WO2016050541A1

WO2016050541A1 - Glühstiftkerze

Info

Publication number: WO2016050541A1
Application number: PCT/EP2015/071549
Authority: WO
Inventors: Eriko TERASAKI; Eberhard Janzen; Gebro GABRIYEL; Albrecht Geissinger
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JP2017527769A; DE102014220036A1; JP6405039B2; EP3201530A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Glühstiftkerze (1) mit einem Gehäuse (2), einem mit dem Gehäuse (2) verbundenen Stützrohr (3), einem in dem Stützrohr (3) gehaltenen keramischen Heizelement (4) mit einem Pluspol (41) und einem Minuspol (42), einem elektrisch leitfähigen Anschlussbolzen (5), der über ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (6) mit dem Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) in elektrischer Verbindung steht, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) komprimierbar ist und zwischen dem Anschlussbolzen (5) und dem Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) angeordnet ist, wobei zumindest der Pluspol (41) des keramischen Heizelements (4) und gegebenenfalls zusätzlich das Kontaktierungselement (6) außerhalb des Gehäuses (2) liegend in dem Stützrohr (3) angeordnet sind.

Description

Glühstiftkerze

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze oder Glühstiftkerze, und genauer gesagt eine keramische Glühstiftkerze zur Anordnung in einer Kammer einer Brennkraftmaschine, so zum Beispiel einer Vor-, Wirbel- oder Brennkammer eines luftverdichtenden, selbstzündenden Dieselmotors.

In modernen Kraftfahrzeugen und anderen Anwendungen kommen verbreitet

Dieselmotoren zum Einsatz, die im Vergleich zu benzinbetriebenen

Brennkraftmaschinen über einen höheren Wirkungsgrad verfügen. Dieselmotoren benötigen jedoch während des Anlassvorgangs vielfach eine Kaltstarthilfe, da bei einem Kaltstart eines Dieselmotors eine problemlose Selbstzündung des eingespritzten Dieselkraftstoffs in der Regel nicht möglich ist. Auch nach dem Start können

Glühstiftkerzen zum Einsatz kommen, um einen Kaltlauf des Motors sowie dessen

Abgasemissionen zu verbessern. Darüber hinaus können unterschiedliche

Kraftstoffqualitäten die Zündwilligkeit des komprimierten Luft/Dieselgemisches herabsetzen. Um den genannten Effekten zu begegnen, befindet sich in den Brennräumen eines

Dieselmotors normalerweise jeweils mindestens eine elektrisch beheizbare

Glühstiftkerze, auch GLP (von dem englischen Fachbegriff„glow plug") genannt, mittels der der Dieselmotor in der Startphase vorgeglüht wird. Glühstiftkerzen können ein Heizelement aus Metall oder aus Keramik aufweisen, auch Glühstift genannt. Derartige Glühstiftkerzen finden weiterhin als Kaltstarthilfe beim Anlassen von mit

Kerosin betriebenen Gasturbinen und Ölheizungen verbreitet Anwendung. Bei bekannten Glühstiftkerzen mit einem keramischen Glühstift besteht der Glühstift üblicherweise aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial, in das elektrisch hochleitfähige Zuleitungen und ein innenliegender Heizleiter eingebettet sein können. Der keramische Glühstift, auch Keramikstift genannt, ist in einem Stützrohr fixiert und gasdicht in ein Glühstiftkerzengehäuse eingepresst. Die elektrische Kontaktierung des Pluspols des Keramikstifts, der in der Regel durch eine an einem Ende des

Keramikstifts vorgesehene Kontaktstelle des Heizleiters bereitgestellt wird, findet durch einen Anschlussbolzen statt, der über einen Draht mit dem Pluspol des keramischen Keramikstifts verbunden ist, und die elektrische Kontaktierung des Minuspols des Keramikstifts, das heißt die Masseverbindung zum Motorblock wird über das Stützrohr des Keramikstifts und das Gehäuse hergestellt. Die beschriebene Drahtverbindung des Anschlussbolzens mit dem Pluspol des Keramikstifts der bekannten Glühstiftkerzen erfolgt üblicherweise durch eine Lötverbindung. Alternativ kann eine Verbindung zwischen Anschlussbolzen und Pluspol auch durch eine aufgepresste oder aufgelötete Metallhülse erfolgen. Eine Verbindung mittels des angelöteten Drahts oder auch mittels der eingebrachten Metallhülse verlangt jedoch eine entsprechende Stabilisierung, die üblicherweise durch Einbringen und Verdichten eines Pulvers in das Stützrohr erfolgt, was zu einem aufwendigen Herstellungsprozess führt.

