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EP1295067B1 - Sheathed-element glow plug - Google Patents

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Publication number
EP1295067B1
EP1295067B1 EP01943162A EP01943162A EP1295067B1 EP 1295067 B1 EP1295067 B1 EP 1295067B1 EP 01943162 A EP01943162 A EP 01943162A EP 01943162 A EP01943162 A EP 01943162A EP 1295067 B1 EP1295067 B1 EP 1295067B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
layer
heating element
carrying layer
glow plug
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 - Lifetime
Application number
EP01943162A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1295067A1 (en
Inventor
Pia Mondal
Christine Engel
Andreas Reissner
Wolfgang Dressler
Horst Boeder
Christoph Kern
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1295067A1 publication Critical patent/EP1295067A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1295067B1 publication Critical patent/EP1295067B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the glow plug according to the invention with the features of independent claim has the advantage that at the end of the heating element remote from the combustion chamber There is a risk of short circuit. Another advantage is consider that the contact area between the first current-carrying layer and the contact element, which on end of the heating element remote from the combustion chamber is arranged, is enlarged. This reduces the Contact resistance, resulting in less heating of the Contact point leads. The risk of thermal destruction of the contact material between the heating element and the contact element is thus reduced. It is also advantageous that for Removal of one located on the rod-shaped heating element insulating layer in the area in which the Contact should be made to the power supply, an alignment of the rod-shaped heating element does not have to take place.
  • the first is current-carrying layer 11 in the first section 21 as strong widened that the cross section of the first current-carrying Layer 11 in this section is the cross section of the Heating element corresponds.
  • the design of this An exemplary embodiment can also be seen in FIG. 1.
  • the cross section of the first current-carrying layer 11 ensures that the Contact area of the first current-carrying layer 11 to Contact element 31, which at the end remote from the combustion chamber Heating element is arranged, is enlarged. This increase the contact area leads to a reduction in Contact resistance and therefore not as strong Warming up this area.
  • the lateral surface is a insulating layer 16 arranged, which preferably as Glass cover is formed.
  • this insulating Layer 16 is interrupted or it is a contact layer 17 trained the contact between the second current-carrying layer 12 and the sealing compound 5 improved.
  • This contact layer 17 can preferably be metallic Layer be formed.
  • the insulating layer 18 made of the material from which the insulation layer 15 is made. So is one Manufacturing process that involves the manufacture of a Laminate between electrically insulating and contains electrically conductive ceramic layers, possible especially inexpensively, since all layers under Use of the same equipment and facilities can be produced. A process step that a Application of a chemically different layer, is saved.
  • FIG. 4 is another embodiment of a Heating element of a glow plug according to the invention shown schematically.
  • the heating element now points to a stepped pin 11 'on the end remote from the combustion chamber, which connects to the first current-carrying layer 11 and from the material of the first current-carrying layer 11 consists.
  • This stepped pin is used for precise Placement of the contacting element 31 and the first Clamping sleeve 33, as also shown in FIG. 1 is.
  • FIG. 5 is another embodiment Glow plug according to the invention schematically in longitudinal section shown. This focused on the combustion chamber end the glow plug is limited. It should be based on this Drawing are shown again that the Insulation layer 18 or the third section 23 from am End of the heating element adjacent to the combustion chamber to the edge of the housing 3 on the combustion chamber side extends. As already described with reference to FIG. 1, close at the end of the heating element away from the combustion chamber first clamping sleeve 33 and a contact element 31. In one preferred embodiment can be from the combustion chamber facing end face of the pin 11 'of the second Insulation layer 11 provided with a contact layer 17 be the contact between the first insulation layer 11 and contact element 31 improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Glühstiftkerze zur Anordnung in einem Brennraum nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Es sind bereits Glühstiftkerzen zur Anordnung in einem Brennraum bekannt, die ein metallisches Gehäuse aufweisen. In einer konzentrischen Bohrung der bekannten Glühstiftkerze ist ein stabförmiges Heizelement angeordnet, wobei das Heizelement eine erste stromführende Schicht und eine zweite stromführende Schicht aufweist, wobei die Querschnitte der ersten und der zweiten stromführenden Schicht am brennraumseitigen Ende des Heizelements über einen Leitschichtsteg verbunden sind. Die erste und die zweite stromführende Schicht sind dabei durch eine Isolationsschicht getrennt. Es sind weiterhin Glühstiftkerzen bekannt, deren stromführende Schichten unterschiedliche Längen aufweisen. Derartige Glühstiftkerzen sind aus US 4 475 029 bekannt.The invention is based on a glow plug Arrangement in a combustion chamber according to the genre of the independent Claim. There are already glow plugs for arrangement in a combustion chamber known, which is a metallic housing exhibit. In a concentric bore of the known Glow plug is a rod-shaped heating element, wherein the heating element has a first current-carrying layer and has a second current-carrying layer, the Cross sections of the first and the second current-carrying Layer at the end of the heating element on the combustion chamber a conductive layer web are connected. The first and the second current-carrying layer are through a Isolation layer separated. There are still Glow plugs are known whose live layers have different lengths. Such glow plugs are known from US 4,475,029.