EP1214551A1 - Keramische glühstiftkerze - Google Patents

Keramische glühstiftkerze

Info

Publication number
EP1214551A1
EP1214551A1 EP00960314A EP00960314A EP1214551A1 EP 1214551 A1 EP1214551 A1 EP 1214551A1 EP 00960314 A EP00960314 A EP 00960314A EP 00960314 A EP00960314 A EP 00960314A EP 1214551 A1 EP1214551 A1 EP 1214551A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glow plug
temperature
heating layer
ceramic
plug according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00960314A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1214551B1 (de
EP1214551B2 (de
Inventor
Albrecht Geissinger
Gert Lindemann
Christoph Haluschka
Andreas Reissner
Wolfgang Dressler
Friederike Lindner
Wolfgang Otterbach
Christoph Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26005465&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1214551(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE10020329A external-priority patent/DE10020329A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to SI200030550T priority Critical patent/SI1214551T1/xx
Publication of EP1214551A1 publication Critical patent/EP1214551A1/de
Publication of EP1214551B1 publication Critical patent/EP1214551B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1214551B2 publication Critical patent/EP1214551B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the invention is based on a ceramic glow plug for diesel engines according to the category of the independent claims.
  • Glow plugs with an external ceramic heater are already known, for example, from patent application DE-OS 40 28 859.
  • metallic glow plugs in which the metallic filament is welded to a thermocouple.
  • the temperature in the respective cylinder can be measured during the operation of the glow plug by detecting the thermal voltage.
  • a metallic filament is not present in a glow plug with a ceramic heating element.
  • a glow plug is known with a connection element which is electrically connected to the glow plug via a contacting element. As shown in FIG. 1, this contacting element is designed as a spring.
  • the ceramic glow plug according to the invention with the features of the first independent claim has the advantage that the temperature of the glow plug can be measured. It is possible for the first time in a ceramic glow plug without additional equipment expenditure to measure the temperature of the glow plug directly in a selected area on the outside of the glow plug. The measurement of the temperature takes place in a selected area which is small compared to the volume of the entire glow plug, as a result of which the error which occurs due to a temperature distribution over a large volume can be reduced in the temperature determination.
  • a concentration of the heating power can be realized in a selected area of the glow pin without changing the cross section of the conductive layer, so that the surface in the area in which the heating power is to be concentrated is constant remains and thus the interaction surface is kept constant. Another advantage is that the manufacture of such a ceramic temperature measuring glow plug can be designed inexpensively.
  • Passive mode after it has fulfilled the heating function, can be used as a temperature sensor. In this way it can be determined whether the combustion in the respective cylinder is proceeding correctly. It is advantageous that based on this information parameters relevant to combustion can be influenced.
  • the ceramic glow plug according to the invention with the features of independent claim 14 has the advantage over the prior art that, because of the larger line cross section, higher currents can be transmitted without thermal destruction of the material of the contacting element.
  • the large surface area of the contacting material is also advantageous because it enables good thermal conductivity.
  • the elastic spring component ensures that thermal shifts in the surrounding components due to different coefficients of thermal expansion can be compensated for.
  • FIG. 2 shows the front section of the external ceramic heater as a side view
  • FIG. 3 shows an interconnection of the glow plug according to the invention with the control units
  • Figure 5 shows a glow plug according to the invention in longitudinal section.
  • FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through a ceramic glow plug 1 according to the invention.
  • the electrical contact takes place via a circular plug 2, which is separated from the plug housing 4 via a seal 3 and connected to the cylindrical feed line 5.
  • the cylindrical feed line 5 is fixed in the candle housing 4 via a metal ring 7 and an electrically insulating ceramic sleeve 8.
  • the cylindrical feed line 5 is via a contact pin 10, wherein the cylindrical feed line 5 can also be combined with the contact pin 10 in one component, and one suitable contacting element 12, the is preferably formed as a contact spring or as an electrically conductive powder pack or as an electrically conductive tablet with an elastic spring component, preferably made of graphite, with the ceramic glow plug 14.
  • the inside of the glow plug is covered by a
  • the sealing packing 15 sealed against the combustion chamber.
  • the sealing packing 15 consists of an electrically conductive carbon compound.
  • the sealing packing 15 can also be formed by metals, a mixture of carbon and metal or a mixture of ceramic and metal.
  • the glow plug 14 consists of a ceramic heating layer 18 and ceramic supply layers 20 and 21, the two supply layers 20, 21 being connected by the heating layer 18 and together with the heating layer 18 forming the conductive layer.
  • the supply layers 20, 21 have any shape, and the heating layer 18 can also have any shape.
  • the conductive layer is preferably U-shaped.
  • the lead layers 20 and 21 are separated by an insulation layer 22, which is also made of ceramic material.
  • the glow plug 14 is designed such that the supply layers 20 and 21 and the heating layer 18 are arranged on the outside of the glow plug 14.
  • the supply layers 20 and 21 are located within the glow plug and are still covered by an external, ceramic, insulating layer.
  • the ceramic glow plug is isolated from the other components of the glow plug 4, 8, 12, 15 by a glass layer (not shown).
  • the glass layer is interrupted at point 24.
  • the glass layer is also interrupted for electrical contact between the supply layer 21 and the candle housing 4 via the Sealing packing 15 at the point 26.
  • the heating layer 18 was placed at the tip of the glow pencil as the preferred embodiment. However, it is also conceivable to place this heating layer at a different location on the conductive layer. The heating layer 18 should be located at the point where the greatest heating effect is to be achieved.
  • Embodiment in which the heating layer 18 is located at the tip of the glow plug. Furthermore, the feed layers 20, 21 and the insulation layer 22 can be seen.
  • This side view shows the embodiment in which the conductive layer, consisting of the supply layers 20 and 21 and the heating layer 18, has a U-shaped shape.
  • the material of the heating layer 18 is selected such that the absolute electrical resistance of the heating layer 18 is greater than the absolute electrical resistance of the supply layers 20, 21.
  • the term resistance without addition means the absolute electrical resistance
  • the resistance of the insulation layer is like this chosen that it is significantly greater than the resistance of the heating layer 18 and the supply layers 20, 21.
  • FIG. 3 shows schematically which devices communicate with the glow plug 1.
  • the engine control unit 30 which contains a computer and a storage unit.
  • the engine-dependent parameters of the glow plug are stored in the engine control unit 30. These can be the resistance-temperature maps, for example, depending on the load and speed of the engine.
  • the engine control unit memory also contains one or more temperature reference values for correct combustion.
  • the engine control unit can control parameters that influence the combustion, for example the injection duration, the start of injection and the end of injection of the fuel.
  • the control unit 32 regulates a voltage that was specified by the engine control unit. This voltage represents the total voltage used for the glow plug.
  • the control unit 32 also houses a current measuring device with which the current intensity, which is above the
  • control unit 32 contains a memory and a computing unit.
  • the engine control unit 30 and the control unit 32 can also be combined in one device.
  • FIG. 4 illustrates the resistances occurring across the glow plug.
  • the resistor 41 with a value R20 is the resistance of the ceramic supply layer 20.
  • the resistor 43 with a value R1 contains the resistance of the heating layer.
  • the resistor 45 with a value R21 contains the resistance of the ceramic supply layer 21.
  • the resistors 41, 43 and 45 are connected in series. For the considerations carried out with reference to FIG. 4, any cross currents that may occur should be neglected.
  • the total resistance R thus results from the sum of the resistances R20, R1 and R21.
  • the resistance R1 forms the largest summand.
  • An effective voltage is specified by the engine control unit 30 based on the characteristic diagrams contained therein and the desired temperature of the glow plug, which is regulated by the control unit 32. Due to the temperature dependence of the resistors 41, 43 and 45, a current I is established via the glow plug, that is to say via the resistor R, which is measured in the control unit 32.
