DE102014220036A1 - glow plug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Glühstiftkerze (1) mit einem Gehäuse (2), einem mit dem Gehäuse (2) verbundenen Stützrohr (3), einem in dem Stützrohr (3) gehaltenen keramischen Heizelement (4) mit einem Pluspol (41) und einem Minuspol (42), einem elektrisch leitfähigen Anschlussbolzen (5), der über ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (6) mit dem Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) in elektrischer Verbindung steht, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) komprimierbar ist und zwischen dem Anschlussbolzen (5) und dem Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) angeordnet ist, wobei zumindest der Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) und gegebenenfalls zusätzlich das Kontaktierungselement (6) außerhalb des Gehäuses (2) liegend in dem Stützrohr (3) angeordnet sind.The invention relates to an electrically heatable glow plug (1) comprising a housing (2), a support tube (3) connected to the housing (2), a ceramic heating element (4) held in the support tube (3) with a positive pole (41) and a negative pole (42), an electrically conductive connecting bolt (5) which is in electrical connection via an electrically conductive contacting element (6) with the positive pole (41) of the ceramic heating element (4), wherein the electrically conductive contacting element (6) is compressible and between the connecting bolt (5) and the positive pole (41) of the ceramic heating element (4) is arranged, wherein at least the positive pole (41) of the ceramic heating element (4) and optionally additionally the contacting element (6) outside of the housing (2) lying are arranged in the support tube (3).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Glühkerze oder Glühstiftkerze, und genauer gesagt eine keramische Glühstiftkerze zur Anordnung in einer Kammer einer Brennkraftmaschine, so zum Beispiel einer Vor-, Wirbel- oder Brennkammer eines luftverdichtenden, selbstzündenden Dieselmotors.The invention relates to a glow plug or glow plug, and more particularly a ceramic glow plug for arrangement in a chamber of an internal combustion engine, such as a pre-vortex or combustion chamber of an air-compressing, self-igniting diesel engine.
In modernen Kraftfahrzeugen und anderen Anwendungen kommen verbreitet Dieselmotoren zum Einsatz, die im Vergleich zu benzinbetriebenen Brennkraftmaschinen über einen höheren Wirkungsgrad verfügen. Dieselmotoren benötigen jedoch während des Anlassvorgangs vielfach eine Kaltstarthilfe, da bei einem Kaltstart eines Dieselmotors eine problemlose Selbstzündung des eingespritzten Dieselkraftstoffs in der Regel nicht möglich ist. Auch nach dem Start können Glühstiftkerzen zum Einsatz kommen, um einen Kaltlauf des Motors sowie dessen Abgasemissionen zu verbessern. Darüber hinaus können unterschiedliche Kraftstoffqualitäten die Zündwilligkeit des komprimierten Luft/Dieselgemisches herabsetzen. In modern motor vehicles and other applications, diesel engines are widely used, which have a higher efficiency compared to gasoline-fueled internal combustion engines. However, diesel engines often require a cold start aid during the starting process, since in a cold start of a diesel engine problem-free self-ignition of the injected diesel fuel is usually not possible. Even after the start, glow plugs can be used to improve the engine's cold running and its exhaust emissions. In addition, different fuel qualities can decrease the ignitability of the compressed air / diesel mixture.
Um den genannten Effekten zu begegnen, befindet sich in den Brennräumen eines Dieselmotors normalerweise jeweils mindestens eine elektrisch beheizbare Glühstiftkerze, auch GLP (von dem englischen Fachbegriff „glow plug“) genannt, mittels der der Dieselmotor in der Startphase vorgeglüht wird. Glühstiftkerzen können ein Heizelement aus Metall oder aus Keramik aufweisen, auch Glühstift genannt. Derartige Glühstiftkerzen finden weiterhin als Kaltstarthilfe beim Anlassen von mit Kerosin betriebenen Gasturbinen und Ölheizungen verbreitet Anwendung. Bei bekannten Glühstiftkerzen mit einem keramischen Glühstift besteht der Glühstift üblicherweise aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial, in das elektrisch hochleitfähige Zuleitungen und ein innenliegender Heizleiter eingebettet sein können. In order to counteract the above effects, usually located in the combustion chambers of a diesel engine in each case at least one electrically heatable glow plug, also known as GLP (English term "glow plug"), by means of which the diesel engine is preheated in the starting phase. Glow plugs may have a heating element made of metal or ceramic, also called glow plug. Such glow plugs are still widely used as a cold-start aid when starting kerosene-powered gas turbines and oil heaters. In known glow plugs with a ceramic glow plug, the glow plug usually consists of electrically insulating ceramic material in which highly electrically conductive leads and an internal heating conductor can be embedded.
