DE10020329A1 - Ceramic glow plug - Google Patents

Ceramic glow plug

Info

Publication number
DE10020329A1
DE10020329A1 DE10020329A DE10020329A DE10020329A1 DE 10020329 A1 DE10020329 A1 DE 10020329A1 DE 10020329 A DE10020329 A DE 10020329A DE 10020329 A DE10020329 A DE 10020329A DE 10020329 A1 DE10020329 A1 DE 10020329A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glow plug
temperature
heating layer
ceramic
plug according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10020329A
Other languages
German (de)
Inventor
Albrecht Geissinger
Gert Lindemann
Christoph Haluschka
Andreas Reissner
Wolfgang Dressler
Friederike Lindner
Wolfgang Otterbach
Christoph Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10020329A priority Critical patent/DE10020329A1/en
Priority to AT00960314T priority patent/ATE280928T1/en
Priority to JP2001520043A priority patent/JP2003508712A/en
Priority to SI200030550T priority patent/SI1214551T1/en
Priority to US10/069,898 priority patent/US6660970B1/en
Priority to KR1020027002290A priority patent/KR100659923B1/en
Priority to EP00960314A priority patent/EP1214551B2/en
Priority to PL00353309A priority patent/PL195123B1/en
Priority to ES00960314T priority patent/ES2231250T3/en
Priority to CZ20020629A priority patent/CZ300980B6/en
Priority to HU0202789A priority patent/HUP0202789A2/en
Priority to PCT/DE2000/002418 priority patent/WO2001016528A1/en
Priority to DE50008441T priority patent/DE50008441D1/en
Publication of DE10020329A1 publication Critical patent/DE10020329A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines

Abstract

Disclosed is a ceramic sheathed element glow plug. The ceramic glow plug of said ceramic sheathed element glow plug consists of an electroconductive layer and an electrically insulating layer. The conductive layer consists of supply line layers and a heating layer. The higher specific electric resistance of the heating layer enables to determine the temperature of the heating layer and the combustion chamber. The electric contact between a connection element and the glow plug is produced by a contact element which is formed from a tablet consisting of an electroconductive powder.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer keramischen Glühstiftkerze für Dieselmotoren nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. Es sind bereits Glühstiftkerzen mit außenliegendem keramischen Heizer beispielsweise aus der Patentanmeldung DE-OS 40 28 859 bekannt. Desweiteren sind z. B. aus DE-OS 29 37 884 metallische Glühstiftkerzen bekannt, bei denen die metallische Glühwendel mit einem Thermoelement verschweißt ist. Hier läßt sich während des Betriebs der Glühstiftkerze durch die Erfassung der Thermospannung die Temperatur im jeweiligen Zylinder messen. In einer Glühstiftkerze mit keramischem Heizelement ist jedoch eine metallische Glühwendel nicht vorhanden.The invention is based on a ceramic glow plug for diesel engines according to the genre of independent Expectations. There are already glow plugs with external ceramic heater, for example from the Patent application DE-OS 40 28 859 known. Furthermore are e.g. B. from DE-OS 29 37 884 metallic glow plugs known in which the metallic filament with a Thermocouple is welded. Here during the Operation of the glow plug by detecting the Thermovoltage measure the temperature in the respective cylinder. In a glow plug with ceramic heating element however, there is no metallic filament.

Weiterhin ist aus der DE 198 44 347 ist eine Glühstiftkerze mit einem Anschlußelement bekannt, das mit dem Glühstift über ein Kontaktierungselement elektrisch verbunden ist. Dieses Kontaktierungselement wird, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, als Feder ausgeführt.Furthermore, from DE 198 44 347 a glow plug is known with a connection element which is electrically connected to the glow plug via a contacting element. As shown in FIG. 1, this contacting element is designed as a spring.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, daß die Temperatur des Glühstiftes meßbar ist. Es ist in einer keramischen Glühstiftkerze erstmals möglich, ohne zusätzlichen apparativen Aufwand die Temperatur des Glühstiftes direkt in einem ausgewählten Bereich an der Außenseite des Glühstiftes zu messen. Die Messung der Temperatur erfolgt in einem gegenüber dem Volumen des gesamten Glühstiftes kleinen, ausgewählten Bereich, wodurch der Fehler, der durch eine Temperaturverteilung über ein großes Volumen auftritt, bei der Temperaturbestimmung verringert werden kann. Es ist weiterhin vorteilhaft, daß in der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze eine Konzentration der Heizleistung in einem ausgewählten Bereich des Glühstiftes realisiert werden kann, ohne den Querschnitt der leitfähigen Schicht zu ändern, sodaß die Oberfläche in dem Bereich, in dem die Konzentration der Heizleistung erfolgen soll, konstant bleibt und somit auch die Wechselwirkungsfläche konstant gehalten wird. Von Vorteil ist weiterhin, daß die Fertigung einer derartigen keramischen Temperaturmeß- Glühstiftkerze kostengünstig gestaltet werden kann.The ceramic glow plug with the invention Features of the first independent claim have the advantage that the temperature of the glow plug is measurable. It is in  a ceramic glow plug possible for the first time without additional equipment expenditure the temperature of the Glow plug directly in a selected area on the Measure the outside of the glow plug. The measurement of Temperature takes place in a compared to the volume of the entire glow plug small, selected area, which the error caused by a temperature distribution over a large volume occurs when determining the temperature can be reduced. It is also advantageous that in the glow plug according to the invention a concentration of Heating output in a selected area of the glow plug can be realized without the cross section of the conductive Change layer so that the surface in the area in to which the heating output should be concentrated, remains constant and thus also the interaction surface is kept constant. Another advantage is that the Manufacture of such a ceramic temperature measuring Glow plug can be designed inexpensively.

Durch die in den auf den ersten unabhängigen Anspruch bezogenen Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen keramischen Glühstiftkerze möglich. Insbesondere ist durch eine geeignete Wahl der für die verschiedenen Bereiche der Glühstiftkerze verwendeten keramischen Materialien sichergestellt, daß die mechanische Stabilität des Heizers nicht beeinträchtigt wird. Eine Verarbeitung der gemessenen Temperaturwerte durch ein Steuergerät erlaubt eine Regelung der Temperatur in dem ausgewählten Bereich des Glühstiftes. Es ist außerdem vorteilhaft, die erfindungsgemäße Glühstiftkerze im Passivbetrieb, nachdem sie die Aufheizfunktion erfüllt hat, als Temperatursensor zu benutzen. Es kann so festgestellt werden, ob die Verbrennung im jeweiligen Zylinder korrekt abläuft. Vorteilhaft ist, daß aufgrund dieser Informationen eine Beeinflussung von für die Verbrennung relevanten Parametern erfolgen kann.By claiming to be independent at first related measures are listed advantageous developments and improvements in Main claim specified ceramic glow plug possible. In particular, by a suitable choice the for used the different areas of the glow plug ceramic materials ensure that the mechanical Stability of the heater is not affected. A Processing of the measured temperature values by a Control unit allows regulation of the temperature in the selected area of the glow plug. It is also advantageous, the glow plug according to the invention in Passive operation after it has fulfilled the heating function to use as a temperature sensor. It can be determined that way whether the combustion in the respective cylinder is correct expires. It is advantageous that based on this information  an influence on those relevant for combustion Parameters can be done.

