WO2007000369A1 - Glühstiftkerze - Google Patents

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WO2007000369A1
WO2007000369A1 PCT/EP2006/062146 EP2006062146W WO2007000369A1 WO 2007000369 A1 WO2007000369 A1 WO 2007000369A1 EP 2006062146 W EP2006062146 W EP 2006062146W WO 2007000369 A1 WO2007000369 A1 WO 2007000369A1
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WO
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glow plug
housing
circuit carrier
plug according
connection element
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/062146
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Ernst
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
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to JP2008518771A priority Critical patent/JP4778555B2/ja
Priority to CN2006800228897A priority patent/CN101208560B/zh
Priority to EP06752572.5A priority patent/EP1899646B1/de
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic

Definitions

  • the invention relates to a glow plug for arrangement in a chamber of an internal combustion engine. Specifically, the invention relates to a glow plug for air compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the known glow plug comprises a ceramic heater, which is electrically connected on the one hand with the housing and on the other hand with a connecting bolt. By applying a voltage to the terminal bolt, the ceramic heater is heated, whereby an air flowing past the heater can be heated.
  • the glow plug according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the circuit carrier allows the assembly of active and passive components within the housing of the glow plug to allow functions that go beyond the usual operation of the glow plug.
  • the handling of the glow plug can be simplified, damage to the glow plug due to improper startup can be prevented and / or the glow plug can be used for additional tasks.
  • the components arranged within the housing are protected from the environment.
  • the circuit carrier is oriented in the direction of an axis of the housing. Furthermore, it is advantageous that the circuit carrier is configured flat in the direction of the axis of the housing. This has the advantage that the circuit board can be integrated to save space in the housing of the glow plug. This can also be done be avoided that the size of the glow plug is increased compared to a conventional glow plug.
  • the circuit carrier has an annular base body which encloses the connection element.
  • the connecting element can thereby serve both for contacting the circuit carrier and for contacting the radiator, so that the number of parts required for the construction of the glow plug is reduced.
  • the main body can be designed, for example, hollow cylindrical.
  • the circuit carrier has a first resilient contact element, which establishes an electrical connection with the housing, and a second resilient contact element, which produces an electrical connection with the connection element.
  • a resilient contact element can be constructed for example by a spring ring, a snap ring and / or resilient contact plates. This creates a secure way of contacting.
  • this contacting has the advantage that the circuit carrier can be easily pushed over the connection element, in particular the connection pin, whereby the assembly of the glow plug is simplified.
  • the circuit carrier can accommodate one or more components, in particular semiconductor elements. In this case, solder joints and / or bonding wire connections can be provided.
  • the circuit carrier may have a voltage limiting element which limits a voltage that can be applied to the heating element in order to prevent damage to the heating element during operation of the glow plug. Especially during maintenance, service or For example, there is a risk that due to carelessness or due to a lack of knowledge, a wrong operation, in particular test operation, is performed, which can result in damage to the glow plug. By the voltage limiting element, the operating voltage of the glow plug can be effectively limited to ensure safe protection against possible damage.
  • the circuit carrier may also have one or more sensor elements.
  • the sensor element for example, a resistance measurement can be performed, which allows conclusions about the functionality of the glow plug and the current operating conditions. This allows a reliable operation of the internal combustion engine, with possible malfunctions can be displayed and located immediately. The maintenance of the internal combustion engine is thereby considerably simplified. Damage to functioning glow plugs due to improper inspection is thereby avoided from the outset.
  • the circuit carrier may be provided with a protective compound which surrounds the components, bonding wire connections and other components.
  • Fig. 2 shows the circuit carrier of a glow plug according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG 3 shows a circuit carrier of a glow plug according to a second preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a glow plug 1 in a schematic representation.
  • the glow plug 1 can be configured in particular as a glow plug 1 for an air-compressing, self-igniting internal combustion engine.
  • a radiator 2 of the glow plug 1 protrudes in operation with its chamber-side end 3 at least partially into a chamber of the internal combustion engine.
  • the radiator 2 can protrude in Vor- and swirl chamber in pre and vortex chamber engines and direct injection engines in the combustion chamber of the engine.