  • the temperature dependence of the total resistance R R20 + Rl + R21 results mainly from the temperature dependence of the resistance Rl, since this resistance has the greatest value.
  • the temperature dependence of the resistors R20, Rl and R21 is almost constant over the entire operating range of the glow plug between room temperature and a temperature of approx. 1400 ° C.
  • the temperature of the combustion chamber is in the operating range of the glow plug.
  • the measured current intensity I is converted by the control device 32 into a temperature based on a stored characteristic map, which mainly results from the temperature of the heating layer 18 due to the significantly higher resistance R1 compared to the resistors R20 and R21. This temperature is returned to the engine control unit 30, the
  • RMS voltage is newly specified for the glow plug.
  • the temperature of the heating layer 18 of the glow pencil in another way, for example on a display. It is also possible to use the the temperature determined, for example taking into account one or more reference temperatures stored in the engine control unit 30, to derive conclusions about the quality of the combustion in a cylinder-specific manner. In the event of incorrect combustion, the
  • Control unit cylinder-specific measures are taken that influence the combustion process and can thus ensure correct combustion again.
  • the injection duration, the start of injection or the injection pressure of the fuel could then be varied, for example.
  • the glow plug in passive mode, i.e. After the afterglow period, when the glow plug is no longer in active mode, measure the temperature of the combustion chamber.
  • a correspondingly lower effective voltage is specified and, in analogy to active operation, the current I which is established via the resistor R is measured, and the temperature of the heating area, which then corresponds to the temperature of the combustion chamber, is inferred.
  • the temperature of the combustion chamber can be compared with one or more reference values stored in the engine control unit for correct combustion in a cylinder-specific manner. If the temperature of the combustion chamber does not correspond to correct combustion, measures can be taken, as explained for the active operation of the glow plug, which ensure correct combustion again, for example a variation in the injection duration, the start of injection and the injection pressure of the fuel.
  • R p * l / A, where 1 represents the length of the resistor and A the cross-sectional area, set by the temperature dependence of the specific resistance p. The temperature dependency results from this
  • p (T) the specific resistance as a function of the temperature T
  • pg the specific resistance at room temperature Tg
  • ⁇ (T) a temperature coefficient which is temperature-dependent.
  • the specific resistance of the heating layer 18 can be chosen such that pg of the heating layer is greater than pg of the supply layers.
  • the temperature coefficient ⁇ of the heating layer 18 can in
  • Operating range of the glow plug can be greater than the temperature coefficient cc of the supply layers 20, 21. It is also possible to choose both pg and ⁇ for the heating layer 18 for the operating range of the glow plug larger than for supply layers 20, 21.
  • the composition of the heating layer 18 and the supply layers 20, 21 is selected such that the p 0 of the supply layers 20, 21 is at least 10 times smaller than the Pg of the heating layer 18.
  • the temperature coefficient ⁇ of the heating layer 18 and the supply layers 20, 21 is approximately the same. An accuracy of the temperature measurement of 20 Kelvin is thus achieved in the entire operating range of the glow plug.
  • the specific resistance of the insulation layer 22 is at least 10 times greater than the specific resistance of the heating layer 18 in the entire operating range of the glow plug.
  • the heating layer, the supply layers and the insulation layer consist of ceramic composite structures, the at least two of the compounds Al2O3, MoSi2, Si3N and
  • Y2O3 contains. These composite structures can be obtained by a single or multi-stage sintering process.
  • the specific resistance of the layers can preferably be determined by the MoSi 2 content and / or the grain size of MoSi2, the MoSi2 content is preferably the
  • the heating layer 18, supply layers 20, 21 and the insulation layer 22 consist of a composite precursor ceramic with different proportions of fillers.
  • the matrix of this material consists of polysiloxanes, polysilsequioxanes, polysilanes or polysilazanes, which can be doped with boron or aluminum and which are produced by pyrolysis.
  • the filler forms at least one of the compounds Al2O3, MoSi2 and SiC for the individual layers.
  • the MoSi2 "content and / or the grain size of MoSi2 can preferably determine the specific resistance of the layers.
  • the MoSi 2 content of the supply layers 20, 21 is preferably set higher than the MoSi2 content of the heating layer 18, the Heating layer 18 in turn has a higher MoSi2 content than the insulation layer 22.
  • the compositions of the insulation layer, the supply layers and the heating layer are selected in the above-mentioned exemplary embodiments so that their thermal expansion coefficients and the shrinkage of the individual supply, heating and insulation layers occurring during the sintering or pyrolysis process are the same, so that no cracks arise in the glow pencil.
  • FIG. 5 shows a further preferred exemplary embodiment of the invention on the basis of a schematic longitudinal section through a glow plug 1 according to the invention.
  • the same reference numerals used in the previous figures mean the same components, which will not be explained again here.
  • the glow plug shown in FIG. 5 has a round plug 2, which is in electrical contact with the cylindrical feed line 5.
  • the cylindrical feed line 5 is electrically connected to the ceramic glow plug 14 via the contact pin 10 and the contacting element 12.
  • the cylindrical feed line 5, the contact pin 10, the contacting element 12 and the ceramic glow plug 14 are arranged one behind the other in this order, as shown in FIG. 5, in the direction of the combustion chamber.
  • the ceramic glow plug 14 has a peg 11 at the end remote from the combustion chamber.
  • the pin 11 forms an extension of the glow plug 14 in the direction of the end remote from the combustion chamber through a cylindrical lead-out of the ceramic supply layers 20, 21 and the insulation layer 22, the pin 11 having a smaller outside diameter than the part of the glow plug 14 adjoining in the direction of the combustion chamber, the collar 13. Furthermore, it is not necessary for the glow plug 14 to have a heating layer 18 at the end on the combustion chamber side having. In a preferred exemplary embodiment, the two supply layers 20 and 21 can only be connected at the end of the glow plug on the combustion chamber side, as is done via the heating element 18.
  • the contacting element 12 which consists of a tablet made of electrically conductive powder, is preferably designed as graphite or a metal powder or an electrically conductive ceramic powder.
  • the tablet made of electrically conductive powder can also consist of at least a predominant proportion of graphite or of the metal powder or of the electrically conductive ceramic powder. Due to the design of the contacting element 12 as an electrically conductive powder, the contacting element 12 ensures a resilient contacting, which is able to carry high currents without thermal destruction. The large surface of the powder ensures good thermal conductivity. For the same reason, a low contact resistance with good conductivity can be realized. Graphite and ceramic conductive materials are also corrosion-resistant. The elastic spring component of the tablet made of electrically conductive powder ensures that the tablet compensates for thermal movements of the components by means of different coefficients of thermal expansion.
  • the tablet made of electrically conductive powder is limited by a cylindrical adapter sleeve 9, which here instead of the ceramic sleeve 8 shown in FIG. 1, it is present as an independent component.
  • the clamping sleeve 9 is provided in the same way as the ceramic sleeve 8 as an insulating component; in a preferred exemplary embodiment it consists of ceramic material.
  • the tablet made of electrically conductive powder is pressed firmly between the flange of the connecting element on the end facing away from the combustion chamber, the pin 11 of the glow plug 14 on the end facing the combustion chamber and the clamping sleeve 9.
  • the clamping between these fixed components prevents the surrounding clamping sleeve 9 from breaking due to the internal pressure build-up being too great due to the compression of the contacting element 12.
  • the axial preloading of the elastic spring component achieved by clamping the tablet made of electrically conductive powder can compensate for thermal expansions, settling behavior and vibration stress when the glow plug is shaken.
  • a glow plug according to FIG. 5 with a tablet made of electrically conductive powder as the contacting element 12 is produced as follows. First is the
  • the compression of the tablet from electrically conductive powder also ensures that the elastic spring portion of the tablet is biased.
  • the metal ring 7 is then caulked by means of a force applied radially from the outside to the candle housing 4. Then the seal 3 and the circular plug 2 are mounted and also caulked by means of a force applied radially from the outside to the candle housing 4.

