DE10155230C5 - Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze - Google Patents

Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze Download PDF

Info

Publication number
DE10155230C5
DE10155230C5 DE10155230A DE10155230A DE10155230C5 DE 10155230 C5 DE10155230 C5 DE 10155230C5 DE 10155230 A DE10155230 A DE 10155230A DE 10155230 A DE10155230 A DE 10155230A DE 10155230 C5 DE10155230 C5 DE 10155230C5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive layer
heater
pin heater
layer
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10155230A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10155230C1 (de
Inventor
Christoph Haluschka
Andreas Reissner
Wolfgang Dressler
Peter Sossinka
Christoph Kern
Laurent Jeannel
Steffen Schott
Ruth Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7705290&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10155230(C5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10155230A priority Critical patent/DE10155230C5/de
Priority to CNA028062787A priority patent/CN1496465A/zh
Priority to HU0302543A priority patent/HUP0302543A2/hu
Priority to KR10-2004-7006939A priority patent/KR20040062621A/ko
Priority to PL02368673A priority patent/PL368673A1/xx
Priority to JP2003542839A priority patent/JP2005509123A/ja
Priority to US10/466,007 priority patent/US6949717B2/en
Priority to EP02779194A priority patent/EP1446613A1/de
Priority to PCT/DE2002/004048 priority patent/WO2003040624A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10155230C1 publication Critical patent/DE10155230C1/de
Priority to TW091132562A priority patent/TWI263758B/zh
Publication of DE10155230C5 publication Critical patent/DE10155230C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • 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
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027Heaters specially adapted for glow plug igniters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

Stiftheizer (1) in einer Glühstiftkerze (5) für Verbrennungsmotoren, der mindestens eine im wesentlichen innenliegende Isolationsschicht (10) und eine im wesentlichen außenliegende erste Leitschicht (15, 16) aufweist, wobei beide Schichten (10; 15, 16) keramisches Verbundgefüge umfassen, wobei der Stiftheizer (1) eine zweite Leitschicht (20) umfaßt, die ebenfalls keramisches Verbundgefüge umfaßt, wobei die zweite Leitschicht (20) im Bereich einer brennraumseitigen Spitze (40) des Stiftheizers (1) mit der ersten Leitschicht (15, 16) verbunden ist und die zweite Leitschicht (20) im Innern der Isolationsschicht (10) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (10) im Querschnitt eine Vorzugsrichtung (35) aufweist, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stiftheizer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solcher Stiftheizer ist z.B. aus der DE 36 21 216 A1 bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den Stiftheizer insgesamt robuster auszubilden. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der Erfindungsgemäße Stiftheizer hat dem (St.d.T.) gegenüber den Vorteil, dass die Isolationsschicht im Querschnitt eine Vorzugsrichtung aufweist, in der sie im Ver gleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausge bildet ist. Auf diese Weise wird zum einen ein Verbiegen der Isolationsschicht beim Herstellungsprozess des Stiftheizers, insbesondere beim Verbinden der Isolationsschicht mit der ersten Leitschicht, weitgehend verhindert. Die mechanische Robustheit des Stiftheizers wird dadurch erhöht. Zum andern wird der elektrische Widerstand in Vorzugsrichtung erhöht, so dass in diese Richtung weniger Leckströme zwischen der ersten und der zweiten Leitschicht fließen.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Stiftheizers gemäß dem Anspruch 1 möglich.
  • Eine solche Weiterbildung besteht darin, dass die zweite Leitschicht im Querschnitt eine Vorzugsrichtung aufweist, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist. Auf diese Weise wird ein Verbiegen der zweiten Leitschicht beim Herstellen des Stiftheizers und da bei besonders bei der Verbindung der zweiten Leitschicht mit der Isolationsschicht weitgehend ausgeschlossen. Dadurch wird die mechanische Robustheit des Stiftheizers ebenfalls erhöht.
