DE102009046458A1 - Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element - Google Patents

Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element Download PDF

Info

Publication number
DE102009046458A1
DE102009046458A1 DE200910046458 DE102009046458A DE102009046458A1 DE 102009046458 A1 DE102009046458 A1 DE 102009046458A1 DE 200910046458 DE200910046458 DE 200910046458 DE 102009046458 A DE102009046458 A DE 102009046458A DE 102009046458 A1 DE102009046458 A1 DE 102009046458A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rare earth
heating coil
glow plug
filling powder
electrically heatable
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Withdrawn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
DE200910046458
Other languages
German (de)
Inventor
Marion Houliere
Albrecht Geissinger
Pavlo Saltikov
Susanne Liemersdorf
Andreas Reissner
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 DE200910046458 priority Critical patent/DE102009046458A1/en
Priority to ITMI2010A001983A priority patent/IT1401545B1/en
Priority to FR1059104A priority patent/FR2952501B1/en
Publication of DE102009046458A1 publication Critical patent/DE102009046458A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027—Heaters specially adapted for glow plug igniters

Abstract

The heater plug (10) has a closed annealing tube (18) receiving an electrical conductive heating coil (12) that is made of iron- chromium-aluminum composition. The coil is embedded in filling powder (14) that contains additive of rare earth composition element. The filling powder is manufactured based on magnesium oxide, and the additive and a diffusion barrier are provided in an oxide layer and in the coil. Concentration of the additive of the rare earth element in the filling powder corresponds to concentration of used rare earth elements in heating coil material. An independent claim is also included for a method for charging an electric heatable heater plug.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die EP 101 57 466 A1 offenbart eine elektrisch beheizbare Glühkerze und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glühkerze. Die elektrisch beheizbare Glühkerze umfasst ein endseitig geschlossenes Glührohr, in das eine elektrisch leitfähige Heizwendel eingebracht ist. Die Heizwendel besteht zumindest teilweise aus Aluminium, insbesondere aus einer Eisen-Chrom-Aluminium Legierung. Im Glührohr sind Sauerstoffdonatoren vorgesehen, um vor oder bei der Beheizung der Heizwendel eine Aluminiumoxydschicht an der Oberfläche der Heizwendel zu bilden. Die Heizwendel ist im Glührohr in ein erstes Isolierpulver eingebettet, wobei das erste Isolierpulver ein als Dauersauerstoffdonator wirkendes Material umfasst. Bei diesem handelt es sich zum Beispiel um ein oxydisches Keramikpulver, so zum Beispiel um TiO2, anstelle des als Sauerstoffdonators wirkenden Materials kann beispielsweise auch ein Magnesiumoxyd eingesetzt werden. Auf diese Weise wird die Oxydation nur im Bereich der Heizwendel unterstützt, so dass sowohl eine niedrige Oxydation der Heizwendel als auch eine Korrosion einer Regelwendel verhindert werden kann. Das Isolierpulver, das in diesem Falle frei von als Sauerstoffdonator wirkenden Materialien ist, kann ein Gettermaterial zum Binden von Sauerstoff wie zum Beispiel Si, Ti, Al, oder reduzierte Metalloxide sein.The EP 101 57 466 A1 discloses an electrically heatable glow plug and a method for producing an electrically heatable glow plug. The electrically heatable glow plug comprises a closed end glow tube into which an electrically conductive heating coil is introduced. The heating coil consists at least partially of aluminum, in particular of an iron-chromium-aluminum alloy. In the glow tube oxygen donors are provided to form an aluminum oxide layer on the surface of the heating coil before or during the heating of the heating coil. The heating coil is embedded in the glow tube in a first insulating powder, wherein the first insulating powder comprises a material acting as a permanent oxygen donor material. This is, for example, an oxidic ceramic powder, for example TiO 2 , instead of the material acting as an oxygen donor material, for example, a magnesium oxide can be used. In this way, the oxidation is supported only in the region of the heating coil, so that both a low oxidation of the heating coil and a corrosion of a control coil can be prevented. The insulating powder, which in this case is free of oxygen donating materials, may be a getter material for binding oxygen, such as Si, Ti, Al, or reduced metal oxides.

