EP2284444A2 - Glow plug - Google Patents

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EP2284444A2
EP2284444A2 EP10007778A EP10007778A EP2284444A2 EP 2284444 A2 EP2284444 A2 EP 2284444A2 EP 10007778 A EP10007778 A EP 10007778A EP 10007778 A EP10007778 A EP 10007778A EP 2284444 A2 EP2284444 A2 EP 2284444A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glow plug
housing
plug according
substance
heating element
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.)
Withdrawn
Application number
EP10007778A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2284444A3 (en
Inventor
Christian Pottiez
Jochen Dr. Hammer
Yue Dr. Cheng
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.)
BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Original Assignee
BorgWarner Beru Systems GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Beru Systems GmbH filed Critical BorgWarner Beru Systems GmbH
Publication of EP2284444A2 publication Critical patent/EP2284444A2/en
Publication of EP2284444A3 publication Critical patent/EP2284444A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/028—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs the glow plug being combined with or used as a sensor
    • 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
    • F23Q2007/002—Glowing plugs for internal-combustion engines with sensing means

Definitions

  • the invention relates to a glow plug with the features specified in the preamble of claim 1.
  • a glow plug is from the WO 2005/090865 A1 known.
  • Object of the present invention is to show a way how the combustion chamber pressure of a diesel engine by means of a pressure measuring device of a glow plug with greater accuracy can be measured.
  • a substance is introduced into a sealed housing interior, which at the temperatures occurring there during operation of liquid to pasty consistency is or will and directs heat generated by the heating element to the housing.
  • the heating element is thermally coupled better to the housing.
  • the material filled in the housing interior must not prevent an axial movement of the heating element. It is therefore important that the material used is or will be of liquid to pasty consistency at the operating temperatures. It does not hurt if the filled material solidifies with the engine stopped, since pressure measurements are anyway made only when the engine is running.
  • the glow plug heats up so that the material used for heat dissipation becomes liquid or pasty.
  • the substance used for heat dissipation is preferably liquid or pasty at 100 ° C., more preferably over the entire range of use of -40 ° C. and 400 ° C.
  • Suitable examples are organic or organosilicon substances of waxy or oily consistency.
  • Oils in particular mineral oils and silicone oils, have an advantageously low viscosity at the temperatures which occur in the interior of a glow plug when the engine is running, so that axial movements of the heating element in the relevant temperature range are hindered, if at all, immaterial.
  • the oils used may be liquid or pasty at room temperature, but this is not essential. It does not hurt if the oils used have a waxy consistency at room temperature and liquefy or become pasty only at temperatures of 100 ° C or more.
  • the heating element in a front part of the housing may also be surrounded by a metal which liquefies at such temperatures, for example a soft solder, an alkali metal, especially sodium, or their compounds.
  • Soft solders such as tin / lead alloys and / or indium alloys, have good thermal conductivity and therefore can dissipate heat from a rear portion of the heater rod to the housing. Since the outside of the heating element is usually grounded in both ceramic and metallic heating elements, electrical insulation of the heating element relative to the housing is not necessary. The electrical conductivity of a heating rod in the housing surrounding soft solder is therefore not a disadvantage.
  • the substance used to improve the heat dissipation is filled in a housing chamber which is closed by a seal.
  • the interior of the housing chamber extends between the seal and a measuring diaphragm.
  • the housing chamber which contains the material used to improve the heat dissipation, filled to at least 50%.
  • glow plug has a housing 1 with an external thread 2 for screwing into an engine block. From a front end of the housing 1 protrudes a heating element 3, which is movable in the housing 1 in the axial direction.
  • the combustion chamber pressure acting on the heating rod 3 can be measured with a pressure measuring device, which in the illustrated embodiment has a measuring diaphragm 4 which is fastened to the housing 1, for example by being clamped between a front and a rear housing part.
  • the Measuring diaphragm 4 divides the housing interior into a front compartment and a rear compartment.
  • the measuring diaphragm 4 is preferably fastened with its inner circumference to the heating rod 3.
  • the measuring membrane 4 could also be attached to an inner pole 5, via which the heating element 3 is supplied with power during operation.
  • the inner pole 5 may be executed in the illustrated embodiment as a rod or strand.
  • the inner pole 5 is enclosed by an insulating sleeve 8.
  • This movement of the heating element 3 can be used for a pressure measurement.
  • an axial movement of the heating element 3 leads to a deformation of the measuring diaphragm 4, which generates a restoring force.
