WO2007009830A1 - Sheathed element glow plug - Google Patents

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WO2007009830A1
WO2007009830A1 PCT/EP2006/062679 EP2006062679W WO2007009830A1 WO 2007009830 A1 WO2007009830 A1 WO 2007009830A1 EP 2006062679 W EP2006062679 W EP 2006062679W WO 2007009830 A1 WO2007009830 A1 WO 2007009830A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glow plug
radiator
contact element
plug according
glow
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/062679
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Simon Schmittinger
Jens Schneider
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 EP06763337A priority Critical patent/EP1910743A1/en
Publication of WO2007009830A1 publication Critical patent/WO2007009830A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a ceramic glow plug for arrangement in a chamber of an internal combustion engine. Specifically, the invention relates to a ceramic glow plug for arrangement in a pre-vortex or combustion chamber of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine.
  • a ceramic glow plug which has a consisting of a ceramic layer composite radiator.
  • two electrically conductive composite ceramic layers are provided which are separated from each other by an insulating composite ceramic layer.
  • the two electrically conductive composite ceramic layers are connected by a thin web of electrically conductive composite ceramic.
  • the known from DE 198 44 347 Al glow plug has the disadvantage that complicated manufacturing steps are required for the production and the Probability of a fault in the manufactured glow plug is thereby increased.
  • the radiator of the known glow plug is in fact multi-layered, with different in their sintering behavior matched to each other conducting and insulating materials must be used.
  • the use of multiple compounds with different formulations requires complicated manufacturing steps and increases the likelihood of a defect in the manufactured radiator.
  • due to the different masses and layers constructed radiator lower mechanical strength and increased production costs.
  • the glow plug according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the thermal and mechanical robustness of the glow element is improved, that the production can be simplified and that a reduction in manufacturing costs is possible. In addition, the probability of the occurrence of a defect in the manufactured radiator is reduced, whereby the proportion of rejects in the manufacturing reduced and the reliability of the manufactured glow plug is improved.
  • the radiator is electrically contacted at a first end by means of a first electrical contact element and at a second end by means of a second electrical contact element, wherein the radiator is acted upon in operation of the glow plug with a voltage applied between the contact elements operating voltage.
  • the radiator is flowed through over its entire cross-section with electric current. It also comes with certain damage to the radiator, for example in the area of its surface, not to significantly affect the heat development, so that the robustness of the radiator is improved.
  • a simple shape for the ceramic heater can be specified, which can be performed without sharp-edged transitions, whereby cracks or breaks of the ceramic material are prevented from the outset.
  • the radiator may be rod-shaped and specially cylindrical. Such a radiator is inexpensively manufacturable by extrusion or by transfer molding, wherein an aftertreatment by grinding or the like is required only to a small extent or can be omitted altogether.
  • the heating element has one or more electrically conductive guide sections which connect the glow section to the electrical contact elements.
  • Both the annealing section and the guide section can each be made from a mass formulation which results in a highly conductive ceramic body after a corresponding pyrolysis treatment.
  • the adjustment of the required electrical resistance can be done by adjusting the recipe and / or reducing the Leitqueritess, for example, by a taper in the incandescent body, which stresses and cracks are avoided by a rounded design of the transitions.
  • at least one of the contact elements in the region of the electrical contacting is made of a wear-resistant material, in particular of tungsten or nickel, of a platinum group metal or of an alloy with at least one of these metals.
  • the contacting can be done by a direct connection of the ceramic to the metal or via a single or multi-layer metallization of the ceramic surfaces.
  • the metallization of the contact surfaces and cermet layers can be used to increase the adhesion.
  • the contact element may be made of pure platinum or a platinum alloy.
  • an iridium alloy, a Nicroferlegtechnik, or an InconelENS is possible.
  • a cost-effective solution results from the formation of the contact element made of a steel alloy.
  • At least one of the contact elements has a copper core.
  • the copper core can be both flow-pressed and introduced via a Napftiefteil in the contact element.
  • the connection of the contact element can be done by means of laser, resistance or WIK welding.
  • one of the contact elements contacts the heating element on an end face which is provided on the chamber-side end of the heating element.
  • an additional protection of the radiator is ensured, which prevents damage during operation of the internal combustion engine and also during assembly or disassembly of the glow plug.
  • one of the contact elements laterally contacts the heating element at a chamber-side end at least at one point.
  • a contacting takes place from several sides. This embodiment also ensures protection for the radiator in the region of its chamber-side end.
  • the electrically conductive guide section has a guide element which is embedded in the ceramic material of the radiator, and that the glow section has a heating element which is embedded in the ceramic material of the radiator.
  • a conductive ceramic such as SiOxCy or MoSi2
  • a non-conductive ceramic such as Si3N4
  • the heating element can then be connected on one or both sides to a guide element, which is formed, for example, from a conductive wire or a conductive layer, wherein the ceramic material of the entire heater can be made of only one mass formulation.
  • the contacting for applying the operating voltage can be done at opposite pin ends, with suitable contact elements can be provided. drawing
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a glow plug according to the invention in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows the section of a glow plug according to a second exemplary embodiment, designated II in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows the section of a glow plug in accordance with a third exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows the detail of a glow plug according to a fourth exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows the detail of a glow plug according to a fourth exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows the detail of a glow plug according to a fourth exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1;
  • FIG. 5 shows the section of a glow plug according to a fifth exemplary embodiment, designated II in FIG. 1;
  • FIG. 6 shows a heating element of a glow plug according to a sixth embodiment of the invention
  • Fig. 7 denoted in Fig. 4 with VII section of a glow plug according to a seventh embodiment
  • Fig. 8 shows a radiator of a glow plug according to an eighth embodiment of the invention. Description of the embodiments
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a ceramic glow plug 1 in a schematic sectional view.
  • the glow plug 1 can be configured in particular as a glow plug 1 for an air-compressing, self-igniting internal combustion engine. With its chamber-side end 2, the glow plug 1 protrudes in pre-and swirl chamber engines in the chamber of the internal combustion engine and in direct injection engines in a 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 metallic housing 3, on which an external thread 4 is formed for screwing the glow plug 1 into a bore of the internal combustion engine.
  • the housing 3 has an inner space 5, which is closed to the chamber-side end 2 with a metallic end plate 6.
  • a connecting device 8 is provided, which is connected via an electrically insulating sealing element 9 to the housing 3, wherein the sealing element 9 seals the interior 5 on the side of the chamber distal end 7.
  • the glow plug 1 has a radiator 10 which extends through an opening formed in the end plate 6, wherein the opening is closed with a sealing bushing 11.
  • the bush 11 is designed to be electrically insulating in order to insulate the radiator 10 from the end plate 6.
  • the radiator 10 circumferentially at least in the region of the bush 11 with a be provided insulating insulation to further improve the insulation.
  • the glow plug 1 has a first contact element 12, which is connected on the one hand by a weld or the like with the end plate 6.
  • the contact element 12 is L-shaped, wherein it is connected to the radiator 10 at an end face 13 of the radiator 10.
  • the end face 13 is formed on the chamber-side end 2 of the radiator 10.
  • the radiator 10 is enclosed circumferentially by an annular second contact element 14.
  • the first contact element 12 contacts the heating element 10 at a first end 15 and the second contact element 14 contacts the heating element 10 in the region of a second end 16.
  • the first contact element 12 is connected via the connection plate 6 and the housing 3 to the internal combustion engine and thus to ground (0 V) connected.
