DE10020558C1

DE10020558C1 - Glow plug has metal casing that encloses connecting wire end of ceramic glow element to leave annular gap between inside of casing and glow element filled with ceramic setting material

Info

Publication number: DE10020558C1
Application number: DE2000120558
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wiedemann
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2020-04-28

Abstract

The glow plug a rod-shaped ceramic glow element (10) with connecting wires (12,13) at one end and a metal casing (15) partially enclosing the glow element outside the glow region (11) to hold the glow plug, e.g. in the wall of a burner. The metal casing encloses the connecting wire end of the glow element so as to leave an annular gap (18) between the inside of the casing and the glow element that is filled with a ceramic setting material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Glühstift, insbesondere einen Glühstift für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugzusatz- bzw. -standheizgerät, mit einem stabförmigen Keramikglühelement, von dessen einem Ende Anschlußdrähte vorstehen, und mit einer das Keramikglühelement außerhalb seines Glühbereichs axial partiell umschließenden Metallhülse zur Halterung des Glühstifts z. B. in der Wandung eines Brenners.The invention relates to a glow plug, in particular a glow plug for a liquid fuel operated vehicle auxiliary or auxiliary heater, with a rod-shaped ceramic glow element, from one end Protruding lead wires, and with the ceramic glow element outside its annealing region partially surrounding metal sleeve for mounting the glow plug z. B. in the wall of a burner.

Bei einem aus der JP 1-263420 A bekannten derartigen Glühstift erstreckt sich die Metallhülse benachbart vom Glühbereich des Glühstifts unter axialem Abstand bis in den Bereich des mit den Anschlußdrähten versehenen Endes des Glühelements. Die beiden Anschlußdrähte sind einander diametral gegenüberliegend seitlich am Keramikglühelement angebracht. Zur Isolation dieser Anschlußstelle ist das Keramikglühelement an diesem Ende von einem Keramikring umgeben, der sich bis zum Glühbereich an dem Ende der Metallhülse erstreckt. Bei diesem bekannten Glühstift wird die Metallhülse durch einen relativ aufwendigen Fertigungsprozeß auf das Keramikglühelement aufgebracht, indem die Oberfläche des Keramikglühelements im betreffenden Bereich metallisiert und die Metallhülse daraufhin auf diesen metallisierten Bereich aufgelötet wird.In such a glow plug known from JP 1-263420 A extends the metal sleeve adjacent to the glow plug area under axial Distance up to the area of the end provided with the connecting wires of the glow element. The two connecting wires are diametrical to each other attached to the side on the ceramic glow element. For isolation this connection point is the ceramic glow element at this end of one Surround ceramic ring that extends to the annealing area at the end of the Metal sleeve extends. In this known glow plug, the metal sleeve by a relatively complex manufacturing process on the ceramic glow element applied by the surface of the ceramic glow element in the concerned Metallized area and then the metal sleeve on this metallized Area is soldered.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Glühstift der eingangs genannten Art zu schaffen, der kostengünstig mit relativ geringem Fertigungsaufwand hergestellt und anstelle des vorstehend erläuterten herkömmlichen Glühstifts eingesetzt werden kann. In view of this prior art, the present invention lies Task to create a glow plug of the type mentioned, the manufactured inexpensively with relatively little manufacturing effort and instead of the conventional glow plug explained above can be used.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Glühstift mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved by a glow pencil with the characteristics of Claim 1. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.

Anstelle des Aufbaus aus zwei axial aneinandergrenzenden Hülsen- und Ringelementen unterschiedlichen Materials umfaßt der erfindungsgemäße Glühstift ein einziges Hülsenelement, nämlich die zu seiner Halterung dienende Metallhülse, welche das mit Anschlußdrähten versehene Ende des Keramikglühelements unter Belassung eines Ringraums zwischen der Innenseite der Metallhülse und dem Keramikglühelement umschließt, der mit einer Keramikvergußmasse gefüllt ist. Die Herstellung eines derartigen Glühstifts gestaltet sich einfach, weil Metallhülse und Keramikglühelement, nachdem sie relativ zueinander positioniert worden sind, lediglich durch Einfüllen einer Keramikgußmasse in die primär als Halterung dienende Metallhülse fest und dauerhaft miteinander verbunden werden müssen. Die Keramikgußmasse dient dabei außerdem zur Isolation des mit den Anschlußdrähten versehenen Endes des Keramikglühelements.Instead of the construction of two axially adjacent sleeves and Ring elements of different materials include the invention Glow plug is a single sleeve element, namely the one used to hold it Metal sleeve, which the end of the provided with connecting wires Ceramic glow element leaving an annulus between the Encloses inside of the metal sleeve and the ceramic glow element, which with a ceramic potting compound is filled. The manufacture of such Glow pencil is simple because the metal sleeve and ceramic glow element, after being positioned relative to each other, only by Pour a ceramic casting compound into the primary serving as a holder Metal sleeve must be firmly and permanently connected to each other. The Ceramic casting compound also serves to isolate the Connecting wires provided end of the ceramic glow element.