  • This deformation can be detected with one or more measuring elements 6 carried by the measuring diaphragm 4, for example strain gauges.
  • the measuring elements 6 are preferably arranged on the rear end of the housing 1 facing side of the measuring diaphragm 4.
  • the measuring signals generated by the one or more measuring elements can be processed with an electronic module, not shown, before they are transmitted with (not shown) extending at the inner pole 5 along signal lines.
  • a housing interior is filled with an organic or silicon-organic substance 7 of waxy or oily consistency, which dissipates heat from the heating element 3 to the housing 1.
  • an organic or silicon-organic substance 7 of waxy or oily consistency, which dissipates heat from the heating element 3 to the housing 1.
  • a rear part of the housing 1 between the measuring diaphragm 4 and a sealed rear end of the housing with silicone oil 7 is filled.
  • the silicone oil 7 surrounds the inner pole 5 leading to the heating element 3 and dissipates heat from the rear end of the heating element 3 and the measuring membrane 4.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a glow plug is shown, which differs from the embodiment described above only in that a front part of the space inside the chamber is filled with a heat conductive material 9.
  • the housing 1 is closed at its front end with a seal 10, which may be formed, for example, as a fixed to the heating element 3 and the housing 1 membrane.
  • the metal membrane used as a seal 10 can be soldered to a ceramic heating element 3 or its metallic protective sleeve can be welded.
  • the metal membrane used as the seal 10 is preferably welded, but may also be soldered. If a metallic heating element is used instead of a ceramic heating element, the metal membrane can be welded to the heating element 3.
  • the metal diaphragm can also be formed integrally with the housing or the housing part 1a.
  • the surrounding the heating element 3 fabric 9 is at least at the occurring in operation in the front housing part 1 a temperatures of more than 200 ° C, preferably already at 100 ° C, of liquid or pasty consistency, preferably liquid, and conducts heat from the heating element. 3 to the surrounding housing from 1, 1a without an axial movement of the heating element 3 to prevent.
  • Many indium alloys, in particular indium-bismuth alloys, for example In51Bi32.5Sn16.5, have melting points of considerably less than 100 ° C.
  • the available space or partial space in the interior of the housing 1 is only partially filled with the heat-conducting substance 7, 9 and always contains also some air.
  • FIG. 2 It can be seen that the partial space between the seal 10 at the front end of the housing 1 and the measuring diaphragm 4 only partially with the heat-conducting Fabric 9 is filled.
  • the filling level can be between 20% and 95%. Filling levels of 50% to 95% are preferred.
  • the rear subspace is also included FIG. 1 preferably only partially filled with the heat-conducting substance 7.
  • FIG. 1 are a corresponding air bubble and a seal at the rear end of the housing 1 for the sake of simplicity not shown.
  • thermally conductive material 7 and 9 is filled in both the rear part of the housing 1 and in the front part of the housing 1.
  • different substances are preferably used for the front and the rear subspace.
  • An electrically insulating oil in particular a silicone oil, is preferably used for the front partial space.
  • electrically insulating properties are insignificant and for a higher temperature resistance required.
  • the heat dissipation from the heating element 3 to the surrounding housing 1 can be achieved in the case of the FIG. 1 illustrated embodiment also be improved in that between the heating element 3 and the housing 1, a ring or a sleeve are arranged made of an elastomer, for example, a perfluoroelastomer.
  • elastomer for example, a perfluoroelastomer.
  • Perfluoroelastomers advantageously combine high temperature resistance with a low coefficient of friction.

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Abstract

The plug has a heating rod (3) movable in a housing (1) in an axial direction. The heating rod protrudes from the housing to a front end. A measuring membrane (4) and expansion measuring strips (6) are provided for measuring combustion chamber pressure that act on the heating rod. Heat guiding materials (7) are filled in a sealed housing inner space. The materials are changed from fluid consistency to pasty consistency, at temperature that is occurred during operation. The materials guide heat produced by the heating rod to the housing. Silicone oil is filled in a rear partial space.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Glühkerze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine derartige Glühkerze ist aus der WO 2005/090865 A1 bekannt.The invention relates to a glow plug with the features specified in the preamble of claim 1. Such a glow plug is from the WO 2005/090865 A1 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie der Brennraumdruck eines Dieselmotors mittels einer Druckmesseinrichtung einer Glühkerze mit größerer Genauigkeit gemessen werden kann.Object of the present invention is to show a way how the combustion chamber pressure of a diesel engine by means of a pressure measuring device of a glow plug with greater accuracy can be measured.