  • Vorteilhaft ist auch, dass die erste Leitschicht im Bereich der brennraumseitigen Spitze des Stiftheizers ein erstes Keramikmaterial umfasst, dass die erste Leitschicht ansonsten ein zweites Keramikmaterial umfasst und dass das erste Keramikmaterial einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das zweite Keramikmaterial umfasst. Auf diese Weise lässt sich für die erste Leitschicht im Bereich der brennraumseitigen Spitze des Stiftheizers ein höherer elektrischer Widerstand realisieren als außerhalb des Bereichs der brennraumseitigen Spitze. Somit kann die Erwärmung des Stiftheizers auf den Bereich der brennraumseitigen Spitze des Stiftheizers konzentriert werden.
  • Dieser Vorteil ergibt sich auch dann, wenn im Bereich der brennraumseitigen Spitze des Stiftheizers der Anteil der Isolationsschicht am Gesamtquerschnitt sich vergrößert, während sich der Anteil der beiden Leitschichten am Gesamtquerschnitt verringert.
  • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 3 und 4 und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Stiftheizer einer Glühstiftkerze
  • 2 einen Querschnitt dieses Stiftheizers längs der Linie A-A in 1.
  • 3 einen Längsschnitt durch einen Stiftheizer einer Glühstiftkerze gemäß der Erfindung und
  • 4 einen Querschnitt längs der Linie B-B durch diesen Stiftheizer gemäß der Erfindung.
  • Beschreibung der Figuren
  • In 1 kennzeichnet 5 eine Glühstiftkerze zum Einbau in einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Dieselmotors. Die Glühstiftkerze 5 umfasst einen Stiftheizer 1. Weitere Komponenten der Glühstiftkerze 5, die beispielsweise die Befestigung des Stiftheizers 1 in einem Gehäuse oder die Befestigung der Glühstiftkerze 5 in einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors betreffen, sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In 1 ist dabei der Stiftheizer 1 in einem Längsschnitt dargestellt. der Stiftheizer 1 umfasst eine im wesentlichen innenliegende Isolationsschicht 10, die einerseits von einer im wesentlichen außenliegenden ersten Leitschicht 15, 16 ummantelt ist und die andererseits eine zweite Leitschicht 20 ummantelt. Die zweite Leitschicht 20 verläuft somit im Inneren der Iso lationsschicht 10. Dabei ist die erste Leitschicht 15, 16 röhrenförmig ausgebildet und weist gemäß 2 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Auch die von der ersten Leitschicht 15, 16 ummantelte Isolationsschicht 10 ist röhrenförmig ausgebildet und weist gemäß 2 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Im Inneren der Isolationsschicht 10 verläuft dann die zweite Leitschicht 20, die von der Isolationsschicht 10 ummantelt und zylinderförmig ausgebildet ist, so dass sie gemäß 2 im Quer schnitt im wesentlichen eine Kreisfläche bildet. Im Bereich einer brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1, in dem die Isolationsschicht 10 die zweite Leitschicht 20 freigibt, ist die zweite Leitschicht 20 mit der ersten Leitschicht 15, 16 elektrisch leitend verbunden, wobei die erste Leitschicht 15, 16 in dem Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 die Isolationsschicht 10 und die zweite Leitschicht 20 im Längsschnitt gemäß 1 etwa U-förmig umschließt.
  • Die erste Leitschicht 15, 16, die zweite Leitschicht 20 und die Isolationsschicht 10 sind jeweils aus einem keramischen Verbundgefüge gebildet. Das für die Isolationsschicht 10 verwendete keramische Verbundgefüge weist dabei einen erheblich höheren spezifischen elektrischen Widerstand auf, als das für die Leitschichten 15, 16, 20 verwendete keramische Verbundgefüge. Auf diese Weise werden Leckströme zwischen der ersten Leitschicht 15, 16 und der zweiten Leitschicht 20, mit Ausnahme des Bereichs der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1, in dem die erste Leitschicht 15, 16 mit der zweiten Leitschicht 20 verbunden ist, erheblich unterdrückt.
