DE3146653C2

DE3146653C2 - Glühkerze für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3146653C2
Application number: DE19813146653
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. 7250 Leonberg Esper; Thomas Dipl.-Ing. Dr. 7259 Friolzheim Frey; Heinz 7016 Gerlingen Geier; Gerhard Dr. 7251 Weissach Holfelder; Günter 7000 Stuttgart Knoll; Wilhelm Dipl.-Ing. Dr. 7141 Möglingen Polach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1986-09-04
Also published as: DE3146653A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen ohne Fremdzündung. Die Glühkerze umfaßt in der Längsbohrung ihres Metallgehäuses ein dünnwandiges Keramikrohr, das brennraumseits mit einem Boden verschlossen ist; auf der Außen- und/oder Innenseite des Keramikrohr-Bodens ist ein schichtförmiges Heizelement aufgebracht, das über Leiterbahnen mit dem anschlußseitigen Endabschnitt des Keramikrohres in elektrischer Verbindung steht. Das Heizelement ist wellenförmig oder als Einschnürung der Anschlußleiterbahnen ausgebildet und vorzugsweise mit einer gasdichten Schutzschicht bedeckt. Zwischen Heizelement und Keramikrohr-Boden kann eine poröse keramische Zwischenschicht angeordnet sein; im Falle von sehr kleinflächigen Heizelementen ist außerdem eine Wärmeleitschicht zwischen der Zwischenschicht und dem Keramikrohr-Boden erforderlich. Glühkerzen gemäß der Erfindung erreichen in weniger als zwei Sekunden die zur Zündung von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen erforderlichen Temperaturen und können in einfacher Weise mit einem optoelektrischen Brennraumsensor ausgerüstet werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Glühkerze nach der Gattung des Hauptanepruchs.

Eine solche Glühkerze, die schon aus der DE-PS 4 06 932 bekannt ist, erfordert aber aufgrund der hohen Wärmekapazität ihrer Bauteile und ihres Aufbaus eine relativ lange Zeitspanne, um ihre zur Zündung von Kraftstoffdampf-Luft-Gsmischen erforderlichen Temperaturen zu erreichen. Darüber hinaus besitzt eine solche Glühkerze aufgrund ihres Aufbaus keine befriedi- gende Lebensdauer und ist zudem noch verhältnismäßig teuer.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 29 00 984 schon bekannt bei Glühkerzen auf dem Mantel eines rohrförmigen keramischen Trägers ein schichtförmiges Heizele- ment anzuordnen; eine solche Glühkerze gewährleistet jedoch keine sichere Zündung von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen und ist gegenüber den extremen Temperaturwechselbeanspruchungen heutiger Brennkraftmaschinen sehr empfindlich.

In der JP-P/OS 54-1 09 536 ist eine Glühkerze beschrieben, deren Glühstift sich aus vielen kleinen aufeinanderliegender! Keramikscheibchen zusammensetzt, auf deren Großflächen Widerstandsbahnen aufgebracht sind; die Enden der Widerstandsbahnen sind jeweils zur Peripherie des jeweiligen Keramikscheibchens geführt Die Scheibchen sind aufeinandergeschichtet, zusammengesintert und die auf ihrer Peripherie befindlichen Enden der Widerstandsbahnen miteinander über Leiterbahnen verbunden, welche mit den elektrischen An- schlußteilen der Glühkerze in Verbindung stehen. Derartige Glühkerzen sind aufgrund ihres komplizierten Aufbaus sehr teuer und weisen hinsichtlich der in den Brennkraftmaschinen auftretender extremen Temperaturwechsel keine befriedigende Funktionssicherheit auf.

Glühkerzen, die brennraumseits mit einem Boden versehene Keramikrohre als Heizelement-Träger aufweisen, sind in der DE-PS 83 743 und in der CH-PS 9 739 veröffentlicht worden. Bei der Glühkerze nach der DE-PS 83 743 befindet sich das Heizelement als Draht wendel auf der Innenseite der Keramikrohr-Seitenwand und wird bei Betrieb in der Brennkraftmaschine mit in den Innenraum des Keramikrohres eingespritztem Kraftstoff in Berührung gebracht. In der Nähe des Ke-

