DE3613748A1

DE3613748A1 - Incandescent element

Info

Publication number: DE3613748A1
Application number: DE19863613748
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Mueller
Original assignee: Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
Current assignee: Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-10-29

Abstract

In the case of an unearthed two-pole incandescent element having a body (20) made of metal, via which the incandescent element can be fitted at its point of use, having a tube (12) which extends out of the body and consists of metal, and having an electrical resistance heating element which is arranged in the tube and has two connections, one of which is passed out of the tube in an electrically insulated manner on the body side with respect to the tube, it is provided that the second connection of the electrical resistance heating element is likewise passed out of the tube on the body side in an electrically insulated manner with respect to the tube (12), the tube being connected to the body (20) directly, without any electrical insulation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein massefrei zweipoliges Glühelement gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ground-free two-pole Glow element according to the preamble of patent claim 1.

Ein bekanntes Glühelement - Stabglühkerze - dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt. Ein Heizstab 1 enthält in einem Glührohr 12 aus Metall ein elektrisches Wider standsheizelement, dessen einer Anschluß mit einem den Innenpol bildenden Anschlußstab 13 und dessen anderer An schluß mit dem Glührohr 12 verbunden ist. Das Glührohr 12 seinerseits ist direkt in einem ihn umgebenden und ge genüber dem den Innenpol bildenden Anschlußstab 13 (bei 11) elektrisch isolierten Teil 2 aus Metall befestigt, das den Außenpol darstellt. Teil 2 ist seinerseits von dem ebenfalls aus Metall bestehenden Körper 20 der Stabglüh kerze umgeben. Der Körper 20 muß dabei vom Außenpol 2 elektrisch isoliert sein, so daß für die Verbindung von Außenpol 2 und Körper 20 üblicherweise eine Glaseinschmel zung 9 verwendet wird, welche außerdem noch druckdicht sein muß.A known glow element - glow plug - this type is shown in Fig. 1. A heating element 1 contains in a glow tube 12 made of metal, an electrical resistance heating element, one connection of which is connected to a connecting rod 13 forming the inner pole and the other of which is connected to the glow tube 12 . The glow tube 12 is in turn directly in a surrounding and ge compared to the inner pole forming the connecting rod 13 (at 11 ) electrically insulated part 2 made of metal, which represents the outer pole. Part 2 is in turn surrounded by the body 20 also made of metal of the glow plug. The body 20 must be electrically isolated from the outer pole 2 there, so that a wetting Glaseinschmel for the connection of external pole 2 and body 20 commonly used 9, which also must be still pressure tight.

Dieser bekannte Aufbau ist aufwendig, und vor allem ergeben sich Dichtheitsprobleme mit der Glaseinschmelzung 9. Darüber hinaus ist das freiliegende Glührohr 12 stromfüh rend, was für verschiedene Anwendungsfälle unerwünscht ist.This known structure is complex and, above all, there are sealing problems with the glass melting 9 . In addition, the exposed glow tube 12 is stromfüh which is undesirable for various applications.

Um ein freiliegendes stromführendes Glührohr zu ver meiden, wurde bislang ein Aufbau verwendet, wie er in Fi gur 2 dargestellt ist. Der Heizstab 1 ist von einem Keramik rohr 14 umgeben, das seinerseits von einem weiteren Metall rohr 15 umgeben ist. Das Keramikrohr 14 tritt dann an die Stelle der Glaseinschmelzung 9, wobei sich der Außenpol 2 dann auf das anschlußseitige Ende des Heizstabes 1 be schränkt und der Körper 20 der Stabglühkerze direkt mit dem äußeren Glührohr 15 verbunden ist.In order to avoid an exposed current-carrying glow tube, a structure as shown in FIG. 2 has previously been used. The heating element 1 is surrounded by a ceramic tube 14 , which in turn is surrounded by another metal tube 15 . The ceramic tube 14 then takes the place of the glass melt 9 , the outer pole 2 then being limited to the connection-side end of the heating element 1 and the body 20 of the glow plug is connected directly to the outer glow tube 15 .