Die erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 14 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß aufgrund des größeren Leitungsquerschnitts höhere Ströme ohne thermische Zerstörung des Materials des Kontaktierungselements übertragen werden können. Die große Oberfläche des Kontaktierungsmaterials ist weiterhin vorteilhaft, da sie eine gute Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Der elastische Federanteil stellt sicher, daß thermische Verschiebungen der umgebenden Bauteile aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgeglichen werden können.The ceramic glow plug with the invention Features of independent claim 14 has over Prior art has the advantage that due to the larger Line cross-section higher currents without thermal Destruction of the material of the contacting element can be transferred. The large surface of the Contacting material is also advantageous because it allows good thermal conductivity. The elastic Spring component ensures that thermal shifts in the surrounding components due to different Thermal expansion coefficients can be compensated.

Die in den abhängigen Ansprüchen, bezogen auf Anspruch 14, aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen keramischen Glühstiftkerze möglich. Dabei ist es vorteilhaft, das Kontaktierungselement als Graphit oder leitfähiges Keramikpulver auszubilden, da diese Materialien korrosionsbeständig sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, nur einen überwiegenden Teil des Materials als Graphit oder leitfähige Keramik oder Metallpulver vorzusehen, da Einsparungen teurer Materialien bei annähernd gleichen Eigenschaften möglich ist. Weiterhin ist vorteilhaft, die Glühstiftkerze mit einem erfindungsgemäßen Kontaktierungselement nach der unten beschriebenen Art und Weise herzustellen, da so eine Anordnung der in dem Kerzengehäuse befindlichen Bestandteile erfolgt, die Kurzschlüsse verhindert. Außerdem ist gewährleistet, daß die Bestandteile so verpreßt werden, daß einerseits keine Lockerung der Bestandteile und andererseits keine Sprengung von Bestandteilen durch eine zu große Gegenkraft von federnden Elementen (z. B. durch das Kontaktierungselement) erfolgt.The in the dependent claims, based on claim 14, Measures listed are advantageous further training and Improvements to the ceramic specified in the main claim Glow plug possible. It is advantageous that Contact element as graphite or conductive Form ceramic powder as these materials are corrosion resistant. Furthermore, it is advantageous only a predominant part of the material as graphite or provide conductive ceramic or metal powder, because Savings in expensive materials with almost the same Properties is possible. It is also advantageous that Glow plug with an inventive Contacting element of the type described below and Way to manufacture because such an arrangement of the in the Components contained in the candle housing are made Short circuits prevented. It also ensures that the Components are pressed so that, on the one hand, none Loosening of the components and no explosion of components due to a too large counterforce of  resilient elements (e.g. through the contacting element) he follows.

Zeichnungendrawings

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThe embodiments of the invention are in drawings shown and in the following description explained. Show it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze im Längsschnitt, Fig. 1 shows a glow plug according to the invention in longitudinal section;

Fig. 2 den vorderen Abschnitt des außenliegenden keramischen Heizers als Seitenansicht, Fig. 2 shows the front portion of the outer ceramic heater as a side view,

Fig. 3 eine Verschaltung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit den Steuergeräten, Fig. 3 shows a connection of the glow plug according to the invention with the control units,

Fig. 4 die in der erfindungsgemäßen keramischen Glühstiftkerze und in den Zuleitungen auftretenden Widerstände und Fig. 4 in the ceramic glow plug according to the invention and in the leads occurring resistors and

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze im Längsschnitt. Fig. 5 shows a glow plug according to the invention in longitudinal section.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze 1. Am brennraumfernen Ende der Glühstiftkerze 1 erfolgt der elektrische Kontakt über einen Rundstecker 2, der über eine Dichtung 3 vom Kerzengehäuse 4 getrennt und mit der zylindrischen Zuleitung 5 verbunden ist. Die Fixierung der zylindrischen Zuleitung 5 im Kerzengehäuse 4 erfolgt über einen Metallring 7 und eine elektrisch isolierende Keramikhülse 8. Die zylindrische Zuleitung 5 ist über einen Kontaktstift 10, wobei die zylindrische Zuleitung 5 auch mit dem Kontaktstift 10 in einem Bauteil vereinigt sein kann, und ein geeignetes Kontaktierungselement 12, das vorzugsweise als Kontaktfeder oder als eine elektrisch leitfähige Pulverpackung oder als eine elektrisch leitfähige Tablette mit einem elastischen Federanteil, vorzugsweise aus Graphit, ausgebildet ist, mit dem keramischen Glühstift 14 verbunden. Das Innere der Glühkerze wird mittels einer Dichtpackung 15 gegenüber dem Brennraum abgedichtet. Die Dichtpackung 15 besteht aus einer elektrisch leitenden Kohlenstoff-Verbindung. Die Dichtpackung 15 kann aber auch durch Metalle, eine Mischung aus Kohlenstoff und Metall oder eine Mischung aus Keramik und Metall ausgebildet sein. Der Glühstift 14 besteht aus einer keramischen Heizschicht 18 und keramischen Zuleitungsschichten 20 und 21, wobei die beiden Zuleitungsschichten 20, 21 durch die Heizschicht 18 verbunden sind und mit der Heizschicht 18 zusammen die Leitschicht bilden. Die Zuleitungsschichten 20, 21 besitzen eine beliebige Form, auch die Heizschicht 18 kann eine beliebige Form besitzen. Vorzugsweise ist die Leitschicht u- förmig ausgebildet. Die Zuleitungsschichten 20 und 21 sind über eine Isolationsschicht 22, die ebenfalls aus keramischem Material besteht, getrennt. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Glühstift 14 derart gestaltet, daß die Zuleitungsschichten 20 und 21 sowie die Heizschicht 18 außen am Glühstift 14 angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, mindestens die Zuleitungsschichten 20 und 21 so anzuordnen, daß sie sich innerhalb des Glühstiftes befinden und noch von einer außen liegenden, keramischen, isolierenden Schicht bedeckt werden. Innerhalb des Kerzengehäuses ist der keramische Glühstift durch eine nicht dargestellte Glasschicht von den übrigen Bestandteilen der Glühstiftkerze 4, 8, 12, 15 isoliert. Um den elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktierungselement 12 und der Zuleitungsschicht 20 herzustellen, ist die Glasschicht an der Stelle 24 unterbrochen. Die Glasschicht ist ebenfalls unterbrochen, für einen elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsschicht 21 und Kerzengehäuse 4 über die Dichtpackung 15 an der Stelle 26. In diesem Ausführungsbeispiel wurde als bevorzugte Ausführungsform die Heizschicht 18 an der Spitze des Glühstiftes plaziert. Es ist jedoch auch denkbar, diese Heizschicht an einer anderen Stelle der Leitschicht zu plazieren. Die Heizschicht 18 sollte sich an der Stelle befinden, an der die größte Heizwirkung erzielt werden soll. Fig. 1 shows schematically a longitudinal section through a ceramic sheathed-1. At the end of the glow plug 1 remote from the combustion chamber, the electrical contact takes place via a round plug 2 , which is separated from the plug housing 4 via a seal 3 and is connected to the cylindrical feed line 5 . The cylindrical feed line 5 is fixed in the candle housing 4 via a metal ring 7 and an electrically insulating ceramic sleeve 8 . The cylindrical lead 5 is via a contact pin 10 , the cylindrical lead 5 can also be combined with the contact pin 10 in one component, and a suitable contacting element 12 , which is preferably used as a contact spring or as an electrically conductive powder pack or as an electrically conductive tablet an elastic spring component, preferably made of graphite, is connected to the ceramic glow plug 14 . The inside of the glow plug is sealed off from the combustion chamber by means of a packing 15 . The sealing packing 15 consists of an electrically conductive carbon compound. The sealing packing 15 can also be formed by metals, a mixture of carbon and metal or a mixture of ceramic and metal. The glow pencil 14 consists of a ceramic heating layer 18 and ceramic supply layers 20 and 21 , the two supply layers 20 , 21 being connected by the heating layer 18 and together with the heating layer 18 forming the conductive layer. The supply layers 20 , 21 have any shape, and the heating layer 18 can also have any shape. The conductive layer is preferably U-shaped. The supply layers 20 and 21 are separated by an insulation layer 22 , which is also made of ceramic material. In the embodiment shown in FIG. 1, the glow plug 14 is designed such that the supply layers 20 and 21 and the heating layer 18 are arranged on the outside of the glow plug 14 . However, it is also possible to arrange at least the supply layers 20 and 21 such that they are located within the glow plug and are still covered by an external, ceramic, insulating layer. Inside the candle housing, the ceramic glow plug is isolated from the other components of the glow plug 4 , 8 , 12 , 15 by a glass layer (not shown). In order to establish the electrical contact between the contacting element 12 and the lead layer 20 , the glass layer is interrupted at the point 24 . The glass layer is also interrupted, for an electrical contact between the supply layer 21 and the candle housing 4 via the sealing packing 15 at the point 26 . In this exemplary embodiment, the heating layer 18 was placed at the tip of the glow pencil as a preferred embodiment. However, it is also conceivable to place this heating layer at a different location on the conductive layer. The heating layer 18 should be located at the point where the greatest heating effect is to be achieved.