Der keramische Glühstift, auch Keramikstift genannt, ist in einem Stützrohr fixiert und gasdicht in ein Glühstiftkerzengehäuse eingepresst. Die elektrische Kontaktierung des Pluspols des Keramikstifts, der in der Regel durch eine an einem Ende des Keramikstifts vorgesehene Kontaktstelle des Heizleiters bereitgestellt wird, findet durch einen Anschlussbolzen statt, der über einen Draht mit dem Pluspol des keramischen Keramikstifts verbunden ist, und die elektrische Kontaktierung des Minuspols des Keramikstifts, das heißt die Masseverbindung zum Motorblock wird über das Stützrohr des Keramikstifts und das Gehäuse hergestellt. Die beschriebene Drahtverbindung des Anschlussbolzens mit dem Pluspol des Keramikstifts der bekannten Glühstiftkerzen erfolgt üblicherweise durch eine Lötverbindung. Alternativ kann eine Verbindung zwischen Anschlussbolzen und Pluspol auch durch eine aufgepresste oder aufgelötete Metallhülse erfolgen. Eine Verbindung mittels des angelöteten Drahts oder auch mittels der eingebrachten Metallhülse verlangt jedoch eine entsprechende Stabilisierung, die üblicherweise durch Einbringen und Verdichten eines Pulvers in das Stützrohr erfolgt, was zu einem aufwendigen Herstellungsprozess führt.The ceramic glow plug, also called ceramic pin, is fixed in a support tube and gas-tight pressed into a glow plug. The electrical contacting of the positive pole of the ceramic pin, which is usually provided by a provided at one end of the ceramic pin contact point of the heating element, takes place by a connecting bolt, which is connected via a wire to the positive pole of the ceramic ceramic pin, and the electrical contact of the Minuspols the ceramic pin, that is, the ground connection to the engine block is made via the support tube of the ceramic pin and the housing. The described wire connection of the connecting bolt with the positive pole of the ceramic pin of the known glow plugs is usually carried out by a solder joint. Alternatively, a connection between the connecting bolt and positive pole can also be effected by a pressed or soldered metal sleeve. However, a connection by means of the soldered wire or by means of the introduced metal sleeve requires a corresponding stabilization, which is usually carried out by introducing and compacting a powder in the support tube, resulting in a complex manufacturing process.
Um eine Kontaktierung des Anschlussbolzens mit dem Pluspol zu vereinfachen ist es beispielsweise aus der
Die bei Glühstiftkerzen bekannte Drahtkontaktierung, wie sie unter anderem weiter oben beschrieben ist, verlangt folglich eine aufwendige Herstellung, während dieser vermehrt gelötet werden muss, wodurch der Zusammenbau der Glühstiftkerze schwierig und kostenintensiv wird. Bei der bekannten Weiterentwicklung einer Glühstiftkerzenkontaktierung mit einer Graphittablette
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrisch beheizbare Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, vorzugsweise zur Kaltstarthilfe einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel eines Dieselmotors. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.According to the present invention, an electrically heatable glow plug with the features of claim 1 is proposed, preferably for the cold start aid of a self-igniting internal combustion engine, such as a diesel engine. Advantageous developments of the invention are characterized by the features of the dependent claims.