ramikrohr-Bodens befindliche Löcher erlauben den Durchtritt des Kraftstoffes und von Luft in den Zylinder der Brennkraftmaschine. — Bei der Glühkerze nach der CH-PS 9 739 handelt es sich um einen sogenannten Glühkopf, der vor der Inbetriebnahme aus der Brennkraftmaschine auszubauen und mit einer Lötlampe aufzuheizen ist Innerhalb der seitlichen Wandung des Keramiktopfes ist zusätzlich ein wendeiförmiger Heizdraht mit eingeformt der dann während des Betriebes der Brennkraftmaschinen zur Zündung bzw. Vergasung des Brennstoffes dient Ein mit Asbest innen ausgekleideter, metallischer Hut dient dem in die Brennkraftmaschine eingebauten Keramiktopf als Schutzrohr. — Beide vorstehend beschriebenen Glühkerzen sind für heutige Brennkraftmaschinen aber ungeeignet

Glühkerzen, bei denen das Heizelement an ihrem brennraumseitigen Endabschnitt angeordnet ist, zählen auch bereits zum Stand der Technik. Bei der Glühkerze gemäß der GB-PS 10 20 584 dient ein zur Spirale geformtes Metallband als offenliegendes Heizelement in einer brennraumseitigen Öffnung des Kerzengehäuses. Das Heizband ist einerseits mit dem Endabschnitt des Anschlußbolzens und andererseits am Metaligehäuse befestigt, wodurch unerwünscht viel Heizwärn;e abgeleitet wird. Die in der GB-PS 14 47 964 beschriebene Glühkerze enthält in dem brennraumseitigen Endabschniti ihres metallischen Schutzrohres ein als Heizelement dienendes Sinterteil aus Chrom und Chromoxid. — Eine andere Glühkerze, die ebenfalls im brennraumseitigen Bereich ihres Glühstiftes ein Heizelement aufweist ist aus der DE-OS 26 37 464 ersichtlich. Das Heizelement besteht dabei im wesentlichen aus SiC-Pulver und ist in einem metallischen Schutzrohr gehalten. Die Funktion und/oder auch der Aufbau dieser vorstehend beschriebenen Glühkerze ist für die hohen Anforderungen heutiger Brennkraftmaschinen nicht mehr ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erforderliche Vorglühtemperatur in sehr kurzer Zeit (z. B. in weniger als zwei Sekunden) zu erreichen, eine hervorragende Lebensdauer zu erzielen und die kostengünstige Herstellung mittels moderner Fertigungsverfahren zu erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Glühkerze möglich. Besonders kurze Vorglühzeiten erzielt man bei einer Glühkerze, wenn das auf ihrem Keramikrohr-Boden angeordnete schichtförmige Heizelement als Einschnürung zwischen Anschlußleiterbahnen ausgebildet ist. Um das Keramikrohr dieser besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Ausführungsform der Glühkerze thermisch zu entlasten, ist zwischen Heizelement und Keramikrohr die Anordnung einer porösen Keramik-Zwischenschicht und zumeist auch noch einer zusätzlichen Wärmeleitschicht erforderlich. Für eine lange Lebensdauer einer solchen Glühkerze ist es vorteilhaft, wenn der Boden des Keramikrohres als Kuppe ausgebildet ist. Um Schäden an dem Keramikrohr und dem Heizelement anläßlich des Einbaus der Glühkerze in die Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist es außerdem zweckmäßig, wenn um das Keramikrohr herum eine bei Betriebstemperatur verbrennbare Schutzhülse angeordnet ist, die bevo^r7_rugt etwas Abstand von dem Keramikrohr hat

Ein zusätzlicher hervorzuhebender Vorteil der erfindungsgemäßen Glühkerze ist darin zu sehen, daß sie auf einfache Weise mit einem optoelektrischen Brennraurpsensor ausgerüstet werden kann. Ein solcher Brennraumsensor, der prinzipiell bekannt ist und zum Erfassen des Zündbeginns bzw. des Verlaufs der Verbrennung der Kraftstoffdampf-Luft-Gemische in Brennkraftmaschinen dient, kann als Lichtleiter durch den Anschlußbolzen der Glühkerze geführt werden und ist mittels des Glühkörpers der Glühkerze funktionssicher angeordnet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Glühkerze nach der Erfindung,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Außenseite des Keramikrohrbodens (ohne Heizelement-Schutzschicht) der Glühkerze nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines <.:iindungsgemäßen Giühfcerzen-Giühkörpers in vergrößerter Darstellung,

Fig.4 die Draufsicht auf die Außenseite des Keramikrohr-Bodens (ohne Heizelement-Schutzschicht) der Glühkerze nach F i g. 3 und

F i g. S einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Glühkerze, deren brennraumseits verlängertes Gehäuse mit einer verbrennbaren Schutzhülse versehen ist (der Zylinderkopf-Ausschnitt ist strichpunktiert angedeutet).

