[0001] Die Erfindung betrifft rohr- oder hülsenformige Heiz- und Meßvorrichtungen, insbesondere
Glühkerzen, Heizkerzen für Wasservorwärmung, Meß- und Sensorelemente.
[0002] Die Erfindung soll im folgenden zum besseren Verständnis am Beispiel von Stabglühkerzen
beschrieben werden.
[0003] Es ist erwünscht, die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, insbesondere auch Glühkerzen,
aus Gründen der Minimierung von Materialaufwand, Raumbedarf und Gewicht möglichst
schlank zu fertigen. Bei dem Betrieb von Glühkerzen treten jedoch Wärmespannungen
auf, die um so mehr zu Beeinträchtigungen der Funktion der Glühkerzen führen, je schlanker
und eng-dimensionierter die aus dem Stand der Technik bekannten Glühkerzen gefertigt
werden. Bei üblichen, mit Ringspalt gefertigten Glühkerzen tritt im Ringspalt Dampfblasenbildung
und Verkokung auf; bei entsprechend konstruierten Sensoren resultieren Fehlermessungen.
[0004] Durch die bei Verschlankung kleiner werdenden Durchmesser bei gleichzeitig häufiger
Forderung nach längerer Dimensionierung von Stabglühkerzen ergeben sich bei den geforderten
Toleranzen und der Notwendigkeit wirtschaftlicher Fertigung erhebliche technische
Probleme, wie beispielsweise die Einhaltung der Rundlauftoleranzen, Schwierigkeiten
bezüglich der Abdichtung zwischen Glühkerzenkörper und Glührohr sowie Raumprobleme
im Regelwendelbereich bei Stabglühkerzen.
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die geschilderten Nachteile
zu überwinden, insbesondere die Verschlankung der Glühkerzen ohne Funktionsbeeinträchtigung
zu ermöglichen, Rundlaufabweichungen dieser Glühkerzen zu vermindern und ggf. die
Konstruktion eines Ringspalts bei Stabglühkerzen überflüssig zu machen. Gleichzeitig
soll die Anzahl der Bauteile solcher Glühkerzen verringert werden.
[0006] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Glühkerzen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen
2 bis 9.
[0007] Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren 1 bis 7 näher erläutert.
Figur 1 ist ein schematischer teilweiser Querschnitt durch eine Glühkerze aus dem
Stand der Technik;
Figur 2 ist ein schematischer teilweiser Querschnitt durch eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Glühkerze;
Figur 3 zeigt im schematischen teilweisen Querschnitt den anschlußseitigen Bereich
einer erfindungsgemäßen Glühkerze mit Überwurfmutter.
Figur 4 gibt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze mit Überwurfmutter
wieder.
Figur 5 ist die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Glühkerze mit Überwurfmutter
und Schneidring im Motorblock.
Figur 6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Stabglühkerze im Motorblock.
Figur 7 zeigt den anschlußseitigen Bereich einer erfindungsgemäßen Stabglühkerze mit
aufgerolltem Gewinde und angeprägtem Vielkant.
[0008] Die Glühkerze aus dem Stand der Technik gemäß Figur 1 besteht aus dem Glühkerzenkörper
15, in dessen vorderen Bereich das Glührohr 16 eingearbeitet ist, in dem Heizwendel
4 und Regelwendel 5 in einem elektrisch isolierenden, wärmeleitfähigen Material wie
MgO eingebettet sind.
[0009] Im anschlußseitigen Bereich ist im Körper 15 ein Verbindungsleiter 10 angeordnet.
Dieser Bereich ist gegenüber dem Glührohr durch eine Dichtung 2 abgedichtet. Der Hohlraum
um den Verbindungsleiter 10 ist im anschlußseitigen Übergangsbereich zum elektrischen
Anschluß 6 durch eine weitere Dichtung 3 abgedichtet; dieser Bereich des Gehäuses
weist ein Gewinde 7 und einen Vielkant 8 auf. Im brennraumseitigen Austrittbereich
des Glührohrs 16 aus dem Körper 15 ist durch Vergrößerung des Durchmessers der Bohrung
in Körper 15 ein Ringspalt 14 ausgebildet.
[0010] Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Glühkerze, die einstückig aus einem Rohr (1)
besteht.
[0011] Das Rohr (1) ist stufenweise zu Rohrabschnitten abnehmender Durchmesser reduziert.
Im vorderen Glühbereich 16 hat das Rohr den geringsten Durchmesser und beherbergt
das innenliegende Glühelement 4, beispielsweise in Form einer Glühwendel. Der in anschlußseitiger
Richtung benachbarte Rohrabschnitt 16a weist einen größeren Durchmesser als der Rohrbereich
16 auf; der Übergang zwischen den beiden Rohrbereichen ist durch eine umlaufende Dichtfläche
9a gekennzeichnet. Diese Dichtfläche ist vorgesehen, mit einer entsprechenden Dichtfläche
in einer Bohrung im Motorblock abdichtend zusammenzuwirken. In diesem Bereich 16a
kann beispielsweise die Regelwendel 5 angeordnet sein. Der sich in Anschlußrichtung
anschließende Rohrbereich 16b hat wiederum einen etwas größeren Durchmesser als der
Rohrbereich 16a und beherbergt einen Verbindungsleiter 10, der durch eine Dichtung
2 am anschlußseitigen Rohrende hindurch mit dem elektrischen Anschluß 6 verbunden
oder als ein solcher ausgebildet ist.