Abstract

Es wird eine keramische Glühstiftkerze vorgeschlagen, deren keramischer Glühstift aus einer elektrisch leitenden Leitschicht und einer elektrisch isolierenden Isolationsschicht besteht. Die Leitschicht besteht aus Zuleitungsschichten und einer Heizschicht. Der höhere spezifische elektrische Widerstand der Heizschicht ermöglicht es, die Temperatur der Heizschicht und des Brennraums zu bestimmen. Der elektrische Kontakt zwischen einem Anschlusselement und dem Glühstift wird durch ein Kontaktierungselement hergestellt, das aus einer Tablette aus einem elektrisch leitfähigen Pulver ausgebildet ist.

Description

Keramische Glühstiftkerze
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer keramischen Glühstiftkerze für Dieselmotoren nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. Es sind bereits Glühstiftkerzen mit außenliegendem keramischen Heizer beispielsweise aus der Patentanmeldung DE-OS 40 28 859 bekannt. Desweiteren sind z.B. aus DE-OS 29 37 884 metallische Glühstiftkerzen bekannt, bei denen die metallische Glühwendel mit einem Thermoelement verschweißt ist. Hier läßt sich während des Betriebs der Glühstiftkerze durch die Erfassung der Thermospannung die Temperatur im jeweiligen Zylinder messen. In einer Glühstiftkerze mit keramischem Heizelement ist jedoch eine metallische Glühwendel nicht vorhanden.
Weiterhin ist aus der DE 198 44 347 ist eine Glühstiftkerze mit einem Anschlußelement bekannt, das mit dem Glühstift über ein Kontaktierungselement elektrisch verbunden ist. Dieses Kontaktierungselement wird, wie Figur 1 zu entnehmen ist, als Feder ausgeführt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, daß die Temperatur des Glühstiftes meßbar ist. Es ist in einer keramischen Glühstiftkerze erstmals möglich, ohne zusätzlichen apparativen Aufwand die Temperatur des Glühstiftes direkt in einem ausgewählten Bereich an der Außenseite des Glühstiftes zu messen. Die Messung der Temperatur erfolgt in einem gegenüber dem Volumen des gesamten Glühstiftes kleinen, ausgewählten Bereich, wodurch der Fehler, der durch eine Temperaturverteilung über ein großes Volumen auftritt, bei der Temperaturbestimmung verringert werden kann. Es ist weiterhin vorteilhaft, daß in der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze eine Konzentration der Heizleistung in einem ausgewählten Bereich des Glühstiftes realisiert werden kann, ohne den Querschnitt der leitfähigen Schicht zu ändern, sodaß die Oberfläche in dem Bereich, in dem die Konzentration der Heizleistung erfolgen soll, konstant bleibt und somit auch die Wechselwirkungsfläche konstant gehalten wird. Von Vorteil ist weiterhin, daß die Fertigung einer derartigen keramischen Temperaturmeß- Glühstiftkerze kostengünstig gestaltet werden kann.
Durch die in den auf den ersten unabhängigen Anspruch bezogenen Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen keramischen Glühstiftkerze möglich. Insbesondere ist durch eine geeignete Wahl der für die verschiedenen Bereiche der Glühstiftkerze verwendeten keramischen Materialien sichergestellt, daß die mechanische Stabilität des Heizers nicht beeinträchtigt wird. Eine Vearbeitung der gemessenen Temperaturwerte durch ein Steuergerät erlaubt eine Regelung der Temperatur in dem ausgewählten Bereich des Glühstiftes. Es ist außerdem vorteilhaft, die erfindungsgemäße Glühstiftkerze im
Passivbetrieb, nachdem sie die Aufheizfunktion erfüllt hat, als Temperatursensor zu benutzen. Es kann so festgestellt werden, ob die Verbrennung im jeweiligen Zylinder korrekt abläuft. Vorteilhaft ist, daß aufgrund dieser Informationen eine Beeinflussung von für die Verbrennung relevanten Parametern erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 14 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß aufgrund des größeren Leitungsquerschnitts höhere Ströme ohne thermische Zerstörung des Materials des Kontaktierungselements übertragen werden können. Die große Oberfläche des Kontaktierungsmaterials ist weiterhin vorteilhaft, da sie eine gute Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Der elastische Federanteil stellt sicher, daß thermische Verschiebungen der umgebenden Bauteile aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgeglichen werden können.
Die in den abhängigen Ansprüchen, bezogen auf Anspruch 14, aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen keramischen Glühstiftkerze möglich. Dabei ist es vorteilhaft, das Kontaktierungselement als Graphit oder leitfähiges Keramikpulver auszubilden, da diese Materialien korrosionsbeständig sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, nur einen überwiegenden Teil des Materials als Graphit oder leitfähige Keramik oder Metallpulver vorzusehen, da Einsparungen teuer Materialien bei annähernd gleichen
Eigenschaften möglich ist. Weiterhin ist vorteilhaft, die Glühstiftkerze mit einem erfindungsgemäßen
Kontaktierungselement nach der unten beschriebenen Art und Weise herzustellen, da so eine Anordnung der in dem Kerzengehäuse befindlichen Bestandteile erfolgt, die
Kurzschlüsse verhindert. Außerdem ist gewährleistet, daß die Bestandteile so verpreßt werden, daß einerseits keine Lockerung der Bestandteile und andererseits keine Sprengung von Bestandteilen durch eine zu große Gegenkraft von federnden Elementen (z.B. durch das Kontaktierungselement) erfolg .
Zeichnungen
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen Figur 1 eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze im
Längsschnitt ,
Figur 2 den vorderen Abschnitt des außenliegenden keramischen Heizers als Seitenansicht,
Figur 3 eine Verschaltung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit den Steuergeräten,
Figur 4 die in der erfindungsgemäßen keramischen
Glühstiftkerze und in den Zuleitungen auftretenden
Widerstände und
Figur 5 eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze im Längsschnitt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße keramische Glühstiftkerze 1. Am brennraumfernen Ende der Glühstiftkerze 1 erfolgt der elektrische Kontakt über einen Rundstecker 2 , der über eine Dichtung 3 vom Kerzengehäuse 4 getrennt und mit der zylindrischen Zuleitung 5 verbunden ist. Die Fixierung der zylindrischen Zuleitung 5 im Kerzengehäuse 4 erfolgt über einen Metallring 7 und eine elektrisch isolierende Keramikhülse 8. Die zylindrische Zuleitung 5 ist über einen Kontaktstift 10, wobei die zylindrische Zuleitung 5 auch mit dem Kontaktstift 10 in einem Bauteil vereinigt sein kann, und ein geeignetes Kontaktierungselement 12, das vorzugsweise als Kontaktfeder oder als eine elektrisch leitfähige Pulverpackung oder als eine elektrisch leitfähige Tablette mit einem elastischen Federanteil, vorzugsweise aus Graphit, ausgebildet ist, mit dem keramischen Glühstift 14 verbunden. Das Innere der Glühkerze wird mittels einer