  • the glow plug 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the glow plug 1 has a housing 4, which preferably consists of a metallic material. On the housing 4, an external thread 5 is formed, with which the glow plug 1 in a bore of the internal combustion engine or the like can be screwed.
  • the ceramic heater 2 of the glow plug 1 has a first current-carrying layer 6, a second current-carrying layer 7 and an electrically insulating insulating layer 8 arranged between the current-carrying layers 6, 7. At the chamber end 3 the current-carrying layers 6, 7 are connected to one another via a heating element 9.
  • the current-carrying layers 6, 1 and the insulating layer 8 form a circumferential, cylindrical projection, which serves for fastening the radiator 2 in the housing 4.
  • an electrically conductive sealant 11 is provided, via which the first current-carrying layer 6 is connected to the housing 4. The sealant 11 also seals the interior of the housing 4 of the glow plug 1 from the chamber.
  • the glow plug 1 also has a connecting pin 15 designed as a connecting element 15, which is partially guided by the housing 4.
  • the connection element 15 is connected at a chamber-distal end 16 of the glow plug 1 to a connection device 17, to which an electrical supply line can be connected.
  • the housing 4 is grounded (0 V), so that an operating voltage to ground can be applied to the connecting device 17.
  • the connecting element 15 has a cylindrical contact part 18, which is electrically contacted via a spring element 19 with the second current-carrying layer 7 of the radiator 2.
  • the selective contacting of the first current-carrying layer 6 and the second current-carrying layer 7 may be effected via contact elements attached to the current-carrying layers 6, 7, wherein the remaining surface of the heating element 2 may be at least partially provided with an insulating layer.
  • a clamping sleeve 20 surrounding the contact part 18 and the spring element 19 a clamping sleeve 21 surrounding the connecting element 15 in sections, and a clamping sleeve 22 surrounding the connecting element 15 in sections are provided in the interior of the housing 4.
  • the clamping sleeve 20 rests on the one hand on the chamber distal end 10 of the radiator 2 and on the other hand on the clamping sleeve 21 at.
  • an electrically insulating sealing element 23 is provided which mechanically connects the connection device 17 to the housing 4 and ensures a seal in the region of the chamber-distal end 16 of the housing 4.
  • a hollow-cylindrical pressure element 24 is also provided, which is hineinschiebbar by means of the connecting device 17 in the interior of the housing 4.
  • a circuit carrier 25 is provided, which is mechanically fixed by the clamping sleeves 21, 22.
  • a certain bias voltage can be ensured by the pressure element 24 over the life of the glow plug 1.
  • the circuit carrier 25 is electrically contacted on the one hand with the connection device 15 and on the other hand with the housing 4. This electrical contact can be done directly, via electrical contact elements, coatings or other elements.
  • the circuit carrier 25 is acted upon in addition to the radiator 2 with the operating voltage.
  • the circuit carrier 25 can be pushed over the connection element 15 in the housing 4 of the glow plug.
  • circuit carrier 25 will be described in more detail below with reference to Figures 2 and 3.
  • FIG. 2 shows the circuit carrier 25 of a glow plug 1 according to a first preferred embodiment of the invention. Already described elements are provided in this and in all other figures with matching reference numerals, whereby a repetitive description is unnecessary.
  • the circuit carrier 25 shown in Fig. 2 has a base body 30, which may consist of various insulating materials, which have a sufficient strength and temperature resistance.
  • the base body 30 may be formed of a ceramic, a plastic or a micro-hybrid.
  • the main body 30 is configured annular.
  • the main body 30 may also have another shape, for example a polygonal shape, in particular a hexagonal or octagonal shape. Accordingly, a central recess 31 of the base body 30 in place of illustrated cylindrical configuration have a polygonal configuration.
  • the recess 31 is adapted to the geometry of the connecting element 15.
  • a plurality of components 32, 33, 34 are provided, which are contacted via conductor track sections 35a, 35b, 35c, 35d.
  • the conductor track section 35a is electrically connected to a contact element 36.
  • the conductor track section 35d is connected to a contact element 37.