Entsprechend umfasst die Erfindung eine erfindungsgemäße elektrisch beheizbare Glühstiftkerze mit einem Gehäuse, auch als Kerzengehäuse bezeichnet, einem mit dem Gehäuse verbundenes Stützrohr, einem in dem Stützrohr gehaltenes keramisches Heizelement mit einem Pluspol und einem Minuspol, sowie einem elektrisch leitfähigen Anschlussbolzen, der über ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement mit dem Pluspol des keramischen Heizelements in elektrischer Verbindung steht. Das Stützrohr ist üblicherweise ein rohrförmiges Bauteil, das entweder als separates Teil oder auch mitunter als Teil eines Gehäuses der Glühstiftkerze ausgebildet sein kann. Ferner ist das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement komprimierbar und elastisch und ist zwischen dem Anschlussbolzen und dem Pluspol des keramischen Heizelements angeordnet, wobei zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Lösungsansatz wird folglich die Pluskontaktierung aus dem Gehäusebereich heraus in einen Abschnitt des Stützrohrs außerhalb des Gehäuses verlegt. Vorzugsweise ist auch das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet.Accordingly, the invention comprises an electrically heatable glow plug according to the invention with a housing, also referred to as a plug housing, a supporting tube connected to the housing, a held in the support tube ceramic heating element with a positive pole and a negative terminal, and an electrically conductive terminal bolt, which has an electrically conductive Contacting element is in electrical connection with the positive pole of the ceramic heating element. The support tube is usually a tubular member which may be formed either as a separate part or sometimes as part of a housing of the glow plug. Furthermore, the electrically conductive contacting element is compressible and elastic and is arranged between the connecting bolt and the positive pole of the ceramic heating element, wherein at least the positive pole of the ceramic heating element lying outside of the housing are arranged in the support tube. In the approach according to the invention, consequently, the plus contact is moved out of the housing area into a section of the support tube outside the housing. Preferably, the electrically conductive contacting element is arranged lying outside of the housing in the support tube.
Das keramische Heizelement der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, auch Glühstift oder Keramikstift genannt, besteht dabei wie aus dem oben diskutierten Stand der Technik bekannt prinzipiell aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial, beispielsweise Siliziumnitrid, in das elektrisch hochleitfähige Zuleitungen und ein innenliegender Heizleiter eingebettet sein können, wobei die Heiz- und Regelfunktion im Heizleiter kombiniert ist. Der Pluspol wird durch ein Ende des Heizleiters ausgebildet, das an einem durch den Rest der Glühstiftkerze gehaltenes Ende des keramischen Heizelements freiliegt, und der Minuspol wird durch eine Verbindung des Heizleiters mit der Außenhülle des Heizelements ausgebildet, die über das Stützrohr und das Gehäuse der Glühstiftkerze, welches vorzugsweise aus Metall ausgebildet sind, mit dem Motorblock als Masseverbindung verbunden ist. Das keramische Heizelement weist wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt ein freies, in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragendes Ende sowie das die Pluspolfläche ausbildende Ende auf, welches üblicherweise als Pluspol zur Kontaktierung des Heizleiters in dem Heizelement dient. Das bedeutet, dass bei der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze der Pluspol des keramischen Heizelements, der sich an dem in dem Stützrohr angeordneten Ende des keramischen Heizelements befindet, sowie das mit diesem in direktem Kontakt stehende elektrisch leitfähige Kontaktierungselement so in dem Stützrohr positioniert sind, dass diese in Längsrichtung (axialer Richtung) der Glühstiftkerze außerhalb des Gehäuses liegen. Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann das mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktierungselement in Verbindung stehende Ende des elektrisch leitfähigen Anschlussbolzens innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Alternativ dazu kann dieses aber auch ähnlich wie der Pluspol des keramischen Heizelements sowie das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet sein.The ceramic heating element of the glow plug according to the invention, also known as glow plug or ceramic pin, consists in principle of electrically insulating ceramic material, for example silicon nitride, in which electrically highly conductive leads and an internal heating conductor can be embedded, as is known from the prior art discussed above. and control function is combined in the heating element. The positive pole is formed by one end of the heat conductor exposed at a ceramic heater held by the remainder of the glow plug, and the negative pole is formed by connecting the heat conductor to the outer shell of the heater via the support tube and the glow plug housing , which are preferably formed of metal, is connected to the engine block as a ground connection. As already known from the prior art, the ceramic heating element has a free end projecting into the combustion chamber of the internal combustion engine and the end forming the positive pole surface, which usually serves as a positive pole for contacting the heating conductor in the heating element. This means that in the glow plug according to the invention the positive pole of the ceramic heating element, which is located at the arranged in the support tube end of the ceramic heating element, as well as standing in direct contact with this electrically conductive contacting element are positioned in the support tube, that in the longitudinal direction (axial direction) of the glow plug outside the housing. According to a development of the glow plug according to the invention, the end of the electrically conductive connecting bolt which is in contact with the electrically conductive contacting element can be arranged inside the housing. Alternatively, however, this may also be arranged lying in the support tube outside the housing, similar to the positive pole of the ceramic heating element and the electrically conductive contacting element.