Vorzugsweise besteht die Metallhülse aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Stahl. Durch eine derartige Metallhülse wird Wärme von den empfindlichen Kontaktstellen der Anschlußdrähte am Keramikglühelement wirksam abgeleitet, so daß diese sekundär als Kühlelement für den Glühstift dient.The metal sleeve preferably consists of a good heat-conducting material, for example made of steel. Through such a metal sleeve heat from the sensitive contact points of the connecting wires on the ceramic glow element effectively derived so that this is secondary as a cooling element for the glow plug serves.

Vorteilhafterweise ist der Metallring innen hinterschnitten gebildet, damit die Keramikvergußmasse am Metallring formschlüssig gehalten wird. Anstelle eines Hinterschnitts können von der Innenseite des Metallrings auch Rippen einwärts vorspringend zum selben Zweck gebildet sein. Ein ähnlicher formschlüssiger Halt für die Keramikgußmasse ist gegenüber dem Keramikglühelement vorgesehen, welches zu diesem Zweck mit Kerben oder alternativ hierzu mit Vorsprüngen bzw. Rippen versehen ist.The metal ring is advantageously undercut on the inside, so that the Ceramic potting compound is held in a form-fitting manner on the metal ring. Instead of of an undercut can also ribs from the inside of the metal ring projecting inward for the same purpose. A similar one form-fitting hold for the ceramic casting compound is compared to that Ceramic glow element is provided, which for this purpose with notches or alternatively is provided with projections or ribs.

Der Außenumfang des Metallrings ist vorzugsweise derart gebildet, daß der erfindungsgemäß Glühstift anstelle bisher verwendeter Glühstifte in einem Brenner befestigt werden kann.The outer circumference of the metal ring is preferably formed such that the Glow plug according to the invention instead of previously used glow plugs in one Burner can be attached.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die axiale Länge der Metallhülse auf das mit den Anschlußdrähten versehene Ende des Keramikglühelements beschränkt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß dieser Glühstift durch die dadurch gewonnene größere freie Länge seines Keramikglühelements weiter in den Brenner hinein, ggf. bis zur Eintrittstelle des Brennstoffs reicht, wodurch die Startsicherheit des Brenners des Heizgeräts unabhängig von unterschiedlichen Einbaulagen verbessert wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention axial length of the metal sleeve on the end provided with the connecting wires of the ceramic glow element limited. This embodiment has the advantage that this glow pencil due to the greater free length of his Ceramic glow element further into the burner, possibly up to the entry point of the Fuel is sufficient, which ensures the starting reliability of the burner of the heater is improved regardless of different installation positions.

Gemäß einer hierzu alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Metallhülse sich bis in die Nähe des Glühbereichs des Keramikglühelements erstreckend ausgebildet, wobei sie das Keramikglühelement anschließend an dessen mit den Anschlußdrähten versehenes Ende eng umschließt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glühstifts eignet sich besonders gut zum Ersatz des einleitend erläuterten bekannten Glühstifts.According to an alternative preferred embodiment, the Metal sleeve close to the glow area of the ceramic glow element extending, wherein they then the ceramic glow element the end of which is provided with the connecting wires tightly encloses. This Embodiment of the glow plug according to the invention is particularly suitable to replace the known glow plug explained in the introduction.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht des erfindungsgemäß Glühstifts, wobei die Schnittebene durch die beiden einander diametral gegenüberliegenden Anschlußdrähte gelegt ist, Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the glow plug according to the invention, wherein the sectional plane is defined by the two diametrically opposite connecting wires,

Fig. 2 den Glühstift von Fig. 1 im Längsschnitt, wobei die Schnittebene durch die beiden Anschlußdrähte verläuft, und Fig. 2 shows the glow plug of Fig. 1 in longitudinal section, the section plane running through the two connecting wires, and