Diese Aufgabe wird durch eine Glühkerze mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a glow plug having the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.

Bei einer erfindungsgemäßen Glühkerze ist in einen abgedichteten Gehäuseinnenraum ein Stoff eingefüllt, der bei den dort im Betrieb auftretenden Temperaturen von flüssiger bis pastöser Konsistenz ist oder wird und von dem Heizstab erzeugte Wärme an das Gehäuse leitet. Auf diese Weise wird der Heizstab thermisch besser an das Gehäuse angekoppelt. Überraschenderweise lässt sich dadurch eine deutliche Verbesserung der Messgenauigkeit erzielen. Im Rahmen der Erfindung wurde nämlich festgestellt, dass durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Gehäuse und Heizstab druckunabhängige axiale Bewegungen des Heizstabs entstehen können, welche die Druckmessung verfälschen. Durch einen in eine Gehäusekammer eingefüllten Stoff können Temperaturgradienten zwischen dem Heizstab und dem Gehäuse abgebaut werden, so dass diese Fehlerquelle reduziert wird.In a glow plug according to the invention, a substance is introduced into a sealed housing interior, which at the temperatures occurring there during operation of liquid to pasty consistency is or will and directs heat generated by the heating element to the housing. In this way, the heating element is thermally coupled better to the housing. Surprisingly, this makes it possible to achieve a significant improvement in the measurement accuracy. In the context of the invention, it has been found that, due to different thermal expansions of the housing and the heating element, pressure-independent axial movements of the heating element can occur which falsify the pressure measurement. By a filled in a housing chamber material temperature gradients between the heating element and the housing can be reduced, so that this source of error is reduced.

Der in den Gehäuseinnenraum eingefüllte Stoff darf eine axiale Bewegung des Heizstabs nicht verhindern. Es ist deshalb wichtig, dass der verwendete Stoff bei den im Betrieb auftretenden Temperaturen von flüssiger bis pastöser Konsistenz ist oder wird. Es schadet nicht, wenn der eingefüllte Stoff bei stillstehendem Motor erstarrt, da Druckmessungen ohnehin nur bei laufendem Motor vorgenommen werden. Bei laufendem Motor erwärmt sich die Glühkerze, so dass der zur Wärmeableitung verwendete Stoff flüssig oder pastös wird. Bevorzugt ist der zur Wärmeableitung verwendete Stoff bei 100°C, besonders bevorzugt bei über den gesamten Einsatzbereich von -40°C und 400°C, flüssig oder pastös.The material filled in the housing interior must not prevent an axial movement of the heating element. It is therefore important that the material used is or will be of liquid to pasty consistency at the operating temperatures. It does not hurt if the filled material solidifies with the engine stopped, since pressure measurements are anyway made only when the engine is running. When the engine is running, the glow plug heats up so that the material used for heat dissipation becomes liquid or pasty. The substance used for heat dissipation is preferably liquid or pasty at 100 ° C., more preferably over the entire range of use of -40 ° C. and 400 ° C.

Geeignet sind beispielsweise organische oder siliziumorganische Stoffe von wachsartiger oder öliger Konsistenz. Öle, insbesondere Mineralöle und Silikonöle, haben bei den Temperaturen, die im Innenraum einer Glühkerze bei laufendem Motor auftreten, eine vorteilhaft geringe Viskosität, so dass axiale Bewegungen des Heizstabs in dem relevanten Temperaturbereich allenfalls unwesentlich behindert werden. Die verwendeten Öle können bei Raumtemperatur flüssig oder pastös sein, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Es schadet nicht, wenn die verwendeten Öle bei Raumtemperatur eine wachsartige Konsistenz haben und sich erst bei Temperaturen von 100°C oder mehr verflüssigen oder pastös werden.Suitable examples are organic or organosilicon substances of waxy or oily consistency. Oils, in particular mineral oils and silicone oils, have an advantageously low viscosity at the temperatures which occur in the interior of a glow plug when the engine is running, so that axial movements of the heating element in the relevant temperature range are hindered, if at all, immaterial. The oils used may be liquid or pasty at room temperature, but this is not essential. It does not hurt if the oils used have a waxy consistency at room temperature and liquefy or become pasty only at temperatures of 100 ° C or more.