  • the contact element 36 is directed towards the recess 31 of the main body 33 and protrudes slightly into the recess 31.
  • the contact element 37 is outwardly slightly beyond the main body 30 of the circuit substrate 25, so that upon insertion of the main body 30 of the circuit substrate 25 in the housing 4, an electrical contact between the contact element 37 and an inner wall of the housing 4 of the glow plug 1 is created.
  • the contact element 37 is also designed resiliently.
  • the conductor track portion 35d is connected via the contact element 37 to ground.
  • the conductor track portion 35a is connected via the contact element 36 with the connecting device 17, so that when applying an operating voltage to the glow plug 1, an action of the in Fig. 2 connected in series components 32, 33, 34 takes place.
  • a voltage limit can be achieved, which limits the voltage applied to the glow plug 1 voltage upwards.
  • the components 32, 33, 34 and operating variables of the glow plug 1 are detected, for example, the instantaneous electrical resistance of the radiator 2, in particular of the heating element.
  • spring elements 38a, 38b, 38c are provided, each projecting slightly beyond the main body 30 to the outside and in the assembled state of the glow plug 1 at the Inner wall of the housing 4 abut.
  • spring elements 39a, 39b and 39c are provided, each projecting slightly into the recess 31 of the main body 30 and ensuring a centered and reliable connection of the circuit carrier 25 to the connection element 15.
  • a spring ring 40 is provided which acts on the contact element 36 and the spring elements 39a, 39b, 39c with an additional spring force. This ensures reliable operation over the life of the glow plug 1.
  • Fig. 3 shows a second preferred embodiment of a circuit substrate 25 of a glow plug 1 of the invention in a perspective view.
  • a component 32 is shown, on the one hand via the conductor track portion 35a with the contact element 36 and on the other hand via the
  • Track section 35d is electrically connected to the contact element 37.
  • a protective compound 42 is applied over the entire surface, which also surrounds the component 32 mounted on the base body 30.
  • the protective compound 42 is shown in Fig. 3 for simplicity of illustration only partially.
  • the protective mass 42 is in this case also provided in the region of the contact elements 36, 37 and the conductor track sections 35a and 35d, so that the protective mass 42 has an annular configuration.
  • the component 32 is therefore reliably protected by the protective compound 42.
  • the component 32 can then also be configured as a housing-less component, in particular as a housing-less semiconductor.
  • the component 32 may be configured, for example, as a limiter element 32.
  • the device 32 may comprise a Zener diode and optionally a resistor.
  • the circuit carrier 25 is oriented in the direction of an axis 43 of the glow plug, wherein the axis 43 is indicated in FIG. 3 by a dash-dotted line.
  • the circuit carrier 25 is designed flat in the direction of the axis 43. That is, both the main body 30 and the protective ground 42 are designed flat, so that installation of the circuit substrate 25 in the housing 4 without a significant increase in the glow plug 1 is possible.
  • the invention is not limited to the described embodiments. In particular, combinations of the embodiments described with reference to FIGS. 2 and 3 are possible.

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Abstract

Eine Glühstiftkerze (1) dient zum Einbringen in eine Kammer einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine. Dabei weist die Glühstiftkerze (1) ein durch ein Gehäuse (4) geführtes Anschlusselement (15) und einen mit dem Gehäuse (4) verbundenen Heizkörper (2) auf. Der Heizkörper (2) ist dabei einerseits mit dem Anschlusselement (15) und andererseits mit dem Gehäuse (4) elektrisch verbunden. Ferner ist ein innerhalb des Gehäuses (4) angeordneter Schaltungsträger (25) vorgesehen, der einerseits mit dem Anschlusselement (15) und andererseits mit dem Gehäuse (4) elektrisch verbunden ist. Auf dem Schaltungsträger (25) können Bauelemente angeordnet werden, die innerhalb des Gehäuses (4) gegenüber der Umgebung geschützt sind.

Description

Glühstiftkerze
Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze zur Anordnung in einer Kammer einer Brennkraftmaschine. Speziell betrifft die Erfindung eine Glühstiftkerze für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen .
Aus der DE 198 44 347 Al ist eine keramische Glühstiftkerze zur Anordnung in einen Brennraum bekannt. Die bekannte Glühstiftkerze umfasst eine keramische Heizvorrichtung, die einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit einem Anschlussbolzen elektrisch verbunden ist. Durch Anlegen einer Spannung an den Anschlussbolzen wird die keramische Heizvorrichtung erhitzt, wodurch eine an der Heizvorrichtung vorbeiströmende Luft erwärmt werden kann.
Die aus der DE 198 44 347 Al bekannte Glühstiftkerze hat den Nachteil, dass ein zuverlässiger Betrieb nur in Kombination mit einem auf die Glühstiftkerze angepasstem Steuergerät möglich ist. Die Anpassung muss dabei durch eine geschulte Fachperson erfolgen. Bei der Anpassung ist außerdem der Zugriff auf eine Datenbank oder dergleichen erforderlich, da Glühstiftkerzen in einer Vielzahl möglicher Varianten mit unterschiedlichen Betriebskenndaten hergestellt werden. Speziell in der Werkstatt oder im Rahmen einer Funktionsüberprüfung besteht daher die Gefahr, dass durch eine unsachgemäße Inbetriebnahme ein überhöhter Stromfluss in der Heizvorrichtung auftritt, bei dem das Material des Heizkörpers beschädigt oder zerstört wird.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch den Schaltungsträger die Montage von aktiven und passiven Bauteilen innerhalb des Gehäuses der Glühstiftkerze ermöglicht wird, um Funktionen zu ermöglichen, die über dem gewöhnlichen Betrieb der Glühstiftkerze hinausgehen. Dadurch kann die Handhabung der Glühstiftkerze vereinfacht werden, eine Beschädigung der Glühstiftkerze auf Grund unsachgemäßer Inbetriebnahme verhindert werden und/oder die Glühstiftkerze für zusätzliche Aufgaben eingesetzt werden. Dabei sind die innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauteile gegenüber der Umgebung geschützt .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Glühstiftkerze möglich.
In vorteilhafter Weise ist der Schaltungsträger in Richtung einer Achse des Gehäuses orientiert. Ferner ist es vorteilhaft, dass der Schaltungsträger in Richtung der Achse des Gehäuses flach ausgestaltet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Schaltungsträger platzsparend in das Gehäuse der Glühstiftkerze integriert werden kann. Dadurch kann auch vermieden werden, dass die Baugröße der Glühstiftkerze gegenüber einer herkömmlichen Glühstiftkerze vergrößert ist.
Vorteilhaft ist es, dass der Schaltungsträger einen ringförmigen Grundkörper aufweist, der das Anschlusselement umschließt. Das Anschlusselement kann dadurch sowohl zur Kontaktierung des Schaltungsträgers als auch zur Kontaktierung des Heizkörpers dienen, so dass die Anzahl der zum Aufbau der Glühstiftkerze benötigten Teile reduziert ist. Der Grundkörper kann dabei beispielsweise hohlzylinderförmig ausgestaltet sein.
Vorteilhaft ist es, dass der Schaltungsträger ein erstes federndes Kontaktelement, das eine elektrische Verbindung mit dem Gehäuse herstellt, und ein zweites federndes Kontaktelement aufweist, das eine elektrische Verbindung mit dem Anschlusselement herstellt. Ein federndes Kontaktelement kann beispielsweise durch einen Federring, einen Sprengring und/oder federnde Kontaktplättchen aufgebaut sein. Dadurch wird eine sichere Möglichkeit der Kontaktierung geschaffen. Außerdem hat diese Kontaktierung den Vorteil, dass der Schaltungsträger einfach über das Anschlusselement, insbesondere den Anschlussbolzen, geschoben werden kann, wodurch die Montage der Glühstiftkerze vereinfacht wird.