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass am brennraumfernen Ende des Heizelements keine Kurzschlussgefahr besteht. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, dass die Kontaktfläche zwischen der ersten stromführende Schicht und dem Kontaktelement, das am brennraumfernen Ende des Heizelements angeordnet ist, vergrößert wird. Damit verringert sich der Kontaktwiderstand, was zu einer geringeren Aufheizung der Kontaktstelle führt. Die Gefahr der thermischen Zerstörung des Kontaktmaterials zwischen Heizelement und Kontaktelement wird somit reduziert. Desweiteren ist vorteilhaft, dass zur Abtragung einer sich auf dem stabförmigen Heizelement befindenden isolierenden Schicht in dem Bereich, in dem der Kontakt zur Stromzuführung erfolgen soll, eine Ausrichtung des stabförmigen Heizelements nicht erfolgen muss.The glow plug according to the invention with the features of independent claim has the advantage that at the end of the heating element remote from the combustion chamber There is a risk of short circuit. Another advantage is consider that the contact area between the first current-carrying layer and the contact element, which on end of the heating element remote from the combustion chamber is arranged, is enlarged. This reduces the Contact resistance, resulting in less heating of the Contact point leads. The risk of thermal destruction of the contact material between the heating element and the contact element is thus reduced. It is also advantageous that for Removal of one located on the rod-shaped heating element insulating layer in the area in which the Contact should be made to the power supply, an alignment of the rod-shaped heating element does not have to take place.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Glühstiftkerze möglich. Besonders vorteilhaft ist, die Isolationsschicht ebenfalls asymmetrisch auszubilden, so dass auch hier die Kurzschlussgefahr aufgrund einer Beschädigung oder einer Porosität einer auf das Heizelement aufgebrachten Isolationsschicht verringert wird. Dabei ist es vorteilhaft, den Bereich, in dem die Isolationsschicht asymmetrisch ausgebildete ist, in Richtung Brennraum bis über den Bund des Heizelements hinaus auszudehnen, da so eine Summation von form- und materialbedingter Kerbwirkung vermieden wird. Weiterhin vorteilhaft ist, das Heizelement derart auszugestalten, dass in dem Bereich, in dem die erste stromführende Schicht in das Gehäuse hineinragt, eine vorteilhafter Weise halbschalenförmige Isolationsschicht aufgebracht wird, die aus elektrisch isolierendem keramischen Material besteht, wobei die Isolationsschicht zwischen erster und zweiter stromführenden Schicht aus demselben Material besteht. Hierdurch wird der Herstellungsprozeß vereinfacht und somit kostengünstiger gestaltet. Um nicht noch eine zusätzliche Isolation vorsehen zu müssen, ist es vorteilhaft, diese Isolationsschicht so zu gestalten, dass sie bis über das brennraumseitige Ende des Gehäuses übersteht. Desweiteren ist vorteilhaft, am brennraumfernen Ende des Heizelements einen stufenförmigen Zapfen vorzusehen, so dass eine am brennraumfernen Ende des Heizelements angeordnete Spannhülse und das Kontaktelement leicht plazierbar sind.By the measures listed in the subclaims an advantageous further education and improvement of the Main claim specified glow plug possible. Especially the insulation layer is also advantageous training asymmetrically, so that here too Risk of short circuit due to damage or Porosity of one applied to the heating element Isolation layer is reduced. It is advantageous the area where the insulation layer is asymmetrical is trained, in the direction of the combustion chamber up to the collar of the heating element, because such a summation of notch effect due to shape and material is avoided. It is also advantageous to use the heating element in this way to design that in the area where the first current-carrying layer protrudes into the housing, one advantageously half-shell-shaped insulation layer is applied, which is made of electrically insulating ceramic material, the insulation layer between the first and second current-carrying layer the same material. This will Manufacturing process simplified and therefore cheaper designed. So as not to provide additional insulation it is advantageous to have this insulation layer in this way design that they extend beyond the combustion chamber end of the Housing protrudes. It is also advantageous to end of the heating element distant from the combustion chamber a step-shaped Provide pins so that one at the end of the Heating element arranged clamping sleeve and the contact element are easy to place.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Glühstiftkerze sind den unten dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen.Further advantageous training and improvements to Glow plug are those shown below To see embodiments.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

