AT516825B1

AT516825B1 - Zündkerze zum Entfernen von Abgasrückständen und zugehörige Brennkammer

Info

Publication number: AT516825B1
Application number: ATA9002/2013A
Authority: AT
Original assignee: Cummins Ip Inc
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2016-09-15
Also published as: AT516825A5; AT516825B8; US20130206101A1; WO2013120090A1; CN103947060B; CN103947060A; DE112013000207T5; CN107061099A; CN107061099B; US9225151B2

Abstract

Eine Zündkerze (210), und zugehörige Systeme, für einen Verbrennungsmotor weist eine mittlere Elektrode (230) auf, die an einer ersten distalen Endfläche (232) endet, die um eine Mittelachse (14) herum definiert ist. Die Zündkerze weist außerdem mindestens eine äußere Elektrode (222) auf, die an einer zweiten distalen Endfläche (224) endet. Die mindestens eine äußere Elektrode (222) umschließt mindestens teilweise die mittlere Elektrode (230) lateral in der Weise, dass die zweite distale Endfläche (224) in Bezug auf die mittlere Elektrode (230) radial versetzt ist und eine laterale Lücke (240) zwischen der mittleren Elektrode (230) und der mindestens einen äußeren Elektrode (222) definiert ist. Weiters ist eine Kontaktleiste (260) vorgesehen, die mit der zweiten distalen Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) verbunden ist. Die Zündkerze (210) weist Merkmale auf, die den Strom des frischen Luft-. /Kraftstoffgemisches durch die laterale Lücke (240) zwingen oder umleiten, um die Entfernung oder Verdrängung der Abgasrückstände aus einem vorherigen Verbrennungsereignis aus der lateralen Lücke zu unterstützen.

Description

Beschreibung

GEBIET

[0001] Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Anwendung bezieht sich im Allgemeinen auf Verbrennungsmotoren und spezieller auf Kraftstoffzündsysteme von Verbrennungsmotoren.

HINTERGRUND

[0002] Zündkerzen werden in Verbindung mit verschiedenen Arten von Brennkammerkonfigurationen eingesetzt, um eine Flamme in einem brennbaren Kraftstoff-/Luftgemisch zu erzeugen. Einige Brennkammerkonfigurationen weisen Konfigurationen mit passiver Vorkammer, offener Brennkammer und Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr. Zündkerzenkonstruktionen nach dem bisherigen Stand der Technik weisen verschiedene Unzulänglichkeiten auf, die sich je nach Art der Brennkammerkonfiguration verstärken können, in der die Zündkerze arbeitet.

[0003] Bekanntlich werden Zündkerzen in Kombination mit Vorkammern und offenen Brennkammern benutzt, um Verbrennungsvorgänge in Verbrennungsmotoren einzuleiten. Konfigurationen mit Vorkammer sind besonders nützlich, um die Verbrennungsflamme für Magergemischmotoren zu erzeugen und zu verbreiten, die mit Erdgas betrieben werden, das bei herkömmlichen Konfigurationen mit offener Brennkammer schwierig zu entzünden sein kann. Passive Vorkammern umfassen ein Verbrennungsvolumen, in dem sich die Zündkerze befindet. Das Verbrennungsvolumen der Vorkammer ist mit der Hauptbrennkammer über Öffnungen oder Düsen verbunden. Die Zündkerzen weisen oftmals eine zentrale kathodische Elektrode sowie eine oder mehrere äußere Masse- oder Anodenelektroden auf, die mindestens teilweise um die kathodische Elektrode angeordnet sind, um eine Lücke dazwischen zu bilden. Die Zündkerze löst einen Verbrennungsvorgang durch Erzeugung eines Funkens (z.B. Elektronenstrom) aus, der die Lücke zwischen der zentralen und den äußeren Elektroden überbrückt. Insbesondere erzeugt der Funke eine Flamme, die sich durch das Vorkammervolumen ausbreitet. Diese Verbrennung löst einen plötzlichen Druckanstieg in der Vorkammer aus, so dass ein großer Druckunterschied in den Öffnungen zwischen der Vorkammer und der Hauptkammer entsteht. Der Druckunterschied zwingt die Flamme durch die Öffnungen in die Hauptbrennkammer, was zu einem erfolgreichen Verbrennungsvorgang führt.