  • Es kann nun beispielsweise die erste Leitschicht 15, 16 mit einem Betriebsspannungspotenzial 30, beispielsweise einem Pluspol der Fahrzeugbatterie, und zweite Leitschicht 20 mit einem Bezugspotenzial 25, beispielsweise der Fahrzeug masse, verbunden sein. In diesem Fall stellt die erste Leitschicht 15, 16 die Zuleitung und die zweite Leitschicht 20 die Ableitung für den Heizstrom dar. In besonders vorteilhafter Weise wird jedoch gemäß 1 die zweite Leitschicht 20 mit dem Betriebsspannungspotenzial 30 und die erste Leitschicht 15, 16, mit dem Bezugspotenzial 25 verbunden. In diesem Fall ist die zweite Leitschicht 20 die Zuleitung und die erste Leitschicht 15, 16 die Ableitung für den Heizstrom. Die zweite Leitschicht 20 ist dabei als Zuleitung bereits durch die Isolationsschicht 10 nach außen isoliert. Da die erste Leitschicht 15, 16 sowieso zum Anschluss an das Bezugspotenzial 25 vorgesehen ist, spielt es keine Rolle, wenn sie mit der Fahrzeugmasse beziehungsweise dem Bezugspo tenzial 25 in Berührung kommt, so dass die erste Leitschicht 15, 16 nicht nochmals nach außen isoliert werden muss. Der Durchmesser des Stiftheizers 1 kann dabei beispielsweise 3,3 mm betragen.
  • Zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes im Bereich der Spitze 40 des Stiftheizers 1 kann es, wie in 1 dargestellt, vorgesehen sein, dass die erste Leitschicht 15, 16 im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 ein erstes Keramikmaterial 16 umfasst, wohingegen die erste Leitschicht 15, 16 ansonsten ein zweites Keramikmaterial 15 umfasst. Dabei weist das erste Keramikmaterial 16 bei den im Betrieb des Stiftheizers 1 auftretenden Temperaturen einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das zweite Keramikmaterial 15 und die zweite Leitschicht 20 auf. Das erste Keramikmaterial 16 umschließt dabei im Längs schnitt gemäß 1 die Isolationsschicht 10 und die zwei te Leitschicht 20 U-förmig. Durch den dadurch realisierten, erhöhten elektrischen Widerstand im Bereich der brennraum seitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 wird die Erwärmung des Stiftheizers 1 im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 konzentriert und somit weitestmöglich in den Brennraum des Verbrennungsmotors hinein verschoben. Da durch lässt sich eine kurze Aufheizzeit von –20°C bis auf eine Temperatur von 1000°C in der Größenordnung von 2s und eine Beharrungstemperatur von über 1200°C realisieren.
  • Anhand des Querschnitts des Stiftheizers 1 gemäß 2 entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A ist erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform des Stift heizers 1 die erste Leitschicht 15, 16, die Isolations schicht 10 und die zweite Leitschicht 20 im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei ist die erste Leitschicht 15, 16 und die Isolationsschicht 10 im Querschnitt im wesentlichen jeweils kreisringförmig ausgebildet. Die zweite Leitschicht 20 weist im Querschnitt im wesentlichen eine Kreisflächenform auf. Somit ergibt sich eine im Querschnitt im wesentlichen rotationssymmetrische Anordnung der ersten Leitschicht 15, 16, der zweiten Leitschicht 20 und der Isolationsschicht 10. Bei der Herstellung wird der Stiftheizer 1 erhitzt, wobei gasförmige Stoffe aus der ersten Leitschicht 15, 16, aus der Isolationsschicht 10 und aus der zweiten Leitschicht 20 abgesondert werden. Dies führt zu einem Schrumpfen dieser Schichten. Ein solches Schrumpfen tritt auch auf, wenn der Stiftheizer 1 mittels eines Sinterprozesses, eines Heißpressprozesses, eines heißisostatischen Pressprozesses oder eines ähnlichen Verfahrens hergestellt wird. Die Isolationsschicht 10 schrumpft dabei aufgrund ihrer zur ersten Leitschicht 15, 16 und zur zweiten Leitschicht 20 verschiedenen Zusammensetzung jeweils unter schiedlich zu diesen beiden Leitschichten. Aufgrund der rotationssymmetrischen Anordnung sämtlicher Schichten 10, 15, 16, 20 schrumpfen sämtliche Schichten 10, 15, 16, 20 dabei isotrop, so dass sich geringere mechanische Spannungen aufgrund von Schrumpfungsunterschieden ergeben.