Zur Kaltstartunterstützung einer Selbstverbrennungskraftmaschine werden normalerweise die aus Glühstiftkerzen, sowie einem Glühzeitsteuergerät bestehenden Vorglühsysteme eingesetzt.For cold start support of a self-combustion engine normally consisting of glow plugs, and a Glühzeitsteuergerät Vorglühsysteme be used.

Eine nicht optimale Konfiguration des Glühsystems führt bei einer kalten Verbrennungskraftmaschine zu einer unvollständigen Verbrennung, die wiederum eine starke Emissionserhöhung bzw. eine sehr starke Geräuschentwicklung verursacht. Für eine vollständige Verbrennung in einer Kaltleerlaufphase ist bei den meisten selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen eine Glühunterstützung bei der Temperatur von min destens 1100°C erforderlich. Dies ist insbesondere für die niedrig verdichtenden selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen moderner Bauart unabdingbar, die in der Regel ein schlechteres Kaltstart- bzw. Kaltlaufverhalten aufweisen. Bei diesen selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen wird aktuell eine Dauerglühtemperatur von 1100°C gefordert. Die derzeit bei ausreichender Lebensdauer erreichbaren Beharrungstemperaturen der Glühstiftkerzen als Metallheizkörper liegen in der Größenordnung von ca. 1000°C, die der keramischen Heizkörper bei ca. 1200°C. Damit kann die oben genannte Anforderung nach einer Dauerglühtemperatur von 1100°C derzeit lediglich durch den Einsatz eines kostspieligen Kerzentyps mit Keramikheizer erfüllt werden, was aus Kostengründen unerwünscht ist.A non-optimal configuration of the glow system results in incomplete combustion in a cold internal combustion engine, which in turn causes a significant increase in emissions or noise. For a complete combustion in a cold idle phase, a Glühunterstützung at the temperature of at least 1100 ° C is required in most auto-igniting internal combustion engines. This is particularly essential for the low-compression self-igniting internal combustion engines modern design, which generally have a worse cold start or cold running behavior. In these self-igniting internal combustion engines currently a continuous annealing temperature of 1100 ° C is required. The steady-state temperatures of glow plugs as metal heaters that can currently be achieved with a sufficient service life are on the order of about 1000 ° C., that of ceramic heaters at about 1200 ° C. Thus, the above requirement for a continuous annealing temperature of 1100 ° C can currently be met only by the use of a costly candle type with ceramic heater, which is undesirable for cost reasons.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung der Optimierung der Zusammensetzung eines Füllpulvers für eine Metallglühstiftkerze auf der Basis von Magnesiumoxyd mit einem Zusetzen von Seltenen Erdenverbindungen (SE-Verbindungen) lassen sich Vorteile bei der Verwendung erreichen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine höhere maximale Glühtemperatur sowie eine höhere Nachglühtemperatur einer Metall-Glühstiftkerze bei gleich bleibender Lebensdauer oder alternativ eine höhere Lebensdauer bei herkömmlichen Einsatzbedingungen einer Metallglühstiftkerze erreicht werden, ohne das es des Einsatzes eines kostspieligeren Kerzensystems mit Keramikheizer bedürfte.By the inventively proposed solution of optimizing the composition of a filling powder for a Metallglühstiftkerze on the basis of magnesium oxide with a addition of rare earth compounds (SE compounds) can be achieved advantages in use. By inventively proposed solution, a higher maximum annealing temperature and a higher afterglow temperature of a metal glow plug with a constant lifetime or alternatively a longer life can be achieved in conventional conditions of use of a Metallglühstiftkerze without it would require the use of a more costly candle system with ceramic heater.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich darüber hinaus durch eine erhöhte Zeitstandsfestigkeit, der durch Hochtemperaturen beanspruchten Heizwendel bei üblicherweise erreichten herrschenden Beharrungstemperaturen in der Größenordnung von ca. 980°C, aus. Es ist eine höhere Beharrungstemperatur der Glühstiftkerze bei einer annähernd gleichbleibenden Zeitstandfestigkeit der Glühstiftkerze erreichbar.The proposed solution according to the invention is also characterized by an increased creep rupture strength of the heating coil subjected to high temperatures at usually reached prevailing steady-state temperatures of the order of magnitude of approximately 980 ° C. It is achievable a higher steady-state temperature of the glow plug with an approximately constant creep strength of the glow plug.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich auf Grund der Anwendung gängiger Fertigungsverfahren sehr einfach realisieren. Es bedarf keiner gravierenden Änderungen einer Serienauslegung sowie des Fertigungsverfahrens der Metallglühstiftkerze, da die Zusammensetzung des Füllpulvers geändert ist und die äußeren Randbedingungen möglichst unangetastet bleiben.The proposed solution according to the invention can be realized very simply on the basis of the use of common production methods. It does not require any serious changes to a serial design and the production process of the metal glow plug, since the composition of the filling powder is changed and the outer boundary conditions remain as untouched.