Ein solcher Aufbau hat wegen der thermischen Isola tionswirkung des Keramikrohres 14 den Nachteil langer Aufheizzeiten für das äußere Glührohr 15.Such a structure has the disadvantage of long heating times for the outer glow tube 15 due to the thermal insulation effect of the ceramic tube 14 .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Glühelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es in seinem mechanischen Aufbau vereinfacht und dem nicht-massefreier Glühelemente weitgehend angeglichen ist.The object of the invention is to provide a glow element type mentioned in the beginning so that it is in his mechanical structure simplified and the non-mass-free Glow elements is largely aligned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Glühelement, wie es in Anspruch 1 gekennzeichnet ist.This object is achieved by a Glow element as characterized in claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge genstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are Ge subject of the subclaims.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigtPreferred embodiments of the Invention described with reference to the accompanying drawings. On this shows

Fig. 1 eine herkömmliche zweipolige Stabglühkerze im Längsschnitt, Fig. 1, a conventional two-pole glow plug in longitudinal section;

Fig. 2 einen herkömmlichen Heizstab für eine zweipolige Stabglühkerze mit elektrisch isoliertem äußeren Glührohr, im Längsschnitt, Fig. 2 shows a conventional heating element for a bipolar glow plug with electrically insulated outer glow tube in longitudinal section;

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Stabglühkerze gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 3 shows a first embodiment of a glow plug according to the invention in longitudinal section;

Fig. 4 den Heizstab dieser Stabglühkerze im Längsschnitt, Fig. 4 shows the heating element of the glow plug in longitudinal section;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Heizstabes im Längsschnitt, Fig. 5 shows another embodiment of a heating rod in longitudinal section;

Fig. 6 eine erfindungsgemäß ausgeführte Stabglühkerze mit Keramik-Heizelement im Längsschnitt, Fig. 6 is a sheathed glow plug according to the invention carried out with ceramic heating element in longitudinal section;

Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäß ausgeführte Stabglüh kerze mit Keramik-Heizelement im Längsschnitt, Fig. 7 shows a further according to the invention Stabglüh executed candle with ceramic heating element in longitudinal section;

Fig. 8 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verdampferele ment im Längsschnitt, und Fig. 8 an inventively designed Verdampferele element in longitudinal section, and

Fig. 9 ein Keramik-Heizelement in einer Seitenansicht. Fig. 9 is a ceramic heating element in a side view.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Stabglühkerze ist der in Fig. 4 gesondert dargestellte Heizstab 1 mit sei nem Glührohr 12 direkt in den Glühkerzenkörper 20 einge preßt. Wie besser in Fig. 4 zu sehen, befindet sich im Glührohr 12 eingebettet in ein isolierendes Granulat 16 eine Widerstandswendel 18 (die aus mehreren Teilwendeln mit unterschiedlichem Temperaturverhalten bestehen kann).In the rod glow plug shown in FIG. 3, the heating rod 1 shown separately in FIG. 4 with its glow tube 12 is pressed directly into the glow plug body 20 . As can be seen better in FIG. 4, a resistance coil 18 (which can consist of several partial coils with different temperature behavior) is embedded in the insulating tube 12 in an insulating granulate 16 .

Durch einen Dichtring 17 gegenüber dem Glührohr 12 isoliert, ist in letzteres ein rohrförmiger Anschlußstab 13 geführt, der in seiner äußeren Form dem Innenpol eines einpoligen Heizstabes (bei welchem der andere Pol durch das Glührohr gebildet ist) entspricht.Insulated from the glow tube 12 by a sealing ring 17 , a tubular connecting rod 13 is guided in the latter, the outer shape of which corresponds to the inner pole of a single-pole heating rod (in which the other pole is formed by the glow tube).

Der eine Anschluß der Widerstandswendel 18 ist bei 19 elektrisch mit dem Anschlußstab verbunden, während der andere Anschluß der Widerstandswendel mit einer Durchfüh rung 22 verbunden ist, welche den Anschlußstab 13 durch einen Isolierschlauch 24 von diesem elektrisch isoliert axial durchsetzt.The one terminal of the resistance coil 18 is connected at 19 electrically connected to the connecting bar, while the other terminal of the resistance coil with an imple tion 22 is connected, which axially passes through the connecting rod 13 through an insulating tube 24 of this electrically insulated.

Anders als bei dem bekannten Heizstab ist also kei ner der Anschlüsse des hier als Widerstandswendel ausge bildeten elektrischen Heizelements elektrisch mit dem Glührrohr verbunden, so daß dieses direkt mit dem Glüh kerzenkörper verbunden sein kann, ohne daß die Massefrei heit der elektrischen Anschlüsse des Heizelements verloren geht. Hierdurch kann, da sich auch die äußere Form des Heizstabes aufrechterhalten läßt, ein massefreies Glüh element bzw. eine massefreie Stabglühkerze mechanisch geometrisch weitgehend gleich aufgebaut sein wie ein ent sprechendes Glühelement bzw. eine entsprechende Glühkerze, bei welcher der eine Anschluß des elektrischen Heizele ments mit der Stabglühkerzenmasse, d. h. dem Stabglühker zenkörper verbunden ist.Unlike the known heating element, there is no kei ner of the connections of here out as a resistance coil formed electrical heating element electrically with the Glow tube connected so that this directly with the glow candle body can be connected without the mass-free lost the electrical connections of the heating element goes. This can, since the outer shape of the Heating rod maintains a mass-free glow element or a mass-free glow plug mechanically geometrically largely the same structure as an ent speaking glow element or a corresponding glow plug, in which the one connection of the electric heater elements with the glow plug mass, d. H. the glow plug Zen body is connected.

