DE3621216C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Da bei niedrigen Temperaturen Dieselmaschinen schlechte Start­ eigenschaften haben, wird im allgemeinen eine Glühkerze in einer Hilfsverbrennungskammer oder einer Verbrennungskammer an­ geordnet, die durch elektrischen Strom aufgeheizt wird. Hier­ durch wird die Ansaugtemperatur erhöht oder die Glühkerze dient als Zündquelle, so daß sich die Starteigenschaften ver­ bessern. Bisher wurden üblicherweise Glühkerzen verwendet, die als "Glühstiftkerzen" bezeichnet werden und bei denen hitzebe­ ständiges Isolierpulver in eine Metallhülle eingefüllt wird, wobei ein spiralförmiger Heizdraht aus Eisen, Chrom, Nickel oder dergleichen darin eingebettet wird. Ferner sind Glüh­ kerzen mit einer keramischen Heizvorrichtung bekannt (vgl. US-PS 44 01 065), bei denen eine stabförmige Heizvorrichtung dadurch gebildet wird, daß ein Heizdraht aus Wolfram oder dergleichen in keramisches Material, etwa Siliziumnitrid, mit Isoliereigenschaften eingebettet wird. Verglichen mit den Glühstiftkerzen, bei denen eine indirekte Heizung durch das wärmebeständige Isolierpulver und die Hülle erfolgt, ergeben sich bei Glühkerzen mit keramischer Heizvorrichtung eine ver­ besserte Wärmeübertragung und ausgezeichnete Heizeigenschaften, so daß sie in kurzer Zeit rotglühend werden; der Anstieg der Tempe­ raturkennlinie ist steiler, so daß sich eine Heizvor­ richtung mit rascher Aufheizung ergibt. Deshalb werden Glüh­ kerzen mit keramischer Heizvorrichtung in den letzten Jahren in großem Umfang verwendet.

Diese Glühkerzen mit keramischer Heizvorrichtung haben jedoch die folgenden Nachteile: Der Aufbau ist derart, daß ein metallischer Heizdraht, z. B. aus Wolfram, in dem keramischen Isoliermaterial z. B. Siliziumnitrid oder dergleichen einge­ bettet ist, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Elemente voneinander verschieden sind. Dies bedeutet, daß sie einen steilen Temperaturgradienten innerhalb der Heizvor­ richtung besitzen. Es besteht deshalb die Gefahr, daß bei besonders raschem Temperaturanstieg und Wiederholung dieses Vorganges die Lebensdauer der keramischen Heizvorrichtung be­ einträchtigt wird, verbunden mit einem Abfall der Wärmebe­ ständigkeit und höheren Kosten.

Um diesen Problemen entgegenzuwirken, ist es aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift 60-9 085 bzw. 60-14 784 bekannt, den Heizdraht aus einem leitenden keramischen Material mit im wesentlichen dem gleichen Temperaturkoeffizienten herzu­ stellen wie das keramische Material mit Isoliereigenschaft. Diese keramischen Heizvorrichtungen sind jedoch bei Verwendung als Glühkerzen sowohl bezüglich des Aufbaus als auch der Funktion im praktischen Gebrauch problematisch.

Wird somit eine keramische Heizvorrichtung aus einem leitenden keramischen Material als Heizelement eingebettet in ein isolierendes keramisches Material verwendet, dann ist zwar der Wärmeübertragungskoeffizient gegenüber einer "Glühstiftkerze" günstiger; ein rasches Aufheizen ist jedoch nicht gegeben, da auch hier eine indirekte Heizung vorliegt. Es ist zwar möglich, das keramische Heizelement derart anzuordnen, daß es an der Heizoberfläche zu liegen kommt, was die rasche Auf­ heizung fördert; da jedoch das Heizelement aus mehreren über­ einander angeordneten Schichten mit einfachen U-förmigen Elementen gebildet wird und die beiden Enden des Heizelements lediglich zum rückwärtigen Ende der Heizvorrichtung geführt sind, ergibt sich eine komplizierte Elektrodenherausführungs­ struktur, die mit hohen Kosten verbunden ist. Ferner hat das U-förmige Heizelement einen negativen Einfluß auf die Wirbel­ strombildung in der Verbrennungskammer, so daß sich Probleme im praktischen Einsatz ergeben.