Dichtpackung 15 gegenüber dem Brennraum abgedichtet. Die Dichtpackung 15 besteht aus einer elektrisch leitenden Kohlenstoff-Verbindung. Die Dichtpackung 15 kann aber auch durch Metalle, eine Mischung aus Kohlenstoff und Metall oder eine Mischung aus Keramik und Metall ausgebildet sein. Der Glühstift 14 besteht aus einer keramischen Heizschicht 18 und keramischen Zuleitungsschichten 20 und 21, wobei die beiden Zuleitungsschichten 20, 21 durch die Heizschicht 18 verbunden sind und mit der Heizschicht 18 zusammen die Leitschicht bilden. Die Zuleitungsschichten 20, 21 besitzen eine beliebige Form, auch die Heizschicht 18 kann eine beliebige Form besitzen. Vorzugsweise ist die Leitschicht u- förmig ausgebildet. Die Zuleitungschichten 20 und 21 sind über eine Isolationsschicht 22, die ebenfalls aus keramischem Material besteht, getrennt. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Glühstift 14 derart gestaltet, daß die Zuleitungsschichten 20 und 21 sowie die Heizschicht 18 außen am Glühstift 14 angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, mindestens die Zuleitungsschichten 20 und 21 so anzuordnen, daß sie sich innerhalb des Glühstiftes befinden und noch von einer außen liegenden, keramischen, isolierenden Schicht bedeckt werden. Innerhalb des Kerzengehäuses ist der keramische Glühstift durch eine nicht dargestellte Glasschicht von den übrigen Bestandteilen der Glühstiftkerze 4, 8, 12, 15 isoliert. Um den elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktierungselement 12 und der ZuleitungsSchicht 20 herzustellen, ist die Glasschicht an der Stelle 24 unterbrochen. Die Glasschicht ist ebenfalls unterbrochen, für einen elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsschicht 21 und Kerzengehäuse 4 über die Dichtpackung 15 an der Stelle 26. In diesem
Ausführungsbeispiel wurde als bevorzugte Ausfuhrungsform die Heizschicht 18 an der Spitze des Glühstiftes plaziert. Es ist jedoch auch denkbar, diese Heizschicht an einer anderen Stelle der Leitschicht zu plazieren. Die Heizschicht 18 sollte sich an der Stelle befinden, an der die größte Heizwirkung erzielt werden soll.
In Figur 2 ist nochmals das keramische Heizelement in einer Ansicht von der Seite gezeigt. Wie in Figur 1 ist die
Ausführungsform, bei der sich die Heizschicht 18 an der Spitze des Glühstiftes befindet, dargestellt. Desweiteren sind die Zuleitungsschichten 20, 21 und die Isolationsschicht 22 zu erkennen. In dieser Seitenansicht ist die Ausfuhrungsform gezeigt, in der die Leitschicht, bestehend aus den Zuleitungsschichten 20 und 21 und der Heizschicht 18, eine u-förmige Gestalt aufweist.
Der Betriebszustand, in dem der Glühstift zur Unterstützung der Verbrennung im Brennraum beheizt wird, wobei dieses Heizen beim Start der Brennkraftmaschine, während einer Nachglühphase, die sich vorzugsweise über 3 Minuten erstreckt, sowie während einer Zwischenglühphase erfolgt, wenn die Temperatur des Brennraums während des Betriebs der Brennkraftmaschine zu stark absinkt, wird Aktivbetrieb genannt .
Bei der erfindungsgemäßen keramischen Glühstiftkerze ist das Material der Heizschicht 18 so gewählt, daß der absolute elektrische Widerstand der Heizschicht 18 größer ist als der absolute elektrische Widerstand der Zuleitungsschichten 20, 21. (Im Folgenden soll unter der Bezeichnung Widerstand ohne Zusatz der absolute elektrische Widerstand verstanden werden.) Um Querströme zwischen der Leitschicht zu vermeiden, ist der Widerstand der Isolationsschicht so gewählt, daß er deutlich größer als der Widerstand der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 ist.
In Figur 3 ist schematisch dargestellt, welche Geräte mit der Glühstiftkerze 1 kommunizieren. Dies ist zunächst das Motorsteuergerät 30, das eine Rechner- und eine Speichereinheit beinhaltet. Im Motorsteuergerät 30 werden die motorabhängigen Parameter der Glühstiftkerze gespeichert. Dies können beispielsweise die Widerstands- Temperaturkennfelder in Abhängigkeit von Last und Drehzahl des Motors sein. Der Speicher des Motorsteuergeräts enthält auch einen oder mehrere Temperatur-Referenzwerte für eine korrekte Verbrennung. Das Motorsteuergerät kann Parameter steuern, die die Verbrennung beeinflussen, beispielsweise die Einspritzdauer, den Einspitzbeginn und das Einspritzende des Kraftstoffs. Das Steuergerät 32 regelt eine Spannung, die vom Motorsteuergerät vorgegeben wurde . Diese Spannung stellt die für die Glühstiftkerze verwendete GesamtSpannung dar. Das Steuergerät 32 beherbergt außerdem ein Strommeßgerät, mit dem die Stromstärke, die über den
Glühstift fließt, gemessen wird. Außerdem beinhaltet das Steuergerät 32 eine Speicher- und eine Recheneinheit. Das Motorsteuergerät 30 und das Steuergerät 32 können auch in einem Gerät vereinigt sein.
Die Figur 4 veranschaulicht die über die Glühstiftkerze auftretenden Widerstände. Der Widerstand 41 mit einem Wert R20 ist der Widerstand der keramischen ZuleitungsSchicht 20. Der Widerstand 43 mit einem Wert Rl beinhaltet den Widerstand der Heizschicht. Der Widerstand 45 mit einem Wert R21 beinhaltet den Widerstand der keramischen Zuleitungsschicht 21. Hinzu kommen noch die Widerstände der übrigen Zu- und Rückleitungen, die jedoch alle klein gegenüber den Widerständen R20 und R21 sind und deshalb nicht berücksichtigt werden. Sie sind in Figur 4 nicht gezeichnet. Die Widerstände 41, 43 und 45 sind in Reihe verschaltet . Für die anhand von Figur 4 durchgeführten Betrachtungen sollen evtl. auftretende Querströme vernachlässigt werden. Somit ergibt sich der Gesamtwiderstand R aus der Summe der Widerstände R20, Rl und R21. Der Widerstand Rl bildet dabei den größten Summanden.
