DE102009015536B4

DE102009015536B4 - Ceramic glow plug and glow plug

Info

Publication number: DE102009015536B4
Application number: DE200910015536
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing. Weissenbacher; Johannes Dipl.-Ing. Hasenkamp; Jochen Dr. Hammer; Bernhard Graf; Hans Dipl.-Ing. Houben; Michael Eberhardt; Martin Dipl.-Ing. Allgaier
Original assignee: Beru AG
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: DE102009015536A1

Abstract

Glühstift für eine Glühkerze (10), mit
einem keramischen Innenleiter (3a, 3b),
einer keramischen Isolationsschicht (2, 2a), die den Innenleiter (3a, 3b) umgibt, und
einer keramischen Außenleiterschicht (4a, 4b), welche die Isolationsschicht (2, 2a) umgibt und über ein vorderes Ende des Glühstifts (1) elektrisch leitend an den Innenleiter (3a, 3b) angeschlossen ist,
wobei an dem vorderen Ende des Glühstifts (1) der Innenleiter (3a, 3b) einen von der Isolationsschicht (2, 2a) umschlossenen Endabschnitt (3b) aufweist, der bei 1000°C einen höheren elektrischen Widerstand pro Längeneinheit als ein daran anschließender Innenleiterabschnitt (3a) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) eine kleinere Querschnittsfläche als der daran anschließende Innenleiterabschnitt (3a) aufweist und die Isolationsschicht (2) an ihrem vorderen Ende eine nach innen gerichtete Verdickung (2a) aufweist.Glow plug for a glow plug (10), with
a ceramic inner conductor (3a, 3b),
a ceramic insulating layer (2, 2a) surrounding the inner conductor (3a, 3b), and
a ceramic outer conductor layer (4a, 4b), which surrounds the insulating layer (2, 2a) and is electrically conductively connected to the inner conductor (3a, 3b) via a front end of the glow plug (1),
wherein at the front end of the glow plug (1) the inner conductor (3a, 3b) has an end section (3b) enclosed by the insulating layer (2, 2a) which at 1000 ° C has a higher electrical resistance per unit length than an adjoining inner conductor section (FIG. 3a),
characterized in that the end portion (3b) has a smaller cross-sectional area than the adjoining inner conductor portion (3a) and the insulating layer (2) at its front end an inwardly directed thickening (2a).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Glühstift mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie einer Glühkerze mit einem solchen Glühstift.The Invention is based on a glow plug the features specified in the preamble of claim 1 and a glow plug with such a glow plug.

Ein Glühstift mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der US 6 610 964 B2 bekannt.A glow plug with the features specified in the preamble of claim 1 is known from US 6 610 964 B2 known.

Aus der DE 100 53 327 A1 ist ein Glühstift mit einem sandwichartigen Aufbau mit zwei Außenleiterschichten, zwischen denen eine Isolationsschicht angeordnet ist, bekannt. Die Isolationsschicht hat an ihrem Ende eine nach außengerichtete Verdickung, so dass die Stärke der leitfähigen Schichten entsprechend abnimmt.From the DE 100 53 327 A1 is a glow plug with a sandwich-like structure with two outer conductor layers, between which an insulating layer is arranged known. The insulating layer has an outward thickening at its end, so that the thickness of the conductive layers decreases accordingly.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie das Aufheizverhalten keramischer Glühkerzen verbessert und deren Lebensdauer erhöht werden kann.task The present invention is to show a way how the Heating behavior of ceramic glow plugs improved and their life can be increased.

Diese Aufgabe wird durch einen Glühstift mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Glühkerze mit einem solchen Glühstift gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.These Task is by a glow plug with the features specified in claim 1 and by a glow plug with such a glow plug according to the characteristics of claim 12 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.advantageous Further developments of the inventions are the subject of dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Glühstift weist der Innenleiter an dem vorderen Ende des Glühstifts einen von der Isolationsschicht umschlossenen Endabschnitt auf, der bei 1.000°C einen höheren elektrischen Widerstand pro Längeneinheit als ein daran anschließender Innenleiterabschnitt aufweist. Beispielweise kann der Endabschnitt des Innenleiters eine reduzierte Querschnittsfläche aufweisen und/oder aus einem anderen Material, insbesondere einem keramischen Heizleitermaterial, bestehen. Der elektrische Widerstand des Endabschnitts nimmt in beiden Fällen mit ansteigender Temperatur zu, insbesondere in dem relevanten Temperaturbereich von –40°C bis +1.350°C.at a glow pencil according to the invention has the inner conductor at the front end of the glow plug one of the insulation layer enclosed end portion, which at 1000 ° C has a higher electrical resistance per unit length as an adjoining one Inner conductor section has. For example, the end section of the inner conductor have a reduced cross-sectional area and / or from another material, in particular a ceramic heating conductor material, consist. The electrical resistance of the end section increases both cases with increasing temperature, especially in the relevant temperature range from -40 ° C to + 1,350 ° C.