Der Schaltungsträger kann ein oder mehrere Bauelemente, insbesondere Halbleiterelemente, aufnehmen. Dabei können Lötverbindungen und/oder Bonddrahtverbindungen vorgesehen sein. Insbesondere kann der Schaltungsträger ein Spannungsbegrenzungselement aufweisen, das eine an den Heizkörper anlegbare Spannung begrenzt, um beim Betrieb der Glühstiftkerze eine Beschädigung des Heizkörpers zu verhindern. Speziell bei der Wartung, einem Service oder dergleichen besteht die Gefahr, dass durch Unachtsamkeit oder auf Grund mangelnder Kenntnisse ein falscher Betrieb, insbesondere Prüfbetrieb, durchgeführt wird, der eine Beschädigung der Glühstiftkerze zur Folge haben kann. Durch das Spannungsbegrenzungselement kann die Betriebsspannung der Glühstiftkerze wirkungsvoll begrenzt werden, um einen sicheren Schutz vor einer möglichen Beschädigung zu gewährleisten. Alternativ oder zusätzlich kann der Schaltungsträger auch ein oder mehrere Sensorelemente aufweisen. Durch das Sensorelement kann beispielsweise eine Widerstandsmessung durchgeführt werden, die Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Glühstiftkerze und die momentanen Betriebsbedingungen ermöglicht. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht, wobei mögliche Fehlfunktionen unmittelbar angezeigt und lokalisiert werden können. Die Wartung der Brennkraftmaschine wird dadurch wesentlich vereinfacht. Eine Beschädigung von funktionsfähigen Glühstiftkerzen auf Grund unsachgemäßer Überprüfung wird dadurch von vornherein vermieden.
Zum Schutz der Bauelemente, der Bonddrahtverbindungen und anderer auf dem Schaltungsträger angeordneter Elemente kann der Schaltungsträger mit einer Schutzmasse versehen sein, die die Bauelemente, Bonddrahtverbindungen und weitere Bauteile umgibt .
Zeichnung
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze in einer schematischen, axialen Schnittdarsteilung;
Fig. 2 den Schaltungsträger einer Glühstiftkerze gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 3 einen Schaltungsträger einer Glühstiftkerze gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze 1 in einer schematischen Darstellung. Die Glühstiftkerze 1 kann insbesondere als Glühstiftkerze 1 für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine ausgestaltet sein. Ein Heizkörper 2 der Glühstiftkerze 1 ragt im Betrieb mit seinem kammerseitigen Ende 3 zumindest teilweise in eine Kammer der Brennkraftmaschine. Der Heizkörper 2 kann bei Vor- und Wirbelkammermotoren in die Vor- bzw. Wirbelkammer und bei Motoren mit Direkteinspritzung in die Brennkammer des Motors ragen. Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .
Die Glühstiftkerze 1 weist ein Gehäuse 4 auf, das vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff besteht. An dem Gehäuse 4 ist ein Außengewinde 5 ausgebildet, mit dem die Glühstiftkerze 1 in eine Bohrung der Brennkraftmaschine oder dergleichen einschraubbar ist. Der keramische Heizkörper 2 der Glühstiftkerze 1 weist eine erste stromführende Schicht 6, eine zweite stromführende Schicht 7 und eine zwischen den stromführenden Schichten 6, 7 angeordnete elektrisch isolierende Isolationsschicht 8 auf. Am kammerseitigen Ende 3 sind die stromführenden Schichten 6, 7 über ein Heizelement 9 miteinander verbunden.
An einem kammerfernen Ende 10 des Heizkörpers 2 bilden die stromführenden Schichten 6, 1 und die Isolationsschicht 8 einen umlaufenden, zylinderförmigen Vorsprung aus, der zur Befestigung des Heizkörpers 2 in dem Gehäuse 4 dient. Außerdem ist eine elektrisch leitende Dichtmasse 11 vorgesehen, über die die erste stromführende Schicht 6 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Die Dichtmasse 11 dichtet außerdem das Innere des Gehäuses 4 der Glühstiftkerze 1 gegenüber der Kammer ab.