Vom Motorsteuergerät 30 wird anhand der dort enthaltenen Kennfelder und der gewünschten Temperatur des Glühstiftes eine Effektivspannung vorgegeben, die vom Steuergerät 32 geregelt wird. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Widerstände 41, 43 und 45 stellt sich ein Strom I über die Glühstiftkerze, also über den Widerstand R, ein, der im Steuergerät 32 gemessen wird. Die Temperaturabhängigkeit des Gesamtwiderstandes R = R20 + Rl + R21 ergibt sich dabei hauptsächlich aus der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes Rl, da dieser Widerstand den größten Wert besitzt. Die Temperaturabhängigkeit der Widerstände R20, Rl und R21 ist über den gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze zwischen Raumtemperatur und einer Temperatur von ca. 1400°C nahezu konstant. Die Temperatur des Brennraums liegt im Betriebsbereich der Glühstiftkerze.
Die gemessene Stromstärke I wird vom Steuergerät 32 anhand eines gespeicherten Kennfeldes in eine Temperatur umgerechnet, die sich aufgrund des deutlich höheren Widerstandes Rl gegenüber den Widerständen R20 und R21 hauptsächlich aus der Temperatur der Heizschicht 18 ergibt. Diese Temperatur wird an das Motorsteuergerät 30 zurückgegeben, wobei aufgrund der ermittelten Temperatur die
Effektivspannung für die Glühstiftkerze neu vorgegeben wird.
Es ist ebenfalls möglich, die Temperatur der Heizschicht 18 des Glühstiftes anderweitig auszugeben, beispielsweise auf einem Display. Weiterhin ist es möglich, anhand der ermittelten Temperatur beispielsweise unter Berücksichtigung von einer oder mehreren, im Motorsteuergerät 30 gespeicherten, Referenztemperaturen Schlußfolgerungen über die Qualität der Verbrennung zylinderspezifisch herzuleiten. Im Falle einer nicht korrekten Verbrennung können vom
Steuergerät zylinderspezifische Maßnahmen ergriffen werden, die den Verbrennungsvorgang beeinflussen und so wieder für eine korrekte Verbrennung sorgen können. Es könnte dann beispielsweise die Einspritzdauer, der Einspritzbeginn oder der Einspritzdruck des Kraftstoffs variiert werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, auch im Passivbetrieb der Glühstiftkerze, d.h. nach der Nachglühzeit, wenn sich die Glühstiftkerze nicht mehr im Aktivbetrieb befindet, eine Messung der Temperatur des Brennraums vorzunehmen. Hier wird eine entsprechend niedrigere Effektivspannung vorgegeben und, analog zum Aktivbetrieb der sich über den Widerstand R einstellende Strom I gemessen und so auf die Temperatur des Heizbereichs geschlossen, der dann der Temperatur des Brennraums entspricht. Ebenso wie im Aktivbetrieb kann die Temperatur des Brennraums zylinderspezifisch mit einem oder mehreren im Motorsteuergerät gespeicherten Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung verglichen werden. Sollte die Temperatur des Brennraums nicht einer korrekten Verbrennung entsprechen, können, wie für den aktiven Betrieb der Glühstiftkerze erläutert, Maßnahmen ergriffen werden, die wieder für eine korrekte Verbrennung sorgen, beispielsweise eine Variation der Einspritzdauer, des Einspritzbeginns und des Einspritzdrucks des Kraftstoffes.
Der Wert der Widerstände R20, Rl und R21 sowie deren Temperaturabhängigkeit wird wegen
R = p * l / A , wobei 1 die Länge des Widerstandes und A die Querschnittsfläche darstellt, durch die Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes p eingestellt. Dabei ergibt sich die Temperaturabhängigkeit aus
p(T) = p0(T0) * (1 + α(T) * (T-T0)).
Es bezeichnet p(T) den spezifischen Widerstand als Funktion der Temperatur T, pg den spezifischen Widerstand bei der Raumtemperatur Tg und α(T) einen Temperaturkoeffizienten, der temperaturabhängig ist .
Um eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit der
Widerstände der Zuleitungen R20 und R21 gegenüber dem Widerstand Rl zu erreichen, kann der spezifische Widerstand der Heizschicht 18 so gewählt werden, daß pg der Heizschicht größer ist als pg der Zuleitungsschichten. Oder aber der Temperaturkoeffizient α der Heizschicht 18 kann im
Betriebsbereich der Glühstiftkerze größer sein als der Temperaturkoeffizient cc der Zuleitungsschichten 20, 21. Es ist auch möglich, sowohl pg als auch α für die Heizschicht 18 für den Betriebsbereich der Glühstiftkerze größer zu wählen als für Zuleitungsschichten 20, 21.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zusammensetzung der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 so gewählt, daß das p0 der Zuleitungsschichten 20, 21 mindestens 10 mal kleiner als das Pg der Heizschicht 18 ist. Der Temperaturkoeffizient α der Heizschicht 18 und der Zuleitungsschichten 20, 21 ist näherungsweise gleich. Somit ist eine Genauigkeit der Temperaturmessung von 20 Kelvin im gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze realisiert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der spezifische Widerstand der Isolationsschicht 22 im gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze mindestens 10 mal größer als der spezifische Widerstand der Heizschicht 18.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen Heizschicht, die Zuleitungsschichten und die Isolationsschicht aus keramischen Verbundgefügen, die mindestens zwei der Verbindungen AI2O3, MoSi2, Si3N und
Y2O3 enthält. Diese Verbundgefuge sind durch einen ein- oder mehrstufigen Sinterprozeß erhältlich. Der spezifische Widerstand der Schichten kann dabei vorzugsweise durch den MoSi2 -Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 bestimmt werden, vorzugsweise ist der MoSi2 -Gehalt der
Zuleitungsschichten 20, 21 höher als der MoSi2 -Gehalt der Heizschicht 18, wobei die Heizschicht 18 wiederum einen höheren MoSi2 -Gehalt als die Isolationsschicht 22 aufweist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel bestehen Heizschicht 18, Zuleitungsschichten 20, 21 und die Isolationsschicht 22 aus einer Komposit-Precursor-Keramik mit unterschiedlichen Anteilen an Füllstoffen. Die Matrix dieses Materials besteht dabei aus Polysiloxanen, Polysilsequioxanen, Polysilanen oder Polysilazanen, die mit Bor oder Aluminium dotiert sein können und die durch Pyrolyse hergestellt werden. Den Füllstoff bilden für die einzelnen Schichten mindestens eine der Verbindungen AI2O3 , MoSi2 und SiC. Analog zu dem obengenannten Verbundgefuge kann vorzugsweise der MoSi2" Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 den spezifischen Widerstand der Schichten bestimmen. Vorzugsweise wird der MoSi2 -Gehalt der Zuleitungsschichten 20, 21 höher als der MoSi2 -Gehalt der Heizschicht 18 eingestellt, wobei die Heizschicht 18 wiederum einen höheren MoSi2 -Gehalt als die Isolationsschicht 22 aufweist. Die Zusammensetzungen der Isolationsschicht, der Zuleitungsschichten und der Heizschicht werden in den oben angegebenen Ausführungsbeispielen so gewählt, daß ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die während des Sinter- bzw. Pyrolyseprozesses auftretenden Schrumpfungen der einzelnen Zuleitungs-, Heiz- und Isolationsschichten gleich sind, so daß keine Risse im Glühstift entstehen.