  • Figur 1 eine erfindungsgemäße Glühstiftkerze schematisch im Längsschnitt,
  • Figuren 2 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Heizelement einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze schematisch im Längsschnitt und
  • Figur 5 das brennraumseitige Ende einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze im Längsschnitt, schematisch.
    • Embodiments of the invention are shown in drawings and explained in more detail in the following description. Show it
  • 1 shows a glow plug according to the invention schematically in longitudinal section,
  • Figures 2 to 4 different embodiments of a heating element of a glow plug according to the invention schematically in longitudinal section and
  • Figure 5 shows the combustion chamber end of a glow plug according to the invention in longitudinal section, schematically.

    • Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

    In Figur 1 ist der Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze schematisch dargestellt. Die Glühstiftkerze weist ein Gehäuse 3 auf, das vorzugsweise aus metallischem Werkstoff besteht, in dessen konzentrische, durchgehende Bohrung am brennraumseitigen Ende ein Heizelement angeordnet ist. Das Heizelement besteht aus einer ersten stromführenden Schicht 11, einer zweiten stromführenden Schicht 12 und einer dazwischenliegenden Isolationsschicht 15. Die erste stromführende Schicht 11 und die zweite stromführende Schicht 12 sind durch einen Leitschichtsteg 13 am brennraumseitigen Ende des Heizelements verbunden. Aus der geschilderten Anordnung der ersten stromführenden Schicht 11, der zweiten stromführenden Schicht 12 und dem Leitschichtsteg 13 ergibt sich eine u-förmige Anordnung der stromführenden Schichten. Der elektrische Kontakt der ersten stromführenden Schicht 11 erfolgt am brennraumfernen Ende des Heizelements zu einem Kontaktelement 31, das vorzugsweise als Graphittablette oder anderes federndes und leitfähiges Element (beispielsweise eine Metallfeder) ausgebildet ist. Das Kontaktelement 31 und das brennraumseitige Ende des Anschlussbolzens 35, der am brennraumfernen Ende des Kontaktelements 31 angeordnet ist, sind in einer ersten Spannhülse 33 angeordnet, wobei die erste Spannhülse 33 die Form eines Hohlzylinders besitzt und aus elektrisch isolierendem Material besteht. Der Anschlussbolzen 35 erstreckt sich bis an das brennraumferne Ende der Glühstiftkerze und verläuft in der inneren, konzentrischen Bohrung des Gehäuses 3. Dabei sind in dieser Bohrung noch weitere Elemente (zweiten Spannhülse 37 und der Metallring 39) angeordnet, die die Form eines Hohlzylinders aufweisen und durch die der Anschlussbolzen 35 verläuft. Am brennraumfernen Ende ist auf dem Anschlussbolzen 35 ein Kontaktstecker 40 aufgesetzt, der die Verbindung zum Glühkerzen-Schaltkreis darstellt. Zwischen Gehäuse 3 und Kontaktstecker 40 ist ein Dichtring 41 angeordnet, der das Innere des Gehäuses der Glühstiftkerze vom Außenraum abdichtet. Dieser Dichtring 41 hat ebenfalls die Form eines Hohlzylinders.In Figure 1 is the longitudinal section of an inventive Glow plug shown schematically. The glow plug has a housing 3, which is preferably made of metallic Material consists in its concentric, continuous A heating element is arranged at the end of the combustion chamber end is. The heating element consists of a first current-carrying one Layer 11, a second current-carrying layer 12 and an intermediate insulation layer 15. The first current-carrying layer 11 and the second current-carrying layer Layer 12 are through a conductive layer web 13 connected to the combustion chamber end of the heating element. From the described arrangement of the first current-carrying layer 11, the second current-carrying layer 12 and the Conductor web 13 results in a U-shaped arrangement of the current-carrying layers. The electrical contact of the first Current-carrying layer 11 takes place at the end remote from the combustion chamber of the heating element to a contact element 31, the preferably as a graphite tablet or other resilient and conductive element (e.g. a metal spring) is trained. The contact element 31 and that combustion chamber end of the connecting bolt 35, the end of the contact element 31 remote from the combustion chamber is arranged, are arranged in a first clamping sleeve 33, the first clamping sleeve 33 has the shape of a hollow cylinder and consists of electrically insulating material. The Connection bolt 35 extends to the distant combustion chamber End of the glow plug and runs inside, concentric bore of the housing 3. Thereby in this Bore other elements (second adapter sleeve 37 and Metal ring 39) arranged in the shape of a hollow cylinder have and through which the connecting bolt 35 extends. At the The end remote from the combustion chamber is on the connecting bolt 35 Contact plug 40 placed on the connection to Represents glow plug circuit. Between housing 3 and Contact plug 40, a sealing ring 41 is arranged, which Interior of the glow plug housing from the outside seals. This sealing ring 41 also has the shape of a Hollow cylinder.

