DE8103317U1

DE8103317U1 - GLOW PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE8103317U1
Application number: DE19818103317
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1982-04-29

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Glühkerze für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik Glow plug for internal combustion engines
State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Glühkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs und eine solche Glühkerze, die schon aus der DE-PS kO6 932 bekannt ist, erfordert aber aufgrund der hohen Wärmekapazität ihrer Bauteile und ihres Aufbaus eine relativ lange Zeitspanne, um ihre zur Zündung von Kraftstoff dampf-Luft-Gemischen erforderliche Temperaturen zu erreichen; darüber hinaus besitzt eine solche Glühkerze aufgrund ihres Aufbaus keine befriedigende Lebensdauer und ist zudem noch verhältnismäßig teuer. The invention is based on a glow plug according to the preamble of the main claim and such a glow plug, which is already known from DE-PS kO6 932, but requires a relatively long period of time to ignite due to the high thermal capacity of its components and its structure Fuel vapor-air mixtures to reach the required temperatures; In addition, due to its structure, such a glow plug does not have a satisfactory service life and is also relatively expensive.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 29 00 98U schon bekannt, bei Glühkerzen auf dem Mantel eines rohrförmigen' keramischen Trägers ein schichtförmiges Heizelement anzuordnen; eine solche Glühkerze benötigt für die heutigen Brennkraftmaschinen jedoch auch noch eine ziemlich lange Zeitspanne zum Vorglühen.Furthermore, it is already known from DE-OS 29 00 98U, in the case of glow plugs on the jacket of a tubular 'ceramic To arrange a layered heating element on the carrier; Such a glow plug is required for today's internal combustion engines however, there is still a fairly long period of time for preheating.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Glühkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie die erforderliche Vorglühtemperatur in weniger als zwei Sekunden erreicht, eine hervorragende Lebensdauer auf-The glow plug according to the invention with the characterizing features the main claim has the advantage that it has the required preheating temperature in less than two seconds, an excellent service life

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weist und die kostengünstige Herstellung mittels moderner Fertigungsverfahren erlaubt.and allows inexpensive production using modern manufacturing processes.

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.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the Glow plug specified in the main claim possible. Particularly short preheating times can be achieved with a glow plug if the layered one arranged on its ceramic tube base Heating element is designed as a constriction between connecting conductor tracks; around the ceramic tube of this particularly advantageous, To thermally relieve the glow plug embodiment according to the invention, is between the heating element and the ceramic tube the arrangement of a porous ceramic intermediate layer and usually an additional heat-conducting layer is also required.

Ein zusätzlicher hervorzuhebender Vorteil der erfindungsgemäßen Glühkerze ist darin zu sehen, daß sie auf einfache Weise mit einem optoelektrischen Brennraumsensor 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.An additional advantage to be emphasized of the invention The glow plug can be seen in the fact that it is simply equipped with an opto-electrical combustion chamber sensor can be; such a combustion chamber sensor, which is known in principle and is used to detect the start of ignition or the course of the combustion of the fuel vapor-air mixture is used in internal combustion engines, can be guided as a light guide through the connecting bolt of the glow plug and is arranged functionally safe by means of the glow plug of the glow plug.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Glühkerze nach der Erfindung, Fig. 2 die Draufsicht auf die Außenseite des Keramikrohr-Bodens (ohne Heizelement-Schutzschicht) der Glühkerze nach Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Glühkerzen-Glühkörpers in vergrößerter Darstellung und Fig. k Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below. 1 shows a longitudinal section through an enlarged glow plug according to the invention; embodiment of a glow plug according to the invention the incandescent body in an enlarged representation and Fig. k