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Glühkerze 10 hat ein rohrförmiges Metallgehäuse 11, dessen Längsbohrung mit 12 bezeichnet ist und das an seiner Außenseite für den Einbau in einen nicht dargestellten Motor ein Einschraubgewinde 13, ein Schlüsselsechskant 14 und einen am brennraumseitigen Endabschnitt angeordneeinen am brennraumseitigen Endabschnitt an
ten Dichtsitz 15 besitzt. Die Gehäuse-Längsbo
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ängsbohrung 12

ist an ihrem brennraumseitigen Endabschnitt mit einer Schulter 16 versehen, auf der ein Glühkörper ϊ7 mit einem nach außen weisenden Flansch 18 aufliegt; zwischen den Glühkörper-Flansch 18 und die Längsbohrungs-Schulter 16 des Metaligehäuses U ist ein kupferner Kontaktring 19 eingelegt, der auch gleichzeitig als Dichtung zwischen dem Glühkörper 17 und dem Gehäuse 11 dient

Der Glühkörper 17 hat als Träger ein Keramikrohr 20, welches an seinem brennraumseitigen Endabschnitt mit einem Boden 21 verschlossen ist und aus dem brennraumseitigen Endabschnitt des Metallgehäuses U herausragt Das Keramikrohr 20 besteht aus elektrisch isolierendem Keramikünaterial oder Glaskeramik, vorzugsweise jedoch aus Aluminiumoxid und hat an seinem aus dem Gehäuse 11 he. ausragenden Endabschnitt einen A jß-indurchmesser von etwa 5 mm; der Bereich des Bodens 21 hat eine Wanddicke von 0,5 mm, kann jedoch entsprechend der Anwendung einer solchen Glühkerze 10 auch zwischen 0,3 und 0,8 mm dick sein. Um dem Glühkörper 17 eine möglichst geringe Wärmekapazität zu geben, bleibt die. Wanddicke des Keramikrohres 20 bevorzugterweise bis zum Flansch 18 hinauf im wesentlichen gleich und ein Keramikrohr-Innenraum 22 wird im wesentlichen unausgefüllt gelassen. Der Boden 21 ist als Kuppe ausgebildet, kann aber auch von anderer Konfiguration sein.

Der Boden 21 de-, Keramikrohres 20 ist auf seiner Außenseite mit einer dünnen porösen, elektrisch isolierenden Zwischenschicht 23 bedeckt, die vorzugsweise aus Aluminiumoxid besteht. Wärmedehnuneen auffänEt

und einen zu schnellen Wärmeübergang von einem Heizelement 24 auf das Keramikrohr 20 verhindert; die Zwischenschicht 23 kann auf dem Keramikrohr 20 aber auch weiter in Richtung Keramikrohr-Flansch 18 verlängert sein.

Das Heizelement 24 ist im wesentlichen auf den Bereich des Keramikrohr-Bodens 21 beschränkt ist schichtförmig ausgebildet und besteht aus einer Platin-Rhodium-Legierung, welche mit keramischem Material wie z. B. Aluminiumoxid versetzt ist Anstelle der Platin- ι ο Rhodium-Legierung können auch andere Platinmetalle, Legierungen von Platinmetallen oder auch andere elektrisch leitende Stoffe (z. B. Ag-Perowskit) für das Heizelement 24 Verwendung finden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, hat das Heizelement 24 im vorliegenden Beispiel is wellenförmige Konfiguration, was eine hohe Energiedichte ermöglicht Das Heizelement 24 nimmt auf dem Keramikrohr-Boden 21 eine kleinere Fläche ein als die Zwischenschicht 23. Dieses Heizelement 24 ist mit einer elektrisch isolierenden, dichten Schutzschicht 25 aus keramischem Material (z. B. Aluminiumoxid) bedeckt, welche es vor Abrasion, Korrosion und Kurzschluß schützt