Die Glühstiftkerze 1 weist außerdem ein als Anschlussbolzen 15 ausgebildetes Anschlusselement 15 auf, das teilweise durch das Gehäuse 4 geführt ist. Das Anschlusselement 15 ist an einem kammerfernen Ende 16 der Glühstiftkerze 1 mit einer Anschlussvorrichtung 17 verbunden, an die eine elektrische Zuleitung anschließbar ist. Im Allgemeinen liegt das Gehäuse 4 auf Masse (0 V) , so dass an die Anschlussvorrichtung 17 eine Betriebsspannung gegenüber Masse angelegt werden kann. Das Anschlusselement 15 weist ein zylinderförmiges Kontaktteil 18 auf, das über ein Federelement 19 mit der zweiten stromführenden Schicht 7 des Heizkörpers 2 elektrisch kontaktiert ist. Die selektive Kontaktierung der ersten stromführenden Schicht 6 und der zweiten stromführenden Schicht 7 kann dabei über an den stromführenden Schichten 6, 7 angebrachte Kontaktelemente erfolgen, wobei die verbleibende Oberfläche des Heizkörpers 2 zumindest teilweise mit einer Isolationsschicht versehen sein kann. Durch Anlegen einer Betriebsspannung an die Anschlussvorrichtung 17 wird somit der Heizkörper 2 mit der Betriebsspannung beaufschlagt, wodurch sich das Heizelement 9 am kammerseitigen Ende 3 des Heizkörpers 2 aufheizt, um eine Erwärmung der an dem Heizkörper 2 vorbeiströmenden Luft zu ermöglichen.
Ferner sind im Inneren des Gehäuses 4 eine das Kontaktteil 18 und das Federelement 19 umgebende Spannhülse 20, eine das Anschlusselement 15 abschnittsweise umgebende Spannhülse 21 und eine das Anschlusselement 15 abschnittsweise umgebende Spannhülse 22 vorgesehen. Die Spannhülse 20 liegt dabei einerseits an dem kammerfernen Ende 10 des Heizkörpers 2 und andererseits an der Spannhülse 21 an. Ferner ist ein elektrisch isolierendes Dichtelement 23 vorgesehen, das die Anschlussvorrichtung 17 mechanisch mit dem Gehäuse 4 verbindet und eine Abdichtung im Bereich des kammerfernen Endes 16 des Gehäuses 4 gewährleistet. Ferner ist noch ein hohlzylinderförmiges Druckelement 24 vorgesehen, das mittels der Anschlussvorrichtung 17 in den Innenraum des Gehäuses 4 hineinschiebbar ist.
Zwischen den Spannhülsen 21, 22 ist ein Schaltungsträger 25 vorgesehen, der durch die Spannhülsen 21, 22 mechanisch fixiert ist. Eine gewisse Vorspannung kann dabei durch das Druckelement 24 über die Lebensdauer der Glühstiftkerze 1 gewährleistet werden. Der Schaltungsträger 25 ist zum einen mit der Anschlussvorrichtung 15 und zum anderen mit dem Gehäuse 4 elektrisch kontaktiert. Diese elektrische Kontaktierung kann dabei unmittelbar, über elektrische Kontaktelemente, Beschichtungen oder über weitere Elemente erfolgen. Beim Anlegen einer Betriebsspannung an die Anschlussvorrichtung 17 wird daher neben dem Heizkörper 2 auch der Schaltungsträger 25 mit der Betriebsspannung beaufschlagt . Bei der Herstellung der Glühstiftkerze 1 kann der Schaltungsträger 25 über das Anschlusselement 15 in das Gehäuse 4 der Glühstiftkerze geschoben werden. Durch die beispielsweise aus Keramik bestehenden Spannhülsen 20, 21, 22 und das Druckelement 24 wird beim Verstemmen der Glühstiftkerze 1 eine Fixierung des Schaltungsträgers 25 erreicht. Durch die Abdichtung des Gehäuses 4 ist ein zuverlässiger Schutz des Schaltungsträgers 5 und der auf dem Schaltungsträger 5 montierten Bauteile gegeben. Somit können die Bauteile, die in dem Gehäuse 4 geschützt sind, nahe an der Kammer der Brennkraftmaschine angeordnet werden.
Der Schaltungsträger 25 wird im Folgenden anhand der Figuren 2 und 3 näher beschrieben.
Fig. 2 zeigt den Schaltungsträger 25 einer Glühstiftkerze 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bereits beschriebene Elemente sind in dieser und in allen anderen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, wodurch sich eine wiederholende Beschreibung erübrigt .
