Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze für eine Brenn- stoffkraftmaschine, bestehend im wesentlichen aus einem Kerzenge¬ häuse und einem in dem Kerzengehäuse angeordneten Anschlussbolzen sowie einen mit dem Anschlussbolzen kontaktierbaren keramischen Glühstift mit einer in den Brennraum hineinragenden Seite.

Stand der Technik Dieselmotoren benötigen für ein gutes Start- und Warmlaufverhalten bei tiefen Temperaturen eine Wärmequelle, die entweder das Gasge¬ misch, die Ansaugluft oder den Brennraum vorwärmen. Hierzu wird in der Regel die Verwendung von Glühstiftkerzen vorgeschlagen. Diese bestehen aus einem Kerzengehäuse und einem aus dem Kerzengehäuse ragenden Glühstift aus keramischem Material, der in seinem mon- tierten Zustand in den Brennraum einer Brennstoffkraftmaschine hineinragt. In der Regel ragen bei Direkteinspritzmotoren die Glühstifte der Glühstiftkerzen um ca. 4 mm in den Brennraum der Brennstoffkraftmaschine und erwärmen das Diesel-Luft-Gemisch. Er¬ reichte 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 Strom- fluss die Spitze des Glühstifts zum Glühen gebracht wird. Der Glühstift selbst ist im Querschnitt rund und weist bei bestimmten Typen einen Durchmesser von ca. 3,5 - 6 mm auf.

Die bekannten Glühstiftkerzen sind aus Metall hergestellt und wei¬ sen in der Regel keine Schutzschicht auf ihrer Aussenwandung auf.

Aufgabe der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionalität der Glüh- stiftkerze zu verbessern.

Lösung der Aufgabe Der Kerngedanke der Erfindung, der zur Lösung der Aufgabe führt, besteht darin, den Glühstift mit einer porösen Schicht zumindest an dem in den Brennraum der Brennstoffkraftmaschine hineinragenden Teil zu versehen.

Vorteile der Erfindung Aufgrund der aufgebrachten porösen Schicht weist diese im Ver- gleich zur bisherigen Schicht eine bessere Thermoschockbeständig- keit auf. In Folge dessen kann die Dicke der porösen Schicht er¬ heblich gesteigert werden. Zudem muss im Vergleich zu „massiven1" Schichten keine exakte Anpassung an den Ausdehnungskoeffizienten vorgenommen werden. Die größere Schichtdicke, die auf den Glühstift aufgebracht werden kann, führt zu dem Vorteil, dass eine erheblich bessere Schutzwir¬ kung gegen chemische Einflüsse im Brennraum erzielt wird. Durch die in der porösen Schicht eingebetteten Gase wird eine thermische Isolierung erzielt, wodurch ein geringer Temperaturgradient er¬ zielt wird und dies hat wiederum zur Folge, dass geringe thermi¬ sche Spannungen innerhalb des Glühstifts auftreten.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil bei der Anwendung einer porösen Schicht auf dem Glühstift besteht darin, dass die Strömungsge¬ schwindigkeit des Kraftstoff-/Luft-Gemisches reduziert wird. Durch die höhere Verweildauer wird die Entzündung des Gemisches an der heißen Glühstiftoberfläche erleichtert, so dass der Motor ein bes¬ seres Start- und Laufverhalten aufweist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in die Schicht katalytisch aktive Partikel einbettbar sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um PT-Metalle oder auch um Seltenerdoxide handeln. Durch das Einbetten dieser Partikel wird ebenfalls das Zündverhalten weiter verbessert, insbesondere auch bei abgeschalteter Glühstiftkerze. Somit kann bei gleicher Zünd¬ leistung der elektrische Leistungsbedarf einer Glühstiftkerze ge¬ senkt werden. Dies hat wiederum zur Folge, dass aufgrund der ge¬ ringeren Temperaturen und damit der geringeren Belastung die Le- bensdauer der Glühstiftkerze erhöht wird.

Das Aufbringen der porösen Schicht auf den Glühstift einer Glüh- stiftkerze kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen:

Pulverdispersion - A -

Beispielsweise kann in Form von Dickschichtpasten oder Schli¬ ckern, Tauchen, Aufsprühen und Drucken das Auftragen erfolgen. Zudem ist vorstellbar, die poröse Schicht aufzurollen.

Sintern Das Sintern kann sowohl durch Cofiring als auch Postfiring er¬ folgen. Für einen Cofiring Prozess wird die Schutzschicht auf den ungesinterten Glühstift aufgebracht und gemeinsam mit die¬ sem gesintert. Die Zusammensetzung der aufgebrachten Schicht muss so gewählt sein, dass sie die gleichen Dimensionsänderun¬ gen während des Sinterprozesses aufweist wie der Glühstift selbst. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, in dem man für die Schicht ein größtenteils mit der Isolations¬ schicht des keramischen Glühstifts identisches Material aus- wählt. Die Porosität wird durch Beimischen von Porenbildnern, zum Beispiel Acrylaten, die auch in Inertgasatmosphäre voll¬ ständig ausbrennen, erzeugt.

Bei einem Postfiring-Prozess muss die Sinterung mit so gerin- gen Dimensionsänderungen wie möglich erfolgen, ansonsten würde die Schicht abplatzen. Um dies zu gewährleisten, sind neben Reaktionssinterprozessen auch Sol/Gel-Technologien einsetzbar. Basierend auf dem Reaktionssintern von Al-Legierungen in Kom¬ bination mit verschiedenen Oxiden können geeignete Oxidschich- ten hergestellt werden, so zum Beispiel AI2O3, Spinell, Kordierit, Mullit oder Verbundwerkstoffe aus diesen.

Folgende Stoffe können geeignet sein, für die Erfindung Anwendung zu finden: 1. Ein reaktionsgebundener Mullit, der durch eine Pulvermischung aus 30-gew% Al7sSi25-Legierung und 70-gew% Al6Si2Oi3 in Ethanol gemischt, herstellbar ist. Durch einen Tauchprozess wird die Schicht auf den Glühstift aufgebracht, Die Wärmebehandlung erfolgt in Luft bei einer Temperatur von ca. 1200 0C bis zur vollständigen Umsetzung in Mullit.

2. Ein reaktionsgebundenes Aluminiumnitrid, das aus einer PuI- Vermischung aus Al und AlN herstellbar ist, wobei der Reak- tionssinterprozess in Stickstoff bei Temperaturen zwischen 1000 und 12000C erfolgt.

3. Ein reaktionsgebundener Spinell/Mullit, der aus einer PuI- Vermischung von 34-Vol% AlMg5 Legierung, 16-Vol% MgO und 50 Vol% Al6Si2Oi3 gewonnen wird. Die Reaktionssinterung erfolgt in der Luft bei Temperaturen bis 1000 0C.

4. Eine Sol-/Gel-Schicht, die aus NH4+ stabilisiertem Siliziumsol in Kombination mit Aluminiumsilikaten eingesetzt werden kann. Die Wärmebehandlung erfolgt bei 1000 0C.

5. Katalytische Schicht, die durch die Schaffung einer der un¬ ter den Punkten 1-3 genannten Schichten zusammen mit einer Beimengung von katalytisch aktiven Partikeln, wie beispiels¬ weise PT-Metalle oder Seltenerdoxiden erstellbar ist. Durch die relativ niedrigen Herstellungstemperaturen und aufgrund der Zusammensetzung der Schichten muss nicht mit einer Ver¬ giftung des Katalysators gerechnet werden. Aufgrund besonde- rer mechanischer Eigenschaften der porösen Schicht ist trotz der unterschiedlichen Ausdehungskoeffizienten von Schicht und zum Beispiel Platin eine dauerhafte Einbettung der Par¬ tikel in die Schicht möglich. Alternativ kann die poröse Schicht auch mit einer zum Beispiel PT-haltigen Dispersion infiltriert werden. Auch eine Imprägnierung mit einer Kata¬ lysator-Salzlösung ist denkbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen zudem aus der nachfol¬ genden Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 einen schematische Darstellung eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstift¬ kerze im Schnitt;

Figur 2 einen schematische Darstellung eines Teils eines zwei- ten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glüh- stiftkerze im Schnitt.

In Figur 1 ist ein erstens Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Ausgestaltung einer Glühstiftkerze 1 dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung nur der erfindungswesentliche Teil, nämlich der in den nicht in der Figur gezeigten Brennraum hinein¬ ragende Teil 2 der Glühstiftkerze 1, dargestellt ist.

Die Glühstiftkerze 1 besitzt einen Glühstift 3, der aus einem huf- eisenförmigen Keramikkörper 4 aus elektrisch leitendem Material besteht, wobei auf der zum Brennraum hinweisende Seite 5 eine Ver¬ jüngung 6 derart ausgebildet ist, so dass bei Stromfluss diese Verjüngung 6 zu glühen beginnt. Der durch die Form gebildete Zwi¬ schenraum 7 ist mit isolierendem Keramikmaterial gefüllt.

Der Glühstift 3 ist in einem Gehäuse 8 angeordnet. Dieses ist an der Spitze 2 mit einem erfindungsgemäßen porösen Schicht 9 aus Ke¬ ramikschaum überzogen.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Ausgestaltung einer Glühstiftkerze 101, die einen Glühstift 103 umfasst, der aus einem hufeisenförmigen Keramikkörper 104 aus elektrisch leitendem Material besteht, wobei auf der zum Brennraum hinweisende Seite 105 eine Verjüngung 106 derart ausgebildet ist, so dass bei Stromfluss diese Verjüngung 106 zu glühen beginnt. Der durch die Form gebildete Zwischenraum 107 ist mit isolierendem Ke¬ ramikmaterial gefüllt

Auch die in Figur 2 gezeigte Glühstiftkerze 101 weist an dem in den Brennraum hineinragenden Teil 102 eine Beschichtung des Gehäu¬ ses 108 mit einer porösen Schicht 109 aus Keramikschaum auf. Die¬ ser Keramikschaum, aus dem die Schicht 109 besteht, enthält - im Gegensatz zu Figur 1 - feinverteilte, katalytisch wirksame Parti¬ kel 110.