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die Draufsicht auf die Außenseite des Keramikrohr-Bodens (ohne Heizelement-Schutzschicht) der Glühkerze nach Fig. 3.the top view of the outside of the ceramic tube base (without heating element protective layer) of the glow plug according to FIG. 3.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Glühkerze 10 hat ein rohrförmiges Metallgehäuse 11, dessen Längsführung mit 12 "bezeichnet ist und das an seiner Außenseite für den Einbau in einen nicht dargestellten Motor ein Einschraubgewinde 13j ein Schlüsselsechskant 1U und einen am brennraumseitigen Endabschnit angeordneten Dichtsitz 15 besitzt. Die Gehäuse-Längsbohrung 12 ist an ihrem brennraumseitigen Endabschnitt mit einer Schulter 16 versehen, auf der ein Glühkörper 17 mit einem nach außen weisenden Flansch 18 aufliegt; zwischen den Glühkörper-Flansch 18 und die Längsbohrungs-Schulter 16 des Metallgehäuses 11 ist ein kupferner Kontaktring 19 eingelegt, der auch gleichzeitig als Dichtung zwischen dem Glühkörper 17 und dem Gehäuse 11 dient.The glow plug 10 shown in Figures 1 and 2 has a tubular metal housing 11, the longitudinal guide with 12 ″ and has a screw-in thread on its outside for installation in a motor (not shown) 13j one wrench 1U and one on the combustion chamber side End section arranged sealing seat 15 has. The housing longitudinal bore 12 is at its end section on the combustion chamber side provided with a shoulder 16 on which an incandescent body 17 rests with an outwardly facing flange 18; between the incandescent body flange 18 and the longitudinal bore shoulder 16 of the metal housing 11, a copper contact ring 19 is inserted, which also acts as a seal between the Incandescent body 17 and the housing 11 is used.

Der Glühkörper 17 hat als Träger ein Keramikrohr 20, welches an seinem brennraumseitigen Endabschnitt mit einen Boden 2 1 verschlossen ist und aus dem brennraumseitigen Endabschnitt des Metallgehäuses 11 herausragt. Das Keramikrohr 20 besteht aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial oder Glaskeramik, vorzugsweise jedoch aus Aluminiumoxid und hat an seinem aus dem Gehäuse 11 herausragenden Endabschnitt einen Außendurchmesser 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 der Keramikrohr-Innenraum 22 wird im wesentlichen unausgefüllt gelassen. Der Boden 21 ist als Kuppe ausgebildet, kann aber auch von anderer Konfiguration sein.The incandescent body 17 has a ceramic tube 20 as a carrier, which has a base 2 1 at its end section on the combustion chamber side is closed and protrudes from the end section of the metal housing 11 on the combustion chamber side. The ceramic tube 20 is made made of electrically insulating ceramic material or glass ceramic, but preferably made of aluminum oxide and has on its end portion protruding from the housing 11 has an outer diameter of approximately 5 mm; the area of the floor 21 has a wall thickness of 0.5 mm, however, depending on the application of such a glow plug 10, it can also be between 0.3 and Be 0.8 mm thick. In order to give the incandescent body 17 the lowest possible thermal capacity, the wall thickness of the ceramic tube remains 20 preferably up to the flange 18 essentially the same and the ceramic tube interior 22 becomes left essentially blank. The bottom 21 is designed as a dome, but can also have a different configuration be.

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Der Boden 21 des Keramikrohres 20 ist auf seiner Außenseite mit einer dünnen porösen, elektrisch isolierenden Zwischenschicht 23 "bedeckt, die vorzugsweise aus Aluminiumoxid "besteht, Wärmedehnungen auffängt und einen zu schnellen Wärmeübergang vom Heizelement 2k auf das Keramikrohr 20 verhindert; die Zwischenschicht 23 kann auf dem Keramikrohr 20 aber auch weiter in Richtung Keramikrohr-Flansch 18 verlängert sein.The bottom 21 of the ceramic tube 20 is covered on its outside with a thin, porous, electrically insulating intermediate layer 23 ", which preferably consists of aluminum oxide", absorbs thermal expansions and prevents excessive heat transfer from the heating element 2k to the ceramic tube 20; the intermediate layer 23 can, however, also be extended further in the direction of the ceramic tube flange 18 on the ceramic tube 20.