  • Beim Betrieb des Stiftheizers 1 im Zylinderkopf kommt es zu einer zyklischen Erwärmung und Abkühlung des Stiftheizers 1. Aufgrund des unterschiedlichen Materials für die Isolationsschicht 10 im Vergleich zur ersten Leitschicht 15, 16 und zur zweiten Leitschicht 20 kommt es dabei zu einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Isolationsschicht 10 im Vergleich zur ersten Leitschicht 15, 16 und zur zweiten Leitschicht 20. Die sich dabei bildenden, thermisch induzierten mechanischen Spannungen werden aufgrund der Rotationssymmetrie erheblich reduziert.
  • Ein weiterer Vorteil der im wesentlichen konzentrischen und rotationssymmetrischen Anordnung der Schichten 10, 15, 16, 20 des Stiftheizers 1 führt auch zu einem besseren Rundlauf des Stiftheizers 1, selbst dann, wenn die Schichten nicht exakt konzentrisch, sondern leicht azentrisch aufgrund von Herstellungstoleranzen angeordnet sind.
  • Vorteilhaft bei der im wesentlichen rotationssymmetrischen Anordnung der Schichten 10, 15, 16, 20 des Stiftheizers 1 gemäß 2 ist auch, dass eine aufgrund von Herstellungstoleranzen leicht azentrische Lage der Isolationsschicht 10 zu keiner Veränderung des elektrischen Widerstandsverhaltens des Stiftheizers 1 führt, da sowohl die Querschnittsfläche der zweiten Leitschicht 20, als auch die Querschnittsfläche der ersten Leitschicht 15, 16 nicht verändert wird.
  • In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 3 und 4, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen wie beim Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2, ist der Stiftheizer in 3 wieder in einem Längsschnitt dargestellt. 4 zeigt dann den Querschnitt des Stiftheizers 1 entlang einer in 3 eingezeichneten Schnittlinie B-B.
  • Auch beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst die erste Leitschicht 15, 16 im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 das erste Keramikmaterial 16 und ansonsten das zweite Keramikmaterial 15, wobei das erste Keramikmaterial 16 einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das zweite Keramikmaterial 15 umfasst. Alternativ oder, wie in 3 dargestellt, zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 der Anteil der Isolationsschicht 10 am Gesamtquerschnitt sich vergrößert, während sich der Anteil der beiden Leitschichten 15, 16, 20 am Ge samtquerschnitt verringert. Dies ist gemäß 3 so realisiert, dass der Querschnitt der Isolationsschicht 10 und der zweiten Leitschicht 20 gleichbleibt, wohingegen sich der Querschnitt der ersten Leitschicht 15, 16 im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 zur brennraumseitigen Spitze 40 hin verringert. Dabei kann die Querschnittsfläche der Isolationsschicht 10, wie in 3 dargestellt, gleichbleiben. Die Querschnittsfläche der zweiten Leitschicht 20 kann dabei, wie in 3 dargestellt, ebenfalls gleichbleiben. In diesem Fall wird, wie in 3 dargestellt, der Gesamtquerschnitt zur brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 hin verringert. Alternativ kann die Verringerung des Querschnitts der ersten Leitschicht 15, 16 zur brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1 hin mit einer Vergrößerung der Querschnittsfläche der Isolationsschicht 10 zur brennraumseitigen Spitze 40 hin einhergehen, so dass der Gesamtquerschnitt des Stiftheizers 1 im wesentlichen über seine gesamte Länge gleichbleibt. Ziel die ser Maßnahmen ist, wie auch beim zweiten Ausführungsbei spiel, eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes im Be reich der brennraumseitigen Spitze 40 des Stiftheizers 1, um dort die Heizleistung zu konzentrieren.