In Fig. 2 ist nochmals das keramische Heizelement in einer Ansicht von der Seite gezeigt. Wie in Fig. 1 ist die Ausführungsform, bei der sich die Heizschicht 18 an der Spitze des Glühstiftes befindet, dargestellt. Desweiteren sind die Zuleitungsschichten 20, 21 und die Isolationsschicht 22 zu erkennen. In dieser Seitenansicht ist die Ausführungsform gezeigt, in der die Leitschicht, bestehend aus den Zuleitungsschichten 20 und 21 und der Heizschicht 18, eine u-förmige Gestalt aufweist.In FIG. 2, the ceramic heater is again shown in a view from the side. As in FIG. 1, the embodiment in which the heating layer 18 is located at the tip of the glow plug is shown. Furthermore, the feed layers 20 , 21 and the insulation layer 22 can be seen. This side view shows the embodiment in which the conductive layer, consisting of the supply layers 20 and 21 and the heating layer 18 , has a U-shaped shape.

Der Betriebszustand, in dem der Glühstift zur Unterstützung der Verbrennung im Brennraum beheizt wird, wobei dieses Heizen beim Start der Brennkraftmaschine, während einer Nachglühphase, die sich vorzugsweise über 3 Minuten erstreckt, sowie während einer Zwischenglühphase erfolgt, wenn die Temperatur des Brennraums während des Betriebs der Brennkraftmaschine zu stark absinkt, wird Aktivbetrieb genannt.The operating state in which the glow plug for support the combustion in the combustion chamber is heated, this Heating at the start of the internal combustion engine, during one Afterglow phase, which is preferably over 3 minutes extends, and takes place during an intermediate glow phase, if the temperature of the combustion chamber during operation of the Internal combustion engine drops too much, becomes active operation called.

Bei der erfindungsgemäßen keramischen Glühstiftkerze ist das Material der Heizschicht 18 so gewählt, daß der absolute elektrische Widerstand der Heizschicht 18 größer ist als der absolute elektrische Widerstand der Zuleitungsschichten 20, 21. (Im Folgenden soll unter der Bezeichnung Widerstand ohne Zusatz der absolute elektrische Widerstand verstanden werden.) Um Querströme zwischen der Leitschicht zu vermeiden, ist der Widerstand der Isolationsschicht so gewählt, daß er deutlich größer als der Widerstand der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 ist.In the ceramic glow plug according to the invention, the material of the heating layer 18 is selected such that the absolute electrical resistance of the heating layer 18 is greater than the absolute electrical resistance of the supply layers 20 , 21 . (In the following, the term resistance without addition means the absolute electrical resistance.) In order to avoid cross currents between the conductive layer, the resistance of the insulation layer is selected such that it is significantly greater than the resistance of the heating layer 18 and the supply layers 20 , 21 is.

In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, welche Geräte mit der Glühstiftkerze 1 kommunizieren. Dies ist zunächst das Motorsteuergerät 30, das eine Rechner- und eine Speichereinheit beinhaltet. Im Motorsteuergerät 30 werden die motorabhängigen Parameter der Glühstiftkerze gespeichert. Dies können beispielsweise die Widerstands- Temperaturkennfelder in Abhängigkeit von Last und Drehzahl des Motors sein. Der Speicher des Motorsteuergeräts enthält auch einen oder mehrere Temperatur-Referenzwerte für eine korrekte Verbrennung. Das Motorsteuergerät kann Parameter steuern, die die Verbrennung beeinflussen, beispielsweise die Einspritzdauer, den Einspritzbeginn und das Einspritzende des Kraftstoffs. Das Steuergerät 32 regelt eine Spannung, die vom Motorsteuergerät vorgegeben wurde. Diese Spannung stellt die für die Glühstiftkerze verwendete Gesamtspannung dar. Das Steuergerät 32 beherbergt außerdem ein Strommeßgerät, mit dem die Stromstärke, die über den Glühstift fließt, gemessen wird. Außerdem beinhaltet das Steuergerät 32 eine Speicher- und eine Recheneinheit. Das Motorsteuergerät 30 und das Steuergerät 32 können auch in einem Gerät vereinigt sein.In Fig. 3 is schematically shown, which devices communicate with the glow plug. 1 First of all, this is the engine control unit 30 , which contains a computer and a storage unit. The engine-dependent parameters of the glow plug are stored in the engine control unit 30 . These can be the resistance-temperature maps, for example, depending on the load and speed of the engine. The engine control unit memory also contains one or more temperature reference values for correct combustion. The engine control unit can control parameters that influence the combustion, for example the injection duration, the start of injection and the end of injection of the fuel. The control unit 32 regulates a voltage that was specified by the engine control unit. This voltage represents the total voltage used for the glow plug. The control unit 32 also houses a current measuring device, with which the current intensity flowing over the glow plug is measured. In addition, the control unit 32 contains a memory and a computing unit. The engine control unit 30 and the control unit 32 can also be combined in one device.