Das Heizelement 2k 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-Rhodium-Legierung können auch andere Platinmetalle, Legierungen von Platinmetallen oder auch andere geeignete elektrisch leitende Stoffe (z. B. Ag-Perowskit) für das Heizelement 2k Verwendung finden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat das Heizelement 2k im vorliegenden Beispiel wellenförmige Konfiguration, was eine hohe Ernergiedichte ermöglicht. Das Heizelement 2k nimmt auf dem Keramikrohr-Boden 21 eine kleinere Fläche ein als die Zwischenschicht 23. Dieses Heizelement 2k ist mit einer elektrisch isolierenden, dichten Schutzschicht 25 aus keramischem Material (z. B. Aluminiumoxid) bedeckt, welche es vor Abrasion, Korrosion und Kurzschluß schützt.The heating element 2k is essentially limited to the area of the ceramic tube bottom 21, is designed in layers and consists of a platinum-rhodium alloy to which ceramic material such as aluminum oxide is added. Instead of the platinum-rhodium alloy, other platinum metals, alloys of platinum metals or other suitable electrically conductive substances (e.g. Ag perovskite) can also be used for the heating element 2k . As can be seen from FIG. 2, the heating element 2k in the present example has a wave-shaped configuration, which enables a high energy density. The heating element 2k takes up a smaller area on the ceramic tube bottom 21 than the intermediate layer 23. This heating element 2k is covered with an electrically insulating, dense protective layer 25 made of ceramic material (e.g. aluminum oxide), which protects it from abrasion, corrosion and Short circuit protects.

Das Heizelement 2k ist an seinen beiden Enden mit einer ersten Leiterbahn 26 bzw. einer zweiten Leiterbahn 27 verbunden, welche aus einer Mischung von Platin und Aluminiumoxid bestehen, aber auch aus anderen Platinmetallen bzw. Legierungen von Platinmetallen oder auch aus anderen geeigneten 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 führt, endet die zweite Leiterbahn 27 bereits hinter der Flansch-Brennraumseite 29- Die Schutzschicht 25 bedeckt dieThe heating element 2k is connected at its two ends to a first conductor track 26 and a second conductor track 27, which consist of a mixture of platinum and aluminum oxide, but also of other platinum metals or alloys of platinum metals or also of other suitable electrically conductive substances ( e.g. Ag perovskite) and a ceramic material; the conductor tracks 26 and 27 are 2 mm wide. While the first conductor track 26 ″ leads up to the end face 28 of the ceramic tube flange, the second conductor track 27 already ends behind the flange combustion chamber side 29. The protective layer 25 covers the

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erste Leiterhahn 26, und zwar ausschließlich des die Keramikrohr-Stirnseite 28 bedeckenden Kontaktbereiches, und auch die zveite Leiterbahn'27» diese jedoch nur bis vor die Flansch-Brennraumseite 29, damit sie hier über den Kontaktring 19 mit dem elektrisch an Masse liegendem Metallgehäuse 11 in Kontakt stehen kann. Die Zwischenschicht' 23 und auch die Schutzschicht 25 sind zwischen 10 und 50 i*m dick, vorzugsweise jedoch etwa 20yum.first ladder tap 26, exclusively of the Ceramic tube end face 28 covering the contact area, and also the second conductor track'27 »this, however, only up to in front of the flange combustion chamber side 29, so that it is connected to the electrically grounded here via the contact ring 19 Metal housing 11 can be in contact. The intermediate layer '23 and also the protective layer 25 are between 10 and 50 µm thick, but preferably about 20 µm.

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 eine rohrförmige Verlängerung aufweisen, es kann aber auch eine keramische Schutzhülse Verwendung finden.The portion of the incandescent body 17 protruding from the housing 11 is surrounded at a distance by a protective sleeve 30, the openings 31 for the admission of fuel vapor-air mixtures contains, consists of heat-resistant sheet metal and on the combustion chamber-side end portion of the metal housing 11 with known means is attached; instead of a protective sleeve 30 made of metal, the End portion of the housing 11 is a tubular extension have, but a ceramic protective sleeve can also be used.