Geringe Beimengungen von bestimmten SE-Elementen haben einen signifikanten Einfluss auf das Oxidationsverhalten und die Diffusionsvorgänge in Heizleiterlegierungen. Bei diesen SE-Elementen, die dem Füllpulver für eine Glühstiftkerze beigegeben werden, handelt es sich um Seltene Erden wie zum Beispiel Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc, Tb, Tm, Yb, Y. Auf Grund der sehr hohen Preise für die meisten Seltenen Erden, kommen meistens die Elemente Cer sowie Yttrium für einen Serieneinsatz in Frage. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lebensdauer der Heizwendel durch die Modifikation der Zusammensetzung des Füllpulvers erhöht. Durch geringe Beimengungen einer SE-haltigen Verbindung können die Konzentrationsgradienten des relevanten SE-Elementes in der Heizwendel einerseits und im Füllpulver andererseits angeglichen werden. Durch diese Maßnahme wird die Diffusion der SE-Atome innerhalb des Heizkörpers minimiert oder gar unterbunden. Als Folge davon bleibt die Wachstumsrate der Oxidschicht auf der Heizwendel-Oberfläche über die gesamte Lebensdauer der Glühstiftkerze annähernd konstant und das Abplatzen der Oxidschicht kann vermieden werden. Außerdem wird das Aus-diffundieren von Legierungselementen, so zum Beispiel Al, in das Füllpulver verlangsamt, beziehungsweise unterbunden und somit die Veränderung der thermischen und elektrischen Kennwerte über die Lebensdauer verringert.Small admixtures of certain SE elements have a significant influence on the oxidation behavior and the diffusion processes in heating element alloys. These SE elements added to the glow plug filler are rare earths such as Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc. Tb, Tm, Yb, Y. Due to the very high prices for most rare earths, the elements cerium and yttrium are usually considered for mass production. According to the present invention, the life of the heating coil is increased by the modification of the composition of the filling powder. By small admixtures of an SE-containing compound, the concentration gradients of the relevant SE element in the heating coil on the one hand and in the filling powder on the other hand can be adjusted. By this measure, the diffusion of the SE atoms within the radiator is minimized or even prevented. As a result of this remains the growth rate of the oxide layer on the Heizwendel surface over the entire life of the glow plug approximately constant and the chipping of the oxide layer can be avoided. In addition, the out-diffusion of alloying elements, for example Al, into the filling powder is slowed down or prevented and thus the change in the thermal and electrical characteristic values over the service life is reduced.