Bei laufendem Motor können in einem vorderen, brennraumseitigen Gehäuseabschnitt Temperaturen im Bereich von 100° bis 400°C auftreten. Zur Wärmeableitung kann deshalb der Heizstab in einem vorderen Teil des Gehäuses auch von einem Metall umgeben sein, das sich bei derartigen Temperaturen verflüssigt, beispielsweise einem Weichlot, einem Alkalimetall, insbesondere Natrium, oder deren Verbindungen. Weichlote, beispielsweise Zinn/Blei-Legierungen und/oder Indiumlegierungen, haben eine gute Wärmeleitfähigkeit und können deshalb Wärme von einem hinteren Bereich des Heizstabs an das Gehäuse ableiten. Da sowohl bei keramischen als auch metallischen Heizstäben die Außenseite des Heizstabs in der Regel auf Masse gelegt wird, ist eine elektrische Isolierung des Heizstabs gegenüber dem Gehäuse nicht notwendig. Die elektrische Leitfähigkeit eines den Heizstab in dem Gehäuse umgebenden Weichlots stellt deshalb keinen Nachteil dar.When the engine is running, temperatures in the range of 100 ° to 400 ° C may occur in a front, combustion-chamber-side housing section. For heat dissipation, therefore, the heating element in a front part of the housing may also be surrounded by a metal which liquefies at such temperatures, for example a soft solder, an alkali metal, especially sodium, or their compounds. Soft solders, such as tin / lead alloys and / or indium alloys, have good thermal conductivity and therefore can dissipate heat from a rear portion of the heater rod to the housing. Since the outside of the heating element is usually grounded in both ceramic and metallic heating elements, electrical insulation of the heating element relative to the housing is not necessary. The electrical conductivity of a heating rod in the housing surrounding soft solder is therefore not a disadvantage.

Bevorzugt ist der zur Verbesserung der Wärmeableitung verwendete Stoff in eine Gehäusekammer eingefüllt, die von einer Dichtung verschlossen ist. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Innenraum der Gehäusekammer zwischen der Dichtung und einer Messmembran.Preferably, the substance used to improve the heat dissipation is filled in a housing chamber which is closed by a seal. Particularly preferably, the interior of the housing chamber extends between the seal and a measuring diaphragm.

Bevorzugt ist die Gehäusekammer, welche den zur Verbesserung der Wärmeableitung verwendete Stoff enthält, zu mindestens 50 % gefüllt.Preferably, the housing chamber, which contains the material used to improve the heat dissipation, filled to at least 50%.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Teile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:

Figur 1
eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfin- dungsgemäßen Glühkerze; und
Figur 2
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Glühkerze.
Further details and advantages of the invention will be explained with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. Identical and corresponding parts are denoted by matching reference numerals. Show it:
FIG. 1
a schematic representation of an embodiment of an inventive glow plug; and
FIG. 2
Another embodiment of a glow plug.

Die in Figur 1 dargestellte Glühkerze hat ein Gehäuse 1 mit einem Außengewinde 2 zum Einschrauben in einen Motorblock. Aus einem vorderen Ende des Gehäuses 1 ragt ein Heizstab 3 heraus, der in dem Gehäuse 1 in axialer Richtung beweglich ist. Der auf dem Heizstab 3 lastende Brennraumdruck kann mit einer Druckmesseinrichtung gemessen werden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Messmembran 4 aufweist, die an dem Gehäuse 1 befestigt ist, beispielsweise indem sie zwischen einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil eingespannt ist. Die Messmembran 4 unterteilt den Gehäuseinnenraum in einen vorderen Teilraum und einen hinteren Teilraum. Die Messmembran 4 ist mit ihrem inneren Umfang bevorzugt an dem Heizstab 3 befestigt. Prinzipiell könnte die Messmembran 4 aber auch an einem Innenpol 5 befestigt werden, über den der Heizstab 3 im Betrieb mit Strom versorgt wird. Der Innenpol 5 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Stange oder Litze ausgeführt sein. Bevorzugt ist der Innenpol 5 von einer Isolationshülse 8 umschlossen.In the FIG. 1 illustrated glow plug has a housing 1 with an external thread 2 for screwing into an engine block. From a front end of the housing 1 protrudes a heating element 3, which is movable in the housing 1 in the axial direction. The combustion chamber pressure acting on the heating rod 3 can be measured with a pressure measuring device, which in the illustrated embodiment has a measuring diaphragm 4 which is fastened to the housing 1, for example by being clamped between a front and a rear housing part. The Measuring diaphragm 4 divides the housing interior into a front compartment and a rear compartment. The measuring diaphragm 4 is preferably fastened with its inner circumference to the heating rod 3. In principle, the measuring membrane 4 could also be attached to an inner pole 5, via which the heating element 3 is supplied with power during operation. The inner pole 5 may be executed in the illustrated embodiment as a rod or strand. Preferably, the inner pole 5 is enclosed by an insulating sleeve 8.