Das Heizelement 24 ist an seinen beiden Enden mit einer ersten Leiterbahn 26 bzw. einer zweiten Leiterbahn 27 verbunden, welche aus einer Mischung von Pia- tin und Aluminiumoxid bestehen, aber auch aus anderen Platinmetallen bzw. Legierungen von Platinmetallen oder auch aus anderen elektrisch leitenden Stoffen (z. B. Ag-Perowskit) und einem Keramikmaterial bestehen können; die Leiterbahnen 26 und 27 sind 2 mm breit Während die erste Leiterbahn 26 bis hinauf auf die Stirnseite 28 des Keramikrohr-Flansches 18 führt endet die zweite Leiterbahn 27 bereits hinter der Flansch-Brennraumseite 29. Die Schutzschicht 25 bedeckt die erste Leiterbahn 26, und zwar ausschließlich des die Keramikrohr-Stirnseite 28 bedeckenden Kontaktbereirihoc iinW 2ü£jj die zwsits Leiterbahn 27 wiese icuGcSi nur bis vor die Flansch-Brennraumseite 29, damit sie hier über den Kontaktring 19 mit dem elektrisch an Masse liegenden Metallgehäuse 11 in Kontakt stehen kann. Die Zwischenschicht 23 und auch die Schutzschicht 25 sind zwischen 10 und 50 μιη dick, vorzugsweise jedoch etwa 20 μιτι.

Der aus dem Gehäuse 11 herausragende Abschnitt des Glühkörpers 17 ist mit Abstand von einer Schutzhülse 30 umgeben, die öffnungen 31 für den Zutritt von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen enthält aus warmfestem Blech besteht und am brennraumseitigen Endabschnitt des Metallgehäuses 11 mit bekannten Mitteln befestigt ist Anstelle einer aus Metall bestehenden Schutzhülse 30 kann auch der brennraumseitige Endabschnitt des Gehäuses 11 eme rohrförmige Verlängerung aufweisen; es kann aber auch eine keramische Schutzhülse Verwendung finden.

Der auf der Keramikrohr-Stirnseite 28 befindliche Abschnitt der ersten Leiterbahn 26 steht mit einem Anschlußbolzen 32 in elektrischem Kontakt und zwar über einen Kontaktflansch 33. Der Anschlußbolzen 32 ragt mit einem Anschlußgewinde 34 aus dem anrchlußseitigen Endabschnitt des Metallgehäuses 11 heraus und ist im Metallgehäuse 11 mittels zwei Isolierbuchsen 35 und 36 elektrisch isoliert geführt Die Isolierbuchse 35 ist mit ihrer Längsbohrung 37 auf den Anschlußbeizen 32 geschoben, und zwar bis hinab zum Kontaktflansch 33. Anschlußseits auf dieser unteren Isoüerbuchse 35 ist ein Federring 38 auf den Anschlußbolzen 32 aufgeschoben, der die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der verschiedenen Bauteile der Glühkerze 10 ausgleicht Als nächstes ist auf den Anschlußbolzen 32 die obere Isolierbuchse 36 mit ihrer Längsbohrung 36' aufgeschoben, deren anschlußseitiger Bereich mit einer koaxialen Schräge 39 versehen ist. Auf der Schräge 39 liegt ein metallischer Druckring 40 auf, der Abstand vom Anschlußbolzen 32 hält und auf dessen Oberseite ein an das Metallgehäuse 11 angeformter Bördelrand 41 drückt. Mittels des Bördelrandes 41 werden die in der Gehäuse-Längsbohrung 12 befindlichen Bauteile der Glühkerze 10 fest zusammengehalten.

Derartige Glühkerzen finden bevorzugt bei Brennkraftmaschinen ohne Fremdzündung (z. B. bei Dieselmotoren) Anwendung. Anstelle der elektrischen Verbindung der zweiten Leiterbahn 27 mit dem Metallgehäuse 11 als elektrische Rückführung kann die Leiterbahn 27 auch innerhalb der Gehäuse-Längsbohrung 12 entlanggeführt werden, wie es prinzipiell auch von herkömmlichen Glühkerzen bekannt ist.