In jüngster Zeit ist der Bedarf an Glühkerzen erheblich ge­ stiegen, die zum Verbessern der Starteigenschaften von Diesel­ maschinen ein sogenanntes "Nachglühen" verwenden und bei denen die Lebensdauer auch bei hohen Temperaturen verbessert wird. Dieser Bedarf geht zurück auf den Einsatz von Dieselmaschinen bei denen die Glühkerze für eine vorge­ wählte Zeit nach dem Maschinenstart in erregtem Zustand ge­ halten wird, so daß sich eine verbesserte Verbrennung in der Maschine ergibt, verbunden mit verringerten Abgasen und einem verringerten Geräusch. Ferner soll die Nachglühzeit so lang als möglich sein, beispielsweise etwa zehn Minuten. Für eine derartige lange Nachglühzeit ist geregelte Leistungszufüh­ rung zu dem Heizelement erforderlich, um die Heizeigenschaf­ ten derart zu verbessern, daß eine Überhitzung des Heizteiles vermieden wird und daß sich eine Selbstsättigung der Tem­ peraturkennlinie ergibt, bei einem Wert, der geringer als eine bestimmte Temperatur ist. Um diesen Gesichtspunkten Rechnung zu tragen, benötigt man eine Glühkerze mit einer kostengünstigen keramischen Heizvorrichtung, die sich rasch aufheizt und eine sich selbst sättigende Temperaturkennlinie besitzt und die bezüglich der Zuverlässigkeit, insbesondere der Hitzebeständigkeit ausgezeichnet ist.

Die DE-OS 29 25 373 beschreibt eine Glühkerze der gattungsgemäßen Art mit einem zentralen elektrischen Leiter etwa aus Wolfram, der durch pulverförmiges, elektrisch isolierendes Material wie Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd von einem zum elektrischen Leiter konzentrischen Heizkörper aus elektrisch leitenden Material umgeben ist. Die Spitze des zentralen elektrischen Leiters liegt an der inneren Endfläche des geschlossenen Endes des Heizkörpers an. Bei einer Ausführungsform der bekannten Glühkerze ist die Wand des Heizkörpers am äußeren Ende dünner ausgeführt als im übrigen Bereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühkerze mit verbesserter Zuverlässigkeit, insbesondere Hitzebeständigkeit anzugeben, die sich rasch aufheizen läßt und eine Temperaturkennlinie mit Selbstsättigung besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Glühkerze mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Glühkerze ist der zentrale elektrische Leiter kein Metalldraht, sondern besteht aus dem gleichen elektrisch leitenden keramischen Material wie der Heizkörper. Er besitzt somit die gleichen elektrischen Eigenschaften sowie den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Heizkörper selbst. Durch einen einzigen Sintervorgang kann sowohl das isolierende als auch das leitende keramische Material verfestigt werden, wodurch eine starke Bindung mit einer Haftschicht an den Verbindungsstellen erreicht wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Glühkerze sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Glühkerze ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Glühkerze für eine Dieselmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Teiles der Glühkerze nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Perspektivansicht zur schematischen Veranschau­ lichung einer stabförmigen keramischen Heizvorrich­ tung, die wesentlicher Teil der Glühkerze nach Fig. 1 ist,