In Figur 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Längsschnitts durch eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze 1 dargestellt. Dabei bedeuten in den vorangegangenen Figuren verwendete gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile, die hier nicht noch einmal erläutert werden. Analog zu Figur 1 weist die in Figur 5 dargestellte Glühstiftkerze einen Rundstecker 2 auf, der sich in elektrischem Kontakt mit der zylindrischen Zuleitung 5 befindet. Die zylindrische Zuleitung 5 ist über den Kontaktstift 10 und das Kontaktierungselement 12 mit dem keramischen Glühstift 14 elektrisch verbunden. Die zylindrische Zuleitung 5, der Kontaktstift 10, das Kontaktierungselement 12 und der keramische Glühstift 14 sind hintereinander in dieser Reihenfolge, wie in Figur 5 dargestellt, in Richtung des Brennraums angeordnet. Der keramische Glühstift 14 weist in der in Figur 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform am brennraumfernen Ende einen Zapfen 11 auf. Den Zapfen 11 bildet eine Verlängerung des Glühstifts 14 in Richtung des brennraumfernen Endes durch eine zylinderförmige Herausführung der keramischen Zuleitungsschichten 20, 21 und der Isolationsschicht 22, wobei der Zapfen 11 einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der sich in Richtung des Brennraums anschließende Teil des Glühstifts 14, der Bund 13. Es ist weiterhin nicht notwendig, daß der Glühstift 14 am brennraumseitigen Ende eine Heizschicht 18 aufweist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die beiden Zuleitungsschichten 20 und 21 lediglich am brennraumseitigen Ende des Glühstifts derart verbunden sein, wie dies über das Heizelement 18 erfolgt.
Die zylindrische Zuleitung 5 und der Kontaktstift 10 bilden zusammen das Anschlußelement, das auch einstückig ausgebildet sein kann. Am brennraumseitigen Ende des Anschlußelements ist ein Flansch vorgesehen, der zusammen mit dem Zapfen 11 das Kontaktierungselement 12 in Richtung der Achse der Glühstiftkerze begrenzt.
Das Kontaktierungselement 12, das aus einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver besteht, ist vorzugsweise als Graphit oder einem Metallpulver oder einem elektrisch leitenden Keramikpulver ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform kann die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver auch mindestens aus einem überwiegenden Anteil aus Graphit oder aus dem Metallpulver oder aus dem elektrisch leitenden Keramikpulver bestehen. Aufgrund der Ausbildung des Kontaktierungselements 12 als elektrisch leitfähiges Pulver gewährleistet das Kontaktierungselement 12 eine federnde Kontaktierung, die in der Lage ist, hohe Ströme ohne thermische Zerstörung zu tragen. Die große Oberfläche des Pulvers stellt eine gute Wärmeleitfähigkeit sicher. Aus dem gleichen Grund kann auch ein geringer Kontaktwiderstand bei guter Leitfähigkeit realisiert werden. Graphit und keramische leitfähige Materialen sind außerdem korrosionsbeständig. Der elastische Federanteil der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver gewährleistet, daß die Tablette thermische Bewegungen der Bauteile durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgleicht.
Seitlich wird die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver durch eine zylindrische Spannhülse 9 begrenzt, die hier anstelle der in Figur 1 dargestellten Keramikhülse 8 als ein selbständiges Bauteil vorhanden ist. Die Spannhülse 9 wird analog zur Keramikhülse 8 als isolierendes Bauteil vorgesehen, es besteht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus keramischem Material. Bei der Herstellung der Glühstiftkerze wird die Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver fest zwischen dem Flansch des Anschlußelements auf der brennraumfernen Stirnseite, dem Zapfen 11 des Glühstifts 14 auf der brennraumseitigen Stirnseite und der Spannhülse 9 eingepreßt. Die Einspannung zwischen diesen festen Bauteilen, insbesondere der Festanschlag der Spannhülse 9 auf der Keramikhülse 8, d.h. die limitierte Verpreßhöhe, verhindert, daß die umgebende Spannhülse 9 nicht durch einen zu großen Innendruckaufbau aufgrund der Verpressung des Kontaktierungselements 12 reißt. Die durch die Einspannung der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver erreichte axiale Vorspannung des elastischen Federanteils können thermische Dehnungen, Setzverhalten und Schwingungsbeanspruchung bei Schüttelbeanspruchung der Glühstiftkerze ausgeglichen werden.
Eine Glühstiftkerze nach Figur 5 mit einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver als Kontaktierungselement 12 wird folgendermaßen hergestellt. Zuerst wird die
Dichtpackung 15 von der brennraumseitigen Spitze des keramischen Glühstifts 14 über den keramischen Glühstift 14 geführt und als Verbund in das Kerzengehäuse 4 vom brennraumfernen Ende her eingeführt. Anschließend werden das Kontaktierungselement 12, die Spannhülse 9, das
Anschlußelement 5, 10, die Keramikhülse 8 und der Metallring 7 in einem Halteelement angeordnet und danach ebenfalls vom brennraumfernen Ende in das Kerzengehäuse 4 eingeführt . Dann werden mittels einer axialen Kraft, die auf das brennraumferne Ende des Metallrings 7 ausgeübt wird, die im Kerzengehäuse befindlichen Bestandteile verpreßt, insbesondere wird das Kontaktierungselement 12, das aus einer Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver besteht, und die Dichtpackung 15 verpreßt. Dabei wird auf das Kontaktierungselement 12 nur so lange eine Kraft ausgeübt, bis den Kontaktstift 10 des Anschlußelements 5, 10 vollständig in die Spannhülse 9 gepreßt hat und die Stirnseite der Keramikhülse 8 auf der Stirnseite der Spannhülse 9 aufliegt. Die Verpressung der Tablette aus elektrisch leitfähigem Pulver stellt außerdem sicher, daß der elastische Federanteil der Tablette vorgespannt wird. Anschließend wird mittels einer radial von außen auf das Kerzengehäuse 4 aufgebrachten Kraft der Metallring 7 verstemmt . Danach werden die Dichtung 3 und der Rundstecker 2 montiert und ebenfalls mittels einer radial von außen auf das Kerzengehäuse 4 aufgebrachten Kraft verstemmt .