Der elektrische Anschluß der in Fig. 3 dargestell ten Stabglühkerze erfolgt am Anschlußstab 13 und der Durchführung 22, wobei die Anschlußelemente nicht im ein zelnen dargestellt sind, die jedoch lösbar oder unlösbar sein können. Der Glühkerzenkörper 20 weist ein Gewinde 201 zum Einschrauben in eine entsprechende Gewindebohrung an seinem Einsatzort und einen Sechskant 202 auf.The electrical connection of the glow plug shown in Fig. 3 takes place on the connecting rod 13 and the implementation 22 , the connecting elements are not shown in an individual, which may, however, be detachable or non-detachable. The glow plug body 20 has a thread 201 for screwing into a corresponding threaded hole at its place of use and a hexagon 202 .

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heiz stabes 1, gemäß welcher beide Anschlüsse der Widerstands wendel 18 mit, beispielsweise durch Isolierschläuche 19, iso lierten Durchführungen 22 und 23 durch den Anschlußstab 13 geführt werden. Bei einer solchen Ausführungsform er übrigt sich dann eine elektrische Isolation zwischen Glüh rohr 12 und Anschlußstab 13. Fig. 5 shows a further embodiment of the heating rod 1 , according to which both connections of the resistance coil 18 with, for example by insulating sleeves 19 , iso-leaded bushings 22 and 23 are guided through the connecting rod 13 . In such an embodiment, he then remains an electrical insulation between the glow tube 12 and connecting rod 13th

Fig. 6 zeigt eine Stabglühkerze mit einem ein Kera mik-Heizelement enthaltenden Heizstab 1. Fig. 6 shows a glow plug with a heating element containing a Kera mik-heating element. 1

Eine mögliche Ausführungsform für das im Glührohr 12 vorhandene Keramikheizelement 26 ist in Fig. 9 gezeigt. Es besteht aus einem Keramikkörper auf welchem mäanderför mig Widerstandsbahnen aufgebracht sind. Im Falle des in Fig. 9 dargestellten Heizelements handelt es sich dabei um zwei (oder mehrere) in Reihe geschaltete Widerstände 28 und 30 mit un terschiedlichem Temperaturverhalten. Die Widerstandsbahnen sind mit ebenfalls auf dem Keramikkörper aufgebrachten Leiterbahnen 32 verbunden, die ihrerseits mit Anschlüssen 34 verbunden sind. Das in Fig. 9 dargestellte Keramik- Heizelement steckt im Glührohr 12, wobei es lose einge steckt oder beispielsweise in einer temperaturbeständi gen Kittmasse eingebettet sein kann. Das Glührohr 12 selbst ist wiederum in den Glühkerzenkörper 20 eingepreßt. Das Keramik-Heizelement 26 mit den elektrischen Anschlüs sen 34 wird in seinem aus dem Glührohr 12 herausragenden Bereich beispielsweise mit einer elektrisch isolierenden und temperaturbeständigen Vergußmasse 36 im Körper 20 be festigt. Zum Abdichten kann noch ein Dichtring 38 vorge sehen werden.A possible embodiment for the ceramic heating element 26 present in the glow tube 12 is shown in FIG. 9. It consists of a ceramic body on which meandering resistance tracks are applied. In the case of the heating element shown in FIG. 9, there are two (or more) resistors 28 and 30 connected in series with un different temperature behavior. The resistance tracks are connected to conductor tracks 32 likewise applied to the ceramic body, which in turn are connected to connections 34 . The ceramic heating element shown in Fig. 9 is inserted in the glow tube 12 , whereby it can be inserted loosely or, for example, can be embedded in a temperature-resistant cement compound. The glow tube 12 itself is in turn pressed into the glow plug body 20 . The ceramic heating element 26 with the electrical connections 34 is fastened in its area protruding from the glow tube 12, for example with an electrically insulating and temperature-resistant casting compound 36 in the body 20 . To seal a sealing ring 38 can be seen easily.