  • the second contact element 14 is connected to the connecting device 8 via an electrical line 17 provided in the inner space 5.
  • the line 17 is shown in simplified form in FIG. 1 and can be formed by further elements arranged in the inner space 5, in particular by a connecting bolt or the like (not shown).
  • the heating element 10 is acted upon between the electrical contacts formed by the contact elements 12, 14 with this operating voltage.
  • the radiator 10 has an annealing portion 20 which is made continuously from only a ceramic mass formulation. Further, the radiator 10 has a guide portion 21 extending from the end face 13 up to the glow portion 20 extends. In addition, a guide portion 22 is provided extending from the glow portion
  • the glow section 20 extends to the second end 16 of the radiator 10.
  • the glow section 20 has a relatively high resistance with respect to the conductive sections 21, 22, so that the heating element 10 heats up during operation of the glow plug 1 mainly in the region of the glow section 20.
  • the guide sections 21, 22 are also made of only one ceramic mass formulation, so that there is a simple construction of the radiator 10.
  • the guide sections 21, 22 and the glow section 20 can also be produced in each case as separate ceramic components, which are joined to one another to form the radiator 10.
  • the first contact element 12 which may also be designed hook-shaped, a protection of exposed on the chamber side end 2 radiator 10 is ensured, even with damage to the radiator 10, a break off of parts of the radiator 10 is prevented.
  • Fig. 2 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the glow plug 1 has a U-shaped first contact element 12, which surrounds the heater 10 and in particular the glow portion 20 of the radiator 10 from two sides.
  • the first contact element 12 has two longitudinal sections 23, 24 which are arranged parallel to the heating element 10 and which pass over in an arc-shaped manner into a head section 25 oriented perpendicular thereto.
  • more than two longitudinal sections 23, 24 may be provided, which are oriented substantially parallel to the heating element 10 and pass into a correspondingly designed head section 25.
  • the head portion 25 may be configured, for example, star-shaped or plate-shaped.
  • the first contact element 12 is thereby configured cage-shaped, wherein the glow portion 20 is preferably arranged approximately in the middle of the first contact element 12.
  • the first contact element 12 is connected both to the longitudinal section 23 and to the longitudinal section 24 by means of a weld or the like with the end plate 6, so that a robust construction results and a reliable operation of the glow plug 1 is ensured over its lifetime.
  • FIG. 3 shows the detail designated II in FIG. 1 according to a third exemplary embodiment of the glow plug 1 according to the invention.
  • the glow portion 20 has an at least approximately spherical surface.
  • the glow section 20 can also be used as a solid ball be educated.
  • the glow portion 20 of the radiator 10 is connected to the rod-shaped guide portion 22. Through the guide section 22, the electrical energy is conducted to the glow portion 20 so that the glow portion 20 heats up during operation of the glow plug 1. The return of the thereby flowing through the guide portion 22 current is carried out via the first contact element 12.
  • the head portion 25 is V-shaped and designed so that it contacts the glow portion 20 from two sides.
  • the portion 26 of the radiator 10 may be formed as an annealing portion 26.
  • This can be achieved by the choice of a suitable material and a correspondingly reduced cross section, in particular reduced diameter, of the glow section 26.
  • the electrical resistance of the glow section 26 per unit length with respect to the guide section 27 can be increased so much that a considerable development of heat occurs in the glow section 26.
  • the guide portion 27 of normal cross-section preferably extends through the bushing 11 formed in the opening of the end plate 6 to reduce the thermal stress on the bushing 11 and to prevent heat buildup in the interior space 5.
  • Fig. 4 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a fourth
  • the first contact element 12 is rod-shaped and connected to the end plate 6 by means of welding or the like, wherein it is additionally inserted into a bore formed in the end plate 6.
  • the second contact element 14 which extends through the bush 11.
  • the contact elements 12, 14 are each formed at its chamber-side end 2 ösenförmig, the eyelets are used to receive the radiator 10.
  • fastening eyes may be formed by a bore or the like.
  • the radiator 10 is connected at its first end 15 to the first contact element 12 and at its second end 16 to the second contact element 14, wherein the radiator 10 is arranged at least substantially in a plane perpendicular to an axis 28 of the glow plug 1 lies.
  • the radiator 10 is made of a single ceramic mass formulation, so that the glow portion 20 extends from the first end 15 to the second end 16 of the radiator 10, that is, the radiator is completely formed as an annealing portion 20.
  • the contact elements 12, 14 are at least in the region of the ends 15, 16 made of a suitably resistant material or coated with a suitable material to withstand the thermal load.
  • Fig. 5 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a fifth embodiment of the invention.
  • the housing 3 is formed as a guide tube, wherein the radiator 10 is framed with its contact end 30 deep in the housing 3 designed as a guide tube.
  • the radiator 10 is made of only one ceramic mass formulation.
  • In the annealing portion 20 of the radiator 10 is formed as a tungsten wire or tungsten layer heating element 31 is embedded.
  • the heating element 31 is on the one hand via a designed as a guide wire or conductive layer guide element 32 with the Connecting device 8 (Fig. 1) connected and on the other hand connected via a formed by a guide wire or a conductive layer guide member 33 with the metallic housing 3 of the glow plug 1.
  • the guide element 32 extends through a formed in the end plate 6 through opening 31, which may also be filled with an electrically insulating material.
  • the guide element 32 is connected to the line 17.
  • the guide element 33 is connected via connecting elements 34a, 34b and 34c to the housing 3 and the end plate 6, respectively. In this case, only one of the connecting elements 34a, 34b, 34c may be provided.
  • the guide elements 32, 33 are embedded in the guide section 21 of the radiator 10. When the radiator 10 is supplied with the operating voltage, the heating element 31 heats up so that a glow tip 35 of the radiator 10 is heated.
  • a particular advantage of the embodiment shown in FIG. 5 is the small space requirement in the chamber of the internal combustion engine.
  • Fig. 6 shows a radiator 10 of a glow plug 1 according to a sixth embodiment.
  • the radiator 10 to the first end 15 toward a conical portion 36, to which a cylindrical portion 38 connects, which is the first end 15 of the radiator 10.
  • the radiator 10 On the other side, ie towards the second end 16, the radiator 10 has a conical section 37, to which a cylindrical section 39 adjoins, which forms the second end 16 of the radiator 10.
  • the radiator 10 is preferably made over the entire length of only one ceramic mass formulation, so that the annealing portion 20 extends over the entire radiator 10.
  • the radiator 10 shown in Fig. 6 is particularly suitable for attachment to contact elements 12, 14, which are configured according to the illustrated in Fig. 4 fourth embodiment of the glow plug 1 according to the invention.
  • Fig. 7 shows the designated in Fig. 4 with VII section of a glow plug 1 according to a seventh
  • the radiator 10 is made of only one mass formulation, so that the annealing portion 20 extends over the entire length of the radiator 10.
  • bores 40, 41 are respectively provided at the ends 15, 16 of the radiator 10, in which the contact elements 12, 14 are introduced, so that a reliable attachment of the radiator 10 by means of the contact elements 12, 14 results.
  • the contact elements 12, 14 are made at least in the region of the ends 15, 16 of a temperature-resistant and robust material or coated with a corresponding material.
  • Fig. 8 shows a heater 10 according to an eighth embodiment of the invention.
  • the radiator 10 has contact surfaces 42a to 42f, two of which can be selected for contacting the radiator 10.