Der auf der Keramikrohr-Stirnseite 28 befindliche Abschnitt der ersten Leiterbahn 2β steht mit einem Anschlußbolzen in elektrischem Kontakt, und zwar über einen Kontaktflansch 33. Der Anschlußbolzen 32 ragt mit einem Anschlußgewinde 3^ aus dem anschlußseitigen Endabschnitt des Metallgehäuses 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 Anschlußbolzen 32 geschoben, und zwar bis hinab zum Kontaktflansch 33. Anschlußseits auf dieser unteren Isolierbuchse 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. AufThe section of the first conductor track 2β located on the ceramic tube end face 28 is provided with a connecting bolt in electrical contact via a contact flange 33. The connecting bolt 32 protrudes with a connecting thread 3 ^ out of the connection-side end portion of the metal housing and is in the metal housing 11 by means of two insulating bushes 35 and 36 out electrically insulated; the insulating sleeve 35 is with its longitudinal bore 37 on the connecting bolt 32 pushed, down to the contact flange 33. The connection side on this lower insulating sleeve 35 is a spring ring 38 pushed onto the connecting bolt 32, which compensates for the different thermal expansions of the various components of the glow plug 10. Next is the upper insulating bushing 36 with its longitudinal bore 36 'is pushed onto the connecting bolt 32; Area is provided with a coaxial slope 39. on

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der Schräge 39 liegt ein metallischer Druckring ko auf, der Abstand vom Anschlußbolzen 32 hält und auf dessen Oberseite ein an das Metallgehäuse 11 angeformter Bördelrand h'\ drückt; mittels des Bördelrandes 1+1 werden die in der Gehäuse-Längsbohrung 12 befindlichen Bauteile der Glühkerze 10 fest zusammengehalten .a metallic pressure ring ko rests on the slope 39, which maintains a distance from the connecting bolt 32 and on the upper side of which presses a flange h '\ formed on the metal housing 11; by means of the beaded edge 1 + 1, the components of the glow plug 10 located in the longitudinal housing bore 12 are firmly held together.

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.Such glow plugs are preferably used in internal combustion engines without external ignition (e.g. in diesel engines). Instead of the electrical connection of the second conductor track 27 to the metal housing 11 as an electrical return the conductor track 27 can also be guided along within the housing longitudinal bore 12, as is also the case in principle with conventional ones Glow plugs is known.

In den Figuren 3 und U 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 Figuren 1 und 2. Auf der Außenseite des Bodens 21' des Keramikrohres 20' ist eine Wärmeleitschicht k2 nach einem bekannten Verfahren aufgebracht, die aus einer Platin/Aluminiumoxid-Schicht besteht und die Aufgabe hat, zu große Temperaturgradienten im dichtgesinterten Keramikrohr 20' zu verhindern; sie erfüllt diese Aufgabe dadurch, daß sie die schockartig, nahezu nur an einem Punkt auftretende Wärme des Heizelementes 2k* über den ganzen Keramikrohr-Boden 21' verteilt und ableitet. Diese Wärmeleitschicht k2 kann auch aus anderen Metall/Keramik-Verbindungen bestehen, enthält als Metall vorzugsweise jedoch ein Platinmetall oder Legierungen von Platinmetallen.In Figures 3 and U, a particularly advantageous embodiment of a glow body 17 'is shown: This glow body 17' has a ceramic tube 20 'with a flange 18' and a base 21 'like the glow plug 10 in Figures 1 and 2. On the outside a heat-conducting layer k2 is applied to the bottom 21 'of the ceramic tube 20' by a known method, which consists of a platinum / aluminum oxide layer and has the task of preventing excessive temperature gradients in the densely sintered ceramic tube 20 '; it fulfills this task in that it distributes and dissipates the shock-like, almost only at one point occurring heat of the heating element 2k * over the entire ceramic tube base 21 '. This heat-conducting layer k2 can also consist of other metal / ceramic compounds, but preferably contains a platinum metal or alloys of platinum metals as the metal.