Genauer gesagt kann bei dem Aufbau der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze das Stützrohr zwar teilweise innerhalb des Gehäuses, das heißt in einem inneren, zumindest einseitig offenen Hohlraum des Gehäuses der Glühstiftkerze angeordnet sein, zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements oder auch zusätzlich das damit in Verbindung stehende elektrisch leitfähige Kontaktierungselement sind jedoch nicht innerhalb des Hohlraums des Gehäuses positioniert sondern befinden sich außerhalb des Hohlraums und damit außerhalb des Gehäuses der Glühstiftkerze. Das Stützrohr kann alternativ dazu aber auch an dem Gehäuse befestigt sein, so dass kein Teil des Stützrohrs innerhalb des Gehäuses angeordnet ist sondern das Stützrohr stattdessen eine Art Verlängerung des Gehäuses darstellt. More specifically, in the structure of the glow plug according to the invention, the support tube may be partially within the housing, that is arranged in an inner, at least one side open cavity of the housing of the glow plug, at least the positive pole of the ceramic heater or in addition the associated electrically conductive However, contacting element are not positioned within the cavity of the housing but are outside the cavity and thus outside of the housing of the glow plug. Alternatively, the support tube may be attached to the housing so that no part of the support tube is disposed within the housing but instead the support tube is a kind of extension of the housing.
Mit der spezifischen Anordnung des Pluspols des keramischen Heizelements und gegebenenfalls des elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements in dem Stützrohr außerhalb des Gehäuses wird ein sogenanntes sicheres „flexibles Design“ der Glühstiftkerze geschaffen, bei dem das „kurze“ keramische Heizelement im Stützrohr aber außerhalb des Gehäuses gehalten ist, wodurch es ermöglicht wird, dass bei einer übermäßigen Belastung des keramischen Heizelements durch eine Krafteinwirkung von der Seite auf das keramische Heizelement, das Stützrohr, das hier eine weit geringere Festigkeit als das keramische Heizelement aufweist, die Krafteinwirkung durch eine plastische Verformung abfängt, ohne dass das keramische Heizelement zerstört wird. Da das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement auch nach einer Kompression oder einer Dekompression flexibel bleibt, wird eine flexible Kontaktierung zwischen Anschlussbolzen und Pluspol des keramischen Heizelements mittels des komprimierbaren Kontaktierungselements geschaffen. Dadurch wird es erlaubt, dass sich eine üblicherweise koaxiale Ausrichtung des keramischen Heizelements zu dem Anschlussbolzen verändern darf, das heißt dass die Längsachse des keramischen Heizelements zu der Längsachse des Anschlussbolzens einen Winkel >180° einnehmen kann, ohne dass die Kontaktierung zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und Anschlussbolzen unterbrochen wird. Eine elektrische Kontaktierung des keramischen Heizelements durch den Anschlussbolzen und damit ein Erhitzen des keramischen Heizelements nach einem Verbiegen des Stützrohrs samt keramischem Heizelement ist folglich weiter möglich. Das in dem Stützrohr angeordnete Ende des keramischen Heizelements, das den Pluspol aufweist, kann dabei eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen. Alternativ dazu kann dieses rückwärtige Ende des keramischen Heizelements, auf der die Pluspolkontaktfläche liegt, jedoch auch eine Stirnfläche im Winkel von 90° zu der Längsachse des keramischen Heizelements aufweisen, oder aber es kann ein zylindrischer Ansatz als vorragende Pluspolkontaktfläche an dieser vorgesehen sein.With the specific arrangement of the positive pole of the ceramic heating element and optionally the electrically conductive contacting element in the support tube outside the housing, a so-called safe "flexible design" of the glow plug is provided in which the "short" ceramic heating element is held outside the housing in the support tube, whereby, when the ceramic heating element is loaded excessively from the side on the ceramic heating element, the support tube, which here has a much lower strength than the ceramic heating element, allows the force to be absorbed by a plastic deformation, without destroying the ceramic heating element. Since the electrically conductive contacting element remains flexible even after compression or decompression, a flexible contact between the connecting pin and the positive pole of the ceramic heating element is created by means of the compressible contacting element. This allows a usually coaxial orientation of the ceramic heating element to change to the connecting bolt, that is, that the longitudinal axis of the ceramic heating element to the longitudinal axis of the connecting bolt an angle> 180 ° can take without the contact between positive pole of the ceramic heating element and connecting bolt is interrupted. An electrical contacting of the ceramic heating element by the connecting bolt and thus a heating of the ceramic heating element after bending of the support tube, including ceramic heating element is therefore further possible. The arranged in the support tube end of the ceramic heating element, which has the positive pole, thereby may have a frusto-conical shape. Alternatively, this rear end of the ceramic heating element, on which the positive pole contact surface is located, but also have an end face at an angle of 90 ° to the longitudinal axis of the ceramic heating element, or it may be provided as a projecting positive pole contact surface on this a cylindrical approach.