[0004] Nach einem erfolgreichen Verbrennungsvorgang werden die Abgasrückstände in der Hauptkammer während des Ausstoßhubs ausgeblasen. Während des Ansaughubs wird ein frisches, vorgemischtes LufWKraftstoffgemisch (Ladegemisch) über ein von einem Kolben bewirktes Verdichtungsereignis in den Hauptzylinder gedrückt.

[0005] Einige Abgasrückstände in dem passiven Vorkammervolumen und zwischen den Zündkerzenelektroden werden jedoch nicht vollständig ausgeblasen und verbleiben während des Ausstoßhubs und des Ansaughubs in der Vorkammer. Während des anschließenden Verdichtungshubs erhöht sich der Druckunterschied zwischen der Hauptkammer und der Vorkammer, wobei frisches Ladegemisch durch die Öffnungen in die Vorkammer gedrückt wird, wodurch eine Verdichtung der Abgasrückstände zur Rückseite der Vorkammer bewirkt wird, wo sich die Zündkerze befindet.

[0006] In den Dokumenten US 3958144 A, JP 2008108448 A und EP 2053711 A2 werden Zündkerzen mit einer runden mittleren Elektrode, die koaxial von äußeren Elektroden eingeschlossen sind, beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG

[0007] Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist entwickelt worden als Reaktion auf den derzeitigen Stand der Technik und vor allem als Antwort auf die Probleme und Anforderungen in der Brennkammer- und Zündkerzentechnik, die mit den gegenwärtig verfügbaren Brennkammern und Zündkerzen bisher noch nicht ganz gelöst worden sind. Eine Zündung ist nur dann erfolgreich, wenn gegen Ende des Verdichtungshubs (z.B. zum Zeitpunkt des Zündfunkens) mindestens ein Teil der Abgasrückstände in der Elektrodenlücke aus der Lücke ausgeblasen (z.B. transportiert oder verschoben) und durch frisches Ladeluftgemisch ersetzt werden. Der Anmelder ist sich bewusst, dass die erfolgreiche Entfernung von Abgasrückständen in hohem Maße von der Konstruktion der Vorkammer, der Öffnungen und der Zündkerzenelektroden abhängt. Einige bekannte Konfigurationen von Zündkerzenelektroden sind nicht in der Lage, die Gasrückstände aus der Elektrodenlücke in angemessenem Maße zu entfernen. Als Folge können die in der Lücke befindlichen Gasrückstände die Verbrennung von frischem Ladeluftgemisch verhindern oder beeinträchtigen, da der über die Lücke hinweg erzeugte Funke das frische Ladeluftgemisch, das von den Abgasrückständen verdrängt wird, nicht erreichen kann, was zu mangelhafter Verbrennung oder vollständigen Zündaussetzern führen kann. Dementsprechend ist der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Patentanmeldung entwickelt worden, um eine Brennkammer und eine zugehörige Zündkerze bereitzustellen, die viele der Mängel der bisherigen Technik überwinden.

[0008] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eine mittlere Elektrode auf, die an einer ersten distalen Endfläche endet, die um eine zentrale Achse herum definiert ist. Die Zündkerze weist außerdem mindestens eine äußere Elektrode auf, die an einer zweiten distalen Endfläche endet. Die mindestens eine äußere Elektrode umgibt mindestens teilweise lateral die mittlere Elektrode in der Form, dass die zweite distale Endfläche zur mittleren Elektrode radial versetzt ist und eine seitliche Lücke zwischen der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert ist. Eine Kontaktleiste ist vorgesehen, die mit der zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode verbunden ist. Die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode ist axial zurückgesetzt im Verhältnis zur zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode.