  • Der in 4 dargestellte Querschnitt entlang der Schnitt linie B-B liegt außerhalb des Bereichs der Querschnittsverendung des Stiftheizers 1, trifft aber qualitativ auch für den Bereich der in 3 dargestellten Querschnittsveren gung im Bereich der brennraumseitigen Spitze 40 zu. Die erste Leitschicht 15, 16, die zweite Leitschicht 20 und die Isolationsschicht 10 sind zwar im wesentlichen konzentrisch zueinander, aber nicht mehr rotationssymmetrisch angeordnet. Dies liegt daran, dass die Isolationsschicht 10 bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform im Vergleich zur Isolationsschicht 10 bei der Ausführungsform nach 2 im Querschnitt eine Vorzugsrichtung 35 aufweist, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist. So ist gemäß 4 die Isolationsschicht 10 in der Vorzugsrich tung 35 bis zum äußeren Rand des Stiftheizers 1 hin ausgedehnt, so dass die erste Leitschicht 15, 16 außerhalb des Bereichs der brennraumseitigen Spitze 40 zweigeteilt ist. Die Isolationsschicht 10 muss jedoch in ihrer Vorzugsrichtung 35 nicht bis zum Rand des Stiftheizers 1 ausgedehnt sein, so dass die genannte Zweiteilung der ersten Leitschicht 15, 16 nicht unbedingt erforderlich ist. Durch Verwendung der Vorzugsrichtung 35 für die Isolationsschicht 10 ergibt sich der Vorteil, dass ein Verbiegen der Isolationsschicht 10 bei ihrer Verbindung mit der ersten Leitschicht 15, 16 beim Herstellungsprozess des Stiftheizers 1 weitgehend vermieden werden kann, so dass der Stiftheizer 1 insgesamt mechanisch robuster ausgebildet werden kann als dies bei der rotationssymmetrischen Anordnung gemäß 1 und 2 möglich ist. Wenn auch in 4 nicht dargestellt, so kann auch die zweite Leitschicht 20 alternativ oder zusätzlich zur Isolationsschicht 10 im Querschnitt eine Vorzugsrichtung 45 aufweisen, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist. Auf diese Weise lässt sich auch ein Durchbiegen der zweiten Leitschicht 20 beim Verbinden mit der Isolationsschicht 10 bei der Herstellung des Stiftheizers 1 weitgehend verhin dern. Auch durch diese Maßnahme wird die mechanische Robust heit des Stiftheizers 1 im Vergleich zur rotationssymmetri schen Anordnung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 erhöht. Soll sowohl ein Durchbiegen der zweiten Leitschicht 20, als auch der Isolationsschicht 10 bei der Herstellung des Stiftheizers 1 vermieden werden, so sollte sowohl die Isolations schicht 10, als auch die zweite Leitschicht 20 im Quer schnitt eine Vorzugsrichtung aufweisen, in der sie im Ver gleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausge dehnt ist.
  • Wenn die Isolationsschicht 10, wie in 4 dargestellt, die Vorzugsrichtung 35 aufweist, so kann in dieser Richtung die elektrische Isolationswirkung verstärkt und die Ausbildung von Leckströmen zwischen der zweiten Leitschicht 20 und der ersten Leitschicht 15, 16 erheblich verringert werden.
  • Die Formgebung des Stiftheizers 1 ist mittels eines Spritzgussverfahrens, mittels eines Transfermolding-Verfahrens oder mittels eines Schlickerguss-Verfahrens als kostengünstiges Großserienverfahren realisierbar. Für die erste Leitschicht 15, 16, die zweite Leitschicht 20 und die Isolatonsschicht 10 kann jeweils eine Kompositkeramik verwendet werden, die im Falle der beiden Leitschichten 15, 16, 20 als Matrix mit leitenden Füllstoffen ausgebildet ist. Dadurch lassen sich höhere Einsatztemperaturen, eine höhere Korrosi onsbeständigkeit und eine längere Lebensdauer realisieren. Dadurch, dass mit der ersten Leitschicht 15, 16 ein außenliegender Heizer realisiert wird, lässt sich die Aufheizzeit des Stiftheizers verkürzen und beispielsweise auch bei –20°C quasi ein Sofortstart des Verbrennungsmotors realisieren. Durch Wegfall einer äußeren, elektrischen Isolierung des Stiftheizers 1 aufgrund der durch die Isolationsschicht 10 isolierten, mit dem Betriebsspannungspotenzial 30 verbunde nen zweiten Leitschicht 20 kann der Herstellungsaufwand reduziert werden. Der Durchmesser des Stiftheizers 1 kann bei spielsweise bei etwa 3,3 mm liegen. Die Glühstiftkerze 5 mit dem hier vorgestellten Stiftheizer 1 lässt sich dabei bei spielsweise in ein M8-Gehäuse des Zylinderkopfes einbauen.