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann der sich außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs, in dem zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements und das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement angeordnet sind, ein geringeres Widerstandsmoment als ein sich innerhalb des Gehäuses befindlicher Teil des Stützrohrs aufweisen. Dies kann vorzugsweise durch eine gleiche oder geringere Wandstärke des sich außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs im Vergleich zu dem sich innerhalb des Gehäuses befindlicher Teil des Stützrohrs umgesetzt sein. Der sich innerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs hat dabei vorzugsweise eine Wandstärke von 0,88 bis 1,4mm, weiter vorzugsweise 0,93mm, und der außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs hat dabei vorzugsweise eine Wandstärke von 0,5 bis 0,8mm, weiter vorzugsweise 0,55mm. Ferner kann das Stützrohr der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze aus einem duktilen Werkstoff bestehen, vorzugweise aus ferritischem oder martensitischem korrosionsbeständigem Stahl. Die Festigkeit des Stützrohrs wird dabei so gewählt, dass bei einer auf das keramische Heizelement einwirkende Biegebelastung das Stützrohr deformiert wird, die Festigkeit des keramischen Heizelements jedoch nicht überschritten wird und die elektrische Verbindung zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und dem Anschlussbolzen durch das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement erhalten bleibt. Um dies sicherzustellen ist es vorzuziehen, dass das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement nicht stoffschlüssig mit dem Pluspol verbunden ist. Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement kann dabei vorzugsweise kraftschlüssig mit dem Pluspol verbunden sein, weiter vorzugsweise indem das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und dem entsprechenden Ende des Anschlussbolzens, das sich innerhalb des Gehäuses hin zu dem keramischen Heizelement ausgerichtet befindet, eingeklemmt ist. Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement kann entsprechend durch den Anschlussbolzen vorgespannt sein. Die Vorspannung des elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements beziehungsweise des Anschlussbolzens muss ferner durch geeignete Maßnahmen im Bereich des Stützrohrs oder des Gehäuses gehalten werden, wobei verschiedenste Lösungen denkbar sind. According to a further preferred development of the glow plug according to the invention, the part of the support tube located outside the housing, in which at least the positive pole of the ceramic heating element and the electrically conductive contacting element are arranged, may have a lower resistance moment than a part of the support tube located inside the housing. This can preferably be implemented by an equal or smaller wall thickness of the part of the support tube located outside the housing in comparison to the part of the support tube located inside the housing. The part of the support tube located inside the housing preferably has a wall thickness of 0.88 to 1.4 mm, more preferably 0.93 mm, and the part of the support tube located outside the housing preferably has a wall thickness of 0.5 to 0, 8mm, more preferably 0.55mm. Furthermore, the support tube of the glow plug according to the invention may be made of a ductile material, preferably of ferritic or martensitic stainless steel. The strength of the support tube is chosen so that when a force acting on the ceramic heating element bending the support tube is deformed, the strength of the ceramic heater is not exceeded and the electrical connection between positive pole of the ceramic heater and the terminal bolt obtained by the electrically conductive contacting element remains. To ensure this, it is preferable that the electrically conductive contacting element is not materially connected to the positive pole. The electrically conductive contacting element may preferably be frictionally connected to the positive pole, more preferably by the electrically conductive contacting element is clamped between positive pole of the ceramic heating element and the corresponding end of the connecting bolt, which is aligned within the housing towards the ceramic heating element. The electrically conductive contacting element can accordingly be biased by the connecting bolt. The bias of the electrically conductive contacting element or the connecting bolt must also be held by suitable measures in the region of the support tube or the housing, a variety of solutions are conceivable.