[0009] Bei bestimmten Ausführungsformen besitzt die Zündkerze mehrere äußere Elektroden. Die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode kann im Verhältnis zur zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode um bis zu einen Millimeter zurückversetzt sein. Gemäß einigen Ausführungsformen weist die mittlere Elektrode einen zylinderförmigen Kopf auf, der die erste distale Endfläche definiert. Bei solchen Ausführungsformen kann die mittlere Elektrode ferner einen Schaft aufweisen, der den Kopf im Verhältnis zu der mindestens einen äußeren Elektrode in der Form hält, dass die laterale Lücke zwischen dem Kopf der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert ist.

[0010] Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eine mittlere Elektrode auf, die an einer ersten distalen Endfläche endet, die um eine Mittelachse herum definiert ist. Die Zündkerze weist außerdem mindestens eine äußere Elektrode auf, die an einer zweiten distalen Endfläche endet. Diese mindestens eine äußere Elektrode umgibt mindestens teilweise lateral die mittlere Elektrode in der Form, dass die zweite distale Endfläche im Verhältnis zur mittleren Elektrode radial versetzt ist und eine seitliche Lücke zwischen der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert wird. Die Zündkerze weist mindestens eine Kontaktleiste auf, die mit der zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode verbunden ist, wobei die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode in Bezug auf eine dritte distale Endfläche der mindestens einen Kontaktleiste axial zurückgesetzt ist. Die Kontaktleiste kann aus einem ersten Material hergestellt sein und die mindestens eine äußere Elektrode kann aus einem zweiten Material bestehen, das von dem ersten Material verschieden ist.

[0011] Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Zündkerze eine Vielzahl von äußeren Elektroden und eine Vielzahl von Kontaktleisten auf, wobei jede der Vielzahl von äußeren Elektroden mit einer entsprechenden der Vielzahl von Kontaktleisten verbunden ist.

[0012] Bei bestimmten Ausführungsformen besitzt die Zündkerze eine Vielzahl von äußeren Elektroden und nur zwei Kontaktleisten, wobei jede der zwei Kontaktleisten mit jeweils einer der Vielzahl von äußeren Elektroden verbunden ist. Die zwei mit Kontaktleisten verbundenen äußeren Elektroden können nebeneinander liegen. Die zwei mit Kontaktleisten verbundenen äußeren Elektroden können auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren Elektrode liegen.

[0013] Bei einigen Ausführungsformen der Zündkerze sind die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode und die zweite distale Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode im Wesentlichen koplanar.

[0014] Gemäß einer anderen, nicht beanspruchten Ausführungsform weist eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eine mittlere Elektrode auf, die an einer ersten distalen Endfläche endet, die um eine Mittelachse herum definiert ist. Die mittlere Elektrode weist mindestens einen länglichen Kanal auf, der in der ersten distalen Endfläche ausgebildet ist. Die Zündkerze weist weiterhin mindestens eine äußere Elektrode auf, die an einer zweiten distalen Endfläche endet, wobei die mindestens eine äußere Elektrode mindestens teilweise lateral die mittlere Elektrode in der Form umgibt, dass die zweite distale Endfläche im Verhältnis zur mittleren Elektrode radial versetzt ist und eine seitliche Lücke zwischen der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert ist.

[0015] Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die mittlere Elektrode mindestens zwei längliche Kanäle, die in der ersten distalen Endfläche ausgebildet sind. Die mindestens zwei länglichen Kanäle können sich diametral über die erste distale Endfläche rechtwinklig zueinander erstrecken.

[0016] In einer anderen nicht beanspruchten Ausführungsform weist eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eine mittlere Elektrode auf, die an einer ersten distalen Endfläche endet, die um eine Mittelachse herum definiert ist. Die mittlere Elektrode weist eine Vielzahl von Kerben auf, die in der ersten distalen Endfläche um einen äußeren Rand der ersten distalen Endfläche ausgebildet sind. Die Zündkerze weist außerdem mindestens eine äußere Elektrode auf, die an einer zweiten distalen Endfläche endet, wobei die mindestens eine äußere Elektrode mindestens teilweise lateral die mittlere Elektrode in der Form umgibt, dass die zweite distale Endfläche im Verhältnis zur mittleren Elektrode radial versetzt ist und eine seitliche Lücke zwischen der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert ist. Jede der Vielzahl von Kerben kann im Wesentlichen keilförmig sein. Weiterhin kann die Vielzahl von Kerben in gleichmäßigen Abständen von einander um den äußeren Rand der ersten distalen Endfläche angeordnet sein.