Diese Wärmeleitschicht U2 ist etwa 30 jum dick und von einer Zwischenschicht H3 bedeckt, die aus poröser Keramik besteht (beispielsweise aus Aluminiumoxid), 20 Xijn dick ist und mithilft, einen zu schnellen Wärmeübergang vom Heizelement 2h' auf das Keramikrohr 20' zu verhindern; diese Zwischenschicht ^3 fängt auch Wärmedehnungen auf und erstreckt sich vorzugsweise bis zum Keramikrohr-Flansch 18' hin. Die Wärmeleitschicht U2 nimmt eine größere Fläche ein als das Heizelement 2U' und ist von der elektrisch isolierenden Zwischenschicht ^3 bedeckt. ·,.'-;:: ,' ,' ",This heat-conducting layer U2 is about 30 μm thick and covered by an intermediate layer H3, which consists of porous ceramic (for example aluminum oxide), is 20 mm thick and helps to prevent excessive heat transfer from the heating element 2h 'to the ceramic tube 20'; this intermediate layer ^ 3 also absorbs thermal expansion and preferably extends as far as the ceramic tube flange 18 '. The heat conducting layer U2 takes up a larger area than the heating element 2U 'and is covered by the electrically insulating intermediate layer ^ 3. ·, .'-; ::, ','",

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Auf dieser Zwischenschicht 1+3 ist eine erste Leiterbahn 26' angeordnet, die auf der Stirnseite 28' des Keramikrohres 20' "beginnt, wie die Leiterbahnen 26 und 27 des Glühkörpers IT in den Figuren 1 und 2 aus einer Platinmetall-Keramik-Schicht "besteht und "bis zum Keramikrohr-Boden 21' 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 2k' ist als Einschnürung zwischen den beiden Leiterbahnen 26' und 27' ausgebildet; dieses Heizelement 2k 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.A first conductor track 26 'is arranged on this intermediate layer 1 + 3, which begins on the end face 28' of the ceramic tube 20 '", like the conductor tracks 26 and 27 of the incandescent body IT in FIGS. 1 and 2 made of a platinum metal-ceramic layer" consists and "leads to the ceramic tube bottom 21 '. The second conductor track 27' of this incandescent body 17 'leads from the combustion chamber side 29' of the ceramic tube flange 18 'also to the ceramic tube bottom 21' and consists of the same material as the first conductor track 26 '. The heating element 2k ' is designed as a constriction between the two conductor tracks 26 'and 27'; this heating element 2k is only about 1 mm long and 0.5 mm wide, but can - depending on the type of application - also have up to 6 mm long or even point-shaped.

Der Bereich des Heizelementes 2k' 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 Fig. 1 entspricht.The area of the heating element 2k 'and the conductor tracks 26' and 27 'is covered with a protective layer 25' which corresponds in arrangement, material and its function to the protective layer 25 on the incandescent body 17 according to FIG. 1.

Alle auf dem Keramikrohr 20' aufgebrachten schichtförmigen Elemente k2, 1+3, 26', 27', 2k' und 25' können mit dem Keramikrohr 20' gemeinsam in einem einzigen Brand miteinander versintert werden.All of the layered elements k2 , 1 + 3, 26 ', 27', 2k 'and 25' applied to the ceramic tube 20 'can be sintered together with the ceramic tube 20' in a single fire.

Es sei erwähnt, daß die beschriebenen Heizelemente 2k und 21+' 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. 22' des Keramikrohres 20 bzw. 20' aufgebracht sein können; es ist auch möglich, daß Heizelemente 2k , 2k' sowohl auf der Außenseite als auch im Innenraum 22 bzw. 22' des Keramikrohres 20 bzw. 20' angeordnet sind.It should be mentioned that the described heating elements 2k and 21+ 'with their conductor tracks 26, 27 and 26', 27 'do not have to be arranged on the outside of the ceramic tube 20 or 20', but also in the interior 22 and 22 '. the ceramic tube 20 or 20 'can be applied; it is also possible that heating elements 2k, 2k 'are arranged both on the outside and in the interior 22 or 22' of the ceramic tube 20 or 20 '.