Vorteilhaft kann deshalb bei einem erfindungsgemäßen Glühstift in dem Endabschnitt des Innenleiters elektrische Heizleistung freigesetzt werden. Gegenüber keramischen Glühstiften, bei denen die Heizleistung im Wesentlichen in einer dünnen Heizleiterschicht an der Oberfläche des Glühstifts freigesetzt wird, kann deshalb bei einem erfindungsgemäßen Glühstift eine gleichmäßigere Erwärmung der Spitze des Glühstifts erreicht werden. Bei einer Glühkerze mit einem erfindungsgemäßen Glühstift kann deshalb eine Betriebstemperatur der Glühstiftspitze von mehr als 1.000°C, beispielsweise 1.150°C bis 1350°C, mit einer niedrigeren Betriebsspannung und einem niedrigeren Strom als bei herkömmlichen Glühkerzen erzeugt und gehalten werden. Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Glühstifts ist, dass beim Aufheizen weniger mechanische Spannungen auftreten. Dies führt zu einer reduzierten Belastung und folglich einer größeren Lebensdauer.Advantageous Therefore, in a glow plug according to the invention in the end portion of the inner conductor electrical heating power are released. Opposite ceramic glow plugs, where the heating power is essentially in a thin heat conductor layer on the surface of the glow plug released is, therefore, in a glow plug according to the invention a more uniform heating of the Tip of the glow plug be achieved. For a glow plug can with a glow pin according to the invention Therefore, an operating temperature of the glow pencil tip of more than 1,000 ° C, for example 1,150 ° C to 1350 ° C, with a lower operating voltage and a lower current than with conventional glow plugs be generated and held. Another advantage of a glow plug according to the invention is that less mechanical stress occurs during heating. this leads to to a reduced load and consequently a longer life.

Durch eine geeignete Abstimmung von Innen- und Außenleiterwiderständen lässt sich die Erwärmung der Glühstiftspitze sowohl im Radius als auch in der Länge vielfältig variieren, um eine optimale Erwärmung des Stifts in Abhängigkeit von der gewünschten Applikation zu erzielen.By a suitable coordination of internal and external conductor resistance can be the warming the glow tip vary widely in both the radius and the length to achieve optimum warming of the pen in dependence from the desired Application to achieve.

Bei einem erfindungsgemäßen Glühstift kann zudem vorteilhaft ein größerer Anteil des elektrischen Gesamtwiderstands am vorderen Ende des Glühstifts konzentriert werden, so dass der elektrische Widerstand eines erfindungsgemäßen Glühstifts zur Temperaturmessung genutzt werden kann.at a glow pin according to the invention can also advantageously a larger proportion the total electrical resistance at the front end of the glow plug be concentrated, so that the electrical resistance of a glow plug according to the invention can be used for temperature measurement.

In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Innenleiter und Außenleiter ausschließlich dazu benutzt, um die Lage in Bezug auf die Isolationsschicht des Glühstifts zu bezeichnen. Demzufolge wird auch der entsprechende Abschnitt eines am vorderen Ende des Glühstifts vorhandenen Heizleitermaterials als Außenleiterabschnitt bezeichnet, wenn der betreffende Abschnitt die Isolationsschicht umgibt, und als Innenleiterabschnitt bezeichnet, wenn der betreffende Abschnitt von der Isolationsschicht umschlossen ist.In In the description of the present invention, the terms Inner conductor and outer conductor exclusively used the location with respect to the insulation layer of the glow plug to call. As a result, the corresponding section also becomes one at the front end of the glow plug existing Heizleitermaterials referred to as outer conductor section, if the section concerned surrounds the insulation layer, and referred to as inner conductor section, if the relevant section of the insulating layer is enclosed.