Bezogen auf kommerziell erhältliche Legierungen, wie zum Beispiel Kanthal AF ist die Verwendung von Yttriumoxid (Y2O3) als dotierender Zusatz zum konventionellen Füllpulver auf Basis von Magnesiumoxid (MgO) sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht eine sinnvolle Lösung. Eine Y2O3-MgO-Pulvermischung sollte vorzugsweise so eingestellt werden, dass der Anteil reinen Yttriums in der Mischung so hoch ist wie in der verwendeten Heizleiterlegierung, z. B. bei Kanthal AF mindestens 0,1 Gew.%.Based on commercially available alloys such as Kanthal AF, the use of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) as a doping additive to the conventional filler powder based on magnesium oxide (MgO), a meaningful solution from both a technical and economic point of view. A Y 2 O 3 -MgO powder mixture should preferably be adjusted so that the proportion of pure yttrium in the mixture is as high as in the used Heizleiterlegierung, z. B. at Kanthal AF at least 0.1 wt.%.

Anstelle der vorstehend erwähnten Elemente wie Cer und Y können auch andere Seltene Erdenverbindungen, d. h. nicht nur Oxide, je nach Einsatzfall eingesetzt werden. Weiterhin ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der Dotierungszusatz des Füllpulvers homogen im Inneren des Glührohres der Glühstiftkerze verteilt ist. Die Verteilung der Seltenen Erdverbindungen im Füllpulver kann bei Bedarf gemäß des Anwendungsfalles in einem definierten Konzentrationsprofil gewählt werden.Instead of the above-mentioned elements such as cerium and Y, other rare earth compounds, i. H. not only oxides, depending on the application can be used. Furthermore, it is not absolutely necessary that the doping additive of the filling powder is distributed homogeneously in the interior of the glow tube of the glow plug. The distribution of the rare earth compounds in the filling powder can, if required, be selected according to the application in a defined concentration profile.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 den prinzipiellen Aufbau einer Glühstiftkerze. 1 the basic structure of a glow plug.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Glühstiftkerze zu entnehmen.The representation according to 1 is the basic structure of a glow plug to remove.

Eine Glühstiftkerze 10 umfasst als Kernelement einen Heizkörper, der in ein Gehäuse 20 gasdicht eingepresst ist. Im Allgemeinen umfasst der Heizkörper ein Glührohr 18, das die im verdichteten Füllpulver 14 eingebetteten, in der Regel in Reihe geschalteten Bauteile Heizwendel 12 und Regelwendel 16 umschließt. Die Abdichtung des Glührohres 18 erfolgt mittels einer Heizkörperdichtung 22. Der Stromfluss in der Glühstiftkerze 10 verläuft über ein Rundstecker 30, einen Anschlussbolzen 24, die Regelwendel 16, die Heizwendel 12, das Glührohr 18 sowie das Gehäuse 20, welches in der Regel elektrisch an die Fahrzeugmasse angeschlossen ist.A glow plug 10 comprises as a core element a radiator, which in a housing 20 gas-tight pressed. In general, the radiator comprises a glow tube 18 that in the compacted filling powder 14 embedded, usually connected in series components heating coil 12 and control coil 16 encloses. The sealing of the glow tube 18 done by means of a radiator seal 22 , The current flow in the glow plug 10 runs over a round plug 30 , a connection bolt 24 , the rule coil 16 , the heating coil 12 , the glow tube 18 as well as the housing 20 which is usually electrically connected to the vehicle ground.

Zwischen dem Rundstecker 30 und der Gehäusedichtung 26 befindet sich eine Isolierscheibe 28, die der elektrischen Isolierung des Glühstroms von der Fahrzeugmasse dient. Mittels einer Gehäusedichtung, vgl. Position 26, wird das Gehäuse 20 im Steckerbereich gegen Umgebungsmedien abgedichtet.Between the round plug 30 and the housing seal 26 there is an insulating washer 28 which serves to electrically insulate the glow current from the vehicle ground. By means of a housing seal, cf. position 26 , the case becomes 20 sealed in the plug area against ambient media.