    Der elektrische Kontakt der zweiten stromführende Schicht ergibt sich über einen Bereich, in dem die elektrisch isolierende Schicht 16, die das brennraumferne Ende des Heizelements umgibt, abgetragen ist, desweiteren über die Dichtmasse 5 zum Gehäuse 3. Die Dichtmasse 5 ist ringförmig um das brennraumferne Ende des Heizelements herum angeordnet und dichtet das Innere des Gehäuses in Richtung Brennraum ab. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann auch in dem Bereich, in dem der Kontakt der zweiten stromführenden Schicht mit der Dichtmasse 5 erfolgen soll, eine Kontaktschicht 17 aufgebracht sein. Desweiteren kann auch am brennraumfernen Ende des Heizelements eine Kontaktschicht 17 den Kontakt zwischen der ersten stromführenden Schicht 11 und Kontaktelement 31 herstellen.The electrical contact of the second current-carrying layer arises over an area in which the electrical insulating layer 16, which is the distal end of the Surrounding the heating element, is removed, furthermore via the Sealant 5 to the housing 3. The sealant 5 is annular arranged around the end of the heating element remote from the combustion chamber and seals the interior of the housing towards the combustion chamber from. In a preferred embodiment, also in the area in which the contact of the second live Layer with the sealing compound 5 is to take place, a Contact layer 17 may be applied. Furthermore, on End of the heating element remote from the combustion chamber, a contact layer 17 the contact between the first current-carrying layer 11 and produce contact element 31.

    Anhand von Figur 2 soll nun der Aufbau des Heizelements näher beschrieben werden. Figur 2 zeigt dabei schematisch den Längsschnitt durch ein Heizelement einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze. Die in dieser und den nachfolgenden Figuren in Bezug auf Figur 1 verwendeten gleichen Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente. Auf diese soll deshalb nicht noch einmal ausführlich eingegangen werden. In Figur 2 ist zu sehen, dass am brennraumfernen Ende des Heizelements die erste stromführende Schicht 11 in einem ersten Abschnitt 21 einen Querschnitt aufweist, der vergrößert ist gegenüber dem Querschnitt der ersten stromführenden Schicht 11 auf der übrigen Länge. Die erste stromführende Schicht 11 weist demnach bei der Betrachtung des Längsschnitts eine asymmetrische L-Form auf. Die nicht von der ersten stromführenden Schicht 11 ausgefüllten Bereiche des ersten Abschnitts 21 am brennraumfernen Ende des Heizelements werden von der Isolationsschicht 15 ausgefüllt. Die zweite stromführende Schicht 12 ragt in diesen ersten Abschnitt 21 des Heizelements nicht hinein.The structure of the heating element is now to be described with reference to FIG are described in more detail. Figure 2 shows schematically the longitudinal section through a heating element Glow plug according to the invention. The one in this and the other following figures with reference to Figure 1 used the same reference numerals designate the same elements. On this should therefore not be discussed in detail again become. In Figure 2 it can be seen that the combustion chamber is distant End of the heating element, the first current-carrying layer 11 in a first section 21 has a cross section which is enlarged compared to the cross section of the first current-carrying layer 11 on the remaining length. The first current-carrying layer 11 accordingly shows when viewed the longitudinal section has an asymmetrical L-shape. They don't filled by the first current-carrying layer 11 Areas of the first section 21 at the end remote from the combustion chamber of the heating element are from the insulation layer 15 filled. The second current-carrying layer 12 projects into not into this first section 21 of the heating element.

