DE19852785A1

DE19852785A1 - Keramische Glühstiftkerze

Info

Publication number: DE19852785A1
Application number: DE19852785A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Geissinger; Gert Lindemann; Christoph Haluschka; Thomas Nething; Wolfgang Dressler; Friederike Lindner; Horst Boeder; Matthias Rowek; Wolfgang Otterbach; Christoph Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2000-03-30
Also published as: EP1046013A1; KR20010032452A; US6437492B1; WO2000019148A1; JP2002525555A; SK7782000A3

Abstract

Es wird eine keramische Glühstiftkerze vorgeschlagen, bei welcher ein rohrförmiges Metallgehäuse an seinem brennraumseitigen Ende eine keramische u-förmige Heizvorrichtung freitragend hält und auf der brennraumfernen Seite einen Anschlußbolzen zum Anlegen einer Spannung an die keramische Heizvorrichtung aufweist. In dem Metallgehäuse schließt sich brennraumfern an die keramische Heizvorrichtung eine Keramikhülse und ein Ring an.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer keramischen Glühstiftkerze für Dieselmotoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Glühstiftkerze aus der DE-OS 38 37 128 bekannt, bei welcher eine keramische Heizvorrichtung von der Spitze eines zylindrischen Halters gehalten wird. Die keramische Heizvorrichtung ist hierbei gegen den Halter elektrisch isoliert. Auf der Seite des zylindrischen Halters, die der keramischen Heizvorrichtung gegenüber liegt, ist eine Anschlußvorrichtung vorgesehen, welche mit der Versorgungsspannung kontaktiert ist. Die keramische Heizvorrichtung besteht aus einem U-förmigen Heizabschnitt, wobei die beiden Enden des U-förmigen Heizausschnittes jeweils über Drähte bzw. eingesinterte Anschlüsse mit der Anschlußvorrichtung kontaktiert sind. Während eines Glühvorganges wird an die keramische Heizvorrichtung eine Spannung angelegt, so daß ein Strom von einem Ende des U-förmigen Heizabschnittes über die brennraumseitige Spitze des Heizabschnittes zum anderen Ende des U-förmigen Heizabschnittes fließt. Der Strom bewirkt aufgrund des Widerstandes der Keramik die Erwärmung des Heizabschnittes, so daß dieser glüht und das Brennstoff-Luft-Gemisch für eine Entzündung erwärmt wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch das Einfügen einer Keramikhülse und eines Ringes in das Kerzengehäuse dieses ausgefüllt und damit stabiler ist und daß bei der Montage der Glühstiftkerze eine Dichtmasse, die sich zwischen dem brennraumfernen Ende des Kerzengehäuses und der keramischen Heizvorrichtung befindet, gut verdichtet werden kann. Der von der brennraumfernen Öffnung her aufgebrachter Druck wird über den Ring und die Keramikhülse gut an die keramische Heizvorrichtung weitergegeben, so daß der gewünschte Sitz der keramischen Heizvorrichtung in dem Metallgehäuse gut gewährleistet wird. Die Fertigung wird letztendlich einfacher und damit kostengünstiger.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen keramischen Glühstiftkerze möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daß an die keramische Heizvorrichtung anschließend zunächst eine Keramikhülse im Kerzengehäuse angeordnet ist. Damit ist gleichzeitig eine gute Isolation der Innenleiteranordnung, welche zentral durch die Keramikhülse hindurchgeführt ist, gegeben. Im übrigen kann die Keramikhülse direkt auf der keramischen Heizvorrichtung aufsitzen. Die Verwendung eines stoßunempfindlichen Ringes beispielsweise eines Metallringes hat den Vorteil, daß beim Zusammenbau der Glühstiftkerze ein auf den Metallring aufgebrachter punktueller Druck sich über den Metallring gut auf die gesamte Fläche der Keramikhülse und auf die brennraumferne Stirnfläche der keramischen Heizvorrichtung verteilt. Durch die flächige Verteilung des aufgebrachten Verdichtungsdruckes wird die Spannungsbelastung für die Keramik minimiert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine keramische Glühstiftkerze. Die Glühstiftkerze besteht aus einem zylindrischen rohrförmigen Metallgehäuse, welches das Kerzengehäuse 10 darstellt. Das Kerzengehäuse 10 umfaßt an seinem brennraumseitigen Ende 11 eine keramische Heizvorrichtung 12. Diese keramische Heizvorrichtung 12 ist ein als keramischer Schichtverbund ausgeführter Glühstift, welcher aus einer isolierenden Kompositkeramikschicht 13, die zwischen zwei elektrisch leitenden Kompositkeramikschichten 14 liegt, besteht. An der Spitze der keramischen Heizvorrichtung sind die beiden elektrisch leitenden Kompositkeramikschichten 14 durch einen dünnen Steg aus elektrisch leitender Kompositkeramik verbunden, so daß die elektrisch leitenden Kompositkeramikschichten 14 im wesentlichen u-förmig angeordnet sind.