Beim Anlegen des Glühstromes an die Glühstiftkerze 10 wird der größte Energieteil innerhalb der Heizwendel 12 freigesetzt. Das Temperaturmaximum, welches mit der Glühstiftkerze 10 erreichbar ist, tritt in der Regel im Bereich der Heizwendel 12 auf. Die Heizwendel 12 soll einer Hochtemperaturbeanspruchung von > 1200°C sowie den höchsten Temperaturgradienten (> 500°C/s) Stand halten. Die Auswahl der Werkstoffe, aus denen die Heizwendel 12 gefertigt ist, beschränkt sich daher auf Heizleiterlegierungen. Diese Legierungen zeichnen sich durch eine sehr hohe Anwendungstemperatur aus, die im Bereich zwischen 1200°C bis 1350°C liegt, bei gleichzeitig sehr hoher elektrischer Belastbarkeit. Ein Beispiel einer derartigen Legierung ist die Legierung Kanthal AF (1.4765).When applying the glow current to the glow plug 10 becomes the largest part of energy within the heating coil 12 released. The maximum temperature, which with the glow plug 10 is achievable, usually occurs in the field of heating coil 12 on. The heating coil 12 should withstand a high temperature load of> 1200 ° C as well as the highest temperature gradient (> 500 ° C / s). The choice of materials that make up the heating coil 12 is therefore limited to Heizleiterlegierungen. These alloys are characterized by a very high application temperature, which lies in the range between 1200 ° C to 1350 ° C, with simultaneously very high electrical load capacity. An example of such an alloy is the Kanthal AF alloy (1.4765).

Bei Heizleiterlegierungen ohne SE-Zusatz sind die Diffusionsgeschwindigkeiten von einem Legierungselement, wie zum Beispiel Al, in die Legierung, an die Oberfläche, ins Pulver und von Elementen aus der Umgebung, so zum Beispiel O2– in die Legierung, vergleichsweise hoch. Für den Fall der Oxidation bilden sich dabei Mikroporen in der Größenordnung zwischen 50 nm und 150 nm. Der höchst unerwünschte Effekt der Mikroporen 42 liegt darin, dass die die sich bildende schützende Oxidschicht abplatzen lassen.For heatsealing alloys without SE addition, the diffusion rates of an alloying element, such as Al, into the alloy, surface, powder, and environmental elements, such as O 2-, into the alloy are comparatively high. In the case of oxidation, micropores in the order of magnitude between 50 nm and 150 nm form. The most undesirable effect of the micropores 42 lies in the fact that the forming protective oxide layer can chip off.

Für den Fall, dass der Heizwendel Yttrium zulegiert ist, ist die Oxidschichtstruktur deutlich stabiler. Die Bildung von Mirkoporen 42 und somit die Neigung zum Abplatzen einer Oxidschicht von der Heizwendel wird wesentlich herabgesetzt.In the event that the heating coil yttrium is alloyed, the oxide layer structure is much more stable. The formation of micropores 42 and thus the tendency for the oxide layer to flake off the heating coil is substantially reduced.

Bei einer Zulegierung von Yttrium bilden die Y3+-Kationen auf Grund des Umstandes, dass der Diffusionskoeffizent von Y3+ viel kleiner ist, als der Diffusionskoeffizient der Al3+-Kationen bzw. der O2–-Anionen, im Bereich der Korngrenzen, eine zusätzliche Diffusionsbarriere, die die äquiaxiale Diffusion der Al3+-Kationen von innen nach außen und die in umgekehrte Richtung erfolgende Diffusion der O2–-Anionen von außen nach innen stark reduziert oder gar unterbindet.Upon addition of yttrium, the Y 3+ cations form in the region of the grain boundaries due to the fact that the diffusion coefficient of Y 3+ is much smaller than the diffusion coefficient of the Al 3+ cations or the O 2- anions , an additional diffusion barrier that greatly reduces or even eliminates the equiaxial diffusion of the Al 3+ cations from the inside to the outside and the reverse diffusion of the O 2- anions from the outside to the inside.