in den Fig.3 und 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Glühkörpers 17' dargestellt: Dieser Glühkörper 17' besitzt ein Keramikrohr 20' mit einem Flansch 18' und einem Boden 21' wie die Glühkerze 10 in den Fig. 1 und 2. Auf der Außenseite des Bodens 21' des Keramikrohres 20' ist eine Wärmeleitschicht 42 nach einem bekannten Verfahren aufgebracht, die aus einer Platin/Aluminiumoxid-Schicht besteht und die Aufgabe hat, zu große Temperaturgradienten in? dichtgesinterten Keramikrohr 20' zu verhindern; sie erfüllt diese Aufgabe dadurch, daß sie die schockartig, nahezu nur an einem Punkt auftretende Wärme eines Heizelementes 24' über den ganzen Keramikrohr-Boden 2V verteilt und ableitet Diese Wärmeleitschicht 42 kann auch aus anderen Metall/Keramik-Verbindungen bestehen, enthält als Metall vorzugsweise jedoch ein Platinmetall oder Legierungen von Platinmetallen.

Diese Wärrneieiischicht 42 ist etwa 30 μιπ dick und von einer Zwischenschicht 43 bedeckt, die aus poröser Keramik besteht (beispielsweise aus Aluminiumoxid), 20 μιη dick ist und mithilft einen zu schnellen Wärmeübergang vom Heizelement 24' auf das Keramikrohr 20' zu verhindern. Diese Zwischenschicht 43 fängt auch Wärmedehnungen auf und erstreckt sich vorzugsweise bis zum Keramikrohr-Flansch 18' hin. Die Wärmeleitschicht 42 nimmt eine größere Fläche ein als das Heizelement 24' und ist von der elektrisch isolierenden Zwischenschicht 43 bedeckt

Auf dieser Zwischenschicht 43 ist eine erste Leiterbahn 26' angeordnet, die auf der Stirnseite 28' des Keramikrohres 20* beginnt wie die Leiterbahnen 26 un'¹ 27 des Glühkörpers 17 in den F i g. 1 und 2 aus einer PlatinmetalJ-Keramik-Schicht besteht und bis zum Keramikrohr-Boden 2V führt Die zweite Leiterbahn 27' dieses Glühkörpers 17' führt von der Brennraumseite 29' des Keramikrohr-Flansches 18' ebenfalls bis auf den Keramikrohr-Boden 21' und besteht aus dem gleichen Material wie die erste Leiterbahn 26'. Das Heizelement 24' ist als Einschnürung zwischen den beiden Leiterbahnen 26' und 27' ausgebildet; dieses Heizelement 24' ist etwa nur 1 mm lang und 0,5 mm breit, kann — je nach Anwendungsart — jedoch auch bis zu 6 mm lang oder sogar punktförmig sein.

Der Bereich des Heizelementes 24' und die Leiterbahnen 26' und 27' ist mit einer Schutzschicht 25' abgedeckt die in Anordnung, Material und ihrer Aufgabe der Schutzschicht 25 auf dem Glühkörper 17 nach F i g. 1 entspricht Alle auf dem Keramikrohr 20' aufgebrachten schicht-

förmigen Elemente 42, 43, 26', 27', 24' und 25" können mit dem Keramikrohr 20' gemeinsam in einem einzigen Brand miteinander versintert werden.

Es sei erwähn*, daß die beschriebenen Heizelemente 24 und 24' mit ihren Leiterbahnen 26, 27 bzw. 26', 27' nicht auf der Außenseite des Keramikrohres 20 bzw. 20' angeordnet sein müssen, sondern auch im Innenraum 22 bzw. 12' des Keramikrohres 20 bzw. 20' aufgebracht sein können; es ist auch möglich, daß Heizelemente 24, 24' sowohl auf der Außenseite als auch im Innenraum 22 bzw. 22' des Keramikrohres 20 bzw. 20' angeordnet sind.

Eine Glühkerze mit einem Glühkörper 17' gemäß den Fig.3 und 4 können die zum Zünden von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen erforderliche Temperatur in weniger als einer Sekunde erreichen; mit einem solchen Glühkörper 17' lassen sich die genannten Zündtemperaturen selbst bei einer angelegten Spannung in der Größenordnung von 9 Volt in weniger als 1,5 Sekunden erreichen, wobei der Stromverbrauch nur etwa halb so groß ist wie bei üblichen Glühstiftkerzen, welche in einer dünnwandigen metallischen Glühhülse einen in keramisches Material gebetteten Widerstandsdraht enthalten.