Eine Glühkerze mit einem Glühkörper 17' gemäß den Figuren 3 und k können die zum Zünden von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen erforderliche Temperatur in weniger als einer Sekunde erreichen; mit einem solchen Glühkörper 17' lassenA glow plug with a glow element 17 'according to FIGS. 3 and k can reach the temperature required for igniting fuel vapor-air mixtures in less than one second; with such an incandescent body 17 '

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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 .the ignition temperatures mentioned decrease even with an applied voltage of the order of magnitude of 9 volts than 1.5 seconds, whereby the power consumption is only about half as high as with conventional glow plugs, which contain a resistance wire embedded in ceramic material in a thin-walled metallic glow sleeve .

Die in Fig. 1 dargestellte Glühkerze 10 mit ihrem Glühkörper 17 oder mit einem Glühkörper 17' nach den Figuren 3 und k kann vorzüglich mit einem optoelektrischen Brennraumsensor kk ausgerüstet werden. Dieser Brennraumsensor kh ist ein Lichtleiter, der aus einem Quarzglasstab und/oder einem Glasfaserkabel besteht und in einer Längsbohrung U5 des Anschlußbolzens 32 entlanggeführt ist; der brennraumseitige Endabschnitt des Brennraumsensors hk ragt in bevorzugter Weise etwas in den Keramikrohr-Innenraum 22 hinein, jedoch zwecks Vermeidung von Wärmeableitung ohne Berührung der Keramikrohres 20. Das dünnwandige Keramikrohr 20 übernimmt für den Sensor hk eine Schutzfunktion gegen Verunreinigungen (ζ-. 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 Ui| steht in bekannter Weise mit einem nicht dargestellten optoelektrischen Wandler in Verbindung wie es beispielsweise aus der DE-OS 29 05 506 bekannt ist. - Optoelektrische Sensoren sind bereits aus der vorstehend genannten DE-OS 29 05 5O6 und auch aus den DE-OS 30 01 711, 30 11 569, 30 11 570, 30 k2 399 und 30 k2 k^h bekannt.The glow plug 10 shown in FIG. 1 with its glow element 17 or with a glow element 17 'according to FIGS. 3 and k can be equipped with an optoelectronic combustion chamber sensor kk. This combustion chamber sensor kh is a light guide which consists of a quartz glass rod and / or a glass fiber cable and is guided along in a longitudinal bore U5 of the connecting bolt 32; the combustion chamber-side end section of the combustion chamber sensor hk preferably protrudes somewhat into the ceramic tube interior 22, but in order to avoid heat dissipation without touching the ceramic tube 20. The thin-walled ceramic tube 20 assumes a protective function against contamination for the sensor hk (ζ-. B. Soot ), but due to its transparency it nevertheless allows a sufficient passage of the light occurring during the combustion. The section of the combustion chamber sensor Ui |, which is led out of the connecting bolt 32 on the connection side and is mostly light-tightly encased is in a known manner in connection with an opto-electrical converter, not shown, as is known, for example, from DE-OS 29 05 506. - Photoelectric sensors are already known from the aforementioned DE-OS 29 05 5O6 and also from DE-OS 30 01 711, 30 11 569, 30 11 570, 30 k2 399 and 30 k2 k ^ h .

Erwähnt sei noch, daß bei Verwendung einer die Glühkörper 17, I7¹ umgebenden Schutzhülse 30 insbesondere eine Öffnung 31 an der brennraumseitigen Stirnfläche der Schutzhülse 30 angeordnet ist, um eine gute Wirkung des Brennraumsensors hk zu erzielen; in vielen Anwendungsfällen genügen jedoch auch Öffnungen 31, welche sich irgendwo in der Schutzhülse 30 befinden. ..,....,It should also be mentioned that when a ^{protective sleeve 30 surrounding the incandescent bodies 17, 17 1 is used,} in particular an opening 31 is arranged on the combustion chamber-side end face of the protective sleeve 30 in order to achieve a good effect of the combustion chamber sensor hk ; In many applications, however, openings 31 which are located somewhere in the protective sleeve 30 are also sufficient. .., ....,