Ferner kann die erfindungsgemäße Glühstiftkerze des Weiteren ein Deckelbauteil aufweisen. Das Deckelbauteil kann eine Dichtung sein, die den Hohlraum des Gehäuses abschließt, um das keramische Pulver in dem Stützrohr zu halten und Schmutz und Feuchtigkeit nicht eindringen zu lassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Deckelbauteil in Form einer elektrisch isolierenden Hülse umgesetzt sein, die den Anschlussbolzen gegenüber dem Gehäuse zusätzlich elektrisch isoliert und mechanisch abstützt. Furthermore, the glow plug according to the invention may further comprise a cover component. The lid member may be a seal that seals the cavity of the housing to hold the ceramic powder in the support tube and to prevent dirt and moisture from entering. Additionally or alternatively, the lid member may be implemented in the form of an electrically insulating sleeve which additionally electrically insulates and mechanically supports the terminal bolt relative to the housing.
Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze weist elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Gemäß bevorzugter Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement aus einem leitfähigen Pulver, wie zum Beispiel aus einem Metallpulver, insbesondere einem Silberpulver, einem Graphitpulver oder auch aus einem leitfähigen Keramikpulver, immer in verfestigter Form, oder aus einem porösen Sinterkörper, vorzugsweise aus den gleichen Materialien, bestehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement eine Tablettenform aufweisen. Ferner kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement aus einem gerollten und/oder einem verpressten Metallgewebe bestehen, wobei das Metallgewebe vorzugsweise Metallwolle ist, und wobei das Metall nicht oxidieren sollte. Beispiele für ein derartiges Metall sind Kupfer, Bronze, Messing, Stahl, rostfreier Stahl, Silber oder Nickel. Es auch ein oxidationsanfälligeres beschichtetes, beispielsweise versilbertes oder vernickeltes Metallgewebe verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement aus elastischem Material bestehen, vorzugsweise auf Graphitbasis. Graphit kommt dabei bevorzugt als Material für das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement zur Anwendung. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch die Verwendung anderer geeigneter elektrisch leitender Materialien möglich.The electrically conductive contacting element of the glow plug according to the invention has electrically conductive properties. According to preferred developments of the glow plug according to the invention, the electrically conductive contacting element of a conductive powder, such as a metal powder, in particular a silver powder, a graphite powder or a conductive ceramic powder, always in solidified form, or of a porous sintered body, preferably from the same materials. Alternatively or additionally, the electrically conductive contacting element may have a tablet shape. Furthermore, the electrically conductive contacting element may consist of a rolled and / or a compressed metal fabric, wherein the metal fabric is preferably metal wool, and wherein the metal should not oxidize. Examples of such a metal are copper, bronze, brass, steel, stainless steel, silver or nickel. It is also an oxidationsanfälligeres coated, for example, silver-plated or nickel-plated metal fabric used. Alternatively or additionally, the electrically conductive contacting element consist of elastic material, preferably based on graphite. Graphite comes with it preferably as a material for the electrically conductive contacting element for use. Alternatively or additionally, however, the use of other suitable electrically conductive materials is possible.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann innerhalb des Stützrohrs zwischen dem Anschlussbolzen und dem Stützrohr eine Isolierhülse angeordnet sein, die vorzugsweise den Anschlussbolzen, das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement und den Pluspol des keramischen Heizelements gegenüber dem Stützrohr elektrisch isoliert. die Isolierhülse besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff wie zum Beispiel Polyimid (PI), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), oder auch aus einem temperaturbeständigen Fluor- oder Siliconelastomer oder Glasseide.According to a further preferred embodiment of the glow plug according to the invention, an insulating sleeve can be arranged within the support tube between the terminal bolt and the support tube, which preferably electrically isolates the terminal bolt, the electrically conductive contacting element and the positive pole of the ceramic heating element relative to the support tube. the insulating sleeve is preferably made of plastic such as polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), or from a temperature-resistant fluorine or silicone elastomer or glass silk.