  • FIG. 8 shows another possible form for a simple ceramic body made only from a bulk ceramic formulation. In this case, the corners 43, 44 designed rounded, so that the occurrence of cracks and crumbling of ceramic particles is prevented by the radiator 10.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a ceramic sheathed element glow plug (1) for arrangement in a chamber of an internal combustion engine. Said sheathed element glow plug (1) comprises a ceramic heating element (10) having a glow section (20) and optionally a conducting section (21, 22). The glow section (20) is completely produced from only one ceramic material recipe, thereby rendering the heating element (10) very robust. The invention allows to produce a heating element (10) in a simple and cost-effective manner.

Description

Glühstiftkerze glow plug
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine keramische Glühstiftkerze zur Anordnung in einer Kammer einer Brennkraftmaschine. Speziell betrifft die Erfindung eine keramische Glühstiftkerze zur Anordnung in einer Vor-, Wirbel- oder Brennkammer einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine.The invention relates to a ceramic glow plug for arrangement in a chamber of an internal combustion engine. Specifically, the invention relates to a ceramic glow plug for arrangement in a pre-vortex or combustion chamber of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine.
Aus DE 198 44 347 Al ist eine keramische Glühstiftkerze bekannt, die einen aus einem keramischen Schichtverbund bestehenden Heizkörper aufweist. Dabei sind zwei elektrisch leitende Kompositkeramikschichten vorgesehen, die durch eine isolierende Kompositkeramikschicht voneinander getrennt sind. An der Spitze des keramischen Heizkörpers sind die beiden elektrisch leitenden Kompositkeramikschichten durch einen dünnen Steg aus elektrisch leitender Kompositkeramik verbunden.From DE 198 44 347 Al a ceramic glow plug is known, which has a consisting of a ceramic layer composite radiator. In this case, two electrically conductive composite ceramic layers are provided which are separated from each other by an insulating composite ceramic layer. At the top of the ceramic heater, the two electrically conductive composite ceramic layers are connected by a thin web of electrically conductive composite ceramic.
Die aus der DE 198 44 347 Al bekannte Glühstiftkerze hat den Nachteil, dass zur Herstellung komplizierte Fertigungsschritte erforderlich sind und die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers in der gefertigten Glühstiftkerze dadurch erhöht wird. Der Heizkörper der bekannten Glühstiftkerze ist nämlich mehrschichtig aufgebaut, wobei verschiedene in ihrem Sinterverhalten aneinander anzupassende Leit- und Isolationsmassen eingesetzt werden müssen. Der Einsatz mehrerer Massen mit verschiedenen Rezepturen erfordert komplizierte Fertigungsschritte und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers im gefertigten Heizkörper. Außerdem bedingt der aus verschiedenen Massen und Schichten aufgebaute Heizkörper eine geringere mechanische Festigkeit sowie erhöhte Herstellungskosten.The known from DE 198 44 347 Al glow plug has the disadvantage that complicated manufacturing steps are required for the production and the Probability of a fault in the manufactured glow plug is thereby increased. The radiator of the known glow plug is in fact multi-layered, with different in their sintering behavior matched to each other conducting and insulating materials must be used. The use of multiple compounds with different formulations requires complicated manufacturing steps and increases the likelihood of a defect in the manufactured radiator. In addition, due to the different masses and layers constructed radiator lower mechanical strength and increased production costs.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die thermische und mechanische Robustheit des Glühelementes verbessert ist, dass die Herstellung vereinfacht werden kann und dass eine Verringerung der Herstellungskosten möglich ist. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Fehlers im gefertigten Heizkörper verringert, wodurch der Anteil des Ausschusses bei der Fertigung verringert und die Zuverlässigkeit der gefertigten Glühstiftkerze verbessert ist .The glow plug according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the thermal and mechanical robustness of the glow element is improved, that the production can be simplified and that a reduction in manufacturing costs is possible. In addition, the probability of the occurrence of a defect in the manufactured radiator is reduced, whereby the proportion of rejects in the manufacturing reduced and the reliability of the manufactured glow plug is improved.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Glühstiftkerze möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements of the claim 1 glow plug are possible.
In vorteilhafter Weise ist der Heizkörper an einem ersten Ende mittels eines ersten elektrischen Kontaktelementes und an einem zweiten Ende mittels eines zweiten elektrischen Kontaktelementes elektrisch kontaktiert, wobei der Heizkörper im Betrieb der Glühstiftkerze mit einer zwischen den Kontaktelementen anliegenden Betriebsspannung beaufschlagt ist. Der Heizkörper wird dabei über seinen gesamten Querschnitt mit elektrischem Strom durchflössen. Dabei kommt es auch bei gewissen Beschädigungen des Heizkörpers, beispielsweise im Bereich dessen Oberfläche, nicht zu einer wesentlichen Beeinflussung der Hitzeentwicklung, so dass die Robustheit des Heizkörpers verbessert ist. Außerdem kann eine einfache Formgebung für den keramischen Heizkörper vorgegeben werden, die ohne scharfkantige Übergänge ausgeführt werden kann, wodurch Risse oder Brüche des keramischen Materials von vornherein verhindert werden. Insbesondere kann der Heizkörper stabförmig und speziell zylindrisch ausgebildet sein. Ein solcher Heizkörper ist durch Extrudieren oder mittels Transfermolding kostengünstig fertigbar, wobei eine Nachbehandlung durch Schleifen oder dergleichen nur im geringen Umfang erforderlich ist oder auch ganz fortgelassen werden kann.Advantageously, the radiator is electrically contacted at a first end by means of a first electrical contact element and at a second end by means of a second electrical contact element, wherein the radiator is acted upon in operation of the glow plug with a voltage applied between the contact elements operating voltage. The radiator is flowed through over its entire cross-section with electric current. It also comes with certain damage to the radiator, for example in the area of its surface, not to significantly affect the heat development, so that the robustness of the radiator is improved. In addition, a simple shape for the ceramic heater can be specified, which can be performed without sharp-edged transitions, whereby cracks or breaks of the ceramic material are prevented from the outset. In particular, the radiator may be rod-shaped and specially cylindrical. Such a radiator is inexpensively manufacturable by extrusion or by transfer molding, wherein an aftertreatment by grinding or the like is required only to a small extent or can be omitted altogether.