Je größer der auf den Heizstab 3 einwirkende Brennraumdruck ist, desto weiter wird der Heizstab 3 gegen eine Rückstellkraft in das Gehäuse 1 hineingedrückt. Diese Bewegung des Heizstabs 3 kann für eine Druckmessung genutzt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt eine axiale Bewegung des Heizstabs 3 zu einer Verformung der Messmembran 4, die eine Rückstellkraft erzeugt. Diese Verformung kann mit einem oder mehreren von der Messmembran 4 getragenen Messelementen 6, beispielsweise Dehnungsmessstreifen, erfasst werden. Die Messelemente 6 sind bevorzugt auf der dem hinteren Ende des Gehäuses 1 zugewandten Seite der Messmembran 4 angeordnet. Die von dem oder den Messelementen erzeugten Messsignale können mit einem nicht dargestellten Elektronikmodul aufbereitet werden, bevor diese mit an dem Innenpol 5 entlang verlaufenden Signalleitungen (nicht dargestellt) übertragen werden.The larger the combustion chamber pressure acting on the heating element 3, the further the heating element 3 is pressed into the housing 1 against a restoring force. This movement of the heating element 3 can be used for a pressure measurement. In the illustrated embodiment, an axial movement of the heating element 3 leads to a deformation of the measuring diaphragm 4, which generates a restoring force. This deformation can be detected with one or more measuring elements 6 carried by the measuring diaphragm 4, for example strain gauges. The measuring elements 6 are preferably arranged on the rear end of the housing 1 facing side of the measuring diaphragm 4. The measuring signals generated by the one or more measuring elements can be processed with an electronic module, not shown, before they are transmitted with (not shown) extending at the inner pole 5 along signal lines.

Unterschiedliche thermische Ausdehnungen des Heizstabs 3 und des umgebenden Gehäuses 1 können ebenfalls zu einer Verformung der Messmembran 4 führen und somit die Druckmessung verfälschen. Um dem entgegenzuwirken, ist ein Gehäuseinnenraum mit einem organischen oder silizium-organischen Stoff 7 von wachsartiger oder öliger Konsistenz gefüllt, der Wärme von dem Heizstab 3 an das Gehäuse 1 ableitet. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein hinterer Teil des Gehäuses 1 zwischen der Messmembran 4 und einem dicht verschlossenen hinteren Gehäuseende mit Silikonöl 7 gefüllt. Das Silikonöl 7 umgibt den zu dem Heizstab 3 führenden Innenpol 5 und führt Wärme von dem hinteren Ende des Heizstabs 3 und der Messmembran 4 ab. Im Bereich der Heizstabanbindung, wo die Druckmesseinrichtung angeordnet ist, wird durch Silikonöl radialen Temperaturgradienten entgegengewirkt. Unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Heizstab 3 und Gehäuse 1 treten deshalb im Bereich der Druckmesseinrichtung allenfalls in reduziertem Umfang auf, so dass aus einer axialen Bewegung des Heizstabs 3 der Brennraumdruck mit einer höheren Genauigkeit bestimmt werden kann.Different thermal expansions of the heating element 3 and the surrounding housing 1 can likewise lead to a deformation of the measuring diaphragm 4 and thus falsify the pressure measurement. To counteract this, a housing interior is filled with an organic or silicon-organic substance 7 of waxy or oily consistency, which dissipates heat from the heating element 3 to the housing 1. At the in FIG. 1 illustrated embodiment, a rear part of the housing 1 between the measuring diaphragm 4 and a sealed rear end of the housing with silicone oil 7 is filled. The silicone oil 7 surrounds the inner pole 5 leading to the heating element 3 and dissipates heat from the rear end of the heating element 3 and the measuring membrane 4. In the field of Heizstabanbindung where the pressure measuring device is arranged, is counteracted by silicone oil radial temperature gradient. Different thermal expansions of heating element 3 and housing 1 therefore occur in reduced pressure in the area of the pressure measuring device Extent on, so that from an axial movement of the heating element 3, the combustion chamber pressure can be determined with a higher accuracy.