Fig. 4 eine Temperaturkennlinie der röhrenförmigen keramischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Glühkerze für eine Dieselmaschine gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Zunächst soll ein Ausführungsbeispiel einer Glühkerze für eine Dieselmaschine gemäß der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 be­ schrieben werden. Eine Glühkerze 10 besitzt eine stabförmige keramische Heizvorrichtung 11, deren einer Endabschnitt als Heizteil dient, und einen im wesentlichen röhrenförmigen oder hohlen metallischen Halter 12, der an seinem offenen Ende die keramische Heizvorrichtung 11 hält. Ein Anschluß 14 ist kon­ zentrisch in den hinteren Teil des Halters 12 über eine Iso­ lierbuchse 13 aus Kunststoff oder dergleichen eingepaßt. Der Anschluß 14 ist mit einem Heizkörper 21 (der noch beschrieben wird) innerhalb der keramischen Heizvorrichtung 11 verbunden. Über die Mantelfläche der Isolierbuchse 13 ist ein Metall­ rohr 13 a einstückig aufgepaßt. Das Metallrohr 13 a ist in axialer Richtung des Halters 12 eingeschnürt und deformiert auf Grund der auf das hintere Ende des Halters 12 ausge­ übten großen Kraft. Hierdurch wird die Isolierbuchse 13 in dem Halter 12 fixiert, so daß sich ein Aufbau ergibt, der bei Temperaturänderungen praktisch unbeeinflußt bleibt. Auf einem Gewindeteil am hinteren Ende des Anschlusses 14 ist ein Isolierring 16 a, eine Fixiermutter 16 b und eine Mutter 16 c zum Befestigen einer externen Leitung über Gewinde aufgepaßt. Eine Leitung von einer nichtgezeigten Batterie wird zwischen die Muttern 16 b und 16 c geklemmt, so daß sich eine elektrische Verbindung zur Batterie ergibt. Der Halter 12 ist mit einem Außengewindeteil 12 a versehen, das in eine Gewindebohrung in einem Zylinderteil einer Dieselmaschine paßt. Hierdurch wird die Glühkerze geerdet und das vordere Ende der Heizvorrichtung 11 ragt in die Hilfsverbrennungskammer oder die Verbrennungs­ kammer der nichtgezeigten Dieselmaschine.

Der Grund dafür, daß die keramische Heizvorrichtung 11 mit dem Anschluß 14 über einen Metalldraht 15 verbunden ist, liegt da­ rin, daß die Heizvorrichtung 11 von verschiedenen Schwingungen bzw. mechanischen Kräften zum Beispiel Befestigungsdrehmomenten oder dergleichen freigehalten wird, die an den Anschluß 14 an­ gelegt werden. Der Draht kann aus einem Material mit einer ge­ wissen Flexibilität bestehen.

Eine derartig aufgebaute Glühkerze gemäß den Fig. 1 und 2 ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmige keramische Heizvorrichtung 11, die in dem offenen Endabschnitt des Halters 12 gehalten ist, einen isolierenden röhrenförmigen Teil 20 aus isolierendem keramischen Material besitzt und einen Heizkörper 21 aus leitenden keramischen Material, der ein­ stückig ausgebildet ist, um den Innen- und Außenumfangsteil und den Endteil des isolierenden röhrenförmigen Teils 20 zu um­ geben, und daß zumindest der Außenumfangsteil an der Seite des Endteiles der Heizvorrichtung 11 eine Dicke besitzt, die ge­ ringer als diejenige anderer Teile ist.

Insbesondere besitzt die keramische Heizvorrichtung 11 dieses Ausführungsbeispiels einen Heizkörper 21, der einstückig als ein kontinuierlicher leitender Abschnitt ausgebildet ist, der einen Plusleiterteil 22 aufweist, der in den länglich ausge­ bildeten isolierenden röhrenförmigen Teil 20 eingefüllt ist, der aus isolierendem keramischen Material besteht, wobei der Plusleiterteil 22 einen Endabschnitt 22 a besitzt, der von innen zum Außenumfang des isolierenden röhrenförmigen Teiles 20 geführt ist, sowie einen anderen Endteil 22 b, der als Leitungsverbindungsanschluß dient und hinten aus dem isolierenden röhrenförmigen Teil 20 vorsteht. Ferner schließt sich an den Plusleiterteil 22 ein im Querschnitt verringerter Heizteil 23 an, der auf dem Außenmantel am Ende des isolierenden röhren­ förmigen Teiles 20 ausgebildet ist, so daß er eine geringere Dicke, z. B. 0,3 mm besitzt. Ein radial vergrößerter Minusleiter­ teil 24 schließt sich an den Heizteil 23 auf dem Außenmantel­ teil des isolierenden röhrenförmigen Teiles 20 an und erstreckt sich bis zu dessen anderen Ende, wobei der Minusleiterteil 24 eine Dicke besitzt, die größer ist als diejenige des Heizteiles 23. Ferner ist am Endteil 22 b am anderen Ende des Plusleiterteils 22 ein Ende des Metalldrahtes 15 über eine Kappe 25 mit der einen Klemme der Spannungsquelle verbunden. Der Außenmantel des Minusleiterteils 24 auf dem anderen Ende der Heizvorrichtung 11 ist dadurch geerdet, daß der Minusleiterteil 24 über eine nichtgezeigte metallisierte Schicht oder dergleichen mit dem Halter 12 verbunden ist, wodurch dieser Teil im Halter gehalten wird. Experimente haben ergeben, daß bei Verwendung einer derartigen keramischen Heizvorrichtung 11 folgende bevorzugte Dimensionen geeignet sind: Der Heizteil 23 besitzt einen Durchmesser von 3 mm und eine axiale Länge von 6 mm und der Minusleiterteil 24 einen Durchmesser von 5 mm und eine über den Halter 12 hinaus­ stehende Länge von 20 mm.