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Eine gemäß der Erfindung ausgeführte Glühstiftkerze hat gegenüber dem oben diskutierten Stand der Technik aufgrund des Einsatzes des flexiblen, elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements den Vorteil, dass kein Drähte zur Kontaktierung zwischen dem Anschlussbolzen und dem keramischen Heizelement der Glühstiftkerze zur Anwendung kommen, wodurch ein Verlöten von Drähten zwischen diesen Bauteilen unnötig wird und dadurch der gesamte Herstellungsprozess kostengünstiger wird. Ferner kann es bei bekannten Glühstiftkerzen, wie weiter oben beschrieben, bei einer mechanischen Einwirkung von außen zu einem Lösen oder einem Bruch zwischen keramischen Heizelement und dessen Minuskontaktbereich beziehungsweise dessen Pluskontaktbereich kommen, die üblicherweise miteinander durch Löten oder dergleichen verbunden sind. Durch die Verwendung des komprimierbaren elastischen, elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements, das nicht stoffschlüssig mit der Pluspolfläche des keramischen Heizelements verbunden ist, kann eine direkte Krafteinwirkung auf die Kontaktflächen zwischen keramischem Heizelement und Minuskontaktbereich beziehungsweise Pluskontaktbereich verhindert oder zumindest abgeschwächt werden, so dass es nicht zu einem Kontaktverlust durch Delamination zwischen diesen Bereichen des keramischen Heizelements kommt. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Lösung mit der außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontaktierung des Pluspols des keramischen Heizelements eine Zerstörung des keramischen Heizelements durch auf dieses potentiell einwirkende Biegekräfte abgeschwächt beziehungsweise vollständig vermieden werden. Die oben genannte Kontaktierung des Pluspols des keramischen Heizelements durch das flexible Kontaktierungselement wird erfindungsgemäß mit dem beschriebenen „flexiblen Design“ zu einer neuen Gesamtlösung verbunden. An inventive glow plug has over the above-discussed prior art due to the use of the flexible, electrically conductive contacting element the advantage that no wires for contacting between the terminal bolt and the ceramic heating element of the glow plug are used, thereby soldering wires between these components is unnecessary and thus the entire manufacturing process is cheaper. Furthermore, in the case of known glow plugs, as described above, a mechanical action from the outside can lead to a release or a break between the ceramic heating element and its negative contact region or its positive contact region, which are usually connected to one another by soldering or the like. By using the compressible elastic, electrically conductive contacting element, which is not materially connected to the positive pole of the ceramic heating element, a direct force on the contact surfaces between the ceramic heating element and negative contact region or positive contact region can be prevented or at least mitigated so that it does not lead to a loss of contact due to delamination between these areas of the ceramic heating element. Furthermore, destruction of the ceramic heating element can be attenuated or completely avoided by the solution according to the invention with the contacting of the positive pole of the ceramic heating element arranged outside the housing. The above-mentioned contacting of the positive pole of the ceramic heating element by the flexible contacting element is connected according to the invention with the described "flexible design" to a new overall solution.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich.Further advantages and preferred embodiments of the invention will become apparent from the following description of the figures.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigenShow it
Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze
Das Stützrohr
Zur möglichst durchgehenden Aufrechterhaltung des elektrischen Kontakts zwischen Pluspol
Als Einsatzgebiet für eine derartig aufgebaute Glühstiftkerze sind noch weitere Anwendungsgebiete der oben beschriebenen Stützrohr-Anordnung denkbar, wie zum Beispiel für einen Kraftstoffheizer wie beispielsweise einen Ethanolheizer in einem Flex-Startsystem oder dergleichen. As a field of application for a glow plug constructed in this way, further fields of application of the above-described support tube arrangement are conceivable, for example for a fuel heater such as, for example, an ethanol heater in a flex-start system or the like.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10339641 A1 [0005, 0006] DE 10339641 A1 [0005, 0006]
Claims (12)
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