In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Glühkerze dargestellt, das sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich darin unterscheidet, dass ein vorderer Teilraum des Gehäuseinnenraums mit einem wärmeleitenden Stoff 9 gefüllt ist. Das Gehäuse 1 ist an seinem vorderen Ende mit einer Dichtung 10 verschlossen, die beispielsweise als eine an dem Heizstab 3 und dem Gehäuse 1 befestigte Membran ausgebildet sein kann. Die als Dichtung 10 verwendete Metallmembran kann mit einem keramischen Heizstab 3 verlötet oder dessen metallischer Schutzhülse verschweißt sein. Mit einem vorderen Gehäuseteil 1a ist die als Dichtung 10 verwendete Metallmembran bevorzugt verschweißt, kann aber auch verlötet sein. Wenn statt eines keramischen Heizstabs ein metallischer Heizstab verwendet wird, kann die Metallmembran mit dem Heizstab 3 verschweißt werden. Die Metallmembran kann auch integral mit dem Gehäuse bzw. dem Gehäuseteil 1a ausgebildet sein.In FIG. 2 shows a further embodiment of a glow plug is shown, which differs from the embodiment described above only in that a front part of the space inside the chamber is filled with a heat conductive material 9. The housing 1 is closed at its front end with a seal 10, which may be formed, for example, as a fixed to the heating element 3 and the housing 1 membrane. The metal membrane used as a seal 10 can be soldered to a ceramic heating element 3 or its metallic protective sleeve can be welded. With a front housing part 1a, the metal membrane used as the seal 10 is preferably welded, but may also be soldered. If a metallic heating element is used instead of a ceramic heating element, the metal membrane can be welded to the heating element 3. The metal diaphragm can also be formed integrally with the housing or the housing part 1a.

Der in den vorderen Teil des Gehäuses 1 eingefüllte Stoff 9, der den Heizstab 3 umgibt, kann beispielsweise ein Mineralöl oder ein niedrig schmelzendes Metall, beispielsweise ein Weichlot oder ein Alkalimetall sein. Der den Heizstab 3 umgebende Stoff 9 ist zumindest bei den im Betrieb im vorderen Gehäuseteil 1 a auftretenden Temperaturen von mehr als 200°C, bevorzugt bereits bei 100°C, von flüssiger oder pastöser Konsistenz, vorzugsweise flüssig, und leitet Wärme von dem Heizstab 3 an das umgebende Gehäuse ab 1, 1a ohne eine axiale Bewegung des Heizstabs 3 zu verhindern. Viele Indiumlegierungen, insbesondere Indium-Wismut Legierungen, beispielsweise In51Bi32,5Sn16,5, haben Schmelzpunkte von deutlich weniger als 100 °C.The stuffed 9 in the front part of the housing 1 surrounding the heating element 3, for example, a mineral oil or a low-melting metal, for example, a soft solder or an alkali metal. The surrounding the heating element 3 fabric 9 is at least at the occurring in operation in the front housing part 1 a temperatures of more than 200 ° C, preferably already at 100 ° C, of liquid or pasty consistency, preferably liquid, and conducts heat from the heating element. 3 to the surrounding housing from 1, 1a without an axial movement of the heating element 3 to prevent. Many indium alloys, in particular indium-bismuth alloys, for example In51Bi32.5Sn16.5, have melting points of considerably less than 100 ° C.

Damit eine thermische Ausdehnung des zur Wärmeableitung in den Gehäuseinnenraum eingefüllten Stoffs 7, 9 nicht zu einer Verfälschung der Druckmessung führt, ist mit dem wärmeleitenden Stoff 7, 9 der zur Verfügung stehende Raum bzw. Teilraum im Inneren des Gehäuses 1 nur teilweise gefüllt und enthält stets auch etwas Luft. In Figur 2 ist zu erkennen, dass der Teilraum zwischen der Dichtung 10 am vorderen Ende des Gehäuses 1 und der Messmembran 4 nur zu einem Teil mit dem wärmeleitenden Stoff 9 gefüllt ist. Der Füllgrad kann zwischen 20% und 95% liegen. Bevorzugt sind Füllgrade von 50% bis 95%. In entsprechender Weise ist auch der hintere Teilraum bei Figur 1 bevorzugt nur zu einem Teil mit dem wärmeleitenden Stoff 7 gefüllt. In Figur 1 sind eine entsprechende Luftblase und eine Abdichtung am hinteren Ende des Gehäuses 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt.So that a thermal expansion of the substance 7, 9 filled with heat dissipation into the interior of the housing does not lead to a falsification of the pressure measurement, the available space or partial space in the interior of the housing 1 is only partially filled with the heat-conducting substance 7, 9 and always contains also some air. In FIG. 2 It can be seen that the partial space between the seal 10 at the front end of the housing 1 and the measuring diaphragm 4 only partially with the heat-conducting Fabric 9 is filled. The filling level can be between 20% and 95%. Filling levels of 50% to 95% are preferred. Correspondingly, the rear subspace is also included FIG. 1 preferably only partially filled with the heat-conducting substance 7. In FIG. 1 are a corresponding air bubble and a seal at the rear end of the housing 1 for the sake of simplicity not shown.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele können kombiniert werden, indem sowohl in den hinteren Teilraum des Gehäuses 1 als auch in den vorderen Teilraum des Gehäuses 1 jeweils ein wärmeleitender Stoff 7 bzw. 9 eingefüllt wird. Bevorzugt werden in einem solchen Fall unterschiedliche Stoffe für den vorderen und den hinteren Teilraum verwendet. Für den vorderen Teilraum wird bevorzugt ein elektrisch isolierendes Öl, insbesondere ein Silikonöl, verwendet. Für den hinteren Teilraum sind elektrisch isolierende Eigenschaften unerheblich und dafür eine höhere Temperaturbeständigkeit erforderlich.The in the Figures 1 and 2 illustrated embodiments can be combined by a thermally conductive material 7 and 9 is filled in both the rear part of the housing 1 and in the front part of the housing 1. In such a case, different substances are preferably used for the front and the rear subspace. An electrically insulating oil, in particular a silicone oil, is preferably used for the front partial space. For the rear compartment electrically insulating properties are insignificant and for a higher temperature resistance required.