Die Lebensdauer der eingesetzten Heizwendel 12 wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung der Modifikation des Füllpulvers 14 signifikant erhöht. Durch geringe Beimengungen von SE- enthaltenen Verbindungen wie zum Beispiel Cer, Y, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc, Tb, Tm, Yb können die Konzentrationen des relevanten SE-Elementes in der Heizwendel 12 und die Konzentration des gleichen SE-Elementes im Füllpulver 14 aneinander angeglichen werden. Durch diese Maßnahme wird die äquiaxiale Diffusion von O2–-Anionen senkrecht zur Heizwendeloberflache in die Heizwendel 12 hinein sowie der Legierungselemente des Heizwendelmaterials aus der Heizwendel 12 hinaus minimiert, oder gar vollständig unterbunden. Als Folge davon bleibt die Wachstumsrate der Oxidschicht 40 auf der Oberfläche der Heizwendel 12 über die gesamte Lebensdauer der Glühstiftkerze 10 annähernd konstant und das Abplatzen der Oxidschicht aufgrund sich ausbildender Mikroporen 42 ist unterbunden bzw. stark reduziert.The life of the heating coil used 12 is due to the invention proposed solution of the modification of the filling powder 14 significantly increased. By low admixtures of SE-containing compounds such as cerium, Y, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc, Tb, Tm, Yb, the concentrations of the relevant SE Element in the heating coil 12 and the concentration of the same SE element in the filler powder 14 be aligned with each other. By this measure, the equiaxial diffusion of O 2- anions is perpendicular to the Heizwendeloberflache in the heating coil 12 and the alloying elements of the heating coil material from the heating coil 12 minimized, or even completely prevented. As a result, the growth rate of the oxide layer remains 40 on the surface of the heating coil 12 over the entire life of the glow plug 10 approximately constant and the popping of the oxide layer due to forming micropores 42 is prevented or greatly reduced.

Des Weiteren reduziert das Legierungselement Y das Wachstum der Mikroporen. Die sich einstellende Oxidschicht 40 weist deshalb eine mechanisch wesentlich stabilere Struktur auf.Furthermore, the alloying element Y reduces the growth of the micropores. The self-adjusting oxide layer 40 Therefore, has a mechanically much more stable structure.

Bezogen auf die handelsübliche Heizleiterlegierung Kanthal AF, ist die Verwendung zum Beispiel von Y2O3 als dotierender Zusatz zum konventionellen Pulver 12 auf Basis von Magnesiumoxid MgO sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht eine sinnvolle Lösung. Geeignete Beimischungsverfahren sind bekannt. Eine Y2O3-Konzentration in der Mischung des Füllpulvers 14, d. h. in einer Y2O3-MgO Pulvermischung wird vorzugsweise derart eingestellt, dass die Konzentration von reinem Yttrium in der Pulvermischung mindestens der Konzentration von Yttrium in der Heizwendel 12 entspricht.Based on the commercial heating element alloy Kanthal AF, the use of, for example, Y 2 O 3 as a doping additive to conventional powder 12 On the basis of magnesium oxide MgO a meaningful solution both from a technical and economic point of view. Suitable admixing processes are known. A Y 2 O 3 concentration in the mixture of the filling powder 14 That is, in a Y 2 O 3 -MgO powder mixture is preferably adjusted so that the concentration of pure yttrium in the powder mixture at least the concentration of yttrium in the heating coil 12 equivalent.

Neben den vorstehend erwähnten Seltenen. Erdenelementen Ce und Y lassen sich auch andere SE-Verbindungen, nicht nur Oxide, sowie andere SE-Elemente, nicht nur Yttrium, je nach Einsatzfall denken. Der Dotierungszusatz des Füllpulvers 14, d. h. die Seltenen Erden der Seltenen Erdenelementen können im Inneren des Heizkörpers, d. h. im Bereich des Glührohres 18, welcher die Heizwendel 12 umschließt, derart verteilt werden, dass diese je nach Anwendungszweck mit einem definierten Konzentrationsprofil befüllt ist.Besides the rare ones mentioned above. Earth elements Ce and Y, other SE compounds, not just oxides, as well as other SE elements, not just yttrium, can be thought of depending on the application. The doping additive of the filling powder 14 , ie the rare earths of the rare earth elements can inside the radiator, ie in the range of the glow tube 18 which the heating coil 12 be distributed so that it is filled depending on the application with a defined concentration profile.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 10157466 A1 [0001] EP 10157466 A1 [0001]