Die Fig. 4 veranschaulicht die über die Glühstiftkerze auftretenden Widerstände. Der Widerstand 41 mit einem Wert R20 ist der Widerstand der keramischen Zuleitungsschicht 20. Der Widerstand 43 mit einem Wert R1 beinhaltet den Widerstand der Heizschicht. Der Widerstand 45 mit einem Wert R21 beinhaltet den Widerstand der keramischen Zuleitungsschicht 21. Hinzu kommen noch die Widerstände der übrigen Zu- und Rückleitungen, die jedoch alle klein gegenüber den Widerständen R20 und R21 sind und deshalb nicht berücksichtigt werden. Sie sind in Fig. 4 nicht gezeichnet. Die Widerstände 41, 43 und 45 sind in Reihe verschaltet. Für die anhand von Fig. 4 durchgeführten Betrachtungen sollen evtl. auftretende Querströme vernachlässigt werden. Somit ergibt sich der Gesamtwiderstand R aus der Summe der Widerstände R20, R1 und R21. Der Widerstand R1 bildet dabei den größten Summanden. Fig. 4 illustrates the resistances occurring across the glow plug. The resistor 41 with a value R20 is the resistance of the ceramic lead layer 20 . The resistor 43 with a value R1 contains the resistance of the heating layer. The resistor 45 with a value R21 contains the resistance of the ceramic lead layer 21 . Added to this are the resistances of the other supply and return lines, which, however, are all small compared to resistors R20 and R21 and are therefore not taken into account. They are not shown in Fig. 4. The resistors 41 , 43 and 45 are connected in series. For the considerations carried out on the basis of FIG. 4, any cross currents that may occur should be neglected. The total resistance R thus results from the sum of the resistances R20, R1 and R21. Resistor R1 forms the largest summand.

Vom Motorsteuergerät 30 wird anhand der dort enthaltenen Kennfelder und der gewünschten Temperatur des Glühstiftes eine Effektivspannung vorgegeben, die vom Steuergerät 32 geregelt wird. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Widerstände 41, 43 und 45 stellt sich ein Strom I über die Glühstiftkerze, also über den Widerstand R, ein, der im Steuergerät 32 gemessen wird. Die Temperaturabhängigkeit des Gesamtwiderstandes R = R20 + R1 + R21 ergibt sich dabei hauptsächlich aus der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes R1, da dieser Widerstand den größten Wert besitzt. Die Temperaturabhängigkeit der Widerstände R20, R1 und R21 ist über den gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze zwischen Raumtemperatur und einer Temperatur von ca. 1400°C nahezu konstant. Die Temperatur des Brennraums liegt im Betriebsbereich der Glühstiftkerze.An effective voltage is specified by the engine control unit 30 based on the characteristic diagrams contained therein and the desired temperature of the glow plug, which is regulated by the control unit 32 . Due to the temperature dependence of the resistors 41 , 43 and 45 , a current I is established via the glow plug, that is to say via the resistor R, which is measured in the control unit 32 . The temperature dependence of the total resistance R = R20 + R1 + R21 results mainly from the temperature dependence of the resistor R1, since this resistor has the greatest value. The temperature dependence of the resistors R20, R1 and R21 is almost constant over the entire operating range of the glow plug between room temperature and a temperature of approx. 1400 ° C. The temperature of the combustion chamber is in the operating range of the glow plug.

Die gemessene Stromstärke I wird vom Steuergerät 32 anhand eines gespeicherten Kennfeldes in eine Temperatur umgerechnet, die sich aufgrund des deutlich höheren Widerstandes R1 gegenüber den Widerständen R20 und R21 hauptsächlich aus der Temperatur der Heizschicht 18 ergibt. Diese Temperatur wird an das Motorsteuergerät 30 zurückgegeben, wobei aufgrund der ermittelten Temperatur die Effektivspannung für die Glühstiftkerze neu vorgegeben wird.The measured current strength I is converted by the control device 32 into a temperature based on a stored characteristic diagram, which mainly results from the temperature of the heating layer 18 due to the significantly higher resistance R1 compared to the resistors R20 and R21. This temperature is returned to the engine control unit 30 , the effective voltage for the glow plug being newly specified on the basis of the temperature determined.

Es ist ebenfalls möglich, die Temperatur der Heizschicht 18 des Glühstiftes anderweitig auszugeben, beispielsweise auf einem Display. Weiterhin ist es möglich, anhand der ermittelten Temperatur beispielsweise unter Berücksichtigung von einer oder mehreren, im Motorsteuergerät 30 gespeicherten, Referenztemperaturen Schlußfolgerungen über die Qualität der Verbrennung zylinderspezifisch herzuleiten. Im Falle einer nicht korrekten Verbrennung können vom Steuergerät zylinderspezifische Maßnahmen ergriffen werden, die den Verbrennungsvorgang beeinflussen und so wieder für eine korrekte Verbrennung sorgen können. Es könnte dann beispielsweise die Einspritzdauer, der Einspritzbeginn oder der Einspritzdruck des Kraftstoffs variiert werden.It is also possible to output the temperature of the heating layer 18 of the glow pencil in another way, for example on a display. Furthermore, it is possible to use the determined temperature, for example, taking into account one or more reference temperatures stored in the engine control unit 30 , to derive conclusions about the quality of the combustion in a cylinder-specific manner. In the event of incorrect combustion, the control unit can take cylinder-specific measures which influence the combustion process and can thus ensure correct combustion again. The injection duration, the start of injection or the injection pressure of the fuel could then be varied, for example.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, auch im Passivbetrieb der Glühstiftkerze, d. h. nach der Nachglühzeit, wenn sich die Glühstiftkerze nicht mehr im Aktivbetrieb befindet, eine Messung der Temperatur des Brennraums vorzunehmen. Hier wird eine entsprechend niedrigere Effektivspannung vorgegeben und, analog zum Aktivbetrieb der sich über den Widerstand R einstellende Strom I gemessen und so auf die Temperatur des Heizbereichs geschlossen, der dann der Temperatur des Brennraums entspricht. Ebenso wie im Aktivbetrieb kann die Temperatur des Brennraums zylinderspezifisch mit einem oder mehreren im Motorsteuergerät gespeicherten Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung verglichen werden. Sollte die Temperatur des Brennraums nicht einer korrekten Verbrennung entsprechen, können, wie für den aktiven Betrieb der Glühstiftkerze erläutert, Maßnahmen ergriffen werden, die wieder für eine korrekte Verbrennung sorgen, beispielsweise eine Variation der Einspritzdauer, des Einspritzbeginns und des Einspritzdrucks des Kraftstoffes.In another embodiment, it is also possible in passive operation of the glow plug, d. H. after Afterglow time when the glow plug is no longer in the Active mode, a measurement of the temperature of the To make the combustion chamber. Here is a corresponding one lower rms voltage specified and, analogous to Active mode that is established via resistor R. Current I measured and so on the temperature of the heating area closed, which is then the temperature of the combustion chamber corresponds. Just as in active mode, the temperature can of the combustion chamber cylinder-specific with one or more in Engine control unit stored reference values for a correct combustion can be compared. Should the Temperature of the combustion chamber is not correct combustion can correspond, as for the active operation of the Glow plug explains actions to be taken ensure correct combustion again, for example a variation of the injection duration, the start of injection and the fuel injection pressure.

Der Wert der Widerstände R20, R1 und R21 sowie deren Temperaturabhängigkeit wird wegen
The value of the resistors R20, R1 and R21 as well as their temperature dependency is due to

R = ρ * 1/A,
R = ρ * 1 / A,

wobei 1 die Länge des Widerstandes und A die Querschnittsfläche darstellt,
durch die Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes ρ eingestellt. Dabei ergibt sich die Temperaturabhängigkeit aus
1 is the length of the resistor and A is the cross-sectional area,
set by the temperature dependence of the specific resistance ρ. The temperature dependency results from this

ρ (T) = ρ0 (T0) * (1 + α (T) * (T - T0)).ρ (T) = ρ 0 (T 0 ) * (1 + α (T) * (T - T 0 )).

Es bezeichnet ρ(T) den spezifischen Widerstand als Funktion der Temperatur T, ρ0 den spezifischen Widerstand bei der Raumtemperatur T0 und α(T) einen Temperaturkoeffizienten, der temperaturabhängig ist.It denotes ρ (T) the specific resistance as a function of the temperature T, ρ 0 the specific resistance at room temperature T 0 and α (T) a temperature coefficient that is temperature-dependent.