Bevorzugt besteht der Endabschnitt des Innenleiters aus einer PTC-Keramik, beispielsweise auf Basis von Metall-Siliziden, insbesondere Molybdän- oder Wolframsilizid. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass einer Überhitzung des Glühstifts effizient entgegengewirkt werden kann, da der elektrische Widerstand einer PTC-Keramik oberhalb einer kritischen Temperatur stark zunimmt und deshalb eine Begrenzung des Heizstroms bewirken kann.Prefers If the end portion of the inner conductor of a PTC ceramic, for example based on metal silicides, in particular molybdenum or Tungsten silicide. This measure has the advantage of overheating of the glow plug can be counteracted efficiently, since the electrical resistance a PTC ceramic above a critical temperature increases sharply and therefore a limitation of the heating current can cause.

Bevorzugt hat der einen erhöhten elektrischen Widerstand aufweisende Endabschnitt des Innenleiters eine in Längsrichtung des Innenleiters zu messende Länge, die mindestens so groß wie seine senkrecht dazu zu messende Dicke ist. Auf diese Weise lässt sich ein rasches Aufheizheizverhalten der Spitze des Glühstifts erreichen. Bevorzugt hat der Endabschnitt des Innenleiters eine Länge die zwischen dem Doppelten und dem Vierfachen seiner Dicke liegt.Prefers has the one increased having electrical resistance end portion of the inner conductor one in the longitudinal direction the inner conductor to be measured length, the least as big as its perpendicular to be measured thickness. That way you can a rapid heating heating behavior of the tip of the glow plug to reach. Preferably, the end portion of the inner conductor has a Length the between twice and four times its thickness.

Erfindungsgemäß weist der Endabschnitt des Innenleiters eine kleinere Querschnittsfläche als der daran anschließende Innenleiterabschnitt auf. Eine reduzierte Querschnittsfläche führt zu einer vorteilhaften Erhöhung des elektrischen Widerstands. Der Endabschnitt kann dabei aus demselben Material wie der übrige Innenleiter, beispielsweise auf Basis von Molybdänsilizid, insbesondere einer Molybdänsilizid/Siliziumnitrid Mischung, oder aus einem anderen Heizleitermaterial, insbesondere einer PTC-Keramik, bestehen. Eine reduzierte Querschnittfläche des Innenleiterendabschnitts wird durch eine nach innen gerichtete Verdickung der Isolationsschicht erreicht.According to the invention, the end section of the inner conductor has a smaller cross-sectional area than the adjoining inner conductor section. A reduced cross-sectional area leads to an advantageous increase in the electrical resistance. The end section can be made of the same material al as the rest of the inner conductor, for example based on molybdenum silicide, in particular a molybdenum silicide / silicon nitride mixture, or of another Heizleitermaterial, in particular a PTC ceramic exist. A reduced cross-sectional area of the inner conductor end section is achieved by an inward thickening of the insulation layer.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sowohl ein Endabschnitt des Innenleiters als auch ein Endabschnitt des Außenleiters aus einem Heizleitermaterial bestehen, das bei 1.000°C einen höheren spezifischen Widerstand hat als die anschließenden Abschnitte des Innen- bzw. des Außenleiters. Die aus Heizleitermaterial ausgebildeten Teile des Glühstifts können zusammen als Heizkappe bezeichnet werden. Die Heizkappe ist bevorzugt durchgehend aus demselben Material, kann aber auch Bereiche aus unterschiedlichen Materialien aufweisen. Bevorzugt ist insbesondere auch, dass der aus keramischem Heizleitermaterial bestehende Endabschnitt des Außenleiters eine Querschnittsfläche aufweist, die höchstens 50% von der Querschnittsfläche eines aus keramischem Heizleitermaterial bestehenden Endabschnitts des Innenleiters abweicht. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die außen freigesetzte Heizleistung ebenfalls maximal um 50% von der innen freigesetzten Heizleistung abweicht. Dies führt zu einem gleichmäßigeren Aufheizen und verbessert die Lebensdauer des Glühstifts.A Further advantageous development of the invention provides that both an end portion of the inner conductor and an end portion of the supervisor consist of a Heizleitermaterial, which at 1000 ° C a higher specific Resistance has as the subsequent Sections of the inner and the outer conductor. Made of heat conductor material trained parts of the glow plug can together be called heating cap. The heating cap is preferred Consistently made of the same material, but can also make areas have different materials. In particular, it is also preferred that of the ceramic Heizleiterermaterial existing end portion of the supervisor a cross-sectional area at most 50% of the cross-sectional area an existing of ceramic Heizleitermaterial end portion of the inner conductor deviates. This measure has the advantage that the outside released heating power also a maximum of 50% from the inside deviates released heating power. This leads to a more uniform Heating up and improving the life of the glow plug.