Claims (8)

Elektrisch beheizbare Glühkerze (10) für Verbrennungsmotoren, mit einem geschlossenen Glührohr (18), die eine elektrisch leitfähige Heizwendel (12) erhält, die aus einer FeCrAl-Legierung gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwendel (12) in ein Füllpulver (14) eingebettet ist, welches Zusätze von Seltenen Erden-Verbindungen oder von Seltenen Erden-Elementen enthält.Electrically heated glow plug ( 10 ) for internal combustion engines, with a closed glow tube ( 18 ), which is an electrically conductive heating coil ( 12 ), which is made of a FeCrAl alloy, characterized in that the heating coil ( 12 ) into a filling powder ( 14 ), which contains additions of rare earth compounds or of rare earth elements. Elektrisch beheizbare Glühkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusätze aus der Gruppe der Seltenen Erden-Elemente Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc, Tb, Tm, Yb und Y und der Seltenen Erden-Verbindungen ausgewählt sind.Electrically heatable glow plug according to claim 1, characterized in that the additives from the group of rare earth elements Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Pm, Sm, Sc, Tb, Tm , Yb and Y and the rare earth compounds are selected. Elektrisch beheizbare Glühkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusätze aus der Gruppe der Oxide von folgenden Elementen ausgewählt sind: Y, Zr, La, Ce, Hf, Ti, Nd.Electrically heatable glow plug according to claim 1, characterized in that the additives are selected from the group of oxides of the following elements: Y, Zr, La, Ce, Hf, Ti, Nd. Elektrisch beheizbare Glühkerze, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllpulver (14) auf Basis von MgO hergestellt ist.Electrically heatable glow plug, according to claim 1, characterized in that the filling powder ( 14 ) is made on the basis of MgO. Elektrisch beheizbare Glühkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusätze von Seltenen Erden-Verbindungen oder Seltenen Erden-Elementen eine Diffusionsbarriere in einer Oxidschicht (40) und in der Heizwendel (12) darstellen.Electrically heatable glow plug according to claim 1, characterized in that the additives of rare earth compounds or rare earth elements have a diffusion barrier in an oxide layer ( 40 ) and in the heating coil ( 12 ). Elektrisch beheizbare Glühkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Seltene Erden-Zusätze insbesondere Y oder Y2O3 dienen, die in der Oxidschicht an der Mantelfläche der Heizwendel (12) dazu führen, dass sich eine stabilere lamellenartige Struktur ausbildet.Electrically heatable glow plug according to claim 1, characterized in that serve as rare earth additives in particular Y or Y 2 O 3 , in the oxide layer on the lateral surface of the heating coil ( 12 ) cause a more stable lamellar structure to form. Elektrisch beheizbare Glühkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Zusatzes des Seltenen Erden-Elementes im Füllpulver (14) mindestens der Konzentration dieses eingesetzten SE-Elementes im Heizwendelmaterial entspricht.Electrically heatable glow plug according to claim 1, characterized in that the concentration of the addition of the rare earth element in the filling powder ( 14 ) at least equal to the concentration of this SE element used in Heizwendelmaterial. Verfahren zur Befüllung einer elektrisch beheizbaren Glühkerze (10) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung des Glührohres (18) mit den Zusätzen von Seltenen Erden-Verbindungen oder Seltenen Erden-Elementen enthaltenen Füllpulver (14) mit einem inhomogenen Konzentrationsprofil insbesondere mit einem in axialer Richtung inhomogenen Konzentrationsprofils erfolgt.Method for filling an electrically heatable glow plug ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the filling of the glow tube ( 18 ) filler powder containing the additives of rare earth compounds or rare earth elements ( 14 ) with an inhomogeneous concentration profile, in particular with a concentration profile inhomogeneous in the axial direction.
DE200910046458 2009-11-06 2009-11-06 Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element Withdrawn DE102009046458A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910046458 DE102009046458A1 (en) 2009-11-06 2009-11-06 Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element
ITMI2010A001983A IT1401545B1 (en) 2009-11-06 2010-10-26 DISPOSAL OF FILLING POWDER FOR PIN-INCANDESCENT CANDLE OF METAL
FR1059104A FR2952501B1 (en) 2009-11-06 2010-11-04 ELECTRIC PREHEATING CANDLE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910046458 DE102009046458A1 (en) 2009-11-06 2009-11-06 Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009046458A1 true DE102009046458A1 (en) 2011-05-12