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ROBERT EOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1ROBERT EOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Glühkerze für Brennkraftmaschinen
Zusammenfassung Glow plug for internal combustion engines
summary

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.The invention relates to a glow plug for internal combustion engines, in particular for internal combustion engines without external ignition. the Glow plug includes a thin-walled ceramic tube in the longitudinal bore of its metal housing, the combustion chamber side with a Bottom is closed; on the outside and / or inside of the ceramic tube base is a layered heating element applied, which is in electrical connection with the connection-side end portion of the ceramic tube via conductor tracks stands. The heating element is wave-shaped or configured as a constriction of the connecting conductor tracks and is preferably covered with a gas-tight protective layer. A porous ceramic can be placed between the heating element and the ceramic tube base Be arranged intermediate layer; In the case of very small-area heating elements, there is also a heat-conducting layer required between the intermediate layer and the ceramic tube bottom. - Glow plugs according to the invention reach the temperatures required to ignite fuel vapor-air mixtures in less than two seconds and can easily be equipped with an opto-electrical combustion chamber sensor.

Claims

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3.2.1981 Zr / Κη

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Expectations

1. Glow plug for internal combustion engines, especially for internal combustion engines without spark ignition, with a ceramic tube which is fastened in the longitudinal bore of a metal housing, has a bottom on the combustion chamber side and is provided on its surface with an electrical heating element, of which at least one of the electrical connection connections is through the housing longitudinal bore leads, characterized in that the heating element ( 2k , 2U *) essentially on the area of the floor (21, 21 ') on the combustion chamber side of the ceramic tube (20, 20') which has an essentially empty interior (22, 22 ') ') is limited, formed in layers, and preferably covered by an electrically insulating, dense protective layer (25, 25').

2. Glow plug according to claim 1, characterized in that

the ceramic tube bottom (21, 21 ') maximum 0.8 mm, preferably

|, i. wisely, however, is between 0.3 and 0.6 mm thick.

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3. Glow plug according to claim 1 or 2, characterized in that the layered heating element (2k, 2k ¹ ) on the ceramic tube (20, 20 ') applied conductor tracks (26, 27; 26', 27 ') with the connection area of the Kerainikrohres (20, 20 '), these conductor tracks (26, 27; 26', 27 ') preferably being covered with an electrically insulating protective layer (25 ₅ 25').

k. Glow plug according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a porous, electrically insulating intermediate layer (k3) is arranged between the heating element (2U ') and the ceramic tube (20'), which preferably covers a larger area of the ceramic tube base (21 ') covered as the heating element (2U').

5. Glow plug according to claim H, characterized in that a heat-conducting layer (k2) is arranged between the intermediate layer (k3) and the ceramic tube (20 '), which layer covers a larger area of the ceramic tube base (21') than the heating element (2) ^ ¹ ).

6. Glow plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating element (2k) on the ceramic tube bottom (21) has a substantially wave-shaped configuration (Fig. 2).

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7. Glow plug according to one of claims 1 "to 5-, characterized in that the heating element (2k ') is designed as a constriction between the two connecting conductor tracks {26', 27 ') (Fig. K).

8. glow plug according to claim 7 »characterized in that

^{the heating element (2H 1} ) formed as a constriction between the conductor tracks (26 ') and (27') is a maximum of 6 mm long.

9. Glow plug according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heating element (2k, 2k ') is arranged on the outside and / or on the inside (22, 22') of the ceramic tube (20, 20 ').

10. Glow plug according to one of claims 1 to 9, characterized in that the combustion chamber side from the metal housing (11) the protruding section of the ceramic tube (20, 20 ') is surrounded at a distance by a protective sleeve (30), which has at least one opening (31).

11. Glow plug according to one of claims 1 to 10, characterized in that an optoelectric combustion chamber sensor (1 + 1 +) with the interior (22, 22 ') of the incandescent body (17, 17') communicates.

12. Glow plug according to claim 11, characterized in that the combustion chamber sensor (1 + 1 +) through a longitudinal bore (1 + 5) of the connecting bolt (32) leads.