  • Aufgrund des durch die erste Leitschicht 15, 16 realisier ten, außenliegenden Heizers, lässt sich ausgehend von –20°C, innerhalb von wenigen Sekunden eine Temperatur von 1000°C und eine Beharrungstemperatur von über 1200°C erreichen. Die Aufheizzeit kann dabei reduziert werden, wenn wie beschrieben der Widerstand des ersten Keramikmaterials 16 in Relation zum widerstand des zweiten Keramikmaterials 15 und zum Widerstand der zweiten Leitschicht 20 erhöht wird. Durch diese Maßnahme lässt sich auch eine Erhöhung der Beharrungstemperatur erzielen.

Claims (5)

  1. Stiftheizer (1) in einer Glühstiftkerze (5) für Verbrennungsmotoren, der mindestens eine im wesentlichen innenliegende Isolationsschicht (10) und eine im wesentlichen außenliegende erste Leitschicht (15, 16) aufweist, wobei beide Schichten (10; 15, 16) keramisches Verbundgefüge umfassen, wobei der Stiftheizer (1) eine zweite Leitschicht (20) umfaßt, die ebenfalls keramisches Verbundgefüge umfaßt, wobei die zweite Leitschicht (20) im Bereich einer brennraumseitigen Spitze (40) des Stiftheizers (1) mit der ersten Leitschicht (15, 16) verbunden ist und die zweite Leitschicht (20) im Innern der Isolationsschicht (10) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (10) im Querschnitt eine Vorzugsrichtung (35) aufweist, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist.
  2. Stiftheizer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitschicht (15, 16), die zweite Leitschicht (20) und die Isolationsschicht (10) im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind.
  3. Stiftheizer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitschicht (20) im Querschnitt eine Vorzugsrichtung (45) aufweist, in der sie im Vergleich zu mindestens einer anderen Richtung stärker ausgedehnt ist.
  4. Stiftheizer (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitschicht (15, 16) im Bereich der brennraumseitigen Spitze (40) des Stiftheizers (1) ein erstes Keramikmaterial (16) umfaßt, dass die erste Leitschicht (15, 16) ansonsten ein zweites Keramikmaterial (15) umfaßt und dass das erste Keramikmaterial (16) einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das zweite Keramikmaterial (15) umfaßt.
  5. Stiftheizer (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der brennraumseitigen Spitze (40) des Stiftheizers (1) der Anteil der Isolationsschicht (10) am Gesamtquerschnitt sich vergrößert, während sich der Anteil der beiden Leitschichten (15, 16; 20) am Gesamtquerschnitt verringert.
DE10155230A 2001-11-09 2001-11-09 Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze Expired - Fee Related DE10155230C5 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10155230A DE10155230C5 (de) 2001-11-09 2001-11-09 Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze
US10/466,007 US6949717B2 (en) 2001-11-09 2002-10-31 Plug heater for a pencil-type glow plug and corresponding glow plug
PCT/DE2002/004048 WO2003040624A1 (de) 2001-11-09 2002-10-31 Stiftheizer in einer glühstiftkerze und glühstiftkerze
KR10-2004-7006939A KR20040062621A (ko) 2001-11-09 2002-10-31 펜슬형 글로 플러그 내의 플러그 히터 및 펜슬형 글로플러그
PL02368673A PL368673A1 (en) 2001-11-09 2002-10-31 Plug heater for a pencil-type glow plug and corresponding glow plug
JP2003542839A JP2005509123A (ja) 2001-11-09 2002-10-31 シース形グロープラグにおけるプラグヒーター及びシース形グロープラグ
CNA028062787A CN1496465A (zh) 2001-11-09 2002-10-31 在炽热头引火塞里的加热棒和炽热头引火塞
EP02779194A EP1446613A1 (de) 2001-11-09 2002-10-31 Stiftheizer in einer glühstiftkerze und glühstiftkerze
HU0302543A HUP0302543A2 (hu) 2001-11-09 2002-10-31 Csapfűtő izzító csapgyertyában és izzító csapgyertya