[0017] Gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform weist eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eine mittlere Elektrode auf, die an einer ersten distalen Endfläche endet, die um eine Mittelachse herum definiert ist. Die Zündkerze weist mindestens eine äußere Elektrode auf, die an einer zweiten distalen Endfläche endet, wobei die mindestens eine äußere Elektrode mindestens teilweise lateral die mittlere Elektrode in der Form umgibt, dass die zweite distale Endfläche im Verhältnis zur mittleren Elektrode radial versetzt ist und eine Lücke seitlich zwischen der mittleren Elektrode und der mindestens einen äußeren Elektrode definiert ist. Mindestens eine der ersten distalen Endfläche der mittleren Elektrode und der zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode ist abgeschrägt.

[0018] Bei einigen Ausführungsformen ist die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode abgeschrägt. Die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode kann abgeschrägt in einem Winkel zur zweiten distalen Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode sein. Der Winkel kann 1 Grad bis etwa 25 Grad betragen. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite distale Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode abgeschrägt. Die zweite distale Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode kann abgeschrägt in einem Winkel von 1 Grad bis etwa 25 Grad zur ersten distalen Endfläche der mittleren Elektrode sein. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste distale Endfläche der mittleren Elektrode abgeschrägt und die zweite distale Endfläche der mindestens einen äußeren Elektrode abgeschrägt.

[0019] In einer anderen nicht beanspruchten Ausführungsform wird eine Vorkammereinrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, der mit einem Zylinderblock verbunden ist, beschrieben. Der Zylinderkopf weist eine Zündkerzenaussparung auf und der Zylinderblock weist eine Hauptbrennkammer auf, die zur Zündkerzenaussparung hin offen ist. Der Zylinderkopf weist ferner eine Feuerdeckfläche auf, die der Hauptbrennkammer zugewandt ist. Die Vorkammereinrichtung weist einen Einsatz auf, der in der Zündkerzenaussparung platziert und sicher mit dieser in Eingriff gebracht werden kann. Der Einsatz umfasst eine distale Endfläche, eine Innenkammer und mindestens einen Kanal, der zwischen der Innenkammer und der distalen Endfläche verläuft. Wenn der Einsatz in der Zündkerzenaussparung platziert und sicher damit in Eingriff gebracht ist, ist seine distale Endfläche im Wesentlichen bündig mit der Feuerdeckfläche des Zylinderkopfes. Die Vorkammervorrichtung kann außerdem eine Zündkerze mit Kathoden- und Anodenelektroden umfassen. Die Zündkerze ist koppelbar mit dem Einsatz in der Form, dass mindestens ein Teil der Zündkerzenelektroden in der Innenkammer des Einsatzes positioniert ist.

[0020] Bei einigen Ausführungsformen der Vorkammereinrichtung umfasst der Einsatz Außengewinde, die in Gewindeeingriff mit den Innengewinden der Zündkerzenaussparung gebracht werden können, um den Einsatz sicher mit der Zündkerzenaussparung in Eingriff zu bringen. Der Einsatz kann eine Vielzahl von Kanälen aufweisen, die zwischen der Innenkammer und der distalen Endfläche verlaufen.

[0021] Der Bezug in dieser Spezifikation auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Sprache impliziert nicht, dass sämtliche Merkmale und Vorteile, die mit dem Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung realisiert werden können, in einer beliebigen einzelnen Ausführungsform enthalten sein sollten oder enthalten sind. Vielmehr soll die Sprache, die sich auf die Merkmale und Vorteile bezieht, dahingehend verstanden werden, dass ein spezifisches Merkmal, ein Vorteil oder eine Eigenschaft, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben werden, mindestens in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Somit kann sich, aber nicht notwendigerweise, die Erörterung der Merkmale und Vorteile sowie ähnliche Sprache in der gesamten Spezifikation auf dieselbe Ausführungsform beziehen.

[0022] Die beschriebenen Merkmale, Strukturen, Vorteile und/oder Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung können in jeder geeigneten Form in einer oder mehreren Ausführungsformen und/oder Implementierungen kombiniert werden. In der nachstehenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten bereitgestellt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik wird erkennen, dass der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung ohne ein oder mehrere der spezifischen Merkmale, Einzelheiten, Komponenten, Materialien und/oder Verfahren einer bestimmten Ausführungsform oder Implementierung realisiert werden kann. In anderen Fällen können zusätzliche Merkmale und Vorteile in bestimmten Ausführungsformen und/oder Implementierungen erkannt werden, die unter Umständen nicht in allen Ausführungsformen oder Anwendungen vorhanden sind.

[0023] Ferner werden in einigen Fällen ausreichend bekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um eine Verdeckung von Aspekten des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden. Die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung werden im volleren Umfang ersichtlich aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, oder können durch die Realisierung des nachstehend beschriebenen Erfindungsgegenstandes erlernt werden, wie nachstehend ausgeführt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0024] Damit die Vorteile des vorliegenden Erfindungsgegenstandes besser verstanden werden, wird eine speziellere Beschreibung des Erfindungsgegenstandes, der oben kurz dargelegt ist, bereitgestellt unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. In dem Verständnis, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes abbilden und daher nicht als Einschränkung seines Schutzbereichs betrachtet werden soll, wird der Erfindungsgegenstand mit zusätzlicher Spezifität und Detailliertheit durch die Verwendung der Zeichnungen beschrieben und erklärt, wobei: [0025] Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht einer Zündkerze gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0026] Fig.2 eine Querschnitt-Seitenansicht der Zündkerze in Fig. 1 entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 darstellt; [0027] Fig.3 eine perspektivische Draufsicht der Zündkerze mit einer zurückgesetzten mittle ren Elektrode gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0028] Fig.4 eine Querschnitt-Seitenansicht der Zündkerze in Fig. 3 entlang der Linie 4-4 von Fig. 3 darstellt; [0029] Fig.5 eine perspektivische Draufsicht einer Zündkerze mit mindestens zwei Elektro denkontaktleisten gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0030] Fig.6 eine perspektivische Draufsicht einer Zündkerze mit Elektrodenkanälen gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0031] Fig.7 eine perspektivische Draufsicht einer Zündkerze mit peripheren Kerben an der

Elektrode gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0032] Fig.8 eine Querschnitt-Seitenansicht einer Zündkerze mit abgeschrägter mittlerer

Elektrode gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0033] Fig.9 eine Querschnitt-Seitenansicht einer Zündkerze mit abgeschrägten äußeren

Elektroden gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0034] Fig. 10 eine Querschnitt-Seitenansicht einer Zündkerze mit einer abgeschrägten mittle ren Elektrode und abgeschrägten äußeren Elektroden darstellt; [0035] Fig.11 eine Querschnitt-Seitenansicht einer passiven Brennkammer mit einer zurück gesetzten Zündkerze, die an einer Hauptbrennkammer angebracht ist, gemäß einer Ausführungsform darstellt; [0036] Fig. 12 eine Querschnitt-Seitenansicht einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr mit einer zurückgesetzten Zündkerze gemäß einer Ausführungsform darstellt, und [0037] Fig. 13 eine Querschnitt-Seitenansicht einer offenen Brennkammer mit einer zurückge setzten Zündkerze gemäß einer Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

[0038] Die Bezugnahme in der gesamten vorliegenden Spezifikation auf „eine einzige Ausführungsform", „eine Ausführungsform" oder ähnliche Sprache bedeutet, dass ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, mindestens in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit können sich, aber nicht notwendigerweise, alle Erwähnungen der Begriffe „in einer einzigen Ausführungsform", „in einer Ausführungsform" und ähnliche Sprache in der gesamten Spezifikation auf dieselbe Ausführungsform beziehen.

[0039] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 1 und Fig. 2; es wird eine Zündkerze 10 gemäß einer Ausführungsform gezeigt, die einen äußeren Masseelektrodenteil 20 mit einer Vielzahl von äußeren Masseelektroden 22 aufweist. Die äußeren Masseelektroden 22 können als äußere Anoden oder Anodenelektroden definiert werden. Weiterhin weist die Zündkerze 10 eine mittlere Anodenelektrode 30 auf, um die die äußeren Masseelektroden 22 angeordnet sind. Im Allgemeinen umschließen die äußeren Elektroden 22 mindestens teilweise die mittlere Elektrode 30 oder sind lateral um diese herum angeordnet. Mit anderen Worten, die äußeren Elektroden 22 sind radial nach außen in einem Abstand von der mittleren Elektrode 30 angeordnet. Die äußeren Elektroden 22 erstrecken sich von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende neben einem Kopf 34 der mittleren Elektrode 30. Bei bestimmten Ausführungsformen erstrecken sich die äußeren Elektroden 22 radial nach innen gewinkelt zu einer Mittelachse 14 der Zündkerze 10 in einer Richtung von proximal nach distal wie dargestellt.

[0040] Die Zündkerze 10 weist außerdem ein inneres Volumen 50 auf, das sich hinter den äußeren Elektroden 22 und dem Kopf 34 der mittleren Elektrode 30 innerhalb eines Innenrau mes der Zündkerze befindet. Jede äußere Elektrode 22 weist eine Öffnung 26 auf, die den Strom von frischem Ladegemisch und Abgasen in das innere Volumen 50 und daraus heraus erleichtert. Weiterhin weist jede der äußeren Elektroden 22 eine distale Endfläche 24 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse 14 angeordnet ist. Obwohl die hier abgebildeten Zündkerzen eine kreisförmige mittlere Elektrode und vier in einem Abstand voneinander angeordnete konzentrische äußere Elektroden umfassen, können die Zündkerzen bei einigen Ausführungsformen unterschiedlich geformte mittlere Elektroden mit weniger oder mehr als vier äußeren Elektroden besitzen. Zum Beispiel umfasst eine Zündkerze in einer Ausführungsform eine einzige äußere Elektrode, die die mittlere Elektrode umgibt; in einer anderen Ausführungsform wiederum hat eine Zündkerze eine einzige quadratische mittlere Elektrode mit vier konzentrischen äußeren Elektroden.

[0041] Die mittlere Elektrode 30 weist einen Kopf 34 auf, der mit einem Schaft 36 verbunden ist. Der Kopf 34 definiert eine distale Endfläche 32, die im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse 14 angeordnet ist und im Wesentlichen koplanar mit der distalen Endfläche 24 jeder äußeren Elektrode 22 ist. Die äußeren Elektroden 22 und der Kopf 34 der mittleren Elektrode 30 sind so dimensioniert, geformt und positioniert, dass sie laterale Elektrodenlücken 40 zwischen den entsprechenden äußeren Elektroden und dem Kopf definieren. Wie in der vorliegenden Offenbarung definiert, kann lateral senkrecht zur Mittelachse 14 oder einen Verlauf in einer radialen Richtung in Bezug auf die Mittelachse 14 bedeuten. Dementsprechend kann lateral versetzt bedeuten versetzt oder im Abstand voneinander in einer lateralen Richtung von der Mittelachse 14. Wie in der Querschnitt-Seitenansicht der Zündkerze 10 in Fig. 2 dargestellt, hat die Lücke 40 einen Abstand Dg. Der Abstand Dg wird im Allgemeinen gewählt, um einen optimalen gewünschten Funken über die Lücken 40 hinweg bereitzustellen. Die lateralen Lücken 40 zwischen dem Kopf 34 und den äußeren Elektroden 22 sind im Wesentlichen einheitlich. In einer Ausführungsform hat der Kopf 34 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser, der die Größe des Kopfes definiert. Ebenso ist jede der äußeren Elektroden 22 mit einem Krümmungsradius gekrümmt, der dem Durchmesser des Kopfes 34 in der Form entspricht, dass der Abstand Dg der Lücke 40 konstant bleibt.