Durch die Ausgestaltung des Endabschnitts des Innenleiters sowie des Endabschnitts des Außenleiters lässt sich bei einer erfindungsgemäßen Glühkerze zudem einstellen, in welchem Bereich der Spitze des Glühstifts eine angestrebte Betriebstemperatur erreicht wird. Insbesondere kann durch eine entsprechende Heizleistung des Endabschnitts des Innenleiters das Aufheizen auf die Mitte der Spitze des Glühstifts oder bei entsprechender Ausgestaltung der Endabschnitte des Außenleiters auf die seitlichen Bereiche der Spitze konzentriert werden.By the configuration of the end portion of the inner conductor and the end portion of the supervisor let yourself In addition, in a glow plug according to the invention set in which area of the tip of the glow plug a desired operating temperature is reached. In particular, by a corresponding heating power of the end portion of the inner conductor heating up to the middle of the Tip of the glow plug or with appropriate design of the end portions of the outer conductor be concentrated on the lateral areas of the top.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Teile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will become apparent to embodiments with reference to the attached Drawings explained. Same and corresponding parts are with matching reference numerals designated. Show it:

1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Glühstifts in einer schematischen Darstellung; 1 a longitudinal section of an embodiment of a glow plug in a schematic representation;

2 einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Glühstifts in einer schematischen Darstellung; 2 a longitudinal section of another embodiment of a glow plug in a schematic representation;

3 einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Glühstifts in einer schematischen Darstellung; 3 a longitudinal section of another embodiment of a glow plug in a schematic representation;

4 ein Ausführungsbeispiel einer Glühkerze mit einem Glühstift gemäß 1. 4 an embodiment of a glow plug with a glow plug according to 1 ,

Die in den 1 bis 3 dargestellten schematisch dargestellten Glühstifte 1 sind um ihre Längsachse rotationssymmetrisch. In den 1 bis 3 ist deshalb der Einfachheit halber nur jeweils die rechte Hälfte eines Längsschnitts dargestellt. Da die Besonderheiten der nachfolgend beschreiben Glühstifte 1 in deren vorderem Bereich, nämlich der Ausbildung der im Betrieb glühenden Spitze, liegen, ist in den 1 und 2 jeweils nur der vordere Bereich der Glühstifte 1 gezeigt, in dem sich das Heizleitermaterial befindet, dargestellt.The in the 1 to 3 illustrated glow plugs shown schematically 1 are rotationally symmetric about their longitudinal axis. In the 1 to 3 Therefore, for simplicity, only the right half of a longitudinal section is shown. As the peculiarities of the glowstocks described below 1 lie in the front area, namely the formation of the glowing in operation peak, is in the 1 and 2 only the front area of the glow plugs 1 shown, in which the Heizleiterermaterial is shown.

Der in 1 in einem Längsschnitt schematisch dargestellte Glühstift 1 hat eine keramische Isolationsschicht 2, die zwischen einem keramischen Innenleiter 3a, 3b und einer keramischen Außenleiterschicht 4a, 4b angeordnet ist und beispielsweise aus Siliziumnitrid bestehen kann. Der Innenleiter 3a, 3b besteht auf dem größten Teil seiner Länge, nämlich einem Innenleiter-Hauptabschnitt 3a, aus einem gut leitfähigen keramischen Material, beispielsweise einem Kompositwerkstoff aus Siliziumnitrid und Molybdänsilizid. An den Hauptabschnitt 3a schließt ein Endabschnitt 3b des Innenleiters an, der aus einem keramischen Heizleitermaterial besteht, das zumindest bei 1.000°C, bevorzugt auch bei Raumtemperatur, einen höheren spezifischen Widerstand als das Material des Hauptabschnitts 3a hat. Bevorzugt ist der spezifische Widerstand des Heizleitermaterials bei 1.000°C mindestens doppelt so groß wie der spezifische Widerstand des Materials des Hauptabschnitts 3a.The in 1 in a longitudinal section schematically illustrated glow plug 1 has a ceramic insulation layer 2 between a ceramic inner conductor 3a . 3b and a ceramic outer conductor layer 4a . 4b is arranged and may for example consist of silicon nitride. The inner conductor 3a . 3b exists on most of its length, namely an inner conductor main section 3a , of a highly conductive ceramic material, for example a composite material of silicon nitride and molybdenum silicide. To the main section 3a closes an end section 3b of the inner conductor, which consists of a ceramic Heizleitermaterial, at least at 1000 ° C, preferably also at room temperature, a higher resistivity than the material of the main section 3a Has. Preferably, the resistivity of the Heizleitermaterials at 1000 ° C is at least twice as large as the resistivity of the material of the main section 3a ,