Um eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit der Widerstände der Zuleitungen R20 und R21 gegenüber dem Widerstand R1 zu erreichen, kann der spezifische Widerstand der Heizschicht 18 so gewählt werden, daß ρ0 der Heizschicht größer ist als ρ0 der Zuleitungsschichten. Oder aber der Temperaturkoeffizient α der Heizschicht 18 kann im Betriebsbereich der Glühstiftkerze größer sein als der Temperaturkoeffizient α der Zuleitungsschichten 20, 21. Es ist auch möglich, sowohl ρ0 als auch α für die Heizschicht 18 für den Betriebsbereich der Glühstiftkerze größer zu wählen als für Zuleitungsschichten 20, 21.In order to achieve a different temperature dependency of the resistances of the leads R20 and R21 with respect to the resistor R1, the specific resistance of the heating layer 18 can be chosen such that ρ 0 of the heating layer is greater than ρ 0 of the supply layers. Or the temperature coefficient α of the heating layer 18 can be greater in the operating range of the glow plug than the temperature coefficient α of the supply layers 20 , 21 . It is also possible to choose both ρ 0 and α larger for the heating layer 18 for the operating area of the glow plug than for supply layers 20 , 21 .

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zusammensetzung der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 so gewählt, daß das ρ0 der Zuleitungsschichten 20, 21 mindestens 10mal kleiner als das ρ0 der Heizschicht 18 ist. Der Temperaturkoeffizient α der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 ist näherungsweise gleich. Somit ist eine Genauigkeit der Temperaturmessung von 20 Kelvin im gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze realisiert. In a preferred embodiment, the composition of the heating layer 18 and the supply layers 20 , 21 is selected such that the ρ 0 of the supply layers 20 , 21 is at least 10 times smaller than the ρ 0 of the heating layer 18 . The temperature coefficient α of the heating layer 18 and the supply layers 20 , 21 is approximately the same. An accuracy of the temperature measurement of 20 Kelvin is thus achieved in the entire operating range of the glow plug.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der spezifische Widerstand der Isolationsschicht 22 im gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze mindestens 10mal größer als der spezifische Widerstand der Heizschicht 18.In a preferred exemplary embodiment, the specific resistance of the insulation layer 22 in the entire operating range of the glow plug is at least 10 times greater than the specific resistance of the heating layer 18 .

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen Heizschicht, die Zuleitungsschichten und die Isolationsschicht aus keramischen Verbundgefügen, die mindestens zwei der Verbindungen Al2O3, MoSi2, Si3N4 und Y2O3 enthält. Diese Verbundgefüge sind durch einen ein- oder mehrstufigen Sinterprozeß erhältlich. Der spezifische Widerstand der Schichten kann dabei vorzugsweise durch den MoSi2-Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 bestimmt werden, vorzugsweise ist der MoSi2-Gehalt der Zuleitungsschichten 20, 21 höher als der MoSi2-Gehalt der Heizschicht 18, wobei die Heizschicht 18 wiederum einen höheren MoSi2-Gehalt als die Isolationsschicht 22 aufweist.In a preferred embodiment, the heating layer, the supply layers and the insulation layer consist of ceramic composite structures which contain at least two of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 , Si 3 N 4 and Y 2 O 3 . These composite structures can be obtained by a single or multi-stage sintering process. The specific resistance of the layers can preferably be determined by the MoSi 2 content and / or the grain size of MoSi 2 , preferably the MoSi 2 content of the supply layers 20 , 21 is higher than the MoSi 2 content of the heating layer 18 , the Heating layer 18 in turn has a higher MoSi 2 content than the insulation layer 22 .

In einem weiteren Ausführungsbeispiel bestehen Heizschicht 18, Zuleitungsschichten 20, 21 und die Isolationsschicht 22 aus einer Komposit-Precursor-Keramik mit unterschiedlichen Anteilen an Füllstoffen. Die Matrix dieses Materials besteht dabei aus Polysiloxanen, Polysilsequioxanen, Polysilanen oder Polysilazanen, die mit Bor oder Aluminium dotiert sein können und die durch Pyrolyse hergestellt werden. Den Füllstoff bilden für die einzelnen Schichten mindestens eine der Verbindungen Al2O3, MoSi2 und SiC. Analog zu dem obengenannten Verbundgefüge kann vorzugsweise der MoSi2- Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 den spezifischen Widerstand der Schichten bestimmen. Vorzugsweise wird der MoSi2-Gehalt der Zuleitungsschichten 20, 21 höher als der MoSi2-Gehalt der Heizschicht 18 eingestellt, wobei die Heizschicht 18 wiederum einen höheren MoSi2-Gehalt als die Isolationsschicht 22 aufweist. In a further exemplary embodiment, the heating layer 18 , supply layers 20 , 21 and the insulation layer 22 consist of a composite precursor ceramic with different proportions of fillers. The matrix of this material consists of polysiloxanes, polysilsequioxanes, polysilanes or polysilazanes, which can be doped with boron or aluminum and which are produced by pyrolysis. The filler forms at least one of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 and SiC for the individual layers. Analogous to the above-mentioned composite structure, the MoSi 2 content and / or the grain size of MoSi 2 can preferably determine the specific resistance of the layers. The MoSi 2 content of the supply layers 20 , 21 is preferably set higher than the MoSi 2 content of the heating layer 18 , the heating layer 18 in turn having a higher MoSi 2 content than the insulation layer 22 .

Die Zusammensetzungen der Isolationsschicht, der Zuleitungsschichten und der Heizschicht werden in den oben angegebenen Ausführungsbeispielen so gewählt, daß ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die während des Sinter- bzw. Pyrolyseprozesses auftretenden Schrumpfungen der einzelnen Zuleitungs-, Heiz- und Isolationsschichten gleich sind, so daß keine Risse im Glühstift entstehen.The compositions of the insulation layer, the Lead layers and the heating layer are in the above specified embodiments chosen so that their thermal expansion coefficient and during the Shrinkage occurring during the sintering or pyrolysis process of the individual supply, heating and insulation layers are the same, so that there are no cracks in the glow plug.