Fig. 3 ein zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glühstifts. Fig. 3 shows a second embodiment of the glow plug according to the invention.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Glühstifts umfassen jeweils ein stabförmiges Keramikglühelement 10 mit einem in den Figuren unteren freien Ende, an welches sich einwärts ein Glühbereich 11 anschließt, und einem von einer Metallhülse 15 umschlossenen anderen Ende zum Anschluß von zwei Anschlußdrähten 12, 13. Die Anschlußbereiche für die beiden Anschlußdrähte 12, 13 befinden sich auf der Oberfläche des Keramikglühelements 10 einander gegenüberliegend unmittelbar vor diesem Ende des Keramikglühelements 10. In Fig. 2 ist ein Anschlußfeld 14 für den Anschlußdraht 12 dargestellt. Die Metallhülse 15 der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des Glühstifts umfasst einen durchmessergroßen Hülsenteil 16 und einen durchmesserkleinen Hülsenteil 17. Der durchmessergroße Hülsenteil 16 umschließt das Ende des Keramikstifts 10, das mit den Anschlußdrähten 12, 13 versehen ist unter Belassung eines Ringraums 18 zwischen der Innenseite des Hülsenteils 16 und dem Keramikglühelement 10. Außerdem erstreckt sich der durchmessergroße Hülsenteil 16 axial über das Ende des Keramikglühelements 10 hinaus. Zumindest der Ringraum 18 ist mit einer Keramikgußmasse vollständig ausgefüllt. Bevorzugt ist auch derjenige Teil des Hülsenteils 16, der axial über das Ende des Keramikglühstifts 10 vorsteht, unter Einschluß der dort axial verlaufenden Anschlußdrähte 12, 13 mit Keramikgußmasse ausgefüllt. Dieser Abschnitt des Hülsenteils 16 ist mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet.The embodiments of the glow plug according to the invention shown in FIGS. 1 to 3 each comprise a rod-shaped ceramic glow element 10 with a lower free end in the figures, to which a glow region 11 adjoins inwards, and another end enclosed by a metal sleeve 15 for connecting two connecting wires 12 , 13 . The connection areas for the two connection wires 12 , 13 are located on the surface of the ceramic glow element 10 opposite each other immediately before this end of the ceramic glow element 10 . In FIG. 2, a terminal box 14 is shown for connection wire 12. The metal sleeve 15 of the embodiment of the glow plug shown in FIGS . 1 and 2 comprises a large-diameter sleeve part 16 and a small-diameter sleeve part 17 . The large-diameter sleeve part 16 encloses the end of the ceramic pin 10 , which is provided with the connecting wires 12 , 13 , leaving an annular space 18 between the inside of the sleeve part 16 and the ceramic glow element 10 . In addition, the large-diameter sleeve part 16 extends axially beyond the end of the ceramic glow element 10 . At least the annular space 18 is completely filled with a ceramic casting compound. It is also preferred that part of the sleeve part 16, which protrudes axially beyond the end of the Keramikglühstifts 10, filled with the inclusion of the axially extending there leads 12 with 13 Keramikgußmasse. This section of the sleeve part 16 is designated by the reference number 19 .

Der durchmesserkleine Hülsenteil 17 umschließt das Kermikglühelement 10 und befindet sich entweder im Kontakt mit diesem oder ist mit seiner Innenwandung unter Bildung eines engeren Ringraums als der Ringraum 18 von diesem beabstandet.The small-diameter sleeve part 17 surrounds the ceramic glow element 10 and is either in contact with it or is spaced from it with its inner wall to form a narrower annular space than the annular space 18 .

Der durchmessergroße Hülsenteil 16 weist auf seiner Innenseite eine ringförmige Nut oder Hinterschneidung 20 auf, die zur besseren Verankerung der Keramikvergußmasse an der Innenseite des Hülsenteils 16 dient. Alternativ zu der Hinterschneidung 20 kann auch eine oder können mehrere von der Innenseite vorspringende Rippen vorgesehen sein. Ebenfalls zur Verbesserung der Verankerung gegenüber der Keramikgußmasse besitzt das Keramikglühelement 10 im Bereich des durchmessergroßen Hülsenteils 16 zumindest eine über seinen Umfang umlaufende Kerbe 21. Anstelle eines kerbenförmigen Verankerungsmittels kann ein rippenförmiges Verankerungsmittel oder mehrere derartige Mittel auf der Oberfläche des Keramikglühelements 10 vorgesehen sein.The large-diameter sleeve part 16 has on its inside an annular groove or undercut 20 , which serves for better anchoring of the ceramic sealing compound on the inside of the sleeve part 16 . As an alternative to the undercut 20 , one or more ribs projecting from the inside can also be provided. Also, to improve the anchoring with respect to the Keramikgußmasse has the Keramikglühelement 10 in the region of the large diameter sleeve portion 16 at least a circumferential notch around its periphery 21st Instead of a notch-shaped anchoring means, a rib-shaped anchoring means or a plurality of such means can be provided on the surface of the ceramic glow element 10 .