Der Endabschnitt 3b kann ebenfalls ein Kompositwerkstoff sein, beispielsweise ebenfalls eine Siliziumnitrid/Molybdänsilizid Mischung, die wegen eines erhöhten Siliziumnitridanteils einen größeren Widerstand als der Hauptabschnitt 3b aufweist. Möglich ist es auch den Endabschnitt 3b aus einer anderen PTC-Keramik herzustellen.The end section 3b may also be a composite material, for example also a silicon nitride / molybdenum silicide mixture, because of an increased silicon nitride content a greater resistance than the main section 3b having. It is also possible the end section 3b from another PTC ceramic.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Materialien des Hauptabschnitts 3a und des Endabschnitts 3b in einem Übergangsbereich zwischen dem Hauptabschnitt 3a und dem Endabschnitt 3b überlappend angeordnet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, den Übergangswiderstand zwischen dem Hauptabschnitt 3a und dem Endabschnitt 3b zu reduzieren. Prinzipiell können der Hauptabschnitt 3a und der Endabschnitt 3b aber auch stumpf aneinander angrenzen.In the illustrated embodiment, the materials of the main section 3a and the end section 3b in a transitional area between the main section 3a and the end section 3b arranged overlapping. This measure has the advantage of the contact resistance between the main section 3a and the end section 3b to reduce. In principle, the main section 3a and the end section 3b but also dull together.

Die Außenleiterschicht 4a, 4b besteht auf dem größten Teil ihrer Länge, nämlich einem Hauptabschnitt 4a, aus einem gut leitfähigen keramischen Material, bevorzugt aus demselben Material wie der Hauptabschnitt 3a des Innenleiters. An den Hauptabschnitt 4a schließt ein Endabschnitt 4b des Außenleiters der Außenleiterschicht, der aus einem keramischen Heizleitermaterial besteht, das bei 1000°C einen höheren spezifischen Widerstand als das Material des Hauptabschnitts 4a hat. Der Endabschnitt 4b der Außenleiterschicht besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus demselben Material wie der Endabschnitt 3b des Innenleiters. Der Endabschnitt 4b des Außenleiters bildet zusammen mit dem Endabschnitt 3b des Innenleiters eine Heizkappe, die bei Raumtemperatur bevorzugt mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 40%, insbesondere mindestens die Hälfte, des Gesamtwiderstands des Glühstifts 1 ausmacht. Bevorzugt macht der elektrische Widerstand der Heizkappe aber nicht mehr als 90%, insbesondere nicht mehr als 80% des Gesamtwiderstands des Glühstifts 1 aus.The outer conductor layer 4a . 4b exists on most of its length, namely a main section 4a , of a highly conductive ceramic material, preferably of the same material as the main section 3a of the inner conductor. To the main section 4a closes an end section 4b the outer conductor of the outer conductor layer, which consists of a ceramic Heizleitermaterial, which at 1000 ° C, a higher resistivity than the material of the main section 4a Has. The end section 4b the outer conductor layer consists in the illustrated embodiment of the same material as the end portion 3b of the inner conductor. The end section 4b the outer conductor forms together with the end portion 3b of the inner conductor, a heating cap which at room temperature preferably at least 30%, particularly preferably at least 40%, in particular at least half, of the total resistance of the glow plug 1 accounts. However, the electrical resistance of the heating cap preferably does not exceed 90%, in particular not more than 80%, of the total resistance of the glow plug 1 out.

Der aus keramischem Heizleitermaterial bestehende Endabschnitt 4b des Außenleiters hat eine Querschnittsfläche, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um weniger als die Hälfte von der Querschnittsfläche des Endabschnitts 3b des Innenleiters abweicht. Es ist günstig, die Querschnittsflächen der Endabschnitte 3b, 4b der Außenleiterschicht und des Innenleiters im Wesentlichen gleich zu wählen, so dass Heizleistung entsprechend weitgehend gleichmäßig in den beiden Endabschnitten 3b, 4b freigesetzt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Endabschnitt 4b der Außenleiterschicht eine größere Länge als der Endabschnitt 3b des Innenleiters. Bevorzugt hat der Endabschnitt 3b des Innenleiters eine Länge, die zwischen einem Fünftel und der Hälfte der Länge des Endabschnitts 4b der Außenleiterschicht beträgt, wie dies bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.The existing of ceramic Heizleiterermaterial end portion 4b of the outer conductor has a cross-sectional area, which in the illustrated embodiment by less than half of the cross-sectional area of the end portion 3b of the inner conductor deviates. It is convenient, the cross-sectional areas of the end sections 3b . 4b the outer conductor layer and the inner conductor to choose substantially the same, so that the heating power accordingly largely uniformly in the two end portions 3b . 4b is released. In the illustrated embodiment, the end portion 4b the outer conductor layer has a greater length than the end portion 3b of the inner conductor. Preferably, the end portion 3b of the inner conductor has a length that is between one-fifth and one-half the length of the end portion 4b the outer conductor layer is, as in the in 1 illustrated embodiment is the case.

Der Endabschnitt 3b des Innenleiters hat eine in Längsrichtung des Innenleiters zu messende Länge, die mindestens so groß wie seine senkrecht dazu zu messende Dicke ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge des Endabschnitts 3b des Innenleiters mehr als doppelt so groß wie seine Dicke.The end section 3b of the inner conductor has a length to be measured in the longitudinal direction of the inner conductor which is at least as large as its thickness to be measured perpendicularly thereto. In the illustrated embodiment, the length of the end portion 3b of the inner conductor more than twice as large as its thickness.

Der Endabschnitt 3b des Innenleiters hat eine kleinere Querschnittsfläche als der darin anschließende Hauptabschnitt 3a des Innenleiters. Die Isolationsschicht 2 hat dementsprechend an ihrem vorderen Ende eine nach Innen gerichtete Verdickung 2a.The end section 3b of the inner conductor has a smaller cross-sectional area than the main section adjoining it 3a of the inner conductor. The insulation layer 2 has accordingly at its front end an inwardly directed thickening 2a ,

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Glühstifts 1, das sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass der Hauptabschnitt 3a des Innenleiters hohl ausgebildet ist. 2 shows a further embodiment of a glow plug 1 which differs from the embodiment described above substantially only in that the main portion 3a the inner conductor is hollow.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Glühstifts, das sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass der Endabschnitt 3b des Innenleiters aus demselben Material wie der daran anschließende Hauptabschnitt 3a des Innenleiters ausgebildet ist. In dem Endabschnitt 3b wird also ein höherer Widerstand pro Längeneinheit ausschließlich durch eine verringerte Querschnittsfläche erreicht. 3 shows a further embodiment of a glow plug, which differs from the in 1 illustrated embodiment essentially only differs in that the end portion 3b of the inner conductor of the same material as the adjoining main section 3a the inner conductor is formed. In the end section 3b Thus, a higher resistance per unit length is achieved exclusively by a reduced cross-sectional area.

Glühstifte gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispielen können beispielsweise durch Koextrusion eines stiftförmigen Grünkörpers gestellt werden, der Schichten zur Ausbildung der Hauptabschnitte 3a, 4a des Innenleiters und der Außenleiterschicht sowie der dazwischen liegende Isolationsschicht 2 aufweist. In einem vorderen Bereich des Grünkörpers kann die zur Ausbildung des Außenleiters aufgebrachte Schicht entfernt werden, beispielsweise durch Drehen. Auf einem solchen Rohling kann ein Grünkörper einer separat hergestellte Glühstiftspitze, die eine Verdickung 2a des Innenleiters 2, sowie einen Endabschnitt 3b des Innenleiters und eventuell auch des Außenleiters 4b aufweist, aufgesetzt werden. Auf die Außenseite eines so zusammengesetzten Stifts kann dann ein Endabschnitt des Außenleiters 4b aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen oder als Paste. Ein solcher Grünkörper wird anschließend gesintert und, falls erforderlich, nachbearbeitet.Glow pins according to the described embodiments can be provided for example by coextrusion of a pin-shaped green body, the layers for forming the main sections 3a . 4a of the inner conductor and the outer conductor layer and the intervening insulating layer 2 having. In a front region of the green body, the layer applied to form the outer conductor can be removed, for example by turning. On such a blank, a green body of a separately prepared glow tip, which is a thickening 2a of the inner conductor 2 , as well as an end section 3b the inner conductor and possibly also the outer conductor 4b has, be put on. On the outside of such a composite pin can then an end portion of the outer conductor 4b be applied, for example by spraying or as a paste. Such a green body is then sintered and, if necessary, post-processed.

