der am vorderen Ende des Halters 12 elliptischen oder mit gebrochenen Kanten versehenen rechteckförmigen Querschnitt hat. Der innere Durchgang des Metallrohrs 18 ist so ausgebildet, daß er mit der Querschnittsausbildung des Heizstabes 11 zusammenpaßt, und das Metallrohr 18 wird an dem Heizstab 11 beispielsweise durch Silberlöten befestigt. Außerdem ist die Abschlußkappe 19 so ausgebildet, daß sie mit der Querschnittsausbildung des Heizstabes in Einklang steht, und sie wird an dem Heizstab beispielsweise durch Silberlöten befestigt, während der Leiter 15 mit der Abschlußkappe 19 beispielsweise durch (normales) Löten verbunden ist.

Die Anschlußklemme 14 ist mit Schraubgewinden ausgebildet, um einen Isolierring 20, eine Mutter 21, einen Federring 22, eine Scheibe 23 und eine Mutter 24 zum Klemmen eines äußeren Leitungsdrahtes aufzunehmen. So ist ein Leitungsdraht von einer Batterie od.dgl. zwischen Scheibe 23 und Mutter 24 eingesetzt und dann durch Spannen der Mutter 24 verklemmt. Der Halter 12 ist mit Schraubgewinden zum Eindrehen des Halters in eine Gewindeöffnung ausgebildet, die für ein ZyIIndergehäuse vorgesehen ist, um den Heizstab mit dem Boden zu verbinden und zu bewirken, daß sich der Heizstab in den Zylinder erstreckt.

Erfindungsgemäß wird die zur Verbindung der Anschlußklemme 14 mit dem hinteren Ende des Halters 10 bestimmte Isolierbuchse 13 von einem Metallrohr 30 und einem mit diesem integral ausgebildeten Isolator 31 gebildet, um die Anschlußklemme 14 mittig darin zu halten. Die Isolierbuchse kann ein Lösen zwischem dem Halter und der Buchse aufgrund von Temperaturschwankungen verhindern, was - bisher - unvermeidbar war, wenn Isolierbuchsen nach dem Stand der Technik aus Harz hergestellt wurden, wodurch nicht nur eine feste Verbindung zwischen der Isolierbuchse und

dem Halter gewährleistet, sondern auch die Dichtigkeit verbessert wird.

In einzelnen ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die Isolierbuchse 13 als integrale Anschlußeinheit durch eine Preßpassung des Metallrohrs 30 um den Isolator 31, der aus Kunstharz besteht, hergestellt und mit dem inneren Ende der äußeren Anschlußklemme 14 verbunden. Wenn auf dem Umfang bzw. Mantel des inneren Endes der äußeren Anschlußklemme 14 und auf der Innenfläche des Metallrohrs Rändelungen vorgesehen sind, kann die Festigkeit der Verbindung dazwischen verbessert werden, jedoch ist dies nicht Gegenstand der Erfindung. Bei Herstellung des Isolators 31 kann die Anschlußklemme 14 in einer Metallform zusammen mit Metallrohr 30 angeordnet werden, um ein sog. Einsatzgießen durchzuführen. Egal, welches Verfahren angewendet wird, ist als wesentlich zu vermerken, daß der die Anschlußklemme 14 tragende Isolator 31 integral in dem Metallrohr 30 hergestellt werden sollte. Die Länge des Metallrohrs 30 sollte gleich der des Isolators 31 sein.

Das rückwärtige Ende des Halters 12 ist mit einer öffnung 32 zur Aufnahme der Isolierbuchse 13 ausgebildet. Am inneren Ende der öffnung 32 ist eine Schulter 33 ausgebildet, die das innere Ende des Isolierbuchse 13 aufnimmt. In dem Halter 12 ist ein mit der öffnung 32 in Verbindung stehendes Durchgangsloch 34 ausgebildet, um den Leiter 15 aufzunehmen, der sich zwischen dem Heizstab 11 und dem Anschluß 14 erstreckt.

Der Innendurchmesser der öffnung 32 ist im wesentlichen dem Außendurchmesser des Metallrohrs 30 gleich, jedoch spielt seine Genauigkeit keine wesentliche Rolle. Der Abstand, zwischen der unteren Schulter 33 und dem oberen Endrand der öffnung 32 ist geringfügig kleiner als die axiale Länge des Metallrohrs 30.

Nach Einsetzen der Isolierbuchse 13 in die öffnung 33 wird auf

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das äußere Ende des Halters 12 ein hoher Druck ausgeübt. Das Halterende wird verformt bzw. verstemmt, um einen Haltering bzw. Ringwulst 35 zu bilden. Folglich wird die Isolierbuchse 13 fest von dem Halter gehalten, und das Metallrohr 30 ist durch den Druck verformt, wie dies übertrieben in Fig. 4 gezeigt ist. Dementsprechend ist das Metallrohr 30 fest mit dem Isolator 31 verbunden, und so ist der Isolator 31 ebenfalls fest mit der äußeren Anschlußklemme 14 verbunden.

Bei einer solchen Struktur absorbiert das Metallrohr 30 selbst dann, wenn der Isolator 31 aufgrund eines Abfalls in der Umgebungstemperatur leicht schrumpft, eine solche Schrumpfung und verhindert so ein Lösen bei gleichzeitiger Erhaltung der Luftdichtigkeit .

Bei Verwendung eines Metallrohrs mit einer Wandstärke von 0,75 mm beträgt der von außen aufgebrachte Druck ungefähr 1,5 bis 2 t.

Selbstverständlich kann der Heizstab aus irgendeinem geeigneten Material, das nicht unbedingt keramisches Material zu sein braucht, hergestellt sein.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung schafft die Erfindung eine verbesserte Glühkerze, bei der eine äußere Anschlußklemme fest mit einem Heizstab verbunden und eine hohe Dichtigkeit unabhängig von Varationen in der Umgebungstemperatur aufrechterhalten werden kann.

Claims

Jidosha Kiki Co., Ltd., 10-12, Yoyogi 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo, Japan Glühkerze zur Verwendung in einem Dieselmotor und Verfahren zu ihrer Herstellung Patentansprüche :

1. Glühkerze zur Verwendung in einem Dieselmotor (Dieselmaschine), wobei ein Heizstab an einem (ersten) Ende eines hohlen Halters gehalten, eine äußere Verbindungsklemme in dem anderen (zweiten) Ende des hohlen Halters durch eine Isolierbuchse aufgenommen und die Verbindungsklemme elektrisch mit dem Heizstab verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierbuchse (13) von einem in dem anderen (zweiten) Ende des hohlen Halters (12) angeordneten Metallrohr (30) sowie einem integral in dem Metallrohr (30) vorgesehenen Isolator (31) gebildet ist und daß das Metallrohr (30) durch einen auf das andere (zweite) Ende des hohlen Halters (12) ausgeübten äußeren Druck deformiert ist, wodurch der Isolator (31) luftdicht gegen die Verbindungsklemme (14) gedrückt ist.

2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Halter (12) mit einer vergrößerten öffnung (32), die an ihrem inneren Ende eine Schulter (33) aufweist, versehen ist, wobei die Isolierbuchse (13) in die vergrößerte öffnung (32) bis zum Anliegen gegen die Schulter (33) eingeschoben ist, und daß zum Halten der Isolierbuchse (13) in einem eingeführten Zustand ein Ringwulst (35) durch Verstemmen einer Endfläche des anderen (zweiten) Endes des hohlen Zylinders gebildet ist.

3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Innenfläche des Metallrohrs (30) und eine Außenfläche der in dem Isolator (31)

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eingebetteten äußeren Anschlußklemme (14) mit Rändelungen versehen sind.

4. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Heizstab (11) im Querschnitt eine elliptische oder eine mit abgerundeten bzw. gebrochenen Kanten versehene rechteckförmige Ausbildung aufweist und mit dem hohlen Halter (12) durch ein Hohlrohr (18) verbunden ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Glühkerze zur Verwendung in einem Dieselmotor (Dieselmaschine), dadurch gekennzeichnet , daß

ein Heizstab mit einem elektrischen Heizelement ausgebildet wird;

ein hohler Halter ausgebildet wird;

der Heizstab luftdicht in ein (erstes) Ende des hohlen Halters eingesetzt und eine Anschlußeinheit erzeugt wird, die ein Metallrohr, einen in diesem vorgesehenen Isolator und einen in letzteren eingebetteten äußeren elektrischen Anschluß umfaßt;

die Anschlußeinheit in das andere (zweite) Ende des hohlen Halters eingesezt wird;

auf dieses andere (zweite) Ende des hohlen Halters ein äußerer Druck zur Verformung des Metallrohrs zwecks fester Verbindung desselben mit dem elektrischen Isolator ausgeübt wird; und

das elektrische Heizelement des Heizstabes elektrisch mit dem elektrischen Anschluß verbunden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Endfläche des anderen (zweiten) Endes des hohlen Halters zur Bildung eines Ringwulstes verformt, vorzugsweise verstemmt wird, der die Anschlußeinheit in ihrer eingesetzten Position hält.