    In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste stromführende Schicht 11 in dem ersten Abschnitt 21 so stark verbreitert, dass der Querschnitt der ersten stromführende Schicht 11 in diesem Abschnitt dem Querschnitt des Heizelements entspricht. Die Gestaltung dieses Ausführungsbeispiels ist auch Figur 1 zu entnehmen. In a preferred embodiment, the first is current-carrying layer 11 in the first section 21 as strong widened that the cross section of the first current-carrying Layer 11 in this section is the cross section of the Heating element corresponds. The design of this An exemplary embodiment can also be seen in FIG. 1.

    Durch die Verbreiterung des Querschnitts der ersten stromführenden Schicht 11 wird gewährleistet, dass die Kontaktfläche der ersten stromführende Schicht 11 zum Kontaktelement 31, das am brennraumfernen Ende des Heizelements angeordnet ist, vergrößert wird. Diese Erhöhung der Kontaktfläche führt zu einer Verringerung des Kontaktwiderstands und somit zu einer nicht so starken Erwärmung dieses Bereichs.By widening the cross section of the first current-carrying layer 11 ensures that the Contact area of the first current-carrying layer 11 to Contact element 31, which at the end remote from the combustion chamber Heating element is arranged, is enlarged. This increase the contact area leads to a reduction in Contact resistance and therefore not as strong Warming up this area.

    In Richtung Brennraum schließt sich an den ersten Abschnitt 21 des Heizelements ein zweiter Abschnitt 22 an, in dem der Querschnitt der Isolationsschicht 15 gegenüber dem Querschnitt ihrer übrigen Länge, d.h. dem Querschnitt in Richtung Brennraum, asymmetrisch vergrößert ist. Auch in diesen zweiten Abschnitt 22 ragt die zweite stromführende Schicht 12 nicht hinein. Dabei kann das brennraumseitige Ende des zweiten Abschnitts 22 derart gewählt sein, dass es Bestandteil des Heizelement-Bundes (siehe Figur 1) oder des Heizelement-Schafts (siehe Figur 2) ist oder sich genau am Übergang 19 zwischen Heizelement-Bund und Heizelement-Schaft befindet. Dabei wird als Heizelement-Bund der Bereich des Heizelements am brennraumfernen Ende bezeichnet, der den größten Querschnitt aufweist. Als Heizelement-Schaft wird der sich in Richtung Brennraum an den Heizelement-Schaft anschließenden Bereich des Heizelements bezeichnet, der nicht zum Heizelement-Bund gehört. Vorzugsweise wird das Ende des zweiten Abschnitts 22 nicht derart angeordnet, dass es genau am Übergang 19 zwischen Heizelement-Schaft und Heizelement-Bund liegt, da so eine zusätzliche Kerbwirkung durch den Materialübergang an der besonders beanspruchten Stelle des Übergangs zwischen Heizelement-Schaft und Heizelement-Bund verhindert wird. Mit der vorgeschlagenen Ausbildung der Isolationsschicht 15 wird ein Kurzschluss zwischen erster stromführender Schicht 11 und zweiter stromführender Schicht 12 am brennraumfernen Ende des Heizelements wirksam unterbunden.The first section follows in the direction of the combustion chamber 21 of the heating element to a second section 22 in which the Cross section of the insulation layer 15 compared to Cross section of their remaining length, i.e. the cross section in Towards the combustion chamber, is enlarged asymmetrically. Also in this second section 22 projects through the second current-carrying section Layer 12 not in there. The combustion chamber side End of the second section 22 may be selected such that it Part of the heating element bundle (see Figure 1) or the Heating element shaft (see Figure 2) or is exactly on Transition 19 between the heating element collar and the heating element shaft located. The area of the Designated heating element at the end remote from the combustion chamber, which the has the largest cross section. As a heating element shaft towards the combustion chamber on the heating element shaft subsequent region of the heating element referred to not part of the heating element collar. Preferably that is End of the second section 22 is not arranged such that it exactly at the transition 19 between the heating element shaft and Heating element collar is there because of an additional notch effect due to the material transfer on the particularly stressed Location of the transition between the heating element shaft and Heating element collar is prevented. With the proposed Formation of the insulation layer 15 becomes a short circuit between the first current-carrying layer 11 and the second current-carrying layer 12 at the end of the combustion chamber distant Heating element effectively prevented.