Die keramische Heizvorrichtung 12, auch mit Glühstift bezeichnet, weist in ihrem vom zylindrischen Kerzengehäuse 10 umfaßten hinteren Abschnitt einen Bereich größeren Durchmessers 15 auf. Der Durchmesser dieses hinteren Abschnittes des Glühstiftes ist so gewählt, daß der Glühstift beim Zusammenbau der Glühstiftkerze im Gehäuse 10 verschiebbar ist. Der Glühstift beziehungsweise die keramische Heizvorrichtung 12 wird im zylindrischen Kerzengehäuse 10 so montiert, daß sich zwischen der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 11 und der Außenwand der keramischen Heizvorrichtung 12 im Bereich des kleineren Durchmessers ein Hohlraum 17 bildet, der mit einem elektrisch leitfähigen, verdichtbarem Material 18 ausgefüllt ist. Dieses elektrisch leitfähige Material 18 kann beispielsweise Graphit, ein Metallpulver, eine Pulvermischung aus Keramik und leitfähigen Partikeln oder ein aus Graphitfolie gewickelter Hohlzylinder sein.

Der Glühstift ist zumindest in dem Bereich, in welchem er vom Kerzengehäuse 10 umfaßt wird, mit einer isolierenden Schicht 20, wobei diese isolierende Schicht mittels Verglasen hergestellt ist, überzogen. Der Bereich, in welchem diese isolierende Schicht 20 aufgebracht ist, ist in der Figur zur besseren Kenntlichmachung schraffiert. In der isolierenden Schicht 20 sind für die Kontaktierung des der elektrisch leitenden Kompositkeramikschichten eine erste und eine zweite Aussparung 21 und 22 angebracht. Die erste Aussparung 21 befindet sich auf der brennraumfernen Stirnseite des Glühstiftes und zwar so, daß eine Kontaktierung des Anschlußbolzens mit einem Schenkel der u-förmigen elektrisch leitenden Keramik erfolgt. Der zweite elektrische Kontakt erfolgt an der seitlichen Außenwand des zweiten Schenkels der u-förmigen, elektrisch leitenden Keramik. Der Kontakt dieser zweiten Aussparung 22 mit dem Kerzengehäuse erfolgt über die Dichtmasse 18, wie dies der Figur zu entnehmen ist. Die Aussparungen sind in der Figur mit einer dunklen Fläche angegeben.

Bei der Montage der Glühstiftkerze wird zunächst das elektrisch leitende Dichtmaterial 18 von der brennraumfernen Öffnung her in das Kerzengehäuse 10 in Form eines Vorpreßlings eingebracht. Anschließend wird die keramische Heizvorrichtung 12 eingesetzt. An die keramische Heizvorrichtung 12 schließt sich brennraumfern im Kerzengehäuse 10 eine Keramikhülse 19 und im weiteren ein Metallring 20 an. Nachdem diese einzelnen Elemente in das rohrförmige Metallgehäuse eingesetzt wurden, wird mittels Krafteinwirkung der Glühstift in das brennraumseitige Ende 11 des Kerzengehäuses eingepresst und dabei das Dichtmaterial 18 verdichtet. Während des Verdichtungsprozesses wird der Hohlraum 17 in seinem Volumen verkleinert. Anschließend wird das Gehäuse mittels eines Dichtringes 23 verschlossen. Wobei durch eine zentrale Öffnung des Dichtringes der Anschlußbolzen der Innenleiteranordnung geführt ist. Nach einer endgültigen Einstellung einer definierten Preßkraft kann der Ring durch eine stoff-, kraft- oder formschlüssige Verbindung wie Verstemmen, Schweißen, Preßverbund, Verschrauben, Löten oder Kleben fixiert werden.

Claims

1. Keramische Glühstiftkerze mit einem rohrförmigen Metallgehäuse, welches an seinem brennraumseitigen Ende eine keramische, u-förmige Heizvorrichtung in Form eines Glühstiftes freitragend hält, mit einem auf der brennraumfernen Seite angeordneten Anschlußbolzen, welcher mit der keramischen Heizvorrichtung über eine Innenleiteranordnung elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich im rohrförmigen Metallgehäuse an die keramische Heizvorrichtung zunächst mindestens eine isolierende Hülse (19) und anschließend an die mindestens eine isolierende Hülse (19) ein Ring (20) anschließt, wobei die Innenleiteranordnung zur Kontaktierung der keramischen Heizvorrichtung durch die mindestens eine isolierende Hülse (19) und den Ring (20) hindurchreicht.

2. Keramische Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine isolierende Hülse eine Keramikhülse ist.

3. Keramische Glühstiftkerze nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, die der Ring (20) aus einem stoßunempfindlichen Material besteht.

4. Keramische Glühstiftkerze nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20) aus einem Metall besteht und der Durchmesser seiner Innenöffnung so gewählt ist, daß die Innenwand des Ringes nicht in Verbindung mit der Innenleiteranordnung steht.

5. Keramische Glühstiftkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Innenwand des Ringes und der Innenleiteranordnung ein Dielektrikum befindet.

6. Keramische Glühstiftkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum ein Luftspalt vorgesehen ist.