Vorteilhaft ist es, dass der Heizkörper einen oder mehrere elektrisch leitende Leitabschnitte aufweist, die den Glühabschnitt mit den elektrischen Kontaktelementen verbinden. Sowohl der Glühabschnitt als auch der Leitabschnitt kann dabei jeweils aus einer Massenrezeptur gefertigt sein, die nach einer entsprechenden Pyrolysebehandlung einen gut leitfähigen Keramikkörper ergibt. Die Einstellung des erforderlichen elektrischen Widerstands kann durch eine Anpassung der Rezeptur und/oder Reduzierung des Leitquerschnitts, beispielsweise durch eine Verjüngung im Glühkörper, erfolgen, wobei durch eine abgerundete Ausführung der Übergänge Spannungen und Risse vermieden werden. Vorteilhaft ist es, dass zumindest eines der Kontaktelemente im Bereich der elektrischen Kontaktierung aus einem verschleißfesten Material, insbesondere aus Wolfram oder Nickel, einem Platingruppenmetall beziehungsweise aus einer Legierung mit zumindest einem dieser Metalle, ausgebildet ist. Die Kontaktierung kann durch eine direkte Anbindung der Keramik an das Metall oder über eine ein- oder mehrschichtige Metallisierung der Keramikflächen erfolgen. Bei der Metallisierung der Kontaktflächen können auch Cermetschichten zur Erhöhung der Haftfestigkeit verwendet werden. Speziell kann das Kontaktelement aus reinem Platin oder einer Platinlegierung ausgeführt sein. Ferner ist auch eine Iridium-Legierung, eine Nicroferlegierung, oder eine Inconelverbindung möglich. Eine kostengünstige Lösung ergibt sich durch die Ausbildung des Kontaktelementes aus einer Stahllegierung .It is advantageous that the heating element has one or more electrically conductive guide sections which connect the glow section to the electrical contact elements. Both the annealing section and the guide section can each be made from a mass formulation which results in a highly conductive ceramic body after a corresponding pyrolysis treatment. The adjustment of the required electrical resistance can be done by adjusting the recipe and / or reducing the Leitquerschnitts, for example, by a taper in the incandescent body, which stresses and cracks are avoided by a rounded design of the transitions. It is advantageous that at least one of the contact elements in the region of the electrical contacting is made of a wear-resistant material, in particular of tungsten or nickel, of a platinum group metal or of an alloy with at least one of these metals. The contacting can be done by a direct connection of the ceramic to the metal or via a single or multi-layer metallization of the ceramic surfaces. In the metallization of the contact surfaces and cermet layers can be used to increase the adhesion. Specifically, the contact element may be made of pure platinum or a platinum alloy. Furthermore, an iridium alloy, a Nicroferlegierung, or an Inconelverbindung is possible. A cost-effective solution results from the formation of the contact element made of a steel alloy.
Ferner ist es vorteilhaft, dass zumindest eines der Kontaktelemente einen Kupferkern aufweist. Dadurch kann eine erhöhte Wärmeableitung und somit eine geringere Belastung des Materials im Bereich der Kontaktierung erzielt werden. Der Kupferkern kann sowohl fliesgepresst als auch über ein Napftiefziehen in das Kontaktelement eingebracht werden. Die Verbindung des Kontaktelementes kann mittels Laser-, Widerstands- oder WIK-Schweißung erfolgen.Furthermore, it is advantageous that at least one of the contact elements has a copper core. As a result, an increased heat dissipation and thus a lower load on the material in the contact area can be achieved. The copper core can be both flow-pressed and introduced via a Napftiefziehen in the contact element. The connection of the contact element can be done by means of laser, resistance or WIK welding.
Vorteilhaft ist es, dass eines der Kontaktelemente den Heizkörper an einer Stirnfläche kontaktiert, die am kammerseitigen Ende des Heizkörpers vorgesehen ist. Dadurch wird ein zusätzlicher Schutz des Heizkörpers gewährleistet, der eine Beschädigung während des Betriebs der Brennkraftmaschine und auch bei einer Montage oder Demontage der Glühstiftkerze verhindert. Vorteilhaft ist es auch, dass eines der Kontaktelemente den Heizkörper an einem kammerseitigen Ende zumindest an einer Stelle seitlich kontaktiert. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Kontaktierung von mehreren Seiten. Diese Ausgestaltung gewährleistet ebenfalls einen Schutz für den Heizkörper im Bereich seines kammerseitigen Endes .It is advantageous that one of the contact elements contacts the heating element on an end face which is provided on the chamber-side end of the heating element. As a result, an additional protection of the radiator is ensured, which prevents damage during operation of the internal combustion engine and also during assembly or disassembly of the glow plug. It is also advantageous that one of the contact elements laterally contacts the heating element at a chamber-side end at least at one point. Preferably, a contacting takes place from several sides. This embodiment also ensures protection for the radiator in the region of its chamber-side end.
Außerdem kann durch die Kontaktierung im Bereich des kammerseitigen Endes eine Sicherung gegen ein Hineinfallen von Teilen des Heizkörpers in die Kammer derIn addition, by the contact in the region of the chamber-side end a safeguard against falling into parts of the radiator in the chamber of the
Brennkraftmaschine erreicht werden, wodurch insbesondere in Bezug auf die Brennkammer ein Schaden an dem Verbrennungsmotor vermieden wird.Internal combustion engine can be achieved, which in particular with respect to the combustion chamber damage to the engine is avoided.
Vorteilhaft ist es, dass der elektrisch leitende Leitabschnitt ein Leitelement aufweist, das in das keramische Material des Heizkörpers eingebettet ist, und dass der Glühabschnitt ein Heizelement aufweist, das in das keramische Material des Heizkörpers eingebettet ist. Dabei wird an Stelle einer leitfähigen Keramik, wie beispielsweise SiOxCy oder MoSi2, vorzugsweise eine nicht leitende Keramik, wie beispielsweise Si3N4, mit einem innenliegenden Heizelement eingesetzt, das zum Beispiel durch einen Wolframdraht oder eine Wolframschicht ausgebildet ist. Das Heizelement kann dann einseitig oder beidseitig mit einem Leitelement verbunden sein, das beispielsweise aus einem leitenden Draht oder einer leitenden Schicht ausgebildet ist, wobei das keramische Material des gesamten Heizkörpers aus nur einer Massenrezeptur gefertigt sein kann. Die Kontaktierung zum Anlegen der Betriebsspannung kann an gegenüberliegenden Stiftenden erfolgen, wobei geeignete Kontaktelemente vorgesehen sein können. ZeichnungIt is advantageous that the electrically conductive guide section has a guide element which is embedded in the ceramic material of the radiator, and that the glow section has a heating element which is embedded in the ceramic material of the radiator. In this case, instead of a conductive ceramic, such as SiOxCy or MoSi2, preferably a non-conductive ceramic, such as Si3N4, used with an internal heating element, which is formed for example by a tungsten wire or a tungsten layer. The heating element can then be connected on one or both sides to a guide element, which is formed, for example, from a conductive wire or a conductive layer, wherein the ceramic material of the entire heater can be made of only one mass formulation. The contacting for applying the operating voltage can be done at opposite pin ends, with suitable contact elements can be provided. drawing
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze in einer schematischen Schnittdarstellung;1 shows a first embodiment of a glow plug according to the invention in a schematic sectional view;
Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;FIG. 2 shows the section of a glow plug according to a second exemplary embodiment, designated II in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;FIG. 3 shows the section of a glow plug in accordance with a third exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1;
Fig. 4 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;FIG. 4 shows the detail of a glow plug according to a fourth exemplary embodiment, designated by II in FIG. 1; FIG.
Fig. 5 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;FIG. 5 shows the section of a glow plug according to a fifth exemplary embodiment, designated II in FIG. 1; FIG.
Fig. 6 einen Heizkörper einer Glühstiftkerze gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;6 shows a heating element of a glow plug according to a sixth embodiment of the invention;
Fig. 7 den in Fig. 4 mit VII bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel undFig. 7 denoted in Fig. 4 with VII section of a glow plug according to a seventh embodiment and
Fig. 8 einen Heizkörper einer Glühstiftkerze gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beschreibung der AusführungsbeispieleFig. 8 shows a radiator of a glow plug according to an eighth embodiment of the invention. Description of the embodiments
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer keramischen Glühstiftkerze 1 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Glühstiftkerze 1 kann insbesondere als Glühstiftkerze 1 für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine ausgestaltet sein. Mit ihrem kammerseitigen Ende 2 ragt die Glühstiftkerze 1 bei Vor- und Wirbelkammermotoren in die Kammer der Brennkraftmaschine und bei Motoren mit Direkteinspritzung in eine Brennkammer des Motors . Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .Fig. 1 shows a first embodiment of a ceramic glow plug 1 in a schematic sectional view. The glow plug 1 can be configured in particular as a glow plug 1 for an air-compressing, self-igniting internal combustion engine. With its chamber-side end 2, the glow plug 1 protrudes in pre-and swirl chamber engines in the chamber of the internal combustion engine and in direct injection engines in a combustion chamber of the engine. However, the glow plug 1 according to the invention is also suitable for other applications.