In Fig. 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Längsschnitts durch eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze 1 dargestellt. Dabei bedeuten in den vorangegangenen Figuren verwendete gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile, die hier nicht noch einmal erläutert werden. Analog zu Fig. 1 weist die in Fig. 5 dargestellte Glühstiftkerze einen Rundstecker 2 auf, der sich in elektrischem Kontakt mit der zylindrischen Zuleitung 5 befindet. Die zylindrische Zuleitung 5 ist über den Kontaktstift 10 und das Kontaktierungselement 12 mit dem keramischen Glühstift 14 elektrisch verbunden. Die zylindrische Zuleitung 5, der Kontaktstift 10, das Kontaktierungselement 12 und der keramische Glühstift 14 sind hintereinander in dieser Reihenfolge, wie in Fig. 5 dargestellt, in Richtung des Brennraums angeordnet. Der keramische Glühstift 14 weist in der in Fig. 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform am brennraumfernen Ende einen Zapfen 11 auf. Den Zapfen 11 bildet eine Verlängerung des Glühstifts 14 in Richtung des brennraumfernen Endes durch eine zylinderförmige Herausführung der keramischen Zuleitungsschichten 20, 21 und der Isolationsschicht 22, wobei der Zapfen 11 einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der sich in Richtung des Brennraums anschließende Teil des Glühstifts 14, der Bund 13. Es ist weiterhin nicht notwendig, daß der Glühstift 14 am brennraumseitigen Ende eine Heizschicht 18 aufweist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die beiden Zuleitungsschichten 20 und 21 lediglich am brennraumseitigen Ende des Glühstifts derart verbunden sein, wie dies über das Heizelement 18 erfolgt.In Fig. 5, a further preferred embodiment of the invention is illustrated with reference to a schematic longitudinal section through a sheathed element glow plug according to the invention. 1 The same reference numerals used in the previous figures mean the same components, which will not be explained again here. Analogously to FIG. 1, the glow plug shown in FIG. 5 has a round plug 2 , which is in electrical contact with the cylindrical feed line 5 . The cylindrical feed line 5 is electrically connected to the ceramic glow plug 14 via the contact pin 10 and the contacting element 12 . The cylindrical feed line 5 , the contact pin 10 , the contacting element 12 and the ceramic glow plug 14 are arranged one behind the other in this order, as shown in FIG. 5, in the direction of the combustion chamber. In the preferred embodiment shown in FIG. 5, the ceramic glow plug 14 has a pin 11 at the end remote from the combustion chamber. The pin 11 forms an extension of the glow plug 14 in the direction of the end remote from the combustion chamber by a cylindrical lead-out of the ceramic supply layers 20 , 21 and the insulation layer 22 , the pin 11 having a smaller outside diameter than the part of the glow plug 14 adjoining in the direction of the combustion chamber, the federal government 13 . Furthermore, it is not necessary for the glow plug 14 to have a heating layer 18 at the end on the combustion chamber side. In a preferred exemplary embodiment, the two supply layers 20 and 21 can only be connected at the end of the glow plug on the combustion chamber side, as is done via the heating element 18 .

Die zylindrische Zuleitung 5 und der Kontaktstift 10 bilden zusammen das Anschlußelement, das auch einstückig ausgebildet sein kann. Am brennraumseitigen Ende des Anschlußelements ist ein Flansch vorgesehen, der zusammen mit dem Zapfen 11 das Kontaktierungselement 12 in Richtung der Achse der Glühstiftkerze begrenzt.The cylindrical feed line 5 and the contact pin 10 together form the connection element, which can also be formed in one piece. At the end of the connection element on the combustion chamber side, a flange is provided which, together with the pin 11, delimits the contacting element 12 in the direction of the axis of the glow plug.

Das Kontaktierungselement 12, das aus einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver besteht; ist vorzugsweise als Graphit oder einem Metallpulver oder einem elektrisch leitenden Keramikpulver ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver auch mindestens aus einem überwiegenden Anteil aus Graphit oder aus dem Metallpulver oder aus dem elektrisch leitenden Keramikpulver bestehen. Aufgrund der Ausbildung des Kontaktierungselements 12 als elektrisch leitfähiges Pulver gewährleistet das Kontaktierungselement 12 eine federnde Kontaktierung, die in der Lage ist, hohe Ströme ohne thermische Zerstörung zu tragen. Die große Oberfläche des Pulvers stellt eine gute Wärmeleitfähigkeit sicher. Aus dem gleichen Grund kann auch ein geringer Kontaktwiderstand bei guter Leitfähigkeit realisiert werden. Graphit und keramische leitfähige Materialen sind außerdem korrosionsbeständig. Der elastische Federanteil der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver gewährleistet, daß die Tablette thermische Bewegungen der Bauteile durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgleicht.The contacting element 12 , which consists of a tablet made of electrically conductive powder; is preferably designed as graphite or a metal powder or an electrically conductive ceramic powder. In a further preferred embodiment, the tablet made of electrically conductive powder can also consist of at least a predominant proportion of graphite or of the metal powder or of the electrically conductive ceramic powder. Due to the design of the contacting element 12 as an electrically conductive powder, the contacting element 12 ensures a resilient contacting, which is able to carry high currents without thermal destruction. The large surface of the powder ensures good thermal conductivity. For the same reason, a low contact resistance with good conductivity can be realized. Graphite and ceramic conductive materials are also corrosion-resistant. The elastic spring component of the tablet made of electrically conductive powder ensures that the tablet compensates for thermal movements of the components by means of different coefficients of thermal expansion.

Seitlich wird die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver durch eine zylindrische Spannhülse 9 begrenzt, die hier anstelle der in Fig. 1 dargestellten Keramikhülse 8 als ein selbständiges Bauteil vorhanden ist. Die Spannhülse 9 wird analog zur Keramikhülse 8 als isolierendes Bauteil vorgesehen, es besteht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus keramischem Material. Bei der Herstellung der Glühstiftkerze wird die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver fest zwischen dem Flansch des Anschlußelements auf der brennraumfernen Stirnseite, dem Zapfen 11 des Glühstifts 14 auf der brennraumseitigen Stirnseite und der Spannhülse 9 eingepreßt. Die Einspannung zwischen diesen festen Bauteilen, insbesondere der Festanschlag der Spannhülse 9 auf der Keramikhülse 8, d. h. die limitierte Verpreßhöhe, verhindert, daß die umgebende Spannhülse 9 nicht durch einen zu großen Innendruckaufbau aufgrund der Verpressung des Kontaktierungselements 12 reißt. Die durch die Einspannung der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver erreichte axiale Vorspannung des elastischen Federanteils können thermische Dehnungen, Setzverhalten und Schwingungsbeanspruchung bei Schüttelbeanspruchung der Glühstiftkerze ausgeglichen werden.Laterally, the tablet made of electrically conductive powder is delimited by a cylindrical clamping sleeve 9 , which is present here as an independent component instead of the ceramic sleeve 8 shown in FIG. 1. The clamping sleeve 9 is provided in the same way as the ceramic sleeve 8 as an insulating component; in a preferred exemplary embodiment it consists of ceramic material. In the manufacture of the glow plug, the tablet made of electrically conductive powder is pressed firmly between the flange of the connecting element on the end facing away from the combustion chamber, the pin 11 of the glow plug 14 on the end facing the combustion chamber and the clamping sleeve 9 . The clamping between these fixed components, in particular the fixed stop of the clamping sleeve 9 on the ceramic sleeve 8 , that is to say the limited pressing height, prevents the surrounding clamping sleeve 9 from breaking due to the internal pressure build-up being too great due to the compression of the contacting element 12 . The axial prestressing of the elastic spring component achieved by clamping the tablet made of electrically conductive powder can compensate for thermal expansions, settling behavior and vibration stress when the glow plug is shaken.