Um eine Kontaktierung des Anschlussbolzens mit dem Pluspol zu vereinfachen ist es beispielsweise aus der DE 103 39 641 A1 bekannt, eine entsprechende Kontaktierung bei einer Glühstiftkerze 9 durch ein komprimierbares Element umzusetzen, wie es in Figur 3 in einer schematischen Schnittansicht gezeigt ist. Die Glühstiftkerze 9 besteht dabei prinzipiell aus einem Anschlussbolzen 91 , einem Heizelement in Form eines Keramikstifts 92, einem starren metallenen Gehäuse 93 sowie einer Kunststoffhülse 94. Die Plus-Kontaktierung des Keramikstifts 92 findet hier durch den Anschlussbolzen 91 über eine als elastisches Kontaktierungselement verwendete Graphittablette 95 statt, wobei der Plus-Kontakt des Keramikstifts 92 und damit auch die Graphittablette 95 und das diese kontaktierende Ende des Anschlussbolzens 91 innerhalb des starren Gehäuses 93 der Glühstiftkerze 9, das heißt im hohlen Inneren des Gehäuses 93 der Glühstiftkerze 9 liegen. Der Keramikstift 92 besteht dabei üblicherweise aus einem spröderen Material als das metallene Gehäuse 93, was bei einer übermäßigen Belastung des Keramikstifts 92, beispielsweise durch eine Krafteinwirkung von der Seite auf den Keramikstift 92, die dessen Festigkeit übersteigt, in der Regel zu einem Bruch des Keramikstiftes 92 führen kann. Die bei Glühstiftkerzen bekannte Drahtkontaktierung, wie sie unter anderem weiter oben beschrieben ist, verlangt folglich eine aufwendige Herstellung, während dieser vermehrt gelötet werden muss, wodurch der Zusammenbau der Glühstiftkerze schwierig und kostenintensiv wird. Bei der bekannten Weiterentwicklung einer

Glühstiftkerzenkontaktierung mit einer Graphittablette 95, wie sie der DE 103 39 641 A1 wie oben beschrieben zu entnehmen ist, kommt es ferner zu einer sehr starren Struktur der Glühstiftkerze 9, bei der die Kontaktierung des Keramikstifts 92 durch den Anschlussbolzen 91 über die Graphittablette 95 innerhalb des starren Gehäuses 93 angeordnet ist. Bei einer Montage einer derartigen Glühstiftkerze 9 in einen

Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine kann es aufgrund dieser starren Struktur passieren, dass der Keramikstift 92 durch unvorsichtige Handhabung mit Biegekräften beaufschlagt wird, beispielsweise bei einem Hängenbleiben der frei liegenden Spitze des Keramikstifts 92 an dem Rand des Zylinderkopfes oder dergleichen, was dazu führen kann, dass der Keramikstift 92 nicht verbogen wird sondern aufgrund seiner Sprödigkeit und der starren Anordnung in dem metallenen Gehäuse 93 leicht abbrechen und in den Brennraum fallen kann. Die dadurch notwendige Demontage und Remontage des Zylinderkopfes zum Entfernen des abgebrochenen Teils des Keramikstifts 92 aus dem Zylinderkopf führt zu einer erheblichen Verzögerung der Montagezeit sowie den damit verbundenen unerwünschten Mehrkosten.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrisch beheizbare Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, vorzugsweise zur Kaltstarthilfe einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel eines Dieselmotors.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.