Die Wärmeabfuhr von dem Heizstab 3 zu dem umgebenden Gehäuse 1 kann bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich auch dadurch verbessert werden, dass zwischen dem Heizstab 3 und dem Gehäuse 1 ein Ring oder eine Hülse aus einem Elastomer angeordnet werden, beispielsweise aus einem Perfluorelastomer. Perfluorelastomere kombinieren vorteilhaft eine hohe Temperaturbeständigkeit mit einem geringen Reibungskoeffizienten.The heat dissipation from the heating element 3 to the surrounding housing 1 can be achieved in the case of the FIG. 1 illustrated embodiment also be improved in that between the heating element 3 and the housing 1, a ring or a sleeve are arranged made of an elastomer, for example, a perfluoroelastomer. Perfluoroelastomers advantageously combine high temperature resistance with a low coefficient of friction.

Bezugszahlenreference numerals

11
Gehäusecasing
1 a1 a
Gehäuseteilhousing part
22
Außengewindeexternal thread
33
Heizstabheater
44
Messmembranmeasuring membrane
55
Innenpolpole
66
DehnungsmessstreifenStrain gauges
77
Stoffmaterial
88th
Isolationshülseinsulation sleeve
99
Stoffmaterial
1010
Dichtungpoetry

Claims (15)