Die Glühstiftkerze 1 weist ein metallisches Gehäuse 3 auf, an dem ein Außengewinde 4 zum Einschrauben der Glühstiftkerze 1 in eine Bohrung der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Das Gehäuse 3 weist einen Innenraum 5 auf, der zum kammerseitigen Ende 2 hin mit einer metallischen Abschlussplatte 6 verschlossen ist. An einem dem kammerseitigen Ende 2 entgegengesetzten kammerfernen Ende 7 ist eine Anschlussvorrichtung 8 vorgesehen, die über ein elektrisch isolierendes Dichtelement 9 mit dem Gehäuse 3 verbunden ist, wobei das Dichtelement 9 den Innenraum 5 auf der Seite des kammerfernen Endes 7 abdichtet.The glow plug 1 has a metallic housing 3, on which an external thread 4 is formed for screwing the glow plug 1 into a bore of the internal combustion engine. The housing 3 has an inner space 5, which is closed to the chamber-side end 2 with a metallic end plate 6. At a chamber-side end 2 opposite the chamber-distal end 7, a connecting device 8 is provided, which is connected via an electrically insulating sealing element 9 to the housing 3, wherein the sealing element 9 seals the interior 5 on the side of the chamber distal end 7.
Die Glühstiftkerze 1 weist einen Heizkörper 10 auf, der sich durch eine in der Abschlussplatte 6 ausgebildete Öffnung erstreckt, wobei die Öffnung mit einer abdichtenden Buchse 11 verschlossen ist. Die Buchse 11 ist elektrisch isolierend ausgeführt, um den Heizkörper 10 gegenüber der Abschlussplatte 6 zu isolieren. Außerdem kann der Heizkörper 10 umfänglich zumindest im Bereich der Buchse 11 mit einer isolierenden BeSchichtung versehen sein, um die Isolation weiter zu verbessern.The glow plug 1 has a radiator 10 which extends through an opening formed in the end plate 6, wherein the opening is closed with a sealing bushing 11. The bush 11 is designed to be electrically insulating in order to insulate the radiator 10 from the end plate 6. In addition, the radiator 10 circumferentially at least in the region of the bush 11 with a be provided insulating insulation to further improve the insulation.
Die Glühstiftkerze 1 weist ein erstes Kontaktelement 12 auf, das einerseits durch eine Verschweißung oder dergleichen mit der Abschlussplatte 6 verbunden ist. Das Kontaktelement 12 ist L-förmig ausgebildet, wobei es mit dem Heizkörper 10 an einer Stirnfläche 13 des Heizkörpers 10 verbunden ist. Die Stirnfläche 13 ist dabei am kammerseitigen Ende 2 des Heizkörpers 10 ausgebildet. Im Bereich des Innenraums 5 ist der Heizkörper 10 umfänglich von einem ringförmigen zweiten Kontaktelement 14 umschlossen. Somit kontaktiert das erste Kontaktelement 12 den Heizkörper 10 an einem ersten Ende 15 und das zweite Kontaktelement 14 kontaktiert den Heizkörper 10 im Bereich eines zweiten Endes 16. Das erste Kontaktelement 12 ist über die Anschlussplatte 6 und das Gehäuse 3 mit der Brennkraftmaschine und somit mit Masse (0 V) verbunden. Das zweite Kontaktelement 14 ist über eine in dem Innenraum 5 vorgesehene elektrische Leitung 17 mit der Anschlussvorrichtung 8 verbunden. Die Leitung 17 ist in der Fig. 1 vereinfacht dargestellt und kann durch weitere in dem Innenraum 5 angeordnete Elemente, insbesondere durch einen (nicht dargestellten) Anschlussbolzen oder dergleichen, ausgebildet sein. Durch Anlegen einer Betriebsspannung an die Anschlussvorrichtung 8 gegenüber Masse wird der Heizkörper 10 zwischen den durch die Kontaktelemente 12, 14 ausgebildeten elektrischen Kontakten mit dieser Betriebsspannung beaufschlagt .The glow plug 1 has a first contact element 12, which is connected on the one hand by a weld or the like with the end plate 6. The contact element 12 is L-shaped, wherein it is connected to the radiator 10 at an end face 13 of the radiator 10. The end face 13 is formed on the chamber-side end 2 of the radiator 10. In the region of the interior 5, the radiator 10 is enclosed circumferentially by an annular second contact element 14. Thus, the first contact element 12 contacts the heating element 10 at a first end 15 and the second contact element 14 contacts the heating element 10 in the region of a second end 16. The first contact element 12 is connected via the connection plate 6 and the housing 3 to the internal combustion engine and thus to ground (0 V) connected. The second contact element 14 is connected to the connecting device 8 via an electrical line 17 provided in the inner space 5. The line 17 is shown in simplified form in FIG. 1 and can be formed by further elements arranged in the inner space 5, in particular by a connecting bolt or the like (not shown). By applying an operating voltage to the connecting device 8 with respect to ground, the heating element 10 is acted upon between the electrical contacts formed by the contact elements 12, 14 with this operating voltage.
Der Heizkörper 10 weist einen Glühabschnitt 20 auf, der durchgehend aus nur einer keramischen Massenrezeptur hergestellt ist. Ferner weist der Heizkörper 10 einen Leitabschnitt 21 auf, der sich von der Stirnfläche 13 bis zu dem Glühabschnitt 20 erstreckt. Außerdem ist ein Leitabschnitt 22 vorgesehen, der sich von dem GlühabschnittThe radiator 10 has an annealing portion 20 which is made continuously from only a ceramic mass formulation. Further, the radiator 10 has a guide portion 21 extending from the end face 13 up to the glow portion 20 extends. In addition, a guide portion 22 is provided extending from the glow portion
20 bis zu dem zweiten Ende 16 des Heizkörpers 10 erstreckt. Der Glühabschnitt 20 weist in Bezug auf die Leitabschnitte 21, 22 einen relativ hohen Widerstand auf, so dass sich der Heizkörper 10 beim Betrieb der Glühstiftkerze 1 hauptsächlich im Bereich des Glühabschnittes 20 aufheizt. Der Leitabschnitt20 extends to the second end 16 of the radiator 10. The glow section 20 has a relatively high resistance with respect to the conductive sections 21, 22, so that the heating element 10 heats up during operation of the glow plug 1 mainly in the region of the glow section 20. The lead section
21 gewährleistet einen gewissen Abstand zwischen dem Glühabschnitt 20 und der elektrischen Kontaktierung mit dem ersten Kontaktelement 12 an der Stirnfläche 13, so dass die thermische Belastung dieser Kontaktierung verringert ist. Entsprechend wird durch den Leitabschnitt 22 eine übermäßige thermische Belastung der Buchse 11 sowie des mit dem zweiten Kontaktelement 14 ausgebildeten Kontakts verhindert. Die Leitabschnitte 21, 22 sind ebenfalls aus nur einer keramischen Massenrezeptur hergestellt, so dass sich ein einfacher Aufbau des Heizkörpers 10 ergibt. Die Leitabschnitte 21, 22 und der Glühabschnitt 20 können auch jeweils als separate Keramikbauteile hergestellt werden, die zur Ausbildung des Heizkörpers 10 aneinander angefügt werden.21 ensures a certain distance between the glow portion 20 and the electrical contact with the first contact element 12 on the end face 13, so that the thermal load of this contact is reduced. Accordingly, by the guide portion 22, an excessive thermal load of the bush 11 and the contact formed with the second contact element 14 is prevented. The guide sections 21, 22 are also made of only one ceramic mass formulation, so that there is a simple construction of the radiator 10. The guide sections 21, 22 and the glow section 20 can also be produced in each case as separate ceramic components, which are joined to one another to form the radiator 10.
Durch das erste Kontaktelement 12, das auch hakenförmig ausgestaltet sein kann, wird ein Schutz des am kammerseitigen Ende 2 freiliegenden Heizkörpers 10 gewährleistet, wobei selbst bei einer Beschädigung des Heizkörpers 10 ein Abbrechen von Teilen des Heizkörpers 10 verhindert ist.By the first contact element 12, which may also be designed hook-shaped, a protection of exposed on the chamber side end 2 radiator 10 is ensured, even with damage to the radiator 10, a break off of parts of the radiator 10 is prevented.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bereits beschriebene Elemente sind in dieser und in allen anderen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, wodurch sich eine wiederholende Beschreibung erübrigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Glühstiftkerze 1 ein U-förmig ausgebildetes erstes Kontaktelement 12 auf, das den Heizkörper 10 und insbesondere den Glühabschnitt 20 des Heizkörpers 10 von zwei Seiten umgibt. Dadurch ist ein wirksamer Schutz des Heizkörpers 10 vor äußeren Einflüssen, insbesondere gegen ein Anschlagen bei einer Montage oder Demontage der Glühstiftkerze 1, gewährleistet. Das erste Kontaktelement 12 weist hierzu zwei parallel zu dem Heizkörper 10 angeordnete Längsabschnitte 23, 24 auf, die bogenförmig in einen dazu senkrecht orientierten Kopfabschnitt 25 übergehen. Alternativ können auch mehr als zwei Längsabschnitte 23, 24 vorgesehen sein, die im Wesentlichen parallel zu dem Heizkörper 10 orientiert sind und in einen entsprechend dazu ausgestalteten Kopfabschnitt 25 übergehen. Der Kopfabschnitt 25 kann dabei beispielsweise sternförmig oder tellerförmig ausgestaltet sein. Das erste Kontaktelement 12 ist dadurch käfigförmig ausgestaltet, wobei der Glühabschnitt 20 vorzugsweise in etwa in der Mitte des ersten Kontaktelementes 12 angeordnet ist.Fig. 2 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a second 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. In this embodiment, the glow plug 1 has a U-shaped first contact element 12, which surrounds the heater 10 and in particular the glow portion 20 of the radiator 10 from two sides. As a result, an effective protection of the radiator 10 against external influences, in particular against a striking during assembly or disassembly of the glow plug 1, guaranteed. For this purpose, the first contact element 12 has two longitudinal sections 23, 24 which are arranged parallel to the heating element 10 and which pass over in an arc-shaped manner into a head section 25 oriented perpendicular thereto. Alternatively, more than two longitudinal sections 23, 24 may be provided, which are oriented substantially parallel to the heating element 10 and pass into a correspondingly designed head section 25. The head portion 25 may be configured, for example, star-shaped or plate-shaped. The first contact element 12 is thereby configured cage-shaped, wherein the glow portion 20 is preferably arranged approximately in the middle of the first contact element 12.
Das erste Kontaktelement 12 ist sowohl an dem Längsabschnitt 23 als auch an dem Längsabschnitt 24 mittels einer Schweißnaht oder dergleichen mit der Abschlussplatte 6 verbunden, so dass sich ein robuster Aufbau ergibt und ein zuverlässiger Betrieb der Glühstiftkerze 1 über deren Lebensdauer gewährleistet ist.The first contact element 12 is connected both to the longitudinal section 23 and to the longitudinal section 24 by means of a weld or the like with the end plate 6, so that a robust construction results and a reliable operation of the glow plug 1 is ensured over its lifetime.
Fig. 3 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Glühabschnitt 20 eine zumindest näherungsweise kugelförmige Oberfläche auf. Der Glühabschnitt 20 kann auch als Vollkugel ausgebildet sein. Der Glühabschnitt 20 des Heizkörpers 10 ist mit dem stabförmig ausgebildeten Leitabschnitt 22 verbunden. Durch den Leitabschnitt 22 wird die elektrische Energie an den Glühabschnitt 20 geleitet, so dass sich im Betrieb der Glühstiftkerze 1 der Glühabschnitt 20 aufheizt. Die Rückführung des dadurch durch den Leitabschnitt 22 fließenden Stromes erfolgt über das erste Kontaktelement 12. Außerdem ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kopfabschnitt 25 V-förmig ausgebildet und so ausgestaltet, dass er den Glühabschnitt 20 von zwei Seiten kontaktiert.FIG. 3 shows the detail designated II in FIG. 1 according to a third exemplary embodiment of the glow plug 1 according to the invention. In this exemplary embodiment, the glow portion 20 has an at least approximately spherical surface. The glow section 20 can also be used as a solid ball be educated. The glow portion 20 of the radiator 10 is connected to the rod-shaped guide portion 22. Through the guide section 22, the electrical energy is conducted to the glow portion 20 so that the glow portion 20 heats up during operation of the glow plug 1. The return of the thereby flowing through the guide portion 22 current is carried out via the first contact element 12. In addition, in the illustrated embodiment, the head portion 25 is V-shaped and designed so that it contacts the glow portion 20 from two sides.
Alternativ kann anstelle oder zusätzlich zu dem Glühabschnitt 20 auch der Abschnitt 26 des Heizkörpers 10 als Glühabschnitt 26 ausgebildet sein. Dies lässt sich durch die Wahl eines geeigneten Materials und einen entsprechend verringerten Querschnitt, insbesondere verringerten Durchmesser, des Glühabschnittes 26 erreichen. Dadurch kann der elektrische Widerstand des Glühabschnittes 26 je Längeneinheit in Bezug auf den Leitabschnitt 27 so weit vergrößert sein, dass im Glühabschnitt 26 eine erhebliche Wärmeentwicklung auftritt. In diesem Fall erstreckt sich der Leitabschnitt 27 mit normalem Querschnitt vorzugsweise durch die in der Öffnung der Abschlussplatte 6 ausgebildete Buchse 11, um die thermische Belastung der Buchse 11 zu verringern und eine Hitzeentwicklung im Innenraum 5 zu vermeiden.Alternatively, instead of or in addition to the glow portion 20, the portion 26 of the radiator 10 may be formed as an annealing portion 26. This can be achieved by the choice of a suitable material and a correspondingly reduced cross section, in particular reduced diameter, of the glow section 26. As a result, the electrical resistance of the glow section 26 per unit length with respect to the guide section 27 can be increased so much that a considerable development of heat occurs in the glow section 26. In this case, the guide portion 27 of normal cross-section preferably extends through the bushing 11 formed in the opening of the end plate 6 to reduce the thermal stress on the bushing 11 and to prevent heat buildup in the interior space 5.
Fig. 4 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze 1 gemäß einem viertenFig. 4 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a fourth
Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Kontaktelement 12 stabförmig ausgebildet und mit der Abschlussplatte 6 mittels Schweißen oder dergleichen verbunden, wobei es zusätzlich in eine in der Abschlussplatte 6 ausgebildete Bohrung eingefügt ist. Entsprechend ist auch das zweite Kontaktelement 14 ausgebildet, das sich durch die Buchse 11 erstreckt. Die Kontaktelemente 12, 14 sind an ihrem kammerseitigen Ende 2 jeweils ösenförmig ausgebildet, wobei die Ösen zum Aufnehmen des Heizkörpers 10 dienen. Alternativ können auch Befestigungsaugen durch eine Bohrung oder dergleichen ausgebildet sein. Dabei ist der Heizkörper 10 an seinem ersten Ende 15 mit dem ersten Kontaktelement 12 und an seinem zweiten Ende 16 mit dem zweiten Kontaktelement 14 verbunden, wobei der Heizkörper 10 zumindest im Wesentlichen in einer Ebenen angeordnet ist, die senkrecht zu einer Achse 28 der Glühstiftkerze 1 liegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Heizkörper 10 aus einer einzigen keramischen Massenrezeptur hergestellt, so dass sich der Glühabschnitt 20 von dem ersten Ende 15 bis zu dem zweiten Ende 16 des Heizkörpers 10 erstreckt, das heißt, der Heizkörper vollständig als Glühabschnitt 20 ausgebildet ist. Die Kontaktelemente 12, 14 sind dabei zumindest im Bereich der Enden 15, 16 aus einem entsprechend widerstandsfähigen Material gefertigt oder mit einem geeigneten Material beschichtet, um der thermischen Belastung standzuhalten.Embodiment. In this embodiment, the first contact element 12 is rod-shaped and connected to the end plate 6 by means of welding or the like, wherein it is additionally inserted into a bore formed in the end plate 6. Corresponding is also formed the second contact element 14 which extends through the bush 11. The contact elements 12, 14 are each formed at its chamber-side end 2 ösenförmig, the eyelets are used to receive the radiator 10. Alternatively, fastening eyes may be formed by a bore or the like. In this case, the radiator 10 is connected at its first end 15 to the first contact element 12 and at its second end 16 to the second contact element 14, wherein the radiator 10 is arranged at least substantially in a plane perpendicular to an axis 28 of the glow plug 1 lies. In this embodiment, the radiator 10 is made of a single ceramic mass formulation, so that the glow portion 20 extends from the first end 15 to the second end 16 of the radiator 10, that is, the radiator is completely formed as an annealing portion 20. The contact elements 12, 14 are at least in the region of the ends 15, 16 made of a suitably resistant material or coated with a suitable material to withstand the thermal load.
Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 3 als Führungsrohr ausgebildet, wobei der Heizkörper 10 mit seinem Kontaktende 30 tief in das als Führungsrohr ausgebildete Gehäuse 3 eingefasst ist. Der Heizkörper 10 ist dabei aus nur einer keramischen Massenrezeptur hergestellt. In dem Glühabschnitt 20 des Heizkörpers 10 ist ein als Wolframdraht oder Wolframschicht ausgebildetes Heizelement 31 eingebettet. Das Heizelement 31 ist einerseits über ein als Leitdraht oder Leitschicht ausgebildetes Leitelement 32 mit der Anschlussvorrichtung 8 (Fig. 1) verbunden und andererseits über ein durch einen Leitdraht oder eine Leitschicht ausgebildetes Leitelement 33 mit dem metallischen Gehäuse 3 der Glühstiftkerze 1 verbunden. Das Leitelement 32 erstreckt sich dabei durch eine in der Abschlussplatte 6 ausgebildete Durchgangsöffnung 31, die auch mit einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllt sein kann. Außerdem ist das Leitelement 32 mit der Leitung 17 verbunden. Das Leitelement 33 ist über Verbindungselemente 34a, 34b und 34c mit dem Gehäuse 3 beziehungsweise der Abschlussplatte 6 verbunden. Dabei kann auch nur eines der Verbindungselemente 34a, 34b, 34c vorgesehen sein. Die Leitelemente 32, 33 sind in den Leitabschnitt 21 des Heizkörpers 10 eingebettet. Beim Beaufschlagen des Heizkörpers 10 mit der Betriebsspannung erhitzt sich das Heizelement 31, so dass eine Glühspitze 35 des Heizkörpers 10 erhitzt wird. Ein besonderer Vorteil des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ist der geringe Platzbedarf in der Kammer der Brennkraftmaschine.Fig. 5 shows the designated in Fig. 1 with II section of a glow plug 1 according to a fifth embodiment of the invention. In this embodiment, the housing 3 is formed as a guide tube, wherein the radiator 10 is framed with its contact end 30 deep in the housing 3 designed as a guide tube. The radiator 10 is made of only one ceramic mass formulation. In the annealing portion 20 of the radiator 10 is formed as a tungsten wire or tungsten layer heating element 31 is embedded. The heating element 31 is on the one hand via a designed as a guide wire or conductive layer guide element 32 with the Connecting device 8 (Fig. 1) connected and on the other hand connected via a formed by a guide wire or a conductive layer guide member 33 with the metallic housing 3 of the glow plug 1. The guide element 32 extends through a formed in the end plate 6 through opening 31, which may also be filled with an electrically insulating material. In addition, the guide element 32 is connected to the line 17. The guide element 33 is connected via connecting elements 34a, 34b and 34c to the housing 3 and the end plate 6, respectively. In this case, only one of the connecting elements 34a, 34b, 34c may be provided. The guide elements 32, 33 are embedded in the guide section 21 of the radiator 10. When the radiator 10 is supplied with the operating voltage, the heating element 31 heats up so that a glow tip 35 of the radiator 10 is heated. A particular advantage of the embodiment shown in FIG. 5 is the small space requirement in the chamber of the internal combustion engine.
Fig. 6 zeigt einen Heizkörper 10 einer Glühstiftkerze 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Dabei weist der Heizkörper 10 zum ersten Ende 15 hin einen konischen Abschnitt 36 auf, an den sich ein zylinderförmiger Abschnitt 38 anschließt, der das erste Ende 15 des Heizkörpers 10 darstellt. Auf der anderen Seite, das heißt zum zweiten Ende 16 hin, weist der Heizkörper 10 einen konischen Abschnitt 37 auf, an den sich ein zylinderförmiger Abschnitt 39 anschließt, der das zweite Ende 16 des Heizkörpers 10 bildet. Der Heizkörper 10 ist vorzugsweise über die gesamte Länge aus nur einer keramischen Massenrezeptur hergestellt, so dass sich der Glühabschnitt 20 über den gesamten Heizkörper 10 erstreckt. Der in Fig. 6 dargestellte Heizkörper 10 eignet sich besonders zur Befestigung an Kontaktelementen 12, 14, die entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 1 ausgestaltet sind.Fig. 6 shows a radiator 10 of a glow plug 1 according to a sixth embodiment. In this case, the radiator 10 to the first end 15 toward a conical portion 36, to which a cylindrical portion 38 connects, which is the first end 15 of the radiator 10. On the other side, ie towards the second end 16, the radiator 10 has a conical section 37, to which a cylindrical section 39 adjoins, which forms the second end 16 of the radiator 10. The radiator 10 is preferably made over the entire length of only one ceramic mass formulation, so that the annealing portion 20 extends over the entire radiator 10. The radiator 10 shown in Fig. 6 is particularly suitable for attachment to contact elements 12, 14, which are configured according to the illustrated in Fig. 4 fourth embodiment of the glow plug 1 according to the invention.
Fig. 7 zeigt den in Fig. 4 mit VII bezeichneten Ausschnitt einer Glühstiftkerze 1 gemäß einem siebtenFig. 7 shows the designated in Fig. 4 with VII section of a glow plug 1 according to a seventh
Ausführungsbeispiel in einer geschnittenen Darstellung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Heizkörper 10 aus nur einer Massenrezeptur hergestellt, so dass sich der Glühabschnitt 20 über die gesamte Länge des Heizkörpers 10 erstreckt. Außerdem sind an den Enden 15, 16 des Heizkörpers 10 jeweils Bohrungen 40, 41 vorgesehen, in die die Kontaktelemente 12, 14 eingebracht sind, so dass sich eine zuverlässige Befestigung des Heizkörpers 10 mittels der Kontaktelemente 12, 14 ergibt. Die Kontaktelemente 12, 14 sind zumindest im Bereich der Enden 15, 16 aus einem temperaturbeständigen und robusten Material hergestellt beziehungsweise mit einem entsprechenden Material beschichtet .Embodiment in a sectional view. In this embodiment, the radiator 10 is made of only one mass formulation, so that the annealing portion 20 extends over the entire length of the radiator 10. In addition, bores 40, 41 are respectively provided at the ends 15, 16 of the radiator 10, in which the contact elements 12, 14 are introduced, so that a reliable attachment of the radiator 10 by means of the contact elements 12, 14 results. The contact elements 12, 14 are made at least in the region of the ends 15, 16 of a temperature-resistant and robust material or coated with a corresponding material.
Fig. 8 zeigt einen Heizkörper 10 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Heizkörper 10 weist Kontaktflächen 42a bis 42f auf, von denen zwei zum Kontaktieren des Heizkörpers 10 ausgewählt werden können. Die Fig. 8 zeigt eine weitere mögliche Form für einen einfachen Keramikkörper, der nur aus einer keramischen Massenrezeptur hergestellt ist. Dabei sind die Ecken 43, 44 abgerundet ausgestaltet, so dass das Auftreten von Rissen und ein Abbröseln von Keramikteilchen von dem Heizkörper 10 verhindert ist.Fig. 8 shows a heater 10 according to an eighth embodiment of the invention. The radiator 10 has contact surfaces 42a to 42f, two of which can be selected for contacting the radiator 10. FIG. 8 shows another possible form for a simple ceramic body made only from a bulk ceramic formulation. In this case, the corners 43, 44 designed rounded, so that the occurrence of cracks and crumbling of ceramic particles is prevented by the radiator 10.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. The invention is not limited to the described embodiments.

Claims

Ansprüche claims
1. Glühstiftkerze (1) zur Anordnung in einer Kammer einer Brennkraftmaschine mit einem keramischen Heizkörper (10) , dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) zumindest einen Glühabschnitt (20) aufweist, der durchgehend aus zumindest im Wesentlichen nur einer keramischen Massenrezeptur hergestellt ist.1. glow plug (1) for arrangement in a chamber of an internal combustion engine with a ceramic heater (10), characterized in that the heater (10) has at least one annealing portion (20) which is made continuously from at least substantially only a ceramic mass formulation ,
2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) an einem ersten Ende (15) mittels eines ersten elektrischen Kontaktelementes (12) elektrisch kontaktiert ist, dass der Heizkörper (10) an einem zweiten Ende (16) mittels eines zweiten elektrischen Kontaktelementes2. glow plug according to claim 1, characterized in that the radiator (10) at a first end (15) by means of a first electrical contact element (12) is electrically contacted, that the radiator (10) at a second end (16) by means of a second electrical contact element
(14) elektrisch kontaktiert ist und dass der Heizkörper (10) im Betrieb der Glühstiftkerze (1) mit einer zwischen dem ersten Kontaktelement (12) und dem zweiten Kontaktelement(14) is electrically contacted and that the heating body (10) during operation of the glow plug (1) with a between the first contact element (12) and the second contact element
(14) anliegenden Betriebsspannung beaufschlagt ist. (14) applied operating voltage is applied.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) einen elektrisch leitenden Leitabschnitt (21) aufweist, der den Glühabschnitt (20) einerseits mit dem ersten elektrischen Kontaktelement (12) verbindet .3. glow plug according to claim 2, characterized in that the heating element (10) has an electrically conductive guide portion (21) which connects the glow portion (20) on the one hand with the first electrical contact element (12).
4. Glühstiftkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) einen weiteren elektrisch leitenden Leitabschnitt (22) aufweist, der den Glühabschnitt (20) andererseits mit dem zweiten elektrischen Kontaktelemente (14) verbindet.4. glow plug according to claim 3, characterized in that the heating element (10) has a further electrically conductive guide portion (22) which connects the glow portion (20) on the other hand with the second electrical contact elements (14).
5. Glühstiftkerze nach einem Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (12) und/oder das zweite Kontaktelement (14) einen Kupferkern aufweist.5. glow plug according to one of claims 2 to 4, characterized in that the first contact element (12) and / or the second contact element (14) has a copper core.
6. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (12) und/oder das zweite Kontaktelement (14) zumindest im Bereich der elektrischen Kontaktierung aus einem verschleißfesten Material, aus Wolfram oder Nickel, einem Platingruppenmetall beziehungsweise aus einer Legierung mit einem dieser Metalle, ausgebildet ist.6. glow plug according to one of claims 2 to 5, characterized in that the first contact element (12) and / or the second contact element (14) at least in the region of the electrical contact of a wear-resistant material, tungsten or nickel, a platinum group metal or from an alloy with one of these metals is formed.
7. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (12) eine Stirnfläche (13) des Heizkörpers (10) an einem kammerseitigen Ende (2) kontaktiert. 7. glow plug according to one of claims 2 to 6, characterized in that the first contact element (12) an end face (13) of the radiator (10) at a chamber-side end (2) contacted.
8. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (12) den Heizkörper (10) an einem kammerseitigen Ende (2) zumindest an einer Stelle seitlich kontaktiert.8. glow plug according to one of claims 2 to 6, characterized in that the first contact element (12) contacts the radiator (10) at a chamber-side end (2) at least at one point laterally.
9. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) als stabförmiger, insbesondere zylindrischer, Heizkörper (10) ausgebildet ist.9. glow plug according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heating element (10) is designed as a rod-shaped, in particular cylindrical, radiator (10).
10. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) zumindest näherungsweise parallel zu einer Achse (28) der Glühstiftkerze (1) angeordnet ist.10. glow plug according to claim 9, characterized in that the heating element (10) is arranged at least approximately parallel to an axis (28) of the glow plug (1).
11. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (10) zumindest näherungsweise in einer zu einer Achse (28) der Glühstiftkerze (1) senkrechten Ebenen angeordnet ist.11. glow plug according to claim 9, characterized in that the heating element (10) is arranged at least approximately in one of an axis (28) of the glow plug (1) vertical planes.
12. Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Leitabschnitt (21) zumindest ein Leitelement (32, 33) aufweist, das in das keramische Material des Heizkörpers (10) eingebettet ist.12. glow plug according to claim 2, characterized in that the electrically conductive guide portion (21) has at least one guide element (32, 33) which is embedded in the ceramic material of the radiator (10).
13. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühabschnitt (20) ein Heizelement (31) aufweist, das in das keramische Material des Heizkörpers (10) eingebettet ist. 13. glow plug according to one of claims 1 to 12, characterized in that the annealing portion (20) has a heating element (31) which is embedded in the ceramic material of the radiator (10).
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