Die Widerstandsleiterbahnen und ihre Anschlüsse ha ben nirgends elektrisch leitenden Kontakt zum Glührohr 12 oder zum Glühkerzenkörper 20 und werden beide im we sentlichen axial aus dem Glühkerzenkörper herausgeführt.The resistive conductor tracks and their connections have nowhere electrically conductive contact to the glow tube 12 or to the glow plug body 20 and are both guided essentially axially out of the glow plug body.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Stabglüh kerze mit Keramik-Heizelement, bei welcher das Glührohr 12 am Ende offen ist und nicht den Heizbereich des Heiz elements 26 überdeckt. Das Glührohr hat hier nurmehr die Funktion eines Schutzrohres zum mechanischen Schutz des Glühelements. Mit einer solchen Ausführungsform erreicht man kürzere Aufheizzeiten. Fig. 7 shows an embodiment of a glow plug with ceramic heating element, in which the glow tube 12 is open at the end and does not cover the heating area of the heating element 26 . The glow tube now only has the function of a protective tube for mechanical protection of the glow element. With such an embodiment, shorter heating times are achieved.

Fig. 8 zeigt ein Glühelement in Form eines Verdamp ferelements, bei welchem wiederum ein Keramikheizelement der oben beschriebenen Art eingesetzt ist. Ein solches Verdampferelement dient zur Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gasen, z. B. zur Aufbereitung bzw. Verdampfung von Kraftstoffen. Fig. 8 shows a glow element in the form of a Verdfer ferelements, in which in turn a ceramic heating element of the type described above is used. Such an evaporator element is used to heat liquids or gases, e.g. B. for the processing or evaporation of fuels.

Das Keramik-Heizelement 26 ist so in das dieses um gebende Rohr 12 eingebaut, daß sich zwischen Heizelement oberfläche und Rohr ein enger Spalt ergibt. Das Rohr 12 ist beispielsweise mit Dichtringen 42 und 44 dicht in den Körper 20 des Verdampferelements eingebaut.The ceramic heating element 26 is installed in this to give tube 12 that there is a narrow gap between the heating element surface and tube. The tube 12 is installed, for example, with sealing rings 42 and 44 tightly in the body 20 of the evaporator element.

Das zu beheizende Medium wird über einen seitlich in den Körper 20 mündenden Anschlußstutzen 46 zugeführt. Durch im Rohr 12 vorhandene Bohrungen 48 gelangt das zu verdampfende Medium auf das Keramik-Heizelement und wird längs diesem geführt, bis es das Rohr 12 am Ende bei 50 in verdampftem Zustand verläßt.The medium to be heated is supplied via a connecting piece 46 opening laterally into the body 20 . The holes to be evaporated pass through the bores 48 in the tube 12 to the ceramic heating element and are guided along this until it leaves the tube 12 at 50 in the vaporized state.

Es ist ferner möglich, innerhalb des Glührohres 12 mehrere Keramik-Heizelemente als untereinander parallele Stäbe vorzusehen, wobei deren aufgebrachte Widerstände parallel geschaltet sind und über Anschlüsse ausgeleitet werden, wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt sind.It is also possible to provide a plurality of ceramic heating elements as mutually parallel rods within the glow tube 12 , the resistors applied to them being connected in parallel and being led out via connections, as shown, for example, in FIG. 6.

Claims

1. mass-free two-pole glow element with a body by ( 20 ) made of metal, via which the glow element can be attached at its place of use, an extending tube ( 12 ) made of metal and an electrical resistance heating element arranged in the tube with two connections, one of which is electrically insulated from the tube on the body side out of the tube, characterized in that the second connection of the electrical resistance heating element is also electrically insulated from the tube ( 12 ) on the body side, where the tube without electrical Isolation is directly connected to the body ( 20 ).

2. Glow element according to claim 1, wherein on the side facing away from the tube ( 12 ) of the body ( 20 ) from the tube coaxially protruding with a connection of the Wi derstandsheizelements connected to tube ( 12 ) and body ( 20 ) electrically insulated connecting rod ( 13 ) is seen before, characterized in that the lead-out ( 22 ) of the other connection of the resistance heating element is provided in isolation by the connecting rod ( 13 ).

3. Glow element according to claim 1, characterized in that on the tube ( 12 ) from the opposite side of the body ( 20 ) from the tube coaxially projecting a rod ( 13 ) is provided, through which both connections of the resistance heating element relative to the rod ( 13 ) are brought out in isolation.

4. Glow element according to claim 1, characterized in that the resistance heating element is a ceramic resistance heating element ( 26 ), in which resistance tracks ( 28 , 30 ) are provided on a ceramic body.

5. Glow element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resistance heating element is formed by at least one resistance heating coil ( 18 ).