Glühkerze für Dieselmotoren, mit
einem Gehäuse (1),
einem Heizstab (3), der in dem Gehäuse (1) in axialer Richtung beweglich ist und aus dem Gehäuse (1) an einem vorderen Ende herausragt, und
einer Druckmesseinrichtung (4, 6) zum Messen eines auf den Heizstab (3) einwirkenden Brennraumdrucks,
dadurch gekennzeichnet, dass in einen abgedichteten Gehäuseinnenraum ein Stoff (7, 9) eingefüllt ist, der bei den im Betrieb auftretenden Temperaturen von flüssiger bis pastöser Konsistenz ist oder es wird und von dem Heizstab (3) erzeugte Wärme an das Gehäuse (1) leitet.Glow plug for diesel engines, with
a housing (1),
a heater rod (3) which is movable in the housing (1) in the axial direction and protrudes from the housing (1) at a front end, and
a pressure measuring device (4, 6) for measuring a combustion chamber pressure acting on the heating element (3),
characterized in that in a sealed housing interior, a substance (7, 9) is filled, which is at the temperatures occurring during operation of liquid to pasty consistency or it is and from the heating element (3) generated heat to the housing (1) passes , Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff (7, 9) ein organischer oder silizium-organischer Stoff von wachsartiger oder öliger Konsistenz ist.A glow plug according to claim 1, characterized in that the substance (7, 9) is an organic or silicon-organic substance of waxy or oily consistency. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff (9) ein Metall, vorzugsweise ein Weichlot oder ein Alkalimetall, ist.A glow plug according to claim 1, characterized in that the substance (9) is a metal, preferably a soft solder or an alkali metal. Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff (9) den Heizstab (3) umgibt.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the substance (9) surrounds the heating rod (3). Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung eine Messmembran (4) aufweist, die bei einer axialen Bewegung des Heizstabs (3) verformt wird.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure measuring device comprises a measuring diaphragm (4), which is deformed during an axial movement of the heating element (3). Glühkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembran (4) einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen (6) trägt.Glow plug according to claim 5, characterized in that the measuring diaphragm (4) carries one or more strain gauges (6). Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseinnenraum in einen vorderen Teilraum und einen hinteren Teilraum unterteilt, wobei wenigstens in einen der beiden Teilräume der Stoff (7, 9) eingefüllt ist.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the housing interior is subdivided into a front subspace and a rear subspace, wherein at least in one of the two subspaces, the substance (7, 9) is filled. Glühkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorderen Teilraum Mineralöl (9) eingefüllt ist.Glow plug according to claim 7, characterized in that in the front part space mineral oil (9) is filled. Glühkerze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den hinteren Teilraum Silikonöl (7) eingefüllt.A glow plug according to claim 7 or 8, characterized in that filled in the rear part of the room silicone oil (7). Glühkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teilraum nur teilweise mit dem Stoff (9), vorzugsweise bei Raumtemperatur zu 50% bis 95%, gefüllt ist.Glow plug according to one of claims 7 to 9, characterized in that the front partial space is only partially filled with the substance (9), preferably at room temperature to 50% to 95%. Glühkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teilraum nur teilweise mit dem Stoff (7), vorzugsweise bei Raumtemperatur zu 50% bis 95%, gefüllt ist.Glow plug according to one of claims 7 to 10, characterized in that the rear compartment is only partially filled with the substance (7), preferably at room temperature to 50% to 95%. Glühkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembran (4) an dem Heizstab (3) befestigt ist.Glow plug according to one of Claims 7 to 11, characterized in that the measuring diaphragm (4) is fastened to the heating rod (3). Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (3) von einer elastomeren Hülse oder einem elastomeren Ring umgeben ist.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element (3) is surrounded by an elastomeric sleeve or an elastomeric ring. Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Heizstab (3) eine Dichtungsmembran (10) befestigt ist, die den Gehäuseinnenraum an seinem vorderen Ende abdichtet.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that on the heating rod (3) a sealing membrane (10) is fixed, which seals the housing interior at its front end. Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein Außengewinde (2) aufweist und die Druckmesseinrichtung (4) in dem Gehäuse (1) zwischen dem Außengewinde (2) und seinem vorderen Ende angeordnet ist.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (1) has an external thread (2) and the pressure measuring device (4) in the housing (1) between the external thread (2) and its front end is arranged.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5854638B2 (en) * 2011-05-19 2016-02-09 株式会社ミクニ Glow plug
JP6370663B2 (en) * 2014-10-09 2018-08-08 日本特殊陶業株式会社 Glow plug
EP3285004A4 (en) * 2015-04-15 2018-03-28 Bosch Corporation Glow plug
DE102016114929B4 (en) * 2016-08-11 2018-05-09 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh pressure measuring glow

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090865A1 (en) 2004-03-16 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Sheathed-element heater plug comprising an elastically mounted heater plug

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE658420C (en) * 1936-04-04 1938-04-02 Fritz Zeiss Dipl Ing Spark plug and glow plug for air-cooled combustion engines
US4499366A (en) * 1982-11-25 1985-02-12 Nippondenso Co., Ltd. Ceramic heater device
DE3837128C2 (en) * 1987-11-05 1993-11-18 Hitachi Metals Ltd Glow plug for diesel engines
US6575138B2 (en) * 1999-10-15 2003-06-10 Westport Research Inc. Directly actuated injection valve
AT5153U1 (en) * 2001-03-22 2002-03-25 Avl List Gmbh OPTICAL SENSOR FOR DETECTING COMBUSTION
AU2004235350B8 (en) * 2003-04-24 2013-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Thermal processes for subsurface formations
JP4316474B2 (en) * 2004-11-02 2009-08-19 株式会社デンソー Combustion chamber pressure detector
DE102005016463A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Glow plug with integrated pressure measuring element
DE102005061879A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Glowplug for engine pressure measurement has sealed cavity bounding end aperture of housing and containing sealant
JP2007309916A (en) * 2006-04-20 2007-11-29 Denso Corp Combustion pressure sensor
JP2008020176A (en) * 2006-06-14 2008-01-31 Ngk Spark Plug Co Ltd Glow plug with built-in sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090865A1 (en) 2004-03-16 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Sheathed-element heater plug comprising an elastically mounted heater plug

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