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Metallhülse, die in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 15' versehen ist und ausschließlich aus dem durchmessergroßen Hülsenteil der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 besteht, welcher Hülsenteil in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 16' versehen ist. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glühstifts besitzt eine größere frei Länge des Keramikglühelements 10 als die Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2, so daß dieser Glühstift weiter in einen Brenner hineinragt, ggf. bis zum Eintritt des Brennstoffs in den Brenner, wodurch die Startsicherheit des Brenners unabhängig von dessen Einbaulage verbessert wird. Fig. 3 shows a modified embodiment of the metal sleeve, which is provided in Fig. 3 with the reference number 15 'and consists exclusively of the large-diameter sleeve part of the embodiment according to Figs. 1 and 2, which sleeve part in Fig. 3 with the reference number 16 ' is. The embodiment of the glow plug according to the invention shown in FIG. 3 has a greater free length of the ceramic glow element 10 than the embodiment according to FIGS. 1 and 2, so that this glow plug protrudes further into a burner, possibly until the fuel enters the burner, thereby the starting reliability of the burner is improved regardless of its installation position.

Auf der Außenseite der Metallhülse 15 bzw. 15' sind Festsetzmittel zum Festsetzen des Glühstifts in einem Brenner vorgesehen. Diese Mittel umfassen bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 einen seitlichen Durchbruch 22 im durchmesserkleinen Hülsenteil 17 und im Fall der Metallhülse 15' gemäß Fig. 3 eine Umfangsnut 23, die im durchmessergroßen Hülsenteil 16' gebildet ist. Fixing means for fixing the glow plug in a burner are provided on the outside of the metal sleeve 15 or 15 '. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, these means comprise a lateral opening 22 in the small-diameter sleeve part 17 and in the case of the metal sleeve 15 'according to FIG. 3, a circumferential groove 23 which is formed in the large-diameter sleeve part 16 '.

Reference list

1010th

Keramikglühelement
Ceramic glow element

1111

Glühbereich
Annealing area

1212th

Anschlußdraht
Connecting wire

1313

Anschlußdraht
Connecting wire

1414

Anschlußfeld
15 15' Metallhülse
16 16' durchmessergroßer Hülsenbereich
Connector panel
15 15 'metal sleeve
16 16 'diameter sleeve area

1717th

durchmesserkleiner Hülsenbereich
small diameter sleeve area

1818th

Ringraum
Annulus

1919th

Hülsenteilabschnitt
Sleeve section

2020th

Hinterschneidung
Undercut

2121

Kerbe
score

2222

Durchbruch
breakthrough

2323

Umfangsnut
Circumferential groove

Claims

1. Glow plug, in particular for a vehicle fuel or auxiliary heater operated with liquid fuel, with a rod-shaped ceramic glow element, from one end of which connecting wires ( 12 , 13 ) protrude, and with one of the ceramic glow element ( 10 ) outside its glow area ( 11 ) axially partially enclosing metal sleeve ( 15 , 15 ') for holding the glow plug z. B. in the wall of a burner, characterized in that the metal sleeve ( 15 , 16 , 17 ; 15 ', 16 ') the end of the ceramic glow element ( 10 ) provided with the connecting wires ( 12 , 13 ) while leaving an annular space ( 18 ) between the inside of the metal sleeve ( 15 , 15 ') and the ceramic glow element ( 10 ), which is filled with ceramic casting compound.

2. Glow plug according to claim 1, characterized in that the axial length of the metal sleeve ( 15 ', 16 ') is limited to the end of the ceramic glow element ( 10 ) provided with the connecting wires ( 12 , 13 ).

3. Glow plug according to claim 1, characterized in that the metal sleeve ( 15 , 16 , 17 ) extends into the vicinity of the glow region (11 of the ceramic glow element ( 10 ), whereby the ceramic glow element ( 10 ) then connected to the latter with the connecting wires ( 12 , 13 ) tightly encloses the end.

4. Glow plug according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the metal sleeve ( 15 , 16 , 17 ; 15 ', 16 ') in the region of the annular space ( 18 ) has an undercut ( 20 ) on its inside.

5. Glow plug according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metal sleeve ( 15 , 16 , 17 ; 15 ', 16 ') is formed in the region of the annular space ( 18 ) ribbed on its inside.

6. Glow plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ceramic glow element ( 10 ) is formed notched in the region of the annular space ( 18 ).

7. Glow plug according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ceramic glow element ( 10 ) in the region of the annular space ( 18 ) is formed ribbed.