Der in Fig. 2 dargestellte Schaltungsträger 25 weist einen Grundkörper 30 auf, der aus verschiedenen isolierenden Materialien bestehen kann, welche eine ausreichende Festigung und Temperaturbeständigkeit aufweisen. Beispielsweise kann der Grundkörper 30 aus einer Keramik, einem Kunststoff oder einem Mikrohybrid ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 30 ringförmig ausgestaltet. Der Grundkörper 30 kann jedoch auch eine andere Form, beispielsweise eine eckige Form, insbesondere eine Sechs- oder Achteckform, aufweisen. Entsprechend kann auch eine mittige Aussparung 31 des Grundkörpers 30 an Stelle der dargestellten zylindrischen Ausgestaltung eine eckige Ausgestaltung aufweisen. Die Aussparung 31 ist dabei an die Geometrie des Anschlusselementes 15 angepasst.
Auf dem Grundkörper 30 des Schaltungsträgers 25 sind mehrere Bauelemente 32, 33, 34 vorgesehen, die über Leiterbahnabschnitte 35a, 35b, 35c, 35d kontaktiert sind. Dabei steht der Leiterbahnabschnitt 35a mit einem Kontaktelement 36 elektrisch in Verbindung. Ferner ist der Leiterbahnabschnitt 35d mit einem Kontaktelement 37 verbunden. Das Kontaktelement 36 ist zur Aussparung 31 des Grundkörpers 33 hin gerichtet und ragt etwas in die Aussparung 31 hinein. Beim Aufschieben des Grundkörpers 30 des Schaltungsträgers 25 auf das Anschlusselement 15 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement 36, das federnd ausgeführt ist, und dem Anschlusselement 15 geschaffen. Das Kontaktelement 37 steht nach außen etwas über den Grundkörper 30 des Schaltungsträgers 25 hinaus, so dass beim Einbringen des Grundkörpers 30 des Schaltungsträgers 25 in das Gehäuse 4 ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement 37 und einer Innenwand des Gehäuses 4 der Glühstiftkerze 1 geschaffen wird. Das Kontaktelement 37 ist ebenfalls federnd ausgestaltet. Im montierten Zustand der Glühstiftkerze 1 wird somit der Leiterbahnabschnitt 35d über das Kontaktelement 37 mit Masse verbunden. Und der Leiterbahnabschnitt 35a wird über das Kontaktelement 36 mit der Anschlussvorrichtung 17 verbunden, so dass beim Anlegen einer Betriebsspannung an die Glühstiftkerze 1 eine Beaufschlagung der in der Fig. 2 in Reihe geschalteten Bauelemente 32, 33, 34 erfolgt. Durch die Bauelemente 32, 33, 34 kann beispielsweise eine Spannungsbegrenzung erreicht werden, die die an die Glühstiftkerze 1 angelegte Spannung nach oben begrenzt. Ferner können durch die Bauelemente 32, 33, 34 auch Betriebsgrößen der Glühstiftkerze 1 erfasst werden, beispielsweise der momentane elektrische Widerstand des Heizkörpers 2, insbesondere des Heizelementes 9.
Um eine zentrierte Anordnung des Grundkörpers 30 des Schaltungsträgers 25 und einen zuverlässigen Kontakt mit dem Gehäuse 4 zu gewährleisten, sind weitere Federelemente 38a, 38b, 38c vorgesehen, die jeweils etwas über den Grundkörper 30 nach außen ragen und im montierten Zustand der Glühstiftkerze 1 an der Innenwand des Gehäuses 4 anliegen. Ferner sind Federelemente 39a, 39b und 39c vorgesehen, die jeweils etwas in die Aussparung 31 des Grundkörpers 30 hineinragen und eine zentrierte und zuverlässige Verbindung des Schaltungsträgers 25 mit dem Anschlusselement 15 gewährleisten. Zur weiteren Verbesserung der elektrischen Kontaktierung und der mechanischen Verbindung ist ein Federring 40 vorgesehen, der das Kontaktelement 36 und die Federelemente 39a, 39b, 39c mit einer zusätzlichen Federkraft beaufschlagt. Dadurch ist ein zuverlässiger Betrieb über die Lebensdauer der Glühstiftkerze 1 gewährleistet.