    Am brennraumfernen Ende des Heizelements, im Bereich der Mantelfläche ist, wie in Figur 2 dargestellt, eine isolierende Schicht 16 angeordnet, die vorzugsweise als Glasüberzug ausgebildet ist. Im Bereich 17, in dem die zweite stromführende Schicht 12 mit der Dichtmasse 5 in elektrischem Kontakt steht, ist entweder diese isolierende Schicht 16 unterbrochen oder es ist eine Kontaktschicht 17 ausgebildet, die den Kontakt zwischen der zweiten stromführenden Schicht 12 und der Dichtmasse 5 verbessert. Diese Kontaktschicht 17 kann vorzugsweise als metallische Schicht ausgebildet sein.At the end of the heating element remote from the combustion chamber, in the area of the As shown in FIG. 2, the lateral surface is a insulating layer 16 arranged, which preferably as Glass cover is formed. In area 17, in which the second current-carrying layer 12 with the sealing compound 5 in electrical contact is either this insulating Layer 16 is interrupted or it is a contact layer 17 trained the contact between the second current-carrying layer 12 and the sealing compound 5 improved. This contact layer 17 can preferably be metallic Layer be formed.

    In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heizelements einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze schematisch im Längsschnitt dargestellt. Dieses Heizelement weist keine, das brennraumseitige Ende des Heizelements vollständig umschließende isolierende Schicht 16 auf, sondern lediglich eine isolierende Schicht 18 in dem Bereich, in dem ohne isolierende Schicht 18 die erste stromführende Schicht Kontakt mit dem Gehäuse 3 hätte. Die isolierende Schicht 18 ist vorzugsweise halbschalenförmig ausgebildet. Der Abschnitt 23, in dem die isolierende Schicht 18 aufgebracht ist, wird im folgenden als dritter Abschnitt 23 bezeichnet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich die isolierende Schicht 18 vom brennraumfernen Ende des Heizelements bis über den Rand des Gehäuses hinaus erstreckt. So wird ein Kurzschluß zwischen der ersten stromführenden Schicht 11 und dem Gehäuse 3 aufgrund der Dicke der isolierenden Schicht 18 von bis zu einigen 100 µm wirksam verhindert. In Figure 3 is another embodiment of a Heating element of a glow plug according to the invention shown schematically in longitudinal section. This heating element has none, the combustion chamber end of the heating element completely enclosing insulating layer 16, but only an insulating layer 18 in the Area in which the first without an insulating layer 18 current-carrying layer would have contact with the housing 3. The Insulating layer 18 is preferably half-shell-shaped educated. The section 23 in which the insulating Layer 18 is applied in the following as the third Section 23 designated. It is advantageous if the insulating layer 18 from the distant end of the Heating element beyond the edge of the housing extends. So there is a short circuit between the first current-carrying layer 11 and the housing 3 due to the Thickness of the insulating layer 18 of up to a few 100 microns effectively prevented.

    In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die isolierende Schicht 18 aus dem Material hergestellt, aus dem die Isolationsschicht 15 besteht. So ist ein Herstellungsprozess, der die Herstellung eines Schichtverbundes zwischen elektrisch isolierenden und elektrisch leitenden keramischen Schichten beinhaltet, besonders kostengünstig möglich, da alle Schichten unter Verwendung der gleichen Anlagen und Einrichtungen hergestellt werden können. Ein Prozessschritt, der ein Aufbringen einer chemisch andersartigen Schicht beinhaltet, wird damit eingespart.In a particularly preferred embodiment, the insulating layer 18 made of the material from which the insulation layer 15 is made. So is one Manufacturing process that involves the manufacture of a Laminate between electrically insulating and contains electrically conductive ceramic layers, possible especially inexpensively, since all layers under Use of the same equipment and facilities can be produced. A process step that a Application of a chemically different layer, is saved.

    In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heizelements einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze schematisch dargestellt. Das Heizelement weist nun am brennraumfernen Ende einen stufenförmigen Zapfen 11' auf, der sich an die erste stromführende Schicht 11 anschließt und aus dem Material der ersten stromführenden Schicht 11 besteht. Dieser stufenförmige Zapfen dient zur genauen Plazierung des Kontaktierungselements 31 und der ersten Spannhülse 33, wie dies auch anhand von Figur 1 dargestellt ist.In Figure 4 is another embodiment of a Heating element of a glow plug according to the invention shown schematically. The heating element now points to a stepped pin 11 'on the end remote from the combustion chamber, which connects to the first current-carrying layer 11 and from the material of the first current-carrying layer 11 consists. This stepped pin is used for precise Placement of the contacting element 31 and the first Clamping sleeve 33, as also shown in FIG. 1 is.

    In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze schematisch im Längsschnitt dargestellt. Dabei wurde sich auf das brennraumseitige Ende der Glühstiftkerze beschränkt. Es soll anhand dieser Zeichnung noch einmal dargestellt werden, dass sich die Isolationsschicht 18 bzw. der dritte Abschnitt 23 vom am Gehäuse anliegenden brennraumfernen Ende des Heizelements bis über den brennraumseitigen Rand des Gehäuses 3 erstreckt. Wie bereits anhand von Figur 1 beschrieben, schließen sich am brennraumfernen Ende des Heizelements eine erste Spannhülse 33 und ein Kontaktelement 31 an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die vom Brennraum abgewandte Stirnfläche des Zapfens 11' der zweiten Isolationsschicht 11 mit einer Kontaktschicht 17 versehen sein, die den Kontakt zwischen erster Isolationsschicht 11 und Kontaktelement 31 verbessert.In Figure 5 is another embodiment Glow plug according to the invention schematically in longitudinal section shown. This focused on the combustion chamber end the glow plug is limited. It should be based on this Drawing are shown again that the Insulation layer 18 or the third section 23 from am End of the heating element adjacent to the combustion chamber to the edge of the housing 3 on the combustion chamber side extends. As already described with reference to FIG. 1, close at the end of the heating element away from the combustion chamber first clamping sleeve 33 and a contact element 31. In one preferred embodiment can be from the combustion chamber facing end face of the pin 11 'of the second Insulation layer 11 provided with a contact layer 17 be the contact between the first insulation layer 11 and contact element 31 improved.

    In allen Ausführungsbeispielen bestehen die erste stromführende Schicht 11, die zweite stromführende Schicht 12 und der Leitschichtsteg 13 aus elektrisch leitendem keramischen Material. Die Isolationsschicht 15 besteht aus elektrisch isolierendem Material. Die keramischen elektrisch leitenden und elektrisch isolierenden Materialien sind vorzugsweise keramische Verbundgefüge, die mindestens zwei der Verbindungen Al2O3, MoSi2, Si3N4 und Y2O3 enthalten. Diese Verbundgefüge sind durch einen ein- oder mehrstufigen Sinterprozeß erhältlich. Der spezifische Widerstand der Schichten kann dabei vorzugsweise durch den MoSi2-Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 bestimmt werden, vorzugsweise ist der MoSi2-Gehalt der ersten und der zweiten stromführende Schicht 11, 12 und des Leitschichtstegs 13 höher als der MoSi2-Gehalt der der Isolationsschicht 15.In all exemplary embodiments, the first current-carrying layer 11, the second current-carrying layer 12 and the conductive layer web 13 consist of electrically conductive ceramic material. The insulation layer 15 consists of electrically insulating material. The ceramic, electrically conductive and electrically insulating materials are preferably ceramic composite structures which contain at least two of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 , Si 3 N 4 and Y 2 O 3 . These composite structures can be obtained by a single or multi-stage sintering process. The specific resistance of the layers can preferably be determined by the MoSi 2 content and / or the grain size of MoSi 2 , preferably the MoSi 2 content of the first and second current-carrying layers 11, 12 and the conductive layer web 13 is higher than the MoSi 2 content of the insulation layer 15.

    In einem weiteren Ausführungsbeispiel bestehen die erste und die zweite stromführende Schicht 11, 12, der Leitschichtsteg 13 und die Isolationsschicht 15 aus einer Komposit-Precursor-Keramik mit unterschiedlichen Anteilen an Füllstoffen. Die Matrix dieses Materials besteht dabei aus Polysiloxanen, Polysilsequioxanen, Polysilanen oder Polysilazanen, die mit Bor oder Aluminium dotiert sein können und die durch Pyrolyse hergestellt werden. Den Füllstoff bilden für die einzelnen Schichten mindestens eine der Verbindungen Al2O3, MoSi2 und SiC. Analog zu dem obengenannten Verbundgefüge kann vorzugsweise der MoSi2-Gehalt und/oder die Korngröße von MoSi2 den spezifischen Widerstand der Schichten bestimmen. Vorzugsweise wird der MoSi2-Gehalt der ersten und der zweiten stromführende Schicht 11, 12 und des Leitschichtstegs 13 höher als der MoSi2-Gehalt der Isolationsschicht 15 eingestellt.In a further exemplary embodiment, the first and second current-carrying layers 11, 12, the conductive layer web 13 and the insulation layer 15 consist of a composite precursor ceramic with different proportions of fillers. The matrix of this material consists of polysiloxanes, polysilsequioxanes, polysilanes or polysilazanes, which can be doped with boron or aluminum and which are produced by pyrolysis. The filler forms at least one of the compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 and SiC for the individual layers. Analogous to the above-mentioned composite structure, the MoSi 2 content and / or the grain size of MoSi 2 can preferably determine the specific resistance of the layers. The MoSi 2 content of the first and second current-carrying layers 11, 12 and the conductive layer web 13 is preferably set higher than the MoSi 2 content of the insulation layer 15.

    Die Zusammensetzungen der Isolationsschicht 15, der ersten und der zweiten stromführenden Schicht 11, 12 sowie des Leitschichtstegs 13 werden in den oben angegebenen Ausführungsbeispielen so gewählt, daß ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die während des Sinter- bzw. Pyrolyseprozesses auftretenden Schrumpfungen der einzelnen Zuleitungs-, Leitschichtsteg- und Isolationsschichten gleich sind, so dass keine Risse im Glühstift entstehen.The compositions of the insulation layer 15, the first and the second current-carrying layer 11, 12 and the Conductor web 13 are given in the above Embodiments chosen so that their thermal Expansion coefficients and those during the sintering or Shrinkage of the individual Supply, conductive layer web and insulation layers the same so that there are no cracks in the glow plug.

    Claims (9)

    1. Sheathed-element glow plug for arrangement in a combustion chamber with a housing (3) and with a rod-shaped heating element arranged in a concentric hole in the housing, the heating element having a first current-carrying layer (11) and a second current-carrying layer (12), the first current-carrying layer (11) and the second current-carrying layer (12) being connected at the combustion-chamber end of the heating element by a conductive-layer web (13), the first current-carrying layer (11) and the second current-carrying layer (12) being separated by a first insulating layer (15), the first current-carrying layer (11) and the second current-carrying layer (12) being of different lengths, characterized in that the first current-carrying layer (11) has a larger cross section in a first portion (21) at the end of the heating element remote from the combustion chamber than over its remaining length, and in that the second current-carrying layer (12) does not project into the first portion (21).
    2. Sheathed-element glow plug according to Claim 1, characterized in that, in the first portion (21), the first current-carrying layer (11) has a cross section that corresponds to the cross section of the heating element.
    3. Sheathed-element glow plug according to Claim 2, characterized in that the first insulating layer (15) has a larger cross section in a second portion (22) of the heating element than over its remaining length, the second portion (22) adjoining the first portion (21) in the direction of the combustion chamber, and the second current-carrying layer (12) not projecting into the second portion (22).
    4. Sheathed-element glow plug according to Claim 3, characterized in that the combustion-chamber end of the second portion (22) of the heating element is not arranged at the transition (19) between a heating-element collar and a heating-element shank.
    5. Sheathed-element glow plug according to Claim 1, characterized in that the first current-carrying layer (11) is surrounded by an externally applied second insulating layer (18) over the length of a third portion (23) of the heating element.
    6. Sheathed-element glow plug according to Claim 5, characterized in that the third portion (23) of the heating element extends from the end of the heating element remote from the combustion chamber beyond the end of the housing (3) remote from the combustion chamber.
    7. Sheathed-element glow plug according to Claim 1, characterized in that the first current-carrying layer (11) has a step-shaped stud (11') at that end of the first portion (21) of the heating element which is remote from the combustion chamber.
    8. Sheathed-element glow plug according to Claim 1, characterized in that the first current-carrying layer (11), the second current-carrying layer (12) and the conductive-layer web (13) are composed of electrically conducting ceramic material, and the first insulating layer (15) and the second insulating layer (18) are composed of electrically insulating ceramic material.
    9. Sheathed-element glow plug according to Claim 8, characterized in that the first insulating layer (15) and the second insulating layer (18) are composed of the same electrically insulating ceramic material.
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