Die in F i g. 1 dargestellte Glühkerze 10 mit ihrem Glühkörper 17 oder mit einem Glühkörper 17' nach den Fig.3 und 4 kann vorzüglich mit einem optoelektrischen Brennraumsensor 44 ausgerüstet werden. Dieser Brennraumsensor 44 ist ein Lichtleiter, der aus einem Quarzglasstab und/oder einem Glasfaserkabel besteht und ^:n einer Längsbohrung 45 des Anschlußbolzens 32 entlanggeführt ist; der brennraumseitige Endabschnitt des Brennraumsensors 44 ragt in bevorzugter Weise etwas in den Keramikrohr-Innenraum 22 hinein, jedoch zwecks Vermeidung von Wärmeableitung ohne Beruhrung des Keramikrohres 20. Das dünnwandige Keramikrohr 20 übernimmt für den Sensor 44 eine Schutzfunktion gegen Verunreinigungen (z. B. Ruß), erlaubt aber dennoch aufgrund seiner Transparenz einen gut ausreichenden Durchtritt des bei der Verbrennung auftretenden Lichtes. Der anschlußseits aus dem Anschlußbolzen 32 herausgeführte, zumeist lichtdicht ummantelte Abschnitt des Brennraumsensors 44 steht in bekannter Weise mit einem nicht dargestellten optoelektrischen Wandler in Verbindung wie es beispielsweise aus der DE-OS 29 05 506 bekannt ist. — Optoelektrisch^ Sensoren sind bereits aus der vorstehend genannten DE-OS 29 05 506 und auch aus den DE-OS 30 01 711, 30 11 569,30 11 570,30 42 399 und 30 42 454 bekannt

Erwähnt sei noch, daß bei Verwendung einer die Glühkörper 17, 17' umgebenden Schutzhülse 30 insbesondere eine öffnung 31 an der brennraumseitigen Stirnfläche der Schutzhülse 30 angeordnet ist um eine gute Wirkung des Brennraumsensors 44 zu erzielen; in vielen Anwendungsfällen genügen jedoch auch Öffnungen 31, welche sich irgendwo in der Schutzhülse 30 befinden.

In der F i g. 5 ist eine Glühkerze 10' dargestellt die im wesentlichen der Glühkerze 10 nach Fig. 1 und 2 entspricht bzw. mit einem Glühkörper 17' nach den F i g. 3 und 4 ausgerüstet sein kann. Diese Glühkerze 10', die mit ihrem Einschraubgewinde 13' in einen strichpunktiert angedeuteten Zylinderkopf 46 eingeschraubt ist unterscheidet sich von den vorstehend genannten Ausführungen nur dadurch, daß sie am brennraumseitigen Endabschnitt ihres Metallgehäuses 11' zusätzlich mit einer rohrförmigen Verlängerung 47 und mit einer bei der Betriebstemperatur der Glühkerze 10' verbrennenden Schutzhülse 30' versehen ist. Die Gehäuse-Verlängerung 47 ist so ausgebildet, daß ihre Stirnfläche 48 etwa mit der Innenseite 49 des Zylinderkopfes 46 bündig abschließt und daß sie sowohl einen Ringspalt 50 zum Glühkörper 17" als auch einen Ringspalt 51 zum brennraumseitigen Abschnitt einer Glühkerzen-Bohrung 52 im Zylinderkopf 46 aufweist; der bündige Abschluß der Gehäuse-Verlängerung 47 verhindert dabei das Entstehen unerwünschter Turbulenzen des Kraftstoffdampf-Luftgemisches in diesem Brennkraftmaschinen-Bereich und die Ringspalte 51 und 52 verhindern unerwünschte Wärmeableitung vom Glühkörper 17". Die Schutzhülse 30' besteht aus Celluloid, ist mit Abstand um den Glühkörper 17" angeordnet, weist bevorzugt auch einen Boden (ohne Bezugszeichen) auf und ist mit ihrem offenen Endabschnitt am brennraumseitigen Endabschnitt der Gehäuse-Verlängerung 47 befestigt; im vorliegenden Beispiel ist die Schutzhülse 30' in einer koaxialen Ringnut 53 der Gehäuse-Stirnfläche 48 eingeklemmt und festgelegt. Diese Schutzhülse 30' hat die Funktion, anläßlich des Einbaus der Glühkerze 10' in den Zylinderkopf 46 Beschädigungen am Glühkörper 17" zu verhüten; der Abstand von der Schutzhülse 30' zum Glühkörper 17" bietet den Vorteil, daß anläßlich des Glühkerzen-Einbaus auf den brennraumseitigen Bereich einwirkende Stöße nicht direkt auf den Glühkörper 17" treffen, sondern von der nachgiebigen Schutzhülse 30' aufgefangen werden. Schutzhülsen 30', die direkt auf den Glühkörper 17" aufgebracht sind (z. B. als Hülse aufgeschoben oder mittels anderer bekannter Verfahren — wie Tauchverfahren oder ähnliches — aufgebracht), sind für diesen Zweck auch brauchbar, doch aus den vorgenannten Gründen nicht optimal; als Material kann für derartige Schutzhülsen Pappe Verwendung finden.

Es sei erwähnt daß die erfindungsgemäße Glühkerze, insbesondere die nach F i g. 5, vorzüglich für die Anwendung in Vielstoffmotoren geeignet ist; der Glühkörper 17" ragt dabei etwa i0 mm in den Zylinder einer solchen Brennkraftmaschine hinein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Ίί fei

Claims

Patentansprüche:

1. Glühkerze für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen ohne Fremdzündung, mit einem Keramikrohr, das in der Längsbohrung eines Metallgehäuses befestigt ist, brennraumseits einen Boden hat und auf seiner Oberfläche mit einem elektrischen Heizelement versehen ist, von dem zumindest eine der elektrischen Anschluß-Verbindungen durch die Gehäuse-Längsbohrung führt, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (24, 24') im wesentlichen auf den Bereich des brennraumseitigen Bodens (21,21') des im wesentlichen einen leeren Innenraum (22,22*) aufweisenden Keramikrohres (20,20') begrenzt und schichtförmig ausgebildet ist

2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (24, 24') von einer elektrisch ise-'ierenden, dichten Schutzschicht (25, 25') bedeckt lsi.

3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikrohr-Boden (21,21') maximal 0,8 mm, vorzugsweise jedoch zwischen 0,3 und 0,6 mm dick ist

4. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (21,21') des Keramikrohres (20,20') als Kuppe ausgebildet ist

5. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schichtförmige Heizelement (.?4,24') über auf dem Keramikrohr (20, 20') aufgebrachte Leiterbahnen (26,27; 26', 27') mit dem AnschluObereich des Keramikrohres (20, 20') verbunden ist, wobei diese Leiterbahnen (26,27; 26', 27') vorzugsweise mit einer elek^isch isolierenden Schutzschicht (25,25') bedeckt sind.

6. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Heizelement (24') und dem Keramikrohr (20') eine poröse, elektrisch isolierende Zwischenschicht (43) angeordnet ist, welche vorzugsweise eine größere Fläche des Keramikrohr-Bodens (21') bedeckt als das Heizelement (24').

7. Glühkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischenschicht (43) und dem Keramikrohr (20') eine Wärmeleitschicht (42) angeordnet ist, welche eine größere Fläche des Keramikrohr-Bodens (21') bedeckt als das Heizelement (24').

8. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (24) auf dem Keramikrohr-Boden (21) eine im wesentlichen wellenförmige Konfiguration hat (F i g. 2).

9. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (24') als Einschnürung zwischen den beiden Anschlußleiterbahnen (26', 27') ausgebildet ist (F i g. 4).

10. Glühkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Leiterbahnen (26', 27') als Einschnürung ausgebildete Heizelement (24') maximal 6 mm lang ist.

11. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (24, 24') auf der Außenseite und/oder auf der Innenseite (22,22') des Keramikrohres (20,20') angeordnet ist.

12. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der brennraumseits aus dem Metallgehäuse (Hl) herausragende Ab-

schnitt des Keramikrohres (20,20') mit Abstand von einer Schutzhülse (30) umgeben ist, die mindestens eine öffnung (31) hat

13. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Glühkerzen-Gehäuse (11') ragende Abschnitt des Keramikrohres (20") von einer Schutzhülse (30') umgeben ist, die aus einem bei Betriebstemperatur der Glühkerze verbrennenden Material besteht (z. B. Celluloid) und in bevorzugter Weise Abstand vom Keramikrohr (20") aufweist

14. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein optoelektrischer Brennraumsensor (44) mit dem Innenraum (22, 22') des Glühkörpers (17,17') in Verbindung steht

15. Glühkerze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraumsensor (44) durch eine Längsbohrung (45) des Anschlußbolzens (32) führt

16. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie für Vielstoffmotoren Anwendung findet