Fig. 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Schaltungsträgers 25 einer Glühstiftkerze 1 der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bauelement 32 dargestellt, das einerseits über den Leiterbahnabschnitt 35a mit dem Kontaktelement 36 und andererseits über den
Leiterbahnabschnitt 35d mit dem Kontaktelement 37 elektrisch verbunden ist. Auf einer Stirnseite 41 des Grundkörpers 30 ist vollflächig eine Schutzmasse 42 aufgebracht, die auch das auf dem Grundkörper 30 montierte Bauteil 32 umgibt. Die Schutzmasse 42 ist dabei in der Fig. 3 zur Vereinfachung der Darstellung nur teilweise dargestellt. Die Schutzmasse 42 ist dabei auch im Bereich der Kontaktelemente 36, 37 und der Leiterbahnabschnitte 35a und 35d vorgesehen, so dass die Schutzmasse 42 eine ringförmige Ausgestaltung hat. Das Bauelement 32 ist daher durch die Schutzmasse 42 zuverlässig geschützt. Das Bauelement 32 kann dann auch als gehäuseloses Bauteil, insbesondere als gehäuseloser Halbleiter, ausgestaltet sein. Das Bauelement 32 kann beispielsweise als Begrenzerelement 32 ausgestaltet sein. Hierfür kann das Bauelement 32 eine Zenerdiode und gegebenenfalls einen Widerstand umfassen.
Der Schaltungsträger 25 ist in Richtung einer Achse 43 der Glühstiftkerze orientiert, wobei die Achse 43 in der Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Außerdem ist der Schaltungsträger 25 in Richtung der Achse 43 flach ausgestaltet. Das heißt, sowohl der Grundkörper 30 als auch die Schutzmasse 42 sind flach ausgestaltet, so dass ein Einbau des Schaltungsträgers 25 in das Gehäuse 4 ohne eine wesentliche Vergrößerung der Glühstiftkerze 1 möglich ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind auch Kombinationen der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausgestaltungen möglich.

Claims

Ansprüche
1. Glühstiftkerze (1), insbesondere Glühstiftkerze (1) für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen, mit einem Gehäuse (4), einem zumindest teilweise durch das Gehäuse (4) geführten Anschlusselement (15) und einem mit dem Gehäuse (4) verbundenen Heizkörper (2), wobei der Heizkörper (2) einerseits mit dem Anschlusselement (15) und andererseits mit dem Gehäuse (4) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltungsträger (25) vorgesehen ist, dass der
Schaltungsträger (25) innerhalb des Gehäuses (4) angeordnet ist und dass der Schaltungsträger (25) einerseits mit dem
Anschlusselement (15) und andererseits mit dem Gehäuse (4) elektrisch verbunden ist.
2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) in Richtung einer Achse (43) des Gehäuses (4) orientiert ist.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) in Richtung der Achse (43) des Gehäuses (4) flach ausgestaltet ist.
4. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) einen ringförmigen Grundkörper (30) aufweist, der das Anschlusselement (15) umschließt.
5. Glühstiftkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) hohlzylinderförmig ausgestaltet ist .
6. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) ein erstes federndes Kontaktelement (37), das eine elektrische Verbindung mit dem Gehäuse (4) herstellt, und ein zweites federndes Kontaktelement (36) aufweist, das eine elektrische Verbindung mit dem Anschlusselement (15) herstellt.
7. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) zumindest ein Spannungsbegrenzungselement (32, 33, 34) aufweist, das eine an den Heizkörper (2) anlegbare Spannung begrenzt.
8. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) zumindest ein Sensorelement (32, 33, 34) aufweist.
9. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) mittels zumindest einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Spannhülse (21, 22) in seiner Lage fixiert ist.
10. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (25) eine Schutzmasse (42) aufweist, die zumindest ein auf dem Schaltungsträger (25) montiertes Bauteil (32) umgibt.
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