4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Glühkerze 10 mit einem Glühstift 1, der gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein kann. Die Glühkerze 10 hat ein Gehäuse Kerzengehäuse 11, das an einer Außenseite eine Gewinde 12 und einem Sechskant 13 zum Einschrauben in einen Motor aufweist. Der Glühstift 1 wird in dem Kerzengehäuse 11 von einem ihn umgebenden Schutzrohr 14 gehalten und ragt mit seinem vorderen Ende aus dem Schutzrohr 14 und dem Kerzengehäuse 11 heraus. Das Schutzrohr 14 ist ebenso wie das Kerzengehäuse aus Metall, bevorzugt aus Stahl, und kann mit dem Kerzengehäuse 11 beispielsweise durch Einpressen, Löten oder Schweißen verbunden sein. 4 shows a schematic representation of a glow plug 10 with a glow plug 1 which may be formed according to the embodiments described above. The glow plug 10 has a housing candle housing 11 Threaded on an outside 12 and a hexagon 13 for screwing into a motor. The glow plug 1 is in the candle case 11 from a protective tube surrounding it 14 held and protrudes with its front end from the protective tube 14 and the candle case 11 out. The protective tube 14 is as well as the plug housing made of metal, preferably made of steel, and can with the candle housing 11 be connected for example by pressing, soldering or welding.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: GlühstiftGlow plug
22: Isolationsschichtinsulation layer
2a2a: Verdickungthickening
3a3a: Hauptabschnitt des Innenleiters/Innenleiterabschnittmain section of the inner conductor / inner conductor section
3b3b: Endabschnitt des Innenleitersend of the inner conductor
4a4a: Hauptabschnitt des Außenleiters/der Außenleiterschichtmain section of the leader / the Outer conductor layer
4b4b: Endabschnitt des Außenleiters/der Außenleiterschichtend of the leader / the Outer conductor layer
1010: Glühkerzeglow plug
1111: Kerzengehäuse/GehäusePlug housing / housing
1212: Gewindethread
1313: Sechskanthexagon
1414: Schutzrohrthermowell

Claims

Glühstift für eine Glühkerze (10), mit einem keramischen Innenleiter (3a, 3b), einer keramischen Isolationsschicht (2, 2a), die den Innenleiter (3a, 3b) umgibt, und einer keramischen Außenleiterschicht (4a, 4b), welche die Isolationsschicht (2, 2a) umgibt und über ein vorderes Ende des Glühstifts (1) elektrisch leitend an den Innenleiter (3a, 3b) angeschlossen ist, wobei an dem vorderen Ende des Glühstifts (1) der Innenleiter (3a, 3b) einen von der Isolationsschicht (2, 2a) umschlossenen Endabschnitt (3b) aufweist, der bei 1000°C einen höheren elektrischen Widerstand pro Längeneinheit als ein daran anschließender Innenleiterabschnitt (3a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) eine kleinere Querschnittsfläche als der daran anschließende Innenleiterabschnitt (3a) aufweist und die Isolationsschicht (2) an ihrem vorderen Ende eine nach innen gerichtete Verdickung (2a) aufweist.Glow plug for a glow plug ( 10 ), with a ceramic inner conductor ( 3a . 3b ), a ceramic insulation layer ( 2 . 2a ), the inner conductor ( 3a . 3b ), and a ceramic outer conductor layer ( 4a . 4b ), which the insulation layer ( 2 . 2a ) and over a front end of the glow plug ( 1 ) electrically conductive to the inner conductor ( 3a . 3b ) is connected, wherein at the front end of the glow plug ( 1 ) the inner conductor ( 3a . 3b ) one of the insulation layer ( 2 . 2a ) enclosed end portion ( 3b ), which at 1000 ° C a higher electrical resistance per unit length than an adjoining inner conductor section ( 3a ), characterized in that the end portion ( 3b ) has a smaller cross-sectional area than the adjoining inner conductor section (FIG. 3a ) and the insulating layer ( 2 ) at its front end an inwardly directed thickening ( 2a ) having.

Glühstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) des Innenleiters aus einem keramischen Heizleitermaterial besteht, das bei 1000°C einen höheren spezifischen Widerstand als das Material des anschließenden Innenleiterabschnitts (3a) aufweist.Glow plug according to claim 1, characterized in that the end section ( 3b ) of the inner conductor consists of a ceramic Heizleitermaterial which at 1000 ° C, a higher resistivity than the material of the subsequent inner conductor section ( 3a ) having.

Glühstift nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) des Innenleiters bei 1000°C einen mindestens doppelt so großen elektrischen Widerstand pro Längeneinheit wie der daran anschließende Innenleiterabschnitt (3a) hat.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 3b ) of the inner conductor at 1000 ° C at least twice as large electrical resistance per unit length as the adjoining inner conductor section ( 3a ) Has.

Glühstift nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) des Innenleiters aus einer PTC-Keramik besteht.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 3b ) of the inner conductor consists of a PTC ceramic.

Glühstift nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) eine in Längsrichtung des Innenleiters zu messende Länge hat, die mindestens so groß wie seine senkrecht dazu zu messende Dicke ist.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 3b ) has a length to be measured in the longitudinal direction of the inner conductor which is at least as large as its thickness to be measured perpendicular thereto.

Glühstift nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) über eine in Längsrichtung des Innenleiters zu messende Länge einen reduzierten Querschnitt aufweist, die mindestens so groß wie die senkrecht dazu zu messende Dicke des Endabschnitts (3b) ist.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 3b ) has a reduced cross-section over a length to be measured in the longitudinal direction of the inner conductor which is at least as large as the thickness of the end section ( 3b ).

Glühstift nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Isolationsschicht (2) umschließender Endabschnitt (4b) der Außenleiterschicht eine geringere Dicke als ein daran anschließender Hauptabschnitt (4a) der Außenleiterschicht hat.Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation layer ( 2 ) enclosing end portion ( 4b ) of the outer conductor layer has a smaller thickness than an adjoining main section ( 4a ) has the outer conductor layer.

Glühstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (4b) der Außenleiterschicht aus einem keramischen Heizleitermaterial besteht, das bei 1000°C einen höheren spezifischen Widerstand als das Material des anschließenden Hauptabschnitts (4a) der Außenleiterschicht aufweist.Glow plug according to claim 7, characterized in that the end section ( 4b ) of the outer conductor layer consists of a ceramic Heizleitermaterial which at 1000 ° C has a higher resistivity than the material of the subsequent main section ( 4a ) has the outer conductor layer.

Glühstift nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aus keramischem Heizleitermaterial bestehende Endabschnitt (4b) der Außenleiterschicht eine Querschnittsfläche aufweist, die höchstens um die Hälfte von der Querschnittsfläche eines aus keramischem Heizleitermaterial bestehenden Endabschnitts (3b) des Innenleiters abweicht.Glow plug according to Claim 7 or 8, characterized in that the end section consisting of ceramic heating conductor material ( 4b ) of the outer conductor layer has a cross-sectional area which is at most half the cross-sectional area of a ceramic heating conductor material end portion ( 3b ) deviates from the inner conductor.

Glühstift nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der aus keramischem Heizleitermaterial bestehende Endabschnitt (4b) der Außenleiterschicht eine größere Länge als der Endabschnitt (3b) des Innenleiters hat.Glow plug according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the end section consisting of ceramic heating conductor material ( 4b ) of the outer conductor layer has a greater length than the end section (FIG. 3b ) of the inner conductor.

Glühstift nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (3b) des Innenleiters eine Länge hat, die ein Fünftel bis die Hälfte der Länge des aus keramischem Heizleitermaterial bestehenden Endabschnitts (4b) der Außenleiterschicht hat.Glow plug according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the end section ( 3b ) of the inner conductor has a length which is one-fifth to one-half the length of the ceramic heating conductor consisting of end portion ( 4b ) has the outer conductor layer.

Glühkerze mit einem Glühstift (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem Gehäuse (11), aus dem der Glühstift (1) herausragt.Glow plug with a glow plug ( 1 ) according to one of the preceding claims and a housing ( 11 ), from which the glow plug ( 1 ) stands out.