TW091132562A TWI263758B (en) 2001-11-09 2002-11-05 Plug heater for a pencil-type glow plug and corresponding glow plug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10155230A DE10155230C5 (de) 2001-11-09 2001-11-09 Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10155230C1 DE10155230C1 (de) 2002-10-31
DE10155230C5 true DE10155230C5 (de) 2006-07-13

Family

ID=7705290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10155230A Expired - Fee Related DE10155230C5 (de) 2001-11-09 2001-11-09 Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6949717B2 (de)
EP (1) EP1446613A1 (de)
JP (1) JP2005509123A (de)
KR (1) KR20040062621A (de)
CN (1) CN1496465A (de)
DE (1) DE10155230C5 (de)
HU (1) HUP0302543A2 (de)
PL (1) PL368673A1 (de)
TW (1) TWI263758B (de)
WO (1) WO2003040624A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10353972B4 (de) * 2003-11-19 2006-03-16 Beru Ag Verfahren zum Herstellen von keramischen Glühkerzen
DE102004033153B4 (de) * 2004-06-11 2007-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Glühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
CN101061352B (zh) * 2004-10-28 2010-10-13 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 陶瓷点火器
BRPI0607345A2 (pt) * 2005-02-05 2009-09-01 Saint Gobain Ceramics acendedores cerámicos
DE102005024623B4 (de) * 2005-05-30 2007-08-23 Beru Ag Verfahren zum Herstellen eines keramischen Glühstiftes für eine Glühkerze
US7607206B2 (en) * 2005-12-29 2009-10-27 Federal Mogul World Wide, Inc. Method for forming layered heating element for glow plug
US20070221647A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Federal-Mogul World Wide, Inc. Multi-layer heating element
US8997170B2 (en) 2006-12-29 2015-03-31 Shared Spectrum Company Method and device for policy-based control of radio
MX2010007140A (es) * 2007-12-29 2010-08-12 Saint Gobain Ceramics Encendedor de ceramica coaxial y metodos de fabricacion.

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3607888A1 (de) * 1985-03-22 1986-10-02 Jidosha Kiki Co., Ltd., Tokio/Tokyo Temperaturgesteuerte gluehkerze
DE3621216A1 (de) * 1985-06-27 1987-02-05 Jidosha Kiki Co Gluehkerze fuer dieselmaschinen
DE3837128C2 (de) * 1987-11-05 1993-11-18 Hitachi Metals Ltd Glühkerze für Dieselmotoren
DE19506950A1 (de) * 1995-02-28 1996-08-29 Bosch Gmbh Robert Glühstiftkerze für Dieselmotoren
WO1998028575A1 (en) * 1996-12-23 1998-07-02 Le-Mark International Ltd. Ceramic heater device
WO1999000628A1 (en) * 1997-06-25 1999-01-07 Le-Mark International Ltd. Ceramic heater having reduced internal stress
US6084212A (en) * 1999-06-16 2000-07-04 Le-Mark International Ltd Multi-layer ceramic heater element and method of making same
DE19930334A1 (de) * 1999-07-02 2001-01-11 Beru Ag Keramischer Heizstab und diesen enthaltende Glühkerze und Verfahren zu deren Herstellung
DE10020329A1 (de) * 1999-08-27 2001-03-22 Bosch Gmbh Robert Keramische Glühstiftkerze
DE19959768A1 (de) * 1999-12-11 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Glühstiftkerze
DE10053327A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Stiftheizer
EP1601727A1 (de) * 2002-12-19 2005-12-07 Röhm GmbH & Co. KG Beschichtungsmittel zur herstellung von umformbaren kratzfestbeschichtungen mit schmutzabweisender wirkung, kratzfeste umformbare schmutzabweisende formkörper sowie verfahren zu deren herste llung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802233A1 (de) * 1987-01-22 1988-08-04 Jidosha Kiki Co Gluehkerze fuer einen dieselmotor
CH681186A5 (de) * 1989-11-09 1993-01-29 Battelle Memorial Institute
US5158050A (en) * 1991-09-11 1992-10-27 Detroit Diesel Corporation Method and system for controlling the energization of at least one glow plug in an internal combustion engine
US5191508A (en) * 1992-05-18 1993-03-02 Norton Company Ceramic igniters and process for making same