Eine Glühstiftkerze nach Fig. 5 mit einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver als Kontaktierungselement 12 wird folgendermaßen hergestellt. Zuerst wird die Dichtpackung 15 von der brennraumseitigen Spitze des keramischen Glühstifts 14 über den keramischen Glühstift 14 geführt und als Verbund in das Kerzengehäuse 4 vom brennraumfernen Ende her eingeführt. Anschließend werden das Kontaktierungselement 12, die Spannhülse 9, das Anschlußelement 5, 10, die Keramikhülse 8 und der Metallring 7 in einem Halteelement angeordnet und danach ebenfalls vom brennraumfernen Ende in das Kerzengehäuse 4 eingeführt. Dann werden mittels einer axialen Kraft, die auf das brennraumferne Ende des Metallrings 7 ausgeübt wird, die im Kerzengehäuse befindlichen Bestandteile verpreßt, insbesondere wird das Kontaktierungselement 12, das aus einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver besteht, und die Dichtpackung 15 verpreßt. Dabei wird auf das Kontaktierungselement 12 nur so lange eine Kraft ausgeübt, bis den Kontaktstift 10 des Anschlußelements 5, 10 vollständig in die Spannhülse 9 gepreßt hat und die Stirnseite der Keramikhülse 8 auf der Stirnseite der Spannhülse 9 aufliegt. Die Verpressung der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver stellt außerdem sicher, daß der elastische Federanteil der Tablette vorgespannt wird. Anschließend wird mittels einer radial von außen auf das Kerzengehäuse 4 aufgebrachten Kraft der Metallring 7 verstemmt. Danach werden die Dichtung 3 und der Rundstecker 2 montiert und ebenfalls mittels einer radial von außen auf das Kerzengehäuse 4 aufgebrachten Kraft verstemmt.A glow plug according to Fig. 5 with a tablet of an electrically conductive powder as the contacting element 12 is prepared as follows. First, the packing 15 is guided from the tip of the ceramic glow plug 14 on the combustion chamber side over the ceramic glow plug 14 and inserted as a composite into the candle housing 4 from the end remote from the combustion chamber. Subsequently, the contacting element 12 , the clamping sleeve 9 , the connecting element 5 , 10 , the ceramic sleeve 8 and the metal ring 7 are arranged in a holding element and then likewise inserted into the candle housing 4 from the end remote from the combustion chamber. Then, by means of an axial force which is exerted on the end of the metal ring 7 remote from the combustion chamber, the components located in the candle housing are pressed, in particular the contacting element 12 , which consists of a tablet made of electrically conductive powder, and the sealing packing 15 are pressed. In this case, until the contact pin 10 of the connecting element 5 has completely pressed into the clamping sleeve 9 10 and the end face of the ceramic sleeve is applied to the contacting element 12 only as long as a force 8 rests on the end face of the clamping sleeve. 9 The compression of the tablet from electrically conductive powder also ensures that the elastic spring portion of the tablet is biased. The metal ring 7 is then caulked by means of a radially externally applied to the plug housing 4 force. Thereafter, the gasket 3 and the rotary connector 2 are assembled and caulked also by means of a radially externally applied to the plug housing 4 force.

Claims (13)

1. Glühstiftkerze mit einer keramischen Heizvorrichtung, die eine keramische, elektrisch leitende Leitschicht sowie eine keramische, elektrisch isolierende Isolationsschicht aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschicht aus Zuleitungsschichten (20, 21) besteht, die durch eine Heizschicht (18) verbunden sind, wobei der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Heizschicht (18) im Temperaturbereich des Betriebs der Glühstiftkerze temperaturabhängig und größer als der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Zuleitungsschichten (20, 21) sowie kleiner als der spezifische elektrische Widerstand der Isolationsschicht (22) ist.1. glow plug with a ceramic heater, which have a ceramic, electrically conductive conductive layer and a ceramic, electrically insulating insulation layer, characterized in that the conductive layer consists of supply layers ( 20 , 21 ) which are connected by a heating layer ( 18 ), wherein the specific electrical resistance of the material of the heating layer ( 18 ) in the temperature range during operation of the glow plug is temperature-dependent and greater than the specific electrical resistance of the material of the supply layers ( 20 , 21 ) and less than the specific electrical resistance of the insulation layer ( 22 ). 2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand der Heizschicht (18) bei Raumtemperatur größer ist als der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur der Zuleitungsschichten (20, 21).2. Glow plug according to claim 1, characterized in that the specific electrical resistance of the heating layer ( 18 ) at room temperature is greater than the specific electrical resistance at room temperature of the supply layers ( 20 , 21 ). 3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze der Temperaturkoeffizient der Zuleitungsschichten (20, 21) kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Heizschicht (18). 3. glow plug according to claim 1, characterized in that over the entire operating range of the glow plug, the temperature coefficient of the supply layers ( 20 , 21 ) is smaller than the temperature coefficient of the heating layer ( 18 ). 4. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur und der Temperaturkoeffizient der Zuleitungsschichten (20, 21) kleiner ist als der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur und der Temperaturkoeffizient der Heizschicht (18).4. glow plug according to claim 1, characterized in that the specific electrical resistance at room temperature and the temperature coefficient of the supply layers ( 20 , 21 ) is smaller than the specific electrical resistance at room temperature and the temperature coefficient of the heating layer ( 18 ). 5. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Heizschicht bei Raumtemperatur mindestens 10mal größer als der größere der spezifischen elektrischen Widerstände der Zuleitungsschichten (20, 21) bei Raumtemperatur ist.5. Glow plug according to claim 1, characterized in that the specific electrical resistance of the material of the heating layer at room temperature is at least 10 times greater than the larger of the specific electrical resistances of the supply layers ( 20 , 21 ) at room temperature. 6. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizschicht an der Spitze des Glühstiftes befindet.6. glow plug according to one of claims 1-5, characterized characterized in that the heating layer at the top of the Glow plug located. 7. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschicht (18), die Zuleitungsschichten (20, 21) und die Isolationsschicht (22) aus keramischen Verbundgefügen bestehen, die durch einen ein- oder mehrstufigen Sinterprozeß aus mindestens zwei der Verbindungen Al2O3, MoSi2, Si3N4 und Y2O3 erhältlich sind.7. glow plug according to any one of claims 1-6, characterized in that the heating layer ( 18 ), the supply layers ( 20 , 21 ) and the insulation layer ( 22 ) consist of ceramic composite structures which by a single or multi-stage sintering process from at least two of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 , Si 3 N 4 and Y 2 O 3 are available. 8. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschicht (18), die Zuleitungsschichten (20, 21) und die Isolationsschicht (22) aus einer Komposit-Precursor-Keramik besteht, wobei das Matrixmaterial Polysiloxane, Polysilsequioxane, Polysilane oder Polysilazane umfaßt, die mit Bor oder Aluminium dotiert sein können und die durch Pyrolyse hergestellt wurden, wobei der Füllstoff aus mindestens einer der Verbindungen Al2O3, MoSi2 und SiC gebildet wird.8. glow plug according to one of claims 1-6, characterized in that the heating layer ( 18 ), the supply layers ( 20 , 21 ) and the insulation layer ( 22 ) consists of a composite precursor ceramic, the matrix material polysiloxanes, polysilsequioxanes, Includes polysilanes or polysilazanes, which may be doped with boron or aluminum and which have been produced by pyrolysis, the filler being formed from at least one of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 and SiC. 9. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizschicht (18) anhand ihres Widerstands R1 bestimmt wird.9. glow plug according to one of claims 1 to 8, characterized in that the temperature of the heating layer ( 18 ) is determined based on its resistance R1. 10. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Temperaturwert an ein Motorsteuergerät (30) weitergegeben wird, worauf das Motorsteuergerät (30) den Temperaturwert mit einem Referenzwert vergleicht und eine Nachregelung der durch das Steuergerät (32) für die Glühstiftkerze vorgegebenen Spannung vornimmt.10. glow plug according to claim 9, characterized in that the determined temperature value is passed on to an engine control unit ( 30 ), whereupon the engine control unit ( 30 ) compares the temperature value with a reference value and readjustment of the voltage predetermined by the control unit ( 32 ) for the glow plug makes. 11. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Temperaturwert an ein Motorsteuergerät (30) weitergegeben wird, worauf das Motorsteuergerät (30) den Temperaturwert mit einem oder mehreren Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung vergleicht und eine Nachregelung verbrennungsrelevanter Größen vornimmt.11. Glow plug according to claim 9, characterized in that the determined temperature value is passed on to an engine control unit ( 30 ), whereupon the engine control unit ( 30 ) compares the temperature value with one or more reference values for correct combustion and adjusts combustion-relevant variables. 12. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung, der Vergleich mit einem oder mehreren Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung und die Nachregelung verbrennungsrelevanter Größen im Passivbetrieb der Glühstiftkerze erfolgt.12. Glow plug according to claim 9, characterized in that temperature measurement, comparison with one or more Reference values for correct combustion and the Readjustment of combustion-relevant variables in the passive mode of the Glow plug is done. 13. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrennungsrelevanten Parameter sind: die Einspritzdauer, der Einspritzbeginn und der Einspritzdruck des Kraftstoffs.13. Glow plug according to one of claims 11 or 12, characterized characterized that the combustion-relevant parameters are: the injection duration, the start of injection and the injection pressure of fuel.
DE10020329A 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug Withdrawn DE10020329A1 (en)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10020329A DE10020329A1 (en) 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug
AT00960314T ATE280928T1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PIN CANDLE
JP2001520043A JP2003508712A (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
SI200030550T SI1214551T1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
US10/069,898 US6660970B1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
KR1020027002290A KR100659923B1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
EP00960314A EP1214551B2 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
PL00353309A PL195123B1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
ES00960314T ES2231250T3 (en) 1999-08-27 2000-07-25 INCANDESCENT SPARK PLUG SPARK TYPE.
CZ20020629A CZ300980B6 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Sheathed-type glow plug
HU0202789A HUP0202789A2 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
PCT/DE2000/002418 WO2001016528A1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug
DE50008441T DE50008441D1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PEN CANDLE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19940668 1999-08-27
DE10020329A DE10020329A1 (en) 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10020329A1 true DE10020329A1 (en) 2001-03-22