Claims

Ansprüche
1. Glühstif kerze mit einer keramischen Heizvorrichtung, die eine keramische, elektrisch leitende Leitschicht sowie eine keramische, elektrisch isolierende Isolationsschicht aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschicht aus
Zuleitungsschichten (20,21) besteht, die durch eine Heizschicht (18) verbunden sind, wobei der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Heizschicht (18) im Temperaturbereich des Betriebs der Glühstiftkerze temperaturabhängig und größer als der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Zuleitungsschichten (20,21) sowie kleiner als der spezifische elektrische Widerstand der Isolationsschicht (22) ist.
2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand der Heizschicht (18) bei Raumtemperatur größer ist als der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur der Zuleitungsschichten (20,21).
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß über den gesamten Betriebsbereich der Glühstiftkerze der Temperaturkoeffizient der Zuleitungsschichten (20,21) kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Heizschicht (18) .
4. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur und der Temperaturkoeffizient der Zuleitungsschichten (20,21) kleiner ist als der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur und der Temperaturkoeffizient der Heizschicht (18) .
5. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand des Materials der Heizschicht bei Raumtemperatur mindestens 10 mal größer als der größere der spezifischen elektrischen Widerstände der Zuleitungsschichten (20,21) bei Raumtemperatur ist.
6. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizschicht an der Spitze des Glühstiftes befindet.
7. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschicht (18), die
Zuleitungsschichten (20,21) und die Isolationsschicht (22) aus keramischen Verbundgefügen bestehen, die durch einen ein- oder mehrstufigen Sinterprozeß aus mindestens zwei der Verbindungen AI2O3, MoSi2, Si3N4 und Y2O3 erhältlich sind.
8. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschicht (18) , die Zuleitungsschichten (20,21) und die Isolationsschicht (22) aus einer Komposit-Precursor-Keramik besteht, wobei das
Matrixmaterial Polysiloxane, Polysilsequioxane, Polysilane oder Polysilazane umfaßt, die mit Bor oder Aluminium dotiert sein können und die durch Pyrolyse hergestellt wurden, wobei der Füllstoff aus mindestens einer der Verbindungen AI2O3, MoSi2 und SiC gebildet wird.
9. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizschicht (18) anhand ihres Widerstands Rl bestimmt wird.
10. Glühstiftkerze nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Temperaturwert an ein Motorsteuergerät (30) weitergegeben wird, worauf das Motorsteuergerät (30) den Temperaturwert mit einem Referenzwert vergleicht und eine Nachregelung der durch das Steuergerät (32) für die Glühstiftkerze vorgegebenen Spannung vornimmt.
11. Glühstiftkerze nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Temperaturwert an ein Motorsteuergerät (30) weitergegeben wird, worauf das Motorsteuergerät (30) den Temperaturwert mit einem oder mehreren Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung vergleicht und eine Nachregelung verbrennungsrelevanter Größen vornimmt .
12. Glühstiftkerze nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung, der Vergleich mit einem oder mehreren
Referenzwerten für eine korrekte Verbrennung und die Nachregelung verbrennungsrelevanter Größen im Passivbetrieb der Glühstiftkerze erfolgt.
13. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß die verbrennungsrelevanten Parameter sind: die Einspritzdauer, der Einspritzbeginn und der Einspritzdruck des Kraftstoffs.
EP00960314A 1999-08-27 2000-07-25 Keramische glühstiftkerze Expired - Lifetime EP1214551B2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200030550T SI1214551T1 (en) 1999-08-27 2000-07-25 Ceramic sheathed element glow plug

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19940668 1999-08-27
DE19940668 1999-08-27
DE10020329 2000-04-26
DE10020329A DE10020329A1 (de) 1999-08-27 2000-04-26 Keramische Glühstiftkerze
PCT/DE2000/002418 WO2001016528A1 (de) 1999-08-27 2000-07-25 Keramische glühstiftkerze

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1214551A1 true EP1214551A1 (de) 2002-06-19
EP1214551B1 EP1214551B1 (de) 2004-10-27
EP1214551B2 EP1214551B2 (de) 2010-09-08

Family

ID=26005465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00960314A Expired - Lifetime EP1214551B2 (de) 1999-08-27 2000-07-25 Keramische glühstiftkerze