US5304778A (en) * 1992-11-23 1994-04-19 Electrofuel Manufacturing Co. Glow plug with improved composite sintered silicon nitride ceramic heater

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3607888A1 (de) * 1985-03-22 1986-10-02 Jidosha Kiki Co., Ltd., Tokio/Tokyo Temperaturgesteuerte gluehkerze
DE3621216A1 (de) * 1985-06-27 1987-02-05 Jidosha Kiki Co Gluehkerze fuer dieselmaschinen
DE3837128C2 (de) * 1987-11-05 1993-11-18 Hitachi Metals Ltd Glühkerze für Dieselmotoren
DE19506950A1 (de) * 1995-02-28 1996-08-29 Bosch Gmbh Robert Glühstiftkerze für Dieselmotoren
WO1998028575A1 (en) * 1996-12-23 1998-07-02 Le-Mark International Ltd. Ceramic heater device
WO1999000628A1 (en) * 1997-06-25 1999-01-07 Le-Mark International Ltd. Ceramic heater having reduced internal stress
US6084212A (en) * 1999-06-16 2000-07-04 Le-Mark International Ltd Multi-layer ceramic heater element and method of making same
DE19930334A1 (de) * 1999-07-02 2001-01-11 Beru Ag Keramischer Heizstab und diesen enthaltende Glühkerze und Verfahren zu deren Herstellung
DE10020329A1 (de) * 1999-08-27 2001-03-22 Bosch Gmbh Robert Keramische Glühstiftkerze
DE19959768A1 (de) * 1999-12-11 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Glühstiftkerze
DE10053327A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Stiftheizer
EP1601727A1 (de) * 2002-12-19 2005-12-07 Röhm GmbH & Co. KG Beschichtungsmittel zur herstellung von umformbaren kratzfestbeschichtungen mit schmutzabweisender wirkung, kratzfeste umformbare schmutzabweisende formkörper sowie verfahren zu deren herste llung

Also Published As

Publication number Publication date
PL368673A1 (en) 2005-04-04
US20040079745A1 (en) 2004-04-29
JP2005509123A (ja) 2005-04-07
WO2003040624A1 (de) 2003-05-15
HUP0302543A2 (hu) 2003-11-28
KR20040062621A (ko) 2004-07-07
EP1446613A1 (de) 2004-08-18
US6949717B2 (en) 2005-09-27
CN1496465A (zh) 2004-05-12
TW200301340A (en) 2003-07-01
DE10155230C1 (de) 2002-10-31
TWI263758B (en) 2006-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69819583T2 (de) Keramischer Heizer
DE3701929C2 (de)
DE3340359A1 (de) Verfahren zur herstellung eines keramischen heizkoerpers und keramische gluehkerze
DE10155230C5 (de) Stiftheizer in einer Glühstiftkerze und Glühstiftkerze
DE3607888A1 (de) Temperaturgesteuerte gluehkerze
DE3802233C2 (de)
DE10029004C2 (de) Keramikheizungs-Glühkerze
DE3617353A1 (de) Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE3707814A1 (de) Gluehkerze fuer eine dieselmaschine
EP1463910B1 (de) Stiftheizer
DE3132752A1 (de) Gluehkerzen fuer dieselmotoren
EP1125475B1 (de) Keramische glühstiftkerze
EP1046013A1 (de) Keramische glühstiftkerze
EP1240461B1 (de) Glühstiftkerze
DE102013215269A1 (de) Glühstiftkerze mit einem Heizelement mit innen liegender Kontaktierung, und Herstellungsverfahren derselben
WO2017121524A1 (de) Zündkerze mit einer kerbe oder einer nut im isolator oder im gehäuse
DE60012053T2 (de) Mehrschichtiges keramisches heizelement und verfahren zu dessen herstellung
DE3805933C2 (de) Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff
DE102004016555A1 (de) Zündkerze
DE2912000C2 (de) Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines Brenners
DD153720A5 (de) Gluehkerze fuer verbrennungsmotoren
EP1267125A2 (de) Stabglühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2002001112A1 (de) Glühstiftkerze
EP1558874B1 (de) Gehäuse für glühstiftkerzen aus kunststoff
WO2007000374A2 (de) Glühstiftkerze

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8363 Opposition against the patent
8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8392 Publication of changed patent specification
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee