AT395788B - Zuendkerze - Google Patents

Description

AT 395 788 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze mit einer gegenüber dem Kerzengewinde isolierten Mittelelektrode und mit elektrisch mit dem Kerzengewinde verbundenen Massenelektroden, wobei am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode ein zumindest teilweise aus Platin oder einer Platinlegierung bestehender Aufsatzteil angebracht ist, zwischen dem und den von der Seite an ihn herangeführten Massenelektroden die Funkenstrecken liegen, wobei der Aufsatzteil im wesentlichen die Form eines mit der Deckfläche zum Brennraum weisenden Prismas aufweist und die Massenelektroden seitlich neben den Seitenflächen des im wesentlichen prismenförmigen Aufsatzteiles im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufen, nach Patent Nr. (A 232/90).

Dem Stammpatent liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Zündkerze zu schaffen, die eine sehr hohe Standfestigkeit, insbesondere einen geringen Abbrand der Elektroden aufweist und dennoch mit relativ geringen Zündspannungen betreibbar ist. Im Bedarfsfall soll eine bequeme Nachstellmöglichkeit mit definiertem Elektrodenabstand gegeben sein.

Bei Zündkerzen möchte man hohe lokale Feldstärken zwischen der Mittelelektrode und den Massenelektroden erzielen, um eine möglichst geringe Zündspannung zu benötigen. Solche hohen Feldstärken können durch spitze Elektrodenausbildungen erreicht werden. Allerdings hat man dann den Nachteil, daß diese Elektroden relativ schnell abbrennen. Eine Verbesserungsmöglichkeit besteht in der Verwendung von geeigneten Materialien. Bei den bisherigen Elektrodengeometrien hat man aber auch damit keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt. Bei der dem Stammpatent und dem vorliegenden Zusatzpatent entsprechenden Elektrodengeometrie, bei der der Aufsatzteil auf der Mittelelektrode aus Platin oder einer Platinlegierung im wesentlichen die Außenform eines Prismas aufweist, ist durch die scharfen Prismenkanten eine hohe örtliche Feldstärke und damit eine Absenkung der Zündspannung gegeben. Gleichzeitig hält sich der Abbrand durch die relativ große wirksame Gesamtlänge der Prismenkanten in Grenzen. Die Funkenstrecken liegen dabei zwischen dem Aufsatzteil und den seitlich neben dem Aufsatzteil im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufenden Massenelektroden, umgeben also praktisch den gesamten prismenförmigen Aufsatzteil. Durch die parallele Führung der Massenelektroden zu den Seitenflächen des prismenföimigen Aufsatzteiles aus Platin ist der ohnehin nur im geringen Ausmaß vorhandene Elektrodenabbrand auch relativ gleichmäßig, sodaß im Bedarfsfall eine einfache Nachstellmöglichkeit mit wohldefiniertem Elektrodenabstand möglich ist.

Beim Aufsatzteil auf der Mittelelektrode kommt es im Hinblick auf die Zündfunken- und Abbrandeigenschaften im wesentlichen auf die Außenform, insbesondere die langen Prismenkanten an, während die Grundfläche im allgemeinen zur Verbindung des Aufsatzteiles mit der Mittelelektrode zumindest beiträgt Um den Abbrand gering zu halten, ist es wesentlich, daß die an der Funkenstrecke liegenden Bereiche des prismenförmigen Aufsatzteiles aus Platin bzw. einer Platinlegierung bestehen, während der Mittelteil aus unedlem Metall und/oder Halbedelmetall bestehen kann. Bei einer solchen Version ist gleichzeitig eine feste Verbindung des Aufsatzteiles mit der MiUelelektrode möglich, und außerdem eine Materialersparnis an teurem Platin.

Gemäß einer Ausftthrungsfarm des Stammpatentes und des vorliegenden Zusatzpatentes weist der Aufsatzteil die Form eines geraden Prismas mit quadratischer Grund- bzw. Deckfläche auf. Bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit, im Querschnitt vorzugsweise quadratische, im rechten Winkel abgewinkelte Massenelektroden vorzusehen, von denen jeweils ein Schenkel parallel zu einer Seitenfläche des Aufsatzteiles verläuft und der andere Schenkel parallel zur anschließenden Seitenfläche des Aufsatzteiles verläuft. Damit weiden mit einer Massenelektrode jeweils zwei Seitenflächen des Aufsatzteiles erfaßt, wobei zwischen den Prismen-Höhenkanten und dem Innenwinkel der abgewinkelten Massenelektroden besonders hohe Feldstärken auftreten.

Eine Verbesserung bzw. weitere Ausbildung der Erfindung gemäß Stammpatent besteht nach der vorliegenden Zusatzerfindung darin, daß die Massenelektroden aus mindestens einem Träger aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, vorzugsweise aus Nickel bestehen, auf dem dem Aufsatzteil der Mittelelektrode zugewandt eine dünne Elektrodenschicht aus Platin oder einer Platinlegierung angeordnet ist.

Durch diese Maßnahme wird eine weitgehende Einsparung von teurem Edelmetall (Platin bzw. Platinlegierung) erzielt. Da der Massenelektroden-Träger aus unedlem Metall oder Halbedelmetall besteht, muß dieser nicht materialsparend ausgeführt werden, was bewirkt, daß ein guter Wärmeabfluß über den Massenelektroden-Träger erfolgt.

Die dünne Elektrodenschicht aus Platin oder einer Platinlegierung kann in Form von dünnen Stäbchen auf den Träger aufgeschweißt oder aufgelötet werden. Statt dessen ist es aber auch möglich, die dünne Elektrodenschicht aus Platin bzw. der Platinlegierung auf den Träger als Belag aufzutragen, beispielsweise aufzudampfen. Es genügt, wenn die aus Platin bzw. einer Platinlegierung bestehende dünne Elektrodenschicht eine Schichtdicke von weniger als 1 mm aufweist. Vorzugsweise kann die Schichtdicke in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,5 mm liegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen durch ein Ausführungsbeiqüel näher erläutert

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zündkerze. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf den dem Brennraum zugewandten Kopf der Zündkerze. Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Fig. 2 in Richtung des Pfeiles (ΙΠ) in Fig. 2. Fig. 4 zeigt die Mittelelektrode im Schnitt. Fig. 5 zeigt in Draufsicht vom Brennraum aus gesehen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze. Fig. 6 ist eine dazugehörende Seitenansicht in Richtung des Pfeiles (VI) der Fig. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte Zündkerze weist einen Isolierkörper (1) zur Isolation der zentralen Mittelelektrode -2-

Claims (5)

1. AT 395 788 B (2) gegenüber dem in Betrieb auf Masse liegenden Gehäuse (3) aus Metall auf, das einstückig mit einer Sechskantmutter (4) und einem Gewindeteil (5) ausgebildet ist. Die Mittelelektrode (2) weist, wie aus Fig.
2. 2 bis 4 hervorgeht, einen prismenförmigen, in Draufsicht quadratischen Aufsatzteil (7) auf, der aus einer Platin-Rhodium-Legierung besteht. Der prismenförmige Aufsatzteil wird von einem stiftförmigen Teil der Mittelelektrode getragen, der in eine zentrale Öffnung des Aufsatzteiles (7) ragt und mit diesem verschweißt oder verlötet wird. Dieser stiftförmige Teil besteht z. B. aus einem Kem (2A) aus Kupfer und einer Hülle (2B) aus Nickel (Fig. 4). Die Massenelektroden (8,9) der Zündkerze bestehen jeweils aus einem mit dem Massering (5A) des Gewindeteiles (5) verbundenen Träger (8A, 8B, 9A, 9B) aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, beispielsweise Nickel, auf dessen Armen (8B, 9B), dem prismenförmigen Aufsatzteil (7) der Mittelelektrode (2) zugewandt, je eine dünne Schicht (8C, 9C) aus Platin oder einer Platinlegierung, beispielsweise einer Platin-Rhodium-Legierung angeordnet, beispielsweise angeschweißt oder angelötet ist. In Draufsicht auf den dem Brennraum zugewandten Kopf der Zündkerze weist der Träger (8A, 8B) bzw. (9A, 9B) eine Y-Form auf, wobei an den einander zugewandten Innenseiten der beiden Y-Elektrodenarme (8B, 9B) die dünne Elektrodenschicht (8C, 9C) angeordnet ist und je zwei Elektrodenarme (8B-8B) bzw. (9B-9B) über einen gemeinsamen Steg (8A) bzw. (9A) mit dem Massering (5A) in Verbindung stehen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 besitzt der prismenförmige Aufsatzkörper (7) der Mittelelektrode (2) dreieckförmigen Umriß. Jeder der drei Seiten des Aufsatzkörpers (7) ist eine Massenelektrode (8, 9,10) zugeordnet. Diese bestehen jeweils aus einem mit dem Massering (5A) verbundenen Träger aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, wobei jeder Träger aus einem vom Massering (5A) aufragenden Steg (8A, 9A, 10A) und einem Arm (8B, 9B, 10B) besteht Die Arme liegen parallel zu den drei Seiten des Aufsatzteiles (7) und tragen, dem Aufsatzteil (7) zugewandt, je eine dünne Schicht (8C, 9C, 10C) aus Platin oder einer Platinlegierung. PATENTANSPRÜCHE 1. Zündkerze mit einer gegenüber dem Kerzengewinde isolierten Mittelelektrode und mit elektrisch mit dem Kerzengewinde verbundenen Massenelektroden, wobei am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode ein zumindest teilweise aus Platin oder einer Platinlegierung bestehender Aufsatzteil angebracht ist, zwischen dem und den von der Seite an ihn herangeführten Massenelektroden die Funkenstrecken liegen, wobei der Aufsatzteil im wesentlichen die Form eines mit der Deckfläche zum Brennraum weisenden Prismas aufweist und die Massenelektroden seitlich neben den Seitenflächen des im wesentlichen prismenförmigen Aufsatzteiles im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufen, nach Patent Nr. (A 232/90), dadurch gekennzeichnet, daß die Massenelektroden (8, 9,10) aus mindestens einem Träger (8A, 8B; 9A, 9B; 10A, 10B) aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, vorzugsweise aus Nickel bestehen, auf dem dem Aufsatzteil (7) der Mittelelektrode (2) zugewandt eine dünne Elektrodenschicht (8C, 9C, IOC) aus Platin oder einer Platinlegierung angeordnet ist. 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Elektrodenschicht (8C, 9C, IOC) auf dem Träger (8A, 8B; 9A, 9B) aufgeschweißt oder aufgelötet ist.
3. 3. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Elektrodenschicht (8C, 9C, 10C) auf dem Träger (8A, 8B; 9A, 9B; 10A, 10B) aufgedampft ist.
4. 4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in Draufsicht eine Y- oder V-Form aufweist, wobei an den einander zugewandten Innenseiten der beiden Y- bzw. V-Elektrodenarme (8B, 9B) die dünne Elektrodenschicht (8C, 9C) angeordnet ist.
5. 5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Elektrodenschicht (8C, 9C, 10C) eine Schichtdicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,5 mm, aufweist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -3-