Family

ID=7919792

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10020328A Withdrawn DE10020328A1 (en) 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug
DE10020329A Withdrawn DE10020329A1 (en) 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug
DE50008441T Expired - Lifetime DE50008441D1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PEN CANDLE
DE50006145T Expired - Lifetime DE50006145D1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PEN CANDLE

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10020328A Withdrawn DE10020328A1 (en) 1999-08-27 2000-04-26 Ceramic glow plug

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50008441T Expired - Lifetime DE50008441D1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PEN CANDLE
DE50006145T Expired - Lifetime DE50006145D1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 CERAMIC GLOW PEN CANDLE

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR100659923B1 (en)
DE (4) DE10020328A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064346A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Robert Bosch Gmbh Ceramic composite material, method for the production thereof, and pencil-type glow plug containing such a composite material
DE10155230C5 (en) * 2001-11-09 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Pen heater in a glow plug and glow plug
WO2009097920A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-13 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining the temperature of heater plugs in an internal combustion engine
DE10243017B4 (en) * 2002-01-30 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Ceramic composite and glow plug with such a composite material
DE102006008759B4 (en) 2006-02-24 2021-09-30 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Diesel engine for vehicles

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10228077A1 (en) * 2002-06-20 2004-01-08 Friedrich-Schiller-Universität Jena Method for forming electrically conductive connection between metal ring or sleeve and ceramic element, especially for diesel engine glow-plug, using compact and highly porous material-elastic, electrically conductive intermediate layer
DE10339641A1 (en) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Pencil-type glow plug for an internal combustion engine comprises a connecting pin and a contact element that are partly surrounded by an electrically insulating plastic sleeve within the plug housing
DE102005017802A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Robert Bosch Gmbh Glow plug with combustion chamber pressure sensor and sealing element
DE102005029839A1 (en) * 2005-06-27 2007-01-04 Robert Bosch Gmbh glow plug
DE102008042623A1 (en) 2008-10-06 2010-04-08 Robert Bosch Gmbh Element i.e. valve needle, producing method for internal combustion engine, involves arranging surfaces of components to be in contact with each other, and interconnecting surfaces within contact area by laser irradiation
EP2472181B1 (en) 2010-12-22 2014-09-10 HIDRIA AET Druzba za proizvodnjo vzignih sistemov in elektronike d.o.o. Glow plug with a load sensing sleeve surrounding the heating rod outside the combustion chamber
FR3025153B1 (en) * 2014-09-01 2016-12-09 Bosch Gmbh Robert GLOW PLUG

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297924A (en) * 1987-05-29 1988-12-05 Jidosha Kiki Co Ltd Glow plug for diesel engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10155230C5 (en) * 2001-11-09 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Pen heater in a glow plug and glow plug
WO2003064346A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Robert Bosch Gmbh Ceramic composite material, method for the production thereof, and pencil-type glow plug containing such a composite material
DE10243017B4 (en) * 2002-01-30 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Ceramic composite and glow plug with such a composite material
DE102006008759B4 (en) 2006-02-24 2021-09-30 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Diesel engine for vehicles
WO2009097920A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-13 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining the temperature of heater plugs in an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR100659923B1 (en) 2006-12-21
DE50008441D1 (en) 2004-12-02
KR100697543B1 (en) 2007-03-21
DE50006145D1 (en) 2004-05-27
DE10020328A1 (en) 2001-03-01
KR20020029105A (en) 2002-04-17
KR20010078392A (en) 2001-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1125086B1 (en) Ceramic sheathed element glow plug
EP1214551B1 (en) Ceramic sheathed element glow plug
DE3237628A1 (en) OXYGEN SENSOR WITH CERAMIC HEATING ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE10020329A1 (en) Ceramic glow plug
DE19737396A1 (en) Glow-plug for diesel engine
EP1966538A1 (en) Pencil-type glow plug
DE19738915A1 (en) Glow/heater plug for IC diesel engine
DE3802233A1 (en) GLOW PLUG FOR A DIESEL ENGINE
DE10031893A1 (en) Glow plug with ion current sensor and method for operating such a glow plug
EP0857281B1 (en) Sheathed element glow plug
DE3147291A1 (en) SENSOR
DE3843863C2 (en)
DE19959766A1 (en) Glow plug
DE19920766C1 (en) Glow plug and method of making the same
DE3318458C2 (en)
DE3203149C2 (en)
DE3911506A1 (en) GLOW PLUG CANDLE
DE2637464A1 (en) Glow plug, using powdered resistance heating element - for rapid starting of diesel engines
DE3146653A1 (en) Spark plug for internal combustion engines
WO2017102279A1 (en) Sensor for use in an exhaust gas system
DE2633622A1 (en) GLOW PLUG FOR COMBUSTION MACHINERY
DE102015225752A1 (en) Sensor for use in an exhaust system
DE102009028952A1 (en) Glow plug i.e. sheathed-element glow plug, for cold-starting diesel engine in vehicle, has temperature sensor and heating element connected by bonding material, and filling material filled in undercut portion of heating element
WO2007000367A1 (en) Sheathed-element glow plug
DE102007053807A1 (en) Heater plug for starting self-igniting internal combustion engine, has glow plug including shell that is manufactured from ceramic material, and core made of material with dielectric strength of twenty kilovolt/millimeter

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination