Glühstiftkerze

Abstract

 Es wird eine Glühstiftkerze für selbstzündende Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, wobei in der Glühstiftkerze eine als Ventil wirkende Öffnung vorgesehen ist, über die ein im Brennraum herrschender Überdruck abbaubar ist.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze, wie sie beispielsweise bereits aus der EP 0 523 062 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.

[0002] 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.

Vorteile der Erfindung

[0003] Mit der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze ist es möglich, einen im Brennraum entstehenden Hochdruck aufgrund eines defekten Einspritzventils, möglichst einfach abzubauen und so den Zylinder vor Beschädigungen durch unkontrollierte Verbrennungen zu schützen.

[0004] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze möglich. So bietet beispielsweise eine erste Ausführungsform 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.

Zeichnung

[0005] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Ausschnitt aus Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und einem Überdruckventil, Figur 2a einen Ausschnitt Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei normalen Druckverhältnissen, Figur 2b den Ausschnitt Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei Überdruck im Brennraum, Figur 3a eine weiter Ausführungsform des Ausschnittes Zylinderkopf mit Glühstiftkerze und verschiebbarem Heizstift bei normalen Druckverhältnissen und Figur 3b die entsprechende Ausführungsform der Figur 3a bei Überdruck im Brennraum.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0006] Figur 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 Figur 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.

[0007] In den Figuren 2a und 2b ist eine weitere Gestaltungsmöglichkeit zum Abbau eines Überdruckes im Brennraum dargestellt. Die Figur 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.

[0008] Figur 2b zeigt die Anordnung aus Figur 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.

[0009] Eine weitere Möglichkeit zum Abbau eines nicht gewünschten Überdruckes im Brennraum ist in den Figuren 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 Figur 1 und den Figuren 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 Figur 3b zu betrachten. Die Figur 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

Ansprüche

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.

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.

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 verbindet und bei unkritischen Druckwerten im Brennraum auf der der Längsbohrung zugeordneten Seite durch den Heizstift verschlossen ist, wobei der Heizstift in axialer Richtung verschiebbar ist und bei Überdruck der radiale Durchbruch (24) über die Längsbohrung mit dem Brennraum verbunden ist.

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.

Zeichnung