Entsprechend umfasst die Erfindung eine erfindungsgemäße elektrisch beheizbare Glühstiftkerze mit einem Gehäuse, auch als Kerzengehäuse bezeichnet, einem mit dem Gehäuse verbundenes Stützrohr, einem in dem Stützrohr gehaltenes keramisches Heizelement mit einem Pluspol und einem Minuspol, sowie einem elektrisch leitfähigen Anschlussbolzen, der über ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement mit dem Pluspol des keramischen Heizelements in elektrischer Verbindung steht. Das Stützrohr ist üblicherweise ein rohrförmiges Bauteil, das entweder als separates Teil oder auch mitunter als Teil eines Gehäuses der Glühstiftkerze ausgebildet sein kann. Ferner ist das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement komprimierbar und elastisch und ist zwischen dem Anschlussbolzen und dem Pluspol des keramischen Heizelements angeordnet, wobei zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Lösungsansatz wird folglich die Pluskontaktierung aus dem Gehäusebereich heraus in einen Abschnitt des Stützrohrs außerhalb des Gehäuses verlegt. Vorzugsweise ist auch das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet.

Das keramische Heizelement der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, auch Glühstift oder Keramikstift genannt, besteht dabei wie aus dem oben diskutierten Stand der Technik bekannt prinzipiell aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial, beispielsweise Siliziumnitrid, in das elektrisch hochleitfähige Zuleitungen und ein innenliegender Heizleiter eingebettet sein können, wobei die Heiz- und Regelfunktion im Heizleiter kombiniert ist. Der Pluspol wird durch ein Ende des Heizleiters ausgebildet, das an einem durch den Rest der Glühstiftkerze gehaltenes Ende des keramischen

Heizelements freiliegt, und der Minuspol wird durch eine Verbindung des Heizleiters mit der Außenhülle des Heizelements ausgebildet, die über das Stützrohr und das Gehäuse der Glühstiftkerze, welches vorzugsweise aus Metall ausgebildet sind, mit dem Motorblock als Masseverbindung verbunden ist. Das keramische Heizelement weist wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt ein freies, in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragendes Ende sowie das die Pluspolfläche ausbildende Ende auf, welches üblicherweise als Pluspol zur Kontaktierung des Heizleiters in dem Heizelement dient. Das bedeutet, dass bei der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze der Pluspol des keramischen Heizelements, der sich an dem in dem Stützrohr

angeordneten Ende des keramischen Heizelements befindet, sowie das mit diesem in direktem Kontakt stehende elektrisch leitfähige Kontaktierungselement so in dem Stützrohr positioniert sind, dass diese in Längsrichtung (axialer Richtung) der

Glühstiftkerze außerhalb des Gehäuses liegen. Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann das mit dem elektrisch leitfähigen

Kontaktierungselement in Verbindung stehende Ende des elektrisch leitfähigen Anschlussbolzens innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Alternativ dazu kann dieses aber auch ähnlich wie der Pluspol des keramischen Heizelements sowie das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement außerhalb des Gehäuses liegend in dem Stützrohr angeordnet sein.

Genauer gesagt kann bei dem Aufbau der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze das Stützrohr zwar teilweise innerhalb des Gehäuses, das heißt in einem inneren, zumindest einseitig offenen Hohlraum des Gehäuses der Glühstiftkerze angeordnet sein, zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements oder auch zusätzlich das damit in Verbindung stehende elektrisch leitfähige Kontaktierungselement sind jedoch nicht innerhalb des Hohlraums des Gehäuses positioniert sondern befinden sich außerhalb des Hohlraums und damit außerhalb des Gehäuses der Glühstiftkerze. Das Stützrohr kann alternativ dazu aber auch an dem Gehäuse befestigt sein, so dass kein Teil des Stützrohrs innerhalb des Gehäuses angeordnet ist sondern das Stützrohr stattdessen eine Art Verlängerung des Gehäuses darstellt.