[0012] Bevorzugt sind Glühelement 4, Regelwendel 5 und Verbindungsleiter 10 in einem wärmeleitenden,
elektrisch nicht leitenden Material, wie beispielsweise MgO gelagert.
[0013] Gemäß Figur 3 ist die Kerze gemäß Figur 2 auf ihrem anschlußseitigen Ende mit einer
Überwurfmutter 17 mit Außengewinde sowie einem Schneidring 19 versehen; die Überwurfmutter
17 dient zum Eindrehen in ein Innengewinde 18 in einer Bohrung des Motorblocks, um
die Kerze in der Bohrung zu fixieren. Der Schneidring 19 verschließt unter dem Eindrehdruck
der Überwurfmutter 17 den freien Raum zwischen Bohrung Innenwand und Außenwand des
Rohres 1.
[0014] In Figur 4 weist die erfindungsgemäße Glühkerze keinen Schneidring auf; vielmehr
wird, in im übrigen analoger Weise zu Figur 3, eine Abdichtung durch das Auftreffen
der Dichtfläche 9a am Rohr 1 gemäß Figur 2 auf eine entsprechende Gegenfläche in der
Bohrung des Motorblocks erzielt.
[0015] In Figur 5 wird eine erfindungsgemäße Glühkerze wiedergegeben, die gemäß Figur 3
mit Überwurfmutter in einer entsprechenden Bohrung im Motorblock 12 fixierbar ist,
wobei die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie zuvor besitzen.
[0016] Hierbei wirkt die Dichtfläche 9a der Glühkerze mit einer entsprechenden Gegenfläche
9b in der Bohrung im Motorblock 12 abdichtend zusammen; da die Durchmesser der Bohrungsbereiche
etwas größer als die Durchmesser der entsprechenden Bereiche des Rohres 1 sind, wird
um den brennraumseitigen Bereich des Rohres 1 ein Luftspalt 13 gebildet; im Motorblock
wird auf gleicher Weise ein Ringspalt 14a gebildet, der gegenüber dem Luftspalt 13
in beschriebener Weise durch die Dichtfläche 9a und die Gegenfläche in der Bohrung
abgedicht ist.
[0017] Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze, angeordnet in einer entsprechenden
Bohrung im Motorblock 12 gemäß Figur 6 entspricht im wesentlichen der Figur 5 mit
dem Unterschied, daß eine Glühkerze verwendet wird, die ein aufgerolltes Gewinde 7
und einen angeprägten Vielkant 8 gemäß Figur 7 aufweist.
1. Glühkerze mit einem Glühkerzenkörper und einem Rohr, in dem Heiz- und Regelwendeln
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Glühkerzenkörper und Rohr einstückig
als Rohr (1) ausgebildet sind, wobei Rohr (1) Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern
wie den Glühbereich (16) mit innenliegendem Glühelement (4), den Regelbereich (16a)
mit innenliegendem Regelelement(en) (5) bzw. den Verbindungsbereich (16b) mit innenliegendem
Verbindungsleiter (10) zur Verbindung mit dem elektrischen Anschluß (6) aufweist.
2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang des Glührohrbereichs
(16) zum sich anschließenden Rohrbereich (16a) größeren Durchmessers als Dichtfläche
(9a) ausgebildet ist.
3. Glühkerze nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum
des Rohres (1) im anschlußseitigen Endbereich mit einer Dichtung (2), durch die der
Verbindungsleiter (10) nach außen bzw. der elektrische Anschluß (6) in das Rohr (1)
führt, verschlossen ist.
4. Glühkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) vollständig mit
wärmeleitendem, elektrisch nicht leitendem Material gefüllt ist, in dem Heiz- und
Regelwendeln (4,5) und Verbindungsleiter (10) eingebettet sind.
5. Glühkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1) im anschlußseitigen Endbereich mit einem Gewinde (7) und mit angeprägtem
Vielkant (8) versehen ist.
6. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Einbau
in eine Gewindebohrung anschlußseitig mit einer Überwurfmutter (21) versehen ist.
7. Glühkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Schneidring
(19) aufweist.
8. Glühkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem
Motorblock, der eine Bohrung aufweist, die in ihrem brennraumseitigen Bereich unter
Ausbildung eines Luftspalts (13) zwischen Außenfläche des Glührohrs (16) und Innenfläche
des umgebenden Bereichs der Bohrung einen etwas größeren Durchmesser als der Glührohrbereich
(16) der Glühkerze aufweist; mit einer Dichtfläche zum abdichtenden Zusammenwirken
mit der Dichtfläche (9a) des Rohres (1) beim Übergang der Bohrung des Bereichs zur
Aufnahme des Glührohrbereichs (16) in den Bohrungsbereich zur Aufnahme des Rohrbereichs
(16a), wobei der Durchmesser dieses Bohrungsbereichs etwas größer als der Durchmesser
des Rohrbereichs (16a) unter Ausbildung eines Ringspalts (14a) im Motorblock (12)
ist; wobei im Eingangsbereich der Bohrung zum Zusammenwirken mit der Überwurfmutter
(17) ggf. im Zusammenwirken mit Schneidring (19) ein Gewinde (18) angeordnet ist,
so daß durch Anziehen der Überwurfmutter (17) die Dichtfläche (9a) am Rohr auf die
entsprechende Dichtfläche in der Bohrung abdichtend gepreßt wird, und wobei bei Verwendung
des Schneidrings (19) dieser den Ringspalt (14a) abdichtet.
9. Glühkerze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Glühkerze mit
Überwurfmutter die Glühkerze mit aufgerolltem Gewinde (7) und angeprägtem Vielkant
(8) verwendet wird.