Family

ID=43738100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910046458 Withdrawn DE102009046458A1 (en) 2009-11-06 2009-11-06 Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102009046458A1 (en)
FR (1) FR2952501B1 (en)
IT (1) IT1401545B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206671A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Sheathed-element glow plug and method for the production thereof
EP3118432A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-18 WOO Jin Ind. Co., Ltd Heater for electronic thermostat and method for manufacturing electronic thermostat

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157466A1 (en) 2001-10-23 2003-04-30 Bosch Gmbh Robert Electrically heated glow plug and method for producing an electrically heated glow plug

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157466A1 (en) 2001-10-23 2003-04-30 Bosch Gmbh Robert Electrically heated glow plug and method for producing an electrically heated glow plug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206671A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Sheathed-element glow plug and method for the production thereof
EP3118432A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-18 WOO Jin Ind. Co., Ltd Heater for electronic thermostat and method for manufacturing electronic thermostat

Also Published As

Publication number Publication date
FR2952501B1 (en) 2013-04-05
ITMI20101983A1 (en) 2011-05-07
IT1401545B1 (en) 2013-07-26
FR2952501A1 (en) 2011-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009049404B4 (en) Ceramic material, method for producing the ceramic material and resistance component comprising the ceramic material
DE102009002407A1 (en) Ignition coil for an internal combustion engine and method for its production
DE102013200651A1 (en) Permanent magnet and motor and generator under its use
DE102013212283A1 (en) Glow tube for a controllable glow plug
EP0355431A2 (en) Alloy as material for control and heating elements having a positive temperature coefficient
EP3008221A1 (en) Magnetic material, use thereof, and method for producing same
DE102013201370A1 (en) Permanent magnet and motor and current generator using it
DE10157749B4 (en) Iron-chromium-aluminum alloy
DE102012221448A1 (en) Magnetic material and process for its production
WO2013164202A1 (en) Magnetic material, use thereof and method for producing same
DE102009046458A1 (en) Electric heatable heater plug for self-activating internal combustion engine, has annealing tube receiving heating coil that is embedded in filling powder that contains additive of rare earth composition or rare earth element
DE102013205437A1 (en) PROCESS FOR COATING A METAL POWDER WITH CHEMICAL GAS PHASE DEPOSITION FOR PRODUCING PERMANENT MAGNETS
DE19913867B4 (en) High-pressure steam discharge lamp and use of a capacitor in such a high-pressure steam discharge lamp
DE102015207671A1 (en) TUNABLE STARTER RESISTANCE
DE102014101607A1 (en) Electrode core material for spark plugs
EP3014183B1 (en) Sheathed-element glow plug and method for the production thereof
DE102014101325A1 (en) Ceramic rod and use of a ceramic rod as a heating element in a booster heater or a liquid heating
EP3011230A1 (en) Sheathed glow plug for glow temperature control
DE10014526B4 (en) Self-regulating quick heating rod glow plug
DE102016221673A1 (en) Starting device for an internal combustion engine of a motor vehicle
EP0351883B1 (en) Glow plug
DE102009054587A1 (en) Electrically heatable glowplug, useful in internal combustion engines, comprises a closed glow tube comprising an electrically conductive heating coil embedded in a filling powder comprising flow improving additives
DE102019132700A1 (en) R-T-B PERMANENT MAGNET
DE2037888C3 (en) Spark plug with an electrically conductive hermetic seal between the parts of the center electrode
DE102013104992A1 (en) glow plug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee