DE102004002485A1

DE102004002485A1 - Glühstiftkerze mit integrierter Temperaturerfassung

Info

Publication number: DE102004002485A1
Application number: DE200410002485
Authority: DE
Inventors: Andreas Hachtel; Achim Henkel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-01-17
Filing date: 2004-01-17
Publication date: 2005-08-11
Also published as: WO2005068912A1; TW200525116A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze (1), insbesondere keramische Glühstiftkerze. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass innerhalb der Isolationsschicht des Glühstifts (2; 12) der Glühstiftkerze (1; 10) eine Sense-Leitung (8; 18/1; 18/2) vorgesehen ist, mittels der die Temperatur exakt an dem Glühbereich der Glühstiftkerze (1; 10) erfasst werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze, bestehend aus Glühstiftgehäuse sowie einem keramischen Glühstift, wobei dieser aus einem keramischen Grundkörper besteht, der eine Isolationsschicht und eine Leitschicht umfasst.

Glühstiftkerzen der vorstehenden Art sind in der Regel in vielfältigen Ausführungen bekannt. Insbesondere finden Glühstiftkerzen, bei denen der Glühstift selbst aus Keramik besteht, immer mehr Einsatz. Dieselmotoren benötigen diese Wärmequelle für ein gutes Start- und Warmlaufverhalten, insbesondere bei tieferen Temperaturen, da diese Wärmequelle das Gasgemisch im Brennraum zündet. Die Glühstiftkerzen selbst bestehen in der Regel aus einem Kerzengehäuse und einem aus dem Kerzengehäuse ragenden Glühstift aus keramischem Material, der in seinem montierten Zustand in den Brennraum einer Brennstoffkraftmaschine hinein ragt. In der Regel ragen diese Glühstifte der Glühstiftkerzen ca. 4 mm in den Brennraum der Brennstoffkraftmaschine und erwärmen das bzw. unterstützen die Zündung des Diesel-Luft-Gemischs. Erreichte Glühtemperatur und Nachglühzeit der Glühstiftkerze haben dabei einen erheblichen Einfluss auf das Abgasverhalten und den Kraftstoffverbrauch der Brennstoffkraftmaschine. Glühstiftkerzen der neueren Generation sind derart ausgestaltet, dass durch den Stromfluss die Spitze des Glühstifts zum Glühen gebracht wird. Der Glühstift selbst ist im Querschnitt rund und weist bei bestimmten Typen einen Durchmesser von ca. 5 mm auf. Keramische Glühstiftkerzen bzw. deren Glühstifte weisen eine Schutzschicht auf, die sich durch das Erhitzen das Glühstifts an Luft aus dem Material des Glühstifts entwickeln. Diese Schutzschicht ist glatt ausgebildet und weist keine Einschlüsse auf bzw. zeigt keine porösen Eigenschaften.

Die Abhängigkeit der Glühtemperatur vom Glühstrom und anderen Faktoren werden durch eine entsprechende Ansteuerung, die einem vorgegebenen Kennfeld folgt, ausgeführt.

Nachteile des Standes der Technik

Insbesondere rissige oder abgebrochene Glühstiftkerzen oder auch sonstige Alterungserscheinungen können nur sehr schwer während des Betriebes festgestellt werden. Zudem kann die Glühstiftkerze nur schwer differenziert geregelt werden, insbesondere bei unterschiedlichen Glühtemperaturen, da eine genaue Erfassung der Glühtemperatur an der Spitze des Glühstifts nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glühstiftkerze der vorstehenden Art derart weiter zu bilden, dass eine bessere Temperaturmessung des Glühstifts möglich ist.

Lösung der Aufgabe

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, innerhalb des Glühstifts ein Temperaturmesselement anzuordnen und zwar an der Stelle, an der die entsprechende Querschnittsverengung zur Herbeiführung des Glühprozesses vorgesehen ist.

Vorteile der Erfindung

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Temperaturmesselement, das an dem Glühstift von dem Gehäuse weg weisenden Ende des Grundkörpers angeordnet ist, mittels einer elektrischen Leitung verbunden ist, wobei die elektrische Leitung innerhalb des Grundkörpers geführt ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass es sich bei der vorliegenden Leitung um eine sogenannte Temperatur-Sense-Leitung handelt. Unter den Sense-Leitungen ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem eine Stromversorgung die stabilisierte Spannung unter Verwendung spezieller Führerleitungen direkt eine Last überwacht und so Spannungsabfälle in den Lastleitungen bis zu einem spezifischen Maximalwert automatisch kompensiert.

Zudem zeigt es sich von Vorteil, dass vergleichbare Montageprozesse wie bei einer Standardkeramikglühkerze verwendet werden können, nämlich Herstellung eines isolierten Kerns, Umspritzen mit leitfähiger Keramik, Sintern und entsprechend Kontaktieren).

Der Kundennutzen zeigt sich durch eine erhöhte Lebensdauer, da temperaturreduziertes Glühen in bestimmten Motorarbeitspunkten möglich ist, da unmittelbar differenziert entsprechend gemessen werden kann.

Somit lässt sich hier sehr einfach eine entsprechende Lebensdauerprognose der Glühstiftkerze erstellen.

Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze besteht in der Regel aus einer Anordnung von isolierenden und leitfähigen Schichten. Um eine entsprechend kostengünstige Ausbildung der Glühstiftkerze herzustellen, sind die entsprechenden elektrischen Leitungen, die den Glühstrom führen, aus dem selben Material hergestellt, wie auch die für die Temperatur-Sense-Leitungen verwendet werden.

Eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze weist vorteilhafterweise eine innerhalb der Isolierung angeordnete Sense-Leitung auf.

Eine weiter Ausbildung sieht vor, zwei Sense-Leitungen, die innerhalb der Isolierung der Glühstiftkerze angeordnet sind, zu integrieren, wobei die Spitzen der entsprechenden Sense-Leitung miteinander verbunden sind.

Der Vorteil der geschlossenen Sense-Schleife ist, dass auch entsprechende Risse oder Kerzenbrüche leichter feststellbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
Zeichnungen
Es zeigen
1 Eine schematische Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze;
2 eine schematische Draufsicht auf die Glühstiftkerze gem. 1;
3 eine schematische Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze;
4 eine schematische Draufsicht auf die Glühstiftkerze gem. 3.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist die erfindungsgemäße Glühstiftkerze schematisch dargestellt. Hier besonders ist dargestellt der Glühstift 2, der aus einer elektrisch leitenden Schicht 3 sowie einer elektrisch isolierenden Schicht 4 besteht. Die elektrisch leitende Schicht ist auf ihrer einen Seite beaufschlagt mit einem Minuspol 5 und auf der anderen Seite mit einem Pluspol 6, so dass bei entsprechender Stromführung an der Spitze 7 der Glühstiftkerze 1 eine entsprechende Erwärmung bzw. Erhitzung erfolgt.
Innerhalb der Isolierung 4 ist eine entsprechende Sense-Leitung 8 vorgesehen, die innerhalb des Glühstifts 2 bis zur Spitze 7 des Glühstifts geführt ist.
Bei der in 2 gezeigten Darstellung ist die Anordnung der Isolierung 4 erläutert, wobei die Isolierung derart angeordnet ist, dass zwischen dem Minuspol 5, dem Pluspol 6 und der Sense-Leitung 8 kein entsprechender elektrischer Kontakt erfolgt.
Eine Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Ausführung ist in 3 dargestellt. Die hier dargestellte Glühstiftkerze 10 umfasst einen Glühstift 12, wobei der Glühstift 12 eine elektrisch leitende Schicht 13 und eine elektrisch isolierende Schicht 14 aufweist. Zudem ist ein Minuspol 15 vorgesehen sowie ein Pluspol 16, so dass durch ein entsprechendes Anlegen eines Stromes an der Glühstiftspitze 17 eine entsprechende Erwärmung bzw. Erhitzung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Sense-Leitung 18 ist innerhalb der Isolierung 14 derart angeordnet, dass zwei Sense-Leitungen 18/1 und 18/2 innerhalb der Isolierung 14 geführt sind, wobei diese derart angeordnet sind, dass diese sich elektrisch ausschließlich im Bereich der Glühstiftspitze 17 berühren.
In 4 ist eine schematische Draufsicht auf die Anordnung dargestellt, so dass die Anordnung der Isolierung 14 besser erkannt werden kann.
Durch den Einsatz eines Temperaturelements innerhalb der Isolierungsschicht einer keramischen Glühstiftkerze in Verbindung mit einer Sense-Temperaturleitung ist eine Glühstiftkerze geschaffen worden, die aufgrund der Temperaturregelung eine preiswerte Herstellung erlaubt und eine entsprechend längere Lebensdauer mit sich bringt.

Claims

Glühstiftkerze, bestehend aus Glühstiftgehäuse sowie einem keramischen Glühstift (2; 12), wobei dieser aus einem keramischen Grundkörper, einer Isolationsschicht (4; 14) und einer Leitschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, dass an dem von dem Gehäuse weg weisenden Ende des Grundkörpers der Glühstiftkerze (1; 10) ein Temperaturmesselement angeordnet ist.
Glühstiftkerze, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Leitung für das Temperaturmesselement durch die Isolationsschicht (4; 14) des Glühstifts (2; 12) geführt ist.
Glühstiftkerze, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung eine Sense-Leitung (8; 18/1; 18/2) ist.
Glühstiftkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Isolationsschicht (14) des Glühstifts (12) zwei Sense-Leitungen vorgesehen (18/1; 18/2) sind.
Glühstiftkerze, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sense-Leitungen in einem definierten Bereich (17) des Glühstifts (12) miteinander verbunden sind.
Glühstiftkerze, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Bereich (17) an der Spitze des Glühstifts (12) angeordnet ist.