Als isolierende und leitende keramische Stoffe werden für die vorgenannte keramische Heizeinrichtung Sialone oder der­ gleichen verwendet, wobei die isolierenden bzw. leitenden Eigenschaften dadurch gewählt werden können, daß geeignete Mengen von Titannitrid (TiN) beispielsweise zu β-Sialon oder einem Sialon zugefügt werden, das aus einer Mischung von α- und β-Sialonen besteht. Da Sialon für den isolierenden röhrenförmigen Teil 20 und Heizelement 21 unter Verwen­ dung ähnlicher Materialien gebildet wird, liegt auch der gleiche Wärmeausdehnungskoeffizient vor, so daß die Festig­ keit verbessert wird und damit auch die Zuverlässigkeit be­ züglich der Wärmebeständigkeit. Es hat sich bestätigt, daß das Zusetzen von mehr als etwa 20% von Titannitrid (TiN) dem SIALON leitende Eigenschaften verleiht, das heißt, daß sich ein leitendes Sialon ergibt. Es ist auch bekannt, daß der Widerstandswert sich durch Hinzufügen von Titannitrid kontinuierlich ändert. Somit kann ein Sialon mit einem ge­ eigneten Prozentsatz an Titannitrid verwendet werden. Auch kann durch Sintern des isolierenden und des leitenden keramischen Materials unter Verwendung der obengenannten Sialone durch Oxydsinterzusätze wie Y₂O₃; Poly-AlN und Al₂O₃ eine starke Bindung erreicht werden mit einer Haftschicht an Verbindungsstellen.

Das isolierende und leitende keramische Material, aus dem der isolierende röhrenförmige Teil 20 und der Heizkörper 21 gebildet werden, ist nicht auf das vorgenannte Sialon be­ schränkt. Es kann jegliches keramisches Material verwendet werden, das bei einer hohen Temperatur, beispielsweise bis etwa 1200°C stabil ist und ausgezeichnete Hitzbeständig­ keitseigenschaften aufweist. Als leitendes keramisches Material für den Heizkörper 21 kann ein gesintertes Material verwendet werden, das einen oder mehrere Stoffe enthält, die aus einer Gruppe von nichtoxidischen leitenden Materialien wie Karbid, Borid oder Nitrid oder dergleichen ausge­ wählt werden, die der Gruppe IVa, Va oder VIa des periodischen Systems entsprechen, sowie SiC (Siliziumkarbid) und Al (Aluminium) oder eine Aluminiumverbindung, wobei diese Stoffe als Bindemittel für die Sinterung dienen. Als isolierendes keramisches Material für das isolierende röhrenförmige Teil 20 kann ein Stoff verwendet werden, der als Hauptbestandteil SiC, Si₃N₄, AlN der Al₂O₃ oder dergleichen enthält und der sowohl ausgezeichnete Hitzebeständigkeit oder dergleichen als auch eine gute Bindung zu dem Heizkörper 21 aufweist.

Wie eingangs erläutert, ist bei einer bekannten Glühkerze mit indirekter Heizung ein Heizdraht in einer Hülle mit isolier­ endem keramischen Material eingebettet, so daß es an einem raschen Aufheizen mangelt. Bei der erfindungsgemäßen Glüh­ kerze ist dieser Nachteil beseitigt und zwar dadurch, daß der Heizkörper 21 an der Außenfläche der keramischen Heizvorrich­ tung 11 angeordnet ist, wodurch sich verbesserte Heizeigen­ schaften ergeben. Es ist aus der folgenden Beschreibung ohne weiteres erkenntlich, daß ein derartiger Vorteil erreicht werden kann, wenn eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung ver­ wendet wird. Eine erfindungsgemäße keramische Heizvorrichtung 11 besitzt einen derartigen Aufbau, daß der Heizabschnitt 23 des Heizteils 21 an der Oberfläche am Ende der Heizvorrich­ tung 11 liegt und sich gleichzeitig in das Innere erstreckt. Die erfindungsgemäße keramische Heizvorrichtung 11 kann somit im Vergleich zu einer bekannten keramischen Heizvorrichtung mit Innenheizung als eine Heizvorrichtung mit interner und externer Heizung angesehen werden.

Ferner ist der Heizkörper 21 und der isolierende röhrenförmige Teil 20, die die keramische Heizvorrichtung 11 der Erfindung bilden, aus keramischen Materialien mit im wesentlichen dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt und diese Elemente sind durch geeignete und sichere Verbindung mitein­ ander einstückig ausgebildet. Hierdurch können negative Ein­ flüsse auf die Lebensdauer ausgeschaltet werden, nämlich Brechens bei einer raschen Temperaturer­ höhung, wie sie bei bekannten keramischen Heizvorrichtungen auftreten können, so daß sich eine Verbesserung der Zuver­ lässigkeit beispielsweise der Hitzebeständigkeit oder der­ gleichen in erheblichen Maße ergibt. Insbesondere macht es die keramische Heizvorrichtung 11 mit ausgezeichneter Zuver­ lässigkeit, insbesondere Wärmebeständigkeit möglich, eine ausgezeichnete Bindung zwischen den beiden Elementen zu er­ reichen im Gegensatz zu einer keramischen Heizvorrichtung, bei der ein metallischer Heizdraht in dem keramischen Material eingebettet ist. Auch ist es nicht notwendig, einen Leiter­ teil zum Herausführen des Heizleiters aus der Oberfläche des keramischen Materials vorzusehen.

Durch entsprechendes Zusetzen von Titannitrid kann bei der er­ findungsgemäßen keramischen Heizvorrichtung 11 der spezifische Widerstand des leitenden SIALON entsprechend eingestellt werden und somit auch die gewünschte Dicke. Insbesondere er­ möglicht die Verringerung der Dicke am Heizteil 23 ein rasches Aufheizen sowie eine Steuerung der Sättigungs­ temperatur, die nach dem Glühen über eine lange Zeit an­ hält. Eine derartige Selbstsättigung der Temperaturkennlinie ergibt sich auf Grund der Beziehung zwischen Volumen (Quer­ schnitt) des Heizteiles 23 und dem Volumen der Leiter 22 und 24. Auch ist der Heizteil 21 aus leitendem keramischen Material gebildet mit der Folge, daß ein Formen und Bear­ beiten bzw. die Lebensdauer verglichen mit einer bekannten Glühkerze mit metallischem Heizdraht im hohen Maße möglich ist. Es ist zu beachten, daß die Dicke etc. jedes Teiles des Heizelementes 21 eingestellt werden kann, beispielsweise durch Schleifen, so daß es möglich ist, den gewünschten Widerstands­ wert zu wählen.

Ferner liegt bei dem Aufbau gemäß dem erfindungsgemäßen Aus­ führungsbeispiel der eingeschlossene Teil bezüglich des Hal­ ters 12 der keramischen Heizvorrichtung 11 an Erde und der Verbindungsteil bezüglich des metallischen Leiters 15 auf der Plusseite am hinteren von dem Heizteil 23 entfernten Ende, so daß eine geeignete und feste Bindung bezüglich des metallischen Materials an einer Stelle mit niedriger Tempe­ ratur möglich ist, die somit unter geringem Einfluß der Wärme vom Heizteil 23 steht.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine runde stabförmige keramische Heizvorrichtung 11 mit Teilen von ge­ ringem und großem Durchmesser mit Querschnitten vorgesehen, die im wesentlichen kreisförmig sind, was die Formung und Be­ arbeitung sowie die Zusammensetzung in dem Halter 12 er­ leichtert. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die keramische Heizvorrichtung 11 nicht auf eine derartige Ausbildung be­ schränkt ist. So können beispielsweise verschiedene Modifi­ kationen vorgenommen werden, das heißt, daß eine keramische Heizvorrichtung mit eliptischem oder rechteckigem oder der­ gleichen Querschnitt verwendet werden kann. Ferner ist ein Auf­ bau gemäß Fig. 5 möglich, bei der der Minusleiterteil 24 der­ art ausgebildet ist, daß seine Dicke die gleiche ist, wie diejenige des Heizteiles 23 und wobei die keramische Heiz­ vorrichtung 11 mittels einer metallischen Schutzröhre 26 durch den Halter 12 gehalten wird.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbei­ spiels nicht darauf hingewiesen wurde, kann eine verbesserte Lebensdauer und Beständigkeit dadurch erreicht werden, daß ein Schutzfilm 27 in Fig. 5 mit Antioxidationseigenschaft bezüglich des Heizteiles 23 auf der Außenfläche der Heiz­ vorrichtung 11 mittels eines Beschichtungsverfahrens, etwa Vakuumablagerung aufgebracht wird.

Wenn somit die keramische Heizvorrichtung 11 mit einem isolierenden röhrenförmigen Teil 20 aus isolierendem keramischen Material und einem Heizelement 21 aus leitendem keramischen Material verwendet wird, die einstückig mit­ einander ausgeführt sind, ergeben sich ausgezeichnete Eigen­ schaften für die Glühkerze 10 gemäß der Erfindung. Es hat sich experimentel bestätigt, daß innerhalb von 3,5 s eine Temperatur von 800°C erreicht wird, wobei die Spitzen­ temperatur etwa 1100°C ist, wobei der erlaubte Temperaturbe­ reich geringer als 1200°C angenommen wird und sich eine Sättigungstemperatur von 800°C ergibt, wie dies aus der Kurve a der Fig. 4 ersichtlich ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Aufbau gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist möglich geeignete Modifikationen und Änderungen der Form oder des Aufbaus jedes Elements vorzunehmen. Beispielsweise können verschiedene Modifikationen der Form oder des Aufbaus der keramischen Heizvorrichtung 11, der Verbindungselemente der Elektrode oder dergleichen vorgenommen werden.

Wie im einzelnen beschrieben wurde, besitzt die Glühkerze für eine Dieselmaschine gemäß der Erfindung eine stabförmige keramische Heizvorrichtung, die in einem vorderen Teil eines Halters untergebracht ist, wobei der isolierende röhrenförmige Teil aus isolierendem keramischen Material mit dem Heiz­ element aus leitendem keramischen Material einstückig anein­ andergrenzend verbunden ist, um die Innen- und Außenumfangs­ teile und den oberen Teil des isolierenden röhrenförmigen Teiles zu bedecken und wobei der Heizteil durch Verringern der Dicke zumindest des Außenumfangsteiles am vorderen Teil der keramischen Heizeinrichtung des Heizkörpers gebildet wird. Obgleich die erfindungsgemäße Glühkerze sehr einfach im Aufbau und kostengünstig ist, ist es möglich auf Grund der An­ ordnung des Heizteiles an der äußeren Fläche der Heizvorrich­ tung das vordere Ende derselben rasch und sicher zum Rotglühen zu bringen, so daß sich eine Glühkerze mit rascher Aufheizung ergibt, wobei im wesentlichen gleiche Wärmeausdehnungs­ koeffizienten für das röhrenförmige Isolierglied und das Heiz­ element vorliegen, so daß sich eine verbesserte Bindung er­ gibt. Auch wenn somit ein rascher Temperaturanstieg beim Heizen der Heizvorrichtung erfolgt, ist dies ohne nachträg­ lichen Einfluß. Die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit insbesondere die Hitzebeständigkeit wird somit verbessert. Es ergibt sich eine lange Zeit des Nachglühens als Maßnahme zur Abgas- und Geräuschverbesserung, so daß sich eine wesentlich verbesserte Glühkerze ergibt. Die erfindungsgemäße Glühkerze ist auch einfach in ihrem Gesamtaufbau und es be­ steht die Möglichkeit einer einfachen Formung und Bearbeitung sowie einer einfachen Montage. Die Hitzebeständigkeit und Lebensdauer ist auch unter harten Bedingungen ausreichend.

Sialon ist ein an sich bekanntes Material aus Si, Al, O und N, das durch Zusetzen von Al und O zu Siliziumnitrid hergestellt wird und dessen Eigenschaften verbessert.

Claims (14)

1. Glühkerze für eine Dieselmaschine mit einer länglichen keramischen Heizvorrichtung, die mit einem Ende nach außen überstehend in einem hohlen Halter angebracht ist und einen zentralen elektrischen Leiter aufweist, der getrennt durch Isoliermaterial von einem zum elektrischen Leiter konzentrischen Heizkörper aus elektrisch leitendem keramischen Material umgeben ist und mit diesem Heizkörper an der Spitze der Glühkerze in leitender Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material die Form eines Rohrteiles (20) aus isolierendem keramischen Material besitzt, und daß das den Heizkörper (21) bildende leitende keramische Material den Außenmantel des isolierenden Rohrteiles (20) umgibt und sich kontinuierlich in das Innere des isolierenden Rohrteiles (20) fortsetzt und dieses den zentralen elektrischen Leiter (22) bildend ausfüllt.

2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende rohrförmige Teil (20) und der Heizkörper (21) einstückig aus keramischem Material geformt sind, dessen Isolationseigenschaften bzw. Leitfähigkeitseigenschaften durch Auswahl der Menge an einem β-Sialon oder einem aus einer Mischung von α- und β-Sialonen bestehenden Sialon zugesetzten Titannitrid bestimmt werden.

3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende rohrförmige Teil (20) im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Heizkörper (21) hat.

4. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Heizkörper (21) aufweist einen ersten Leiterteil in Form eines leitenden Teils (22) in dem isolierenden rohrförmigen Teil (20) und im wesentlichen mit der gleichen Länge wie dieses, einen Heizteil (23) in der Nähe des äußeren Endes der keramischen Heizvorrichtung (21) mit gegenüber dem leitenden Teil (24) auf dem Außenmantel des isolierenden rohrförmigen Teiles (20) ver­ ringertem Durchmesser und einen zweiten Leiterteil mit im wesentlichen der gleichen Länge, wie der leitende Abschnitt auf dem Außenmantel des isolierenden rohrförmigen Teiles (20) abzüglich des Heizteiles (23).

5. Glühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des ersten Leiterteiles über einen metallischen Draht in dem hohlen Teil des hohlen Halters (12) mit einer Spannungsquelle verbunden ist.

6. Glühkerze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiterteil geerdet ist.

7. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende rohrförmige Teil (20) und der Heizkörper (21) durch Sinterung von isolierendem bzw. leitendem keramischen Material Sialon unter Verwenden von Sinterzusätzen wie Y₂O₃, Poly-AlN, und Al₂O₃ verbunden sind.

8. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das leitende keramische Material aus einem gesinterten Material besteht, das ein nichtoxydisches Material von Elementen der Gruppen 4 a, 5 a oder 6 a des periodischen Systems ist, sowie einem Sinterbindemittel.

9. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende keramische Material aus einem Material be­ steht, das SiC, Si₃N₄, AlN oder Al₂O₃ als Hauptbestandteil enthält.

10. Glühkerze nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die keramische Heizvorrichtung (11) eine Selbst­ sättigungstemperaturkennlinie aufweist, die durch die Be­ ziehung zwischen dem Volumen des Heizteiles (23) und den Volumina des ersten und zweiten Leiterteiles (22, 24) be­ stimmt wird.

11. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (21) aus einem Heiz­ teil (23) besteht, das auf dem Außenmantel des isolierenden rohrförmigen Teiles (20) in der Nähe des äußeren Endes der keramischen Heizvorrichtung ausgebildet ist, sowie einem Leiterteil (24), der auf dem Außenmantel des isolierenden rohrförmigen Teiles (20) des Heizteiles (23) ausgebildet ist, wobei der Heizteil (23) die gleiche Dicke wie der Leiterteil (24) besitzt und der keramische Heizkörper (21) in einem hohlen Halter (12) unter Einfügung eines metallischen Schutzrohres (26) zwischen dem hohlen Halter (12) und dem Leiterteil (24) gehalten wird.

12. Glühkerze nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schutzfilm (27) mit antioxidierender Eigenschaft auf dem Heizteil (23) aufgebracht ist.

13. Glühkerze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzfilm (27) mit antioxidierender Eigenschaft auf dem Heiz­ teil (23) unter Verwendung eines Beschichtungsvorgangs aufgebracht ist.

14. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (21) auf dem Außenmantel des isolierenden rohrförmigen Teils (20) zumindest in der Nähe von dessen äußeren Ende dünner ausgeführt ist als dessen andere Teile.