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6660970B1 (de)
EP (1) EP1214551B2 (de)
JP (1) JP2003508712A (de)
AT (1) ATE280928T1 (de)
CZ (1) CZ300980B6 (de)
ES (1) ES2231250T3 (de)
HU (1) HUP0202789A2 (de)
PL (1) PL195123B1 (de)
WO (1) WO2001016528A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10136596B4 (de) * 2001-07-30 2005-09-15 Beru Ag Verfahren zur Verbindung eines stabförmigen Heizelements mit einem rohrförmigen Gehäuse einer Glühkerze und durch dieses Verfahren hergestellte Glühkerze
DE10339641A1 (de) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze mit besonders eingebettetem Kontaktelement
DE102004002485A1 (de) * 2004-01-17 2005-08-11 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze mit integrierter Temperaturerfassung
US7115836B2 (en) * 2004-06-29 2006-10-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glow plug
US7607206B2 (en) * 2005-12-29 2009-10-27 Federal Mogul World Wide, Inc. Method for forming layered heating element for glow plug
US20090139972A1 (en) * 2007-10-23 2009-06-04 Psion Teklogix Inc. Docking connector
DE102008008205A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-13 Robert Bosch Gmbh Metallische Glühstiftkerze mit Temperaturmessung
US20100082219A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine Using Glow Plug Resistance For Estimating Combustion Temperature
DE102009028952A1 (de) * 2009-08-27 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Glühkerze mit integriertem Temperaturfühler
DE102009045273A1 (de) * 2009-10-02 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze
US8901467B2 (en) * 2010-12-09 2014-12-02 Surface Igniter Llc Multi-layer ceramic heater and/or igniter and method for making the same
FR3025153B1 (fr) * 2014-09-01 2016-12-09 Bosch Gmbh Robert Bougie de prechauffage
DE102014220036A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1966664A1 (de) * 1969-12-17 1973-09-20 Adolf Linka Vorrichtung zur gesteuerten fachbildung bei wellenfachwebmaschinen
JPS54159530A (en) * 1978-06-07 1979-12-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Temperature controller of glow plug
DE2937884A1 (de) 1979-09-19 1981-04-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Dieselmotor mit gluehkerze
US4449039A (en) * 1981-09-14 1984-05-15 Nippondenso Co., Ltd. Ceramic heater
DE3502525C2 (de) * 1985-01-25 1993-11-11 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Glühelement
US4682008A (en) 1985-03-22 1987-07-21 Jidosha Kiki Co., Ltd. Self-temperature control type glow plug
JPS61217623A (ja) * 1985-03-22 1986-09-27 Jidosha Kiki Co Ltd 自己温度制御型グロ−プラグ
JPS63297923A (ja) † 1987-05-29 1988-12-05 Hitachi Metals Ltd ディ−ゼルエンジン用グロ−プラグ
JPS63297924A (ja) * 1987-05-29 1988-12-05 Jidosha Kiki Co Ltd デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ
ES2048187T3 (es) * 1987-11-09 1994-03-16 Siemens Ag Procedimiento para la regulacion de la temperatura de bujias de arranque en motores diesel y disposicion de circuito para la realizacion del procedimiento.
DE3825013A1 (de) * 1988-07-22 1990-01-25 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Gluehkerze
DE3825012A1 (de) * 1988-07-22 1990-01-25 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Werkstoff fuer ein elektrisches widerstandselement mit positivem temperaturkoeffizienten
DE3914446A1 (de) * 1989-05-02 1990-11-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zum steuern der temperatur einer gluehkerze
JPH03175210A (ja) 1989-09-11 1991-07-30 Jidosha Kiki Co Ltd セラミツクヒータ型グロープラグ
DE4014356A1 (de) * 1990-05-04 1991-11-07 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Gluehkerze
JP3251937B2 (ja) * 1990-08-02 2002-01-28 ランクサイド・テクノロジー・カンパニー・エルピー 焼結セラミック成形体の製造方法
JP3044632B2 (ja) † 1991-02-20 2000-05-22 ボッシュ ブレーキ システム株式会社 セラミックヒータ型グロープラグ
JPH05256449A (ja) * 1992-03-16 1993-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 点火ヒータ制御装置
US5750958A (en) * 1993-09-20 1998-05-12 Kyocera Corporation Ceramic glow plug
DE4335292A1 (de) * 1993-10-15 1995-04-20 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Glühkerze
WO1995022722A1 (en) 1994-02-18 1995-08-24 Morgan Matroc S.A. Hot surface igniter
JPH07293417A (ja) * 1994-04-22 1995-11-07 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 自己温度制御形グロープラグ
JP3411498B2 (ja) * 1997-04-23 2003-06-03 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ、その製造方法、及びセラミックグロープラグ
DE19844347A1 (de) 1998-09-28 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Keramische Glühstiftkerze
DE19860919C1 (de) * 1998-12-04 2000-02-10 Bosch Gmbh Robert Keramisches Heizelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0116528A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0202789A2 (en) 2003-01-28
WO2001016528A1 (de) 2001-03-08
EP1214551B1 (de) 2004-10-27
JP2003508712A (ja) 2003-03-04
CZ2002629A3 (cs) 2002-10-16
PL353309A1 (en) 2003-11-17
PL195123B1 (pl) 2007-08-31
US6660970B1 (en) 2003-12-09
EP1214551B2 (de) 2010-09-08
ES2231250T3 (es) 2005-05-16
ATE280928T1 (de) 2004-11-15
CZ300980B6 (cs) 2009-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1125086B1 (de) Keramische glühstiftkerze
EP1214551B1 (de) Keramische glühstiftkerze
DE60222961T2 (de) Keramischer Heizer und Verfahren zu dessen Herstellung, Glühkerze und Ionenstromdetektor
DE4440005A1 (de) Siliziumnitridkeramikheizer bzw. -erhitzer
DE19738915A1 (de) Glühkerze
DE10020329A1 (de) Keramische Glühstiftkerze
DE3901545C2 (de)
DE3736310A1 (de) Gluehkerze fuer dieselmotoren
DE3606403A1 (de) Keramische heizvorrichtung
DE3843863C2 (de)
EP1299641A1 (de) Glühstiftkerze mit ionenstromsensor sowie verfahren zum betreiben einer derartigen glühstiftkerze
DE3147291A1 (de) Sensor
EP1240462B1 (de) Glühstiftkerze
EP2102621A1 (de) Druckmesseinrichtung
DE3429262A1 (de) Gluehzuender
AT505183A1 (de) Zündeinrichtung für einen gasmotor sowie gasmotor
WO2002002993A1 (de) Glühstiftkerze mit ionenstromsensor sowie verfahren zum betreiben einer derartigen glühstiftkerze
DE19956019C2 (de) Glühkerze mit einer keramischen Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung dieser Glühkerze
WO2017102279A1 (de) Sensor zur anwendung in einem abgasstrang
DE2633622A1 (de) Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen
DE102007053807A1 (de) Keramische Glühstiftkerze mit verringertem Heizerabstand
WO2004040194A1 (de) Gehäuse für glühstiftkerzen aus kunststoff
EP1664526A1 (de) Glühstiftkerze mit als drucksensor ausgebildetem glü hst ift
DE102015225752A1 (de) Sensor zur Anwendung in einem Abgasstrang
EP1899647A1 (de) Glühstiftkerze

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020327

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: SI PAYMENT 20020327

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: DRESSLER, WOLFGANG

Inventor name: HALUSCHKA, CHRISTOPH

Inventor name: REISSNER, ANDREAS

Inventor name: LINDNER, FRIEDERIKE

Inventor name: OTTERBACH, WOLFGANG

Inventor name: GEISSINGER, ALBRECHT

Inventor name: LINDEMANN, GERT

Inventor name: KERN, CHRISTOPH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040217

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Extension state: SI

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20041027

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20041027

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20041027

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: SCINTILLA AG, DIREKTION

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50008441

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20041202

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050127

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050127

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050207

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2231250

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050725

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050725

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050725

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050731

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050731

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

ET Fr: translation filed
PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

26 Opposition filed

Opponent name: NGK SPARK PLUG CO., LTD.

Effective date: 20050727

PLAF Information modified related to communication of a notice of opposition and request to file observations + time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCOBS2

PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

BERE Be: lapsed

Owner name: ROBERT *BOSCH G.M.B.H.

Effective date: 20050731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050327

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20090724

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20090727

Year of fee payment: 10

Ref country code: GB

Payment date: 20090724

Year of fee payment: 10

Ref country code: SE

Payment date: 20090727

Year of fee payment: 10

PUAH Patent maintained in amended form

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009272

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: PATENT MAINTAINED AS AMENDED

27A Patent maintained in amended form

Effective date: 20100908

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Extension state: SI

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: AEN

Free format text: AUFRECHTERHALTUNG DES PATENTES IN GEAENDERTER FORM

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20100725

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100731

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100731

REG Reference to a national code

Ref country code: SI

Ref legal event code: KO00

Effective date: 20110311

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100725

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20110818

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100726

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100726

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20140724

Year of fee payment: 15

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150725

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 18

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 19

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20180723

Year of fee payment: 19

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 19

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50008441

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190731