Mit der spezifischen Anordnung des Pluspols des keramischen Heizelements und gegebenenfalls des elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements in dem Stützrohr außerhalb des Gehäuses wird ein sogenanntes sicheres„flexibles Design" der Glühstiftkerze geschaffen, bei dem das„kurze" keramische Heizelement im Stützrohr aber außerhalb des Gehäuses gehalten ist, wodurch es ermöglicht wird, dass bei einer übermäßigen Belastung des keramischen Heizelements durch eine Krafteinwirkung von der Seite auf das keramische Heizelement, das Stützrohr, das hier eine weit geringere Festigkeit als das keramische Heizelement aufweist, die Krafteinwirkung durch eine plastische Verformung abfängt, ohne dass das keramische Heizelement zerstört wird. Da das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement auch nach einer Kompression oder einer Dekompression flexibel bleibt, wird eine flexible Kontaktierung zwischen Anschlussbolzen und Pluspol des keramischen Heizelements mittels des komprimierbaren Kontaktierungselements geschaffen. Dadurch wird es erlaubt, dass sich eine üblicherweise koaxiale Ausrichtung des keramischen Heizelements zu dem Anschlussbolzen verändern darf, das heißt dass die Längsachse des keramischen Heizelements zu der Längsachse des Anschlussbolzens einen Winkel >180° einnehmen kann, ohne dass die Kontaktierung zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und Anschlussbolzen unterbrochen wird. Eine elektrische Kontaktierung des keramischen Heizelements durch den Anschlussbolzen und damit ein Erhitzen des keramischen Heizelements nach einem Verbiegen des Stützrohrs samt keramischem Heizelement ist folglich weiter möglich. Das in dem Stützrohr angeordnete Ende des keramischen Heizelements, das den Pluspol aufweist, kann dabei eine

kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen. Alternativ dazu kann dieses rückwärtige Ende des keramischen Heizelements, auf der die Pluspolkontaktfläche liegt, jedoch auch eine Stirnfläche im Winkel von 90° zu der Längsachse des keramischen Heizelements aufweisen, oder aber es kann ein zylindrischer Ansatz als vorragende

Pluspolkontaktfläche an dieser vorgesehen sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen

Glühstiftkerze kann der sich außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs, in dem zumindest der Pluspol des keramischen Heizelements und das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement angeordnet sind, ein geringeres Widerstandsmoment als ein sich innerhalb des Gehäuses befindlicher Teil des Stützrohrs aufweisen. Dies kann vorzugsweise durch eine gleiche oder geringere Wandstärke des sich außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs im Vergleich zu dem sich innerhalb des Gehäuses befindlicher Teil des Stützrohrs umgesetzt sein. Der sich innerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs hat dabei vorzugsweise eine Wandstärke von 0,88 bis 1 ,4mm, weiter vorzugsweise 0,93mm, und der außerhalb des Gehäuses befindliche Teil des Stützrohrs hat dabei vorzugsweise eine Wandstärke von 0,5 bis 0,8mm, weiter vorzugsweise 0,55mm. Ferner kann das Stützrohr der

erfindungsgemäßen Glühstiftkerze aus einem duktilen Werkstoff bestehen,

vorzugweise aus ferritischem oder martensitischem korrosionsbeständigem Stahl. Die Festigkeit des Stützrohrs wird dabei so gewählt, dass bei einer auf das keramische Heizelement einwirkende Biegebelastung das Stützrohr deformiert wird, die Festigkeit des keramischen Heizelements jedoch nicht überschritten wird und die elektrische Verbindung zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und dem

Anschlussbolzen durch das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement erhalten bleibt. Um dies sicherzustellen ist es vorzuziehen, dass das elektrisch leitfähige

Kontaktierungselement nicht stoffschlüssig mit dem Pluspol verbunden ist. Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement kann dabei vorzugsweise kraftschlüssig mit dem Pluspol verbunden sein, weiter vorzugsweise indem das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement zwischen Pluspol des keramischen Heizelements und dem entsprechenden Ende des Anschlussbolzens, das sich innerhalb des Gehäuses hin zu dem keramischen Heizelement ausgerichtet befindet, eingeklemmt ist. Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement kann entsprechend durch den Anschlussbolzen vorgespannt sein. Die Vorspannung des elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements beziehungsweise des Anschlussbolzens muss ferner durch geeignete Maßnahmen im Bereich des Stützrohrs oder des Gehäuses gehalten werden, wobei verschiedenste Lösungen denkbar sind.

Ferner kann die erfindungsgemäße Glühstiftkerze des Weiteren ein Deckelbauteil aufweisen. Das Deckelbauteil kann eine Dichtung sein, die den Hohlraum des

Gehäuses abschließt, um das keramische Pulver in dem Stützrohr zu halten und Schmutz und Feuchtigkeit nicht eindringen zu lassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Deckelbauteil in Form einer elektrisch isolierenden Hülse umgesetzt sein, die den Anschlussbolzen gegenüber dem Gehäuse zusätzlich elektrisch isoliert und mechanisch abstützt.

Das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze weist elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Gemäß bevorzugter Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze kann das elektrisch leitfähige

Kontaktierungselement aus einem leitfähigen Pulver, wie zum Beispiel aus einem Metallpulver, insbesondere einem Silberpulver, einem Graphitpulver oder auch aus einem leitfähigen Keramikpulver, immer in verfestigter Form, oder aus einem porösen Sinterkörper, vorzugsweise aus den gleichen Materialien, bestehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement eine

Tablettenform aufweisen. Ferner kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement aus einem gerollten und/oder einem verpressten Metallgewebe bestehen, wobei das Metallgewebe vorzugsweise Metallwolle ist, und wobei das Metall nicht oxidieren sollte. Beispiele für ein derartiges Metall sind Kupfer, Bronze, Messing, Stahl, rostfreier Stahl, Silber oder Nickel. Es auch ein oxidationsanfälligeres beschichtetes, beispielsweise versilbertes oder vernickeltes Metallgewebe verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement aus elastischem Material bestehen, vorzugsweise auf Graphitbasis. Graphit kommt dabei bevorzugt als Material für das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement zur Anwendung. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch die Verwendung anderer geeigneter elektrisch leitender Materialien möglich.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen

Glühstiftkerze kann innerhalb des Stützrohrs zwischen dem Anschlussbolzen und dem

Stützrohr eine Isolierhülse angeordnet sein, die vorzugsweise den Anschlussbolzen, das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement und den Pluspol des keramischen Heizelements gegenüber dem Stützrohr elektrisch isoliert, die Isolierhülse besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff wie zum Beispiel Polyimid (PI), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), oder auch aus einem temperaturbeständigen

Fluor- oder Siliconelastomer oder Glasseide.

Vorteile der Erfindung Eine gemäß der Erfindung ausgeführte Glühstiftkerze hat gegenüber dem oben diskutierten Stand der Technik aufgrund des Einsatzes des flexiblen, elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements den Vorteil, dass kein Drähte zur Kontaktierung zwischen dem Anschlussbolzen und dem keramischen Heizelement der Glühstiftkerze zur Anwendung kommen, wodurch ein Verlöten von Drähten zwischen diesen

Bauteilen unnötig wird und dadurch der gesamte Herstellungsprozess kostengünstiger wird. Ferner kann es bei bekannten Glühstiftkerzen, wie weiter oben beschrieben, bei einer mechanischen Einwirkung von außen zu einem Lösen oder einem Bruch zwischen keramischen Heizelement und dessen Minuskontaktbereich

beziehungsweise dessen Pluskontaktbereich kommen, die üblicherweise miteinander durch Löten oder dergleichen verbunden sind. Durch die Verwendung des

komprimierbaren elastischen, elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements, das nicht stoffschlüssig mit der Pluspolfläche des keramischen Heizelements verbunden ist, kann eine direkte Krafteinwirkung auf die Kontaktflächen zwischen keramischem Heizelement und Minuskontaktbereich beziehungsweise Pluskontaktbereich verhindert oder zumindest abgeschwächt werden, so dass es nicht zu einem Kontaktverlust durch

Delamination zwischen diesen Bereichen des keramischen Heizelements kommt. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Lösung mit der außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontaktierung des Pluspols des keramischen Heizelements eine Zerstörung des keramischen Heizelements durch auf dieses potentiell einwirkende Biegekräfte abgeschwächt beziehungsweise vollständig vermieden werden. Die oben genannte Kontaktierung des Pluspols des keramischen Heizelements durch das flexible Kontaktierungselement wird erfindungsgemäß mit dem beschriebenen „flexiblen Design" zu einer neuen Gesamtlösung verbunden.

Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Glühstiftkerze gemäß einer

bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines vorderen Teils der in Figur 1

gezeigten Glühstiftkerze in vergrößerter Darstellung; und

Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer Glühstiftkerze mit flexiblem

Kontaktelement gemäß dem Stand der Technik.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Glühstiftkerze 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines vorderen Teils der in Figur 1 gezeigten Glühstiftkerze 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze 1 besteht aus einem Gehäuse 2, einem damit verbundenen Stützrohr 3, einem keramischen Heizelement oder Glühstift 4, welcher einen Pluspol 41 , auch Pluskontaktbereich genannt, und einen Minuspol 42, auch als Minuskontaktbereich 42 bezeichnet, aufweist, einem elektrisch leitfähigen

Anschlussbolzen 5 und einem elektrisch leitfähigen Kontaktierungselement 6 in Form einer Graphittablette. Das keramische Heizelement 4 mit seinem Pluspol 41 und Minuspol 42, das Kontaktierungselement 6 sowie ein mit dem Kontaktierungselement 6 in elektrischer Verbindung stehendes Ende 51 des Anschlussbolzens 5 sind dabei in einer Isolierhülse 7 angeordnet, die das Kontaktierungselement 6 sowie das Ende 51 des Anschlussbolzens 5 elektrisch gegenüber dem Stützrohr 3 isoliert, um einen Kurzschluss zwischen Pluspol 41 und Minuspol 42 zu vermeiden. An dem anderen

Ende 52 des Anschlussbolzens 5, das von dem keramischen Heizelement 4

wegweisend angeordnet ist, und zwar genauer gesagt auf einem Kontaktbereich 53 zur elektrischen Kontaktierung des Anschlussbolzens 5, ist zudem wie von Glühstiftkerzen des Stands der Technik bekannt ein Rundstecker 81 aufgesteckt, der mit dem

Kontaktbereich 53 in elektrischem Kontakt steht. Ferner ist zwischen Rundstecker 81 und Gehäuse 2 beziehungsweise Anschlussbolzen 5 eine Isolierscheibe 82 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, vorzugsweise Kunststoff, sowie eine Dichtung 83 angeordnet. Das Stützrohr 3 weist bei der bevorzugten Ausführungsform eine sich hin zum

Brennraum verjüngende Hohlzylindergestalt auf, bei der eine Wandstärke hin zum Brennraum ebenfalls geringer wird. Ein Teil des Stützrohrs 3 mit einer dickeren

Wandstärke ist hier in das Gehäuse 2 eingepresst und optional mit diesem verschweißt oder verlötet, um eine feste Verbindung zwischen Gehäuse 2 und Stützrohr 3 zu erzielen. Alternativ dazu kann das Stützrohr 3 auch nur in das Gehäuse 2

eingeschweißt sein. Ein Übergangsbereich zwischen Stützrohr 3 und Gehäuse 2 ist in Figur 2 mit einer gestrichelten Linie versehen, die den Übergang zwischen diesen Bauteilen kennzeichnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform, wie sie in Figuren 1 und 2 gezeigt ist, befindet sich das Kontaktierungselement 6, das innerhalb des Stützrohrs 3 zwischen Pluspol 41 des keramischen Heizelements 4 und dem Ende 51 des Anschlussbolzens 5 geklemmt angeordnet ist, in einer Gesamtanordnung außerhalb des Gehäuses 2, also in Figur 2 unterhalb der gestrichelten Linie, und damit in dem Teil des Stützrohrs 3 mit verjüngtem Durchmesser und dünner Wandstärke von 0,5 bis 0,8mm, genauer gesagt 0,55mm, im Vergleich zu dem sich innerhalb des Gehäuses 2 befindliche Teils des Stützrohrs 3 mit einer Wandstärke von 0,88 bis

1 ,4mm, genauer gesagt 0,93mm.

Zur möglichst durchgehenden Aufrechterhaltung des elektrischen Kontakts zwischen Pluspol 41 und Anschlussbolzen 5, genauer gesagt zwischen Pluspol 41 und Ende 51 des Anschlussbolzens 5, muss das Kontaktierungselement 6 unter Spannung stehen, wobei das Kontaktierungselement 6 bei der bevorzugten Ausführungsform zu diesem Zweck elastisch ist. Bei der Montage der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 1 wird der Anschlussbolzen 5 in das Stützrohr 3 eingedrückt, so dass das Kontaktierungselement 6 vorgespannt ist. Mit einer derartigen Anordnung des Kontaktierungselements 6 innerhalb des Stützrohrs 3 außerhalb des Gehäuses 2 ist es möglich, dass eine in Figuren 1 und 2 von der Seite auf das keramische Heizelement 4 oder auf das

Stützrohr 3 einwirkende Druckkraft, die beispielsweise durch einen unvorsichtigen Einbau der Glühstiftkerze 1 in einen Dieselmotor auftreten kann, dadurch abgefangen wird, dass sich das Stützrohr 3 plastisch verformt, ohne abzubrechen oder einzureißen. Das Stützrohr 3 besteht zu diesem Zweck aus einem duktilen Werkstoff, dessen Festigkeit und Geometrie so eingestellt ist, dass bei einer seitlichen Belastung des Heizelements 4 zuerst dessen Streckgrenze überschritten wird, nicht aber die

Biegebruchfestigkeit der Keramik, also einem Werkstoff wie zum Beispiel ferritischem oder martensitischem korrosionsbeständigem Stahl. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Stützrohr 3 verbiegt und die von außen einwirkende Biegekraft aufnimmt, wobei das Kontaktierungselement 6, das zu diesem Zweck elastisch sein kann, einer durch das Verbiegen erfolgte Lageänderung und eine eventuell erfolgende Formänderung folgt und dabei einen elektrischen Kontakt zwischen Pluspol 41 und Ende 51 des Anschlussbolzens 5 aufrecht erhält. Dadurch kann eine elektrische Verbindung innerhalb der Glühstiftkerze 1 auch bei einem Verbiegen durch

unsachgemäße Anwendung sichergestellt werden.

Als Einsatzgebiet für eine derartig aufgebaute Glühstiftkerze sind noch weitere

Anwendungsgebiete der oben beschriebenen Stützrohr-Anordnung denkbar, wie zum Beispiel für einen Kraftstoffheizer wie beispielsweise einen Ethanolheizer in einem Flex-Startsystem oder dergleichen.

Claims

Ansprüche

1 . Elektrisch beheizbare Glühstiftkerze (1 ) mit

einem Gehäuse (2),

einem mit dem Gehäuse (2) verbundenen Stützrohr (3),

einem in dem Stützrohr (3) gehaltenen keramischen Heizelement (4) mit einem Pluspol (41 ) und einem Minuspol (42), und

einem elektrisch leitfähigen Anschlussbolzen (5), der über ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (6) mit dem Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) in elektrischer Verbindung steht, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) komprimierbar ist und zwischen dem Anschlussbolzen (5) und dem Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) angeordnet ist,

gekennzeichnet dadurch, dass

zumindest der Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) außerhalb des

Gehäuses (2) liegend in dem Stützrohr (3) angeordnet sind.

2. Glühstiftkerze (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) und das Kontaktierungselement (6) außerhalb des Gehäuses (2) liegend in dem Stützrohr (3) angeordnet sind.

3. Glühstiftkerze (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktierungselement (6) in Verbindung stehendes Ende (51 ) des elektrisch leitfähigen Anschlussbolzens (5) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.

4. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein sich außerhalb des Gehäuses (2) befindlicher Teil des Stützrohrs (3), in dem zumindest der Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) und das elektrisch leitfähige

Kontaktierungselement (6) angeordnet sind, eine geringeres Widerstandsmoment als ein sich innerhalb des Gehäuses (2) befindlicher Teil des Stützrohrs (3) aufweist.

5. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Stützrohr (3) aus einem duktilen Werkstoff besteht, vorzugweise aus einem ferritischen oder martensitischen korrosionsbeständigen Stahl.

6. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) nicht stoffschlüssig mit dem Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) verbunden ist, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) vorzugsweise kraftschlüssig mit dem Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) verbunden ist.

7. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) aus leitfähigem Pulver oder einem porösen Sinterkörper besteht.

8. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) eine Tablettenform aufweist.

9. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) aus einem gerollten und/oder verpresstem Metallgewebe besteht, wobei das Metallgewebe vorzugsweise Metallwolle ist.

10. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) aus elastischem Material besteht, vorzugsweise auf Graphitbasis.

1 1 . Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) durch den Anschlussbolzen (5) vorgespannt ist.

12. Glühstiftkerze (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Stützrohrs (3) zwischen dem Anschlussbolzen (5) und dem Stützrohr (3) eine Isolierhülse (7) angeordnet ist, die vorzugsweise den Anschlussbolzen (5), das elektrisch leitfähige Kontaktierungselement (6) und den Pluspol (41 ) des keramischen Heizelements (4) gegenüber dem Stützrohr (3) elektrisch isoliert.