[0042] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 3 und 4; es wird eine Zündkerze 110 mit einer zurückgesetzten mittleren Elektrode 130 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Die Zündkerze 110 ähnelt der Zündkerze 10, wobei gleiche Nummern auf gleiche Elemente hinweisen. Anstatt jedoch den Kopf 134 der mittleren Elektrode 130 relativ zu den äußeren Elektroden 122 so zu platzieren, dass die entsprechenden distalen Flächen 124, 132 der äußeren Elektroden und des Kopfes koplanar sind, ist der Kopf 134 nach innen relativ zu den äußeren Elektroden in der Form zurückgesetzt (z.B. axial versetzt), dass die distale Fläche des Kopfes um einen Abstand Dr axial nach innen relativ zu den distalen Flächen der äußeren Elektroden angeordnet ist. Der Zurücksetzungsabstand Dr kann ein beliebiger einer Vielzahl verschiedener Abstände sein. Gemäß einiger Ausführungsformen ist der Zurücksetzungsabstand Dr größer als Null und kleiner als oder gleich etwa 1 mm. Bei bestimmten Ausführungsformen sind die distalen Flächen 124, 132 unter Umständen nicht koplanar auf Grund der zurückgesetzten Eigenschaft des Kopfes 134, wobei die distalen Flächen dennoch parallel zueinander angeordnet sein können. Ungeachtet der Tatsache, dass der Kopf 134 relativ zu den äußeren Elektroden 122 zurückgesetzt ist, bleibt der Abstand Dg der lateralen Lücke 140 erhalten. Obwohl die Oberfläche des zurückgesetzten Kopfes 134, der die Lücke 140 definiert, bei der Zündkerze 110 kleiner ist als bei dem nicht zurückgesetzten Kopf 34, der die Lücke 40 der Zündkerze 10 definiert, kann bei einigen Ausführungsformen die Oberfläche der äußeren Elektroden 122, die die Lücke definieren, vergrößert werden, indem die Oberfläche axial nach innen verlängert wird. Auf diese Weise werden die Qualität des Funkens zwischen den Elektroden 122, 130 und der Verschleiß der Elektroden nicht verringert, was auf die zurückgesetzte Position des Kopfes 134 zurückzuführen ist.

[0043] Der Kopf 134 der mittleren Elektrode 130, der um den Abstand Dr zurückgesetzt ist, trägt dazu bei, das einströmende Luft- /Kraftstoffgemisch an der mittleren Elektrode (durch die Ausrichtung der Öffnungen und den Mechanismus des Verdichtungshubs) radial nach außen in

Richtung auf die äußeren Elektroden 122 und dann durch die lateralen Lücken 140 zwischen dem Kopf und den äußeren Elektroden zu zwingen (z.B. umzuleiten). Der erzwungene oder umgeleitete Strom des frischen Luft-/Kraftstoffgemisches durch die lateralen Lücken 140 trägt dazu bei, die Abgasrückstände aus dem vorherigen Verbrennungsvorgang aus den lateralen Lücken 140 zu transportieren oder zu entfernen. Das frische Luft- /Kraftstoffgemisch fließt dann von den lateralen Lücken 140 in das innere Volumen 150 hinter den Elektroden 122, 130 weg von der Funkenerzeugungsstelle (d.h. innerhalb der lateralen Lücken 140). Auf diese Weise werden die lateralen Lücken 140 im Wesentlichen von Abgasrückständen gereinigt und diese durch ein frisches Luft-/Kraftstoffgemisch zum Zeitpunkt der Funkenerzeugung ersetzt (z.B. allgemein zwischen 20 Grad und 16 Grad vor dem oberen Totpunkt (Before Top Dead Center, BTDC)).

[0044] Auf der Grundlage rechnergestützter strömungsdynamischer Analysen entfernt die zurückgesetzte Zündkerze 110 Abgasrückstände aus den lateralen Lücken zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden wirkungsvoller als eine Zündkerze 10 mit nicht zurückgesetztem Kopf. Die rechnergestützten strömungsdynamischen Analysen erfolgten auf der Grundlage von Zündkerzenmodellen, bei denen der Kopf 134 der Zündkerze 110 nur 1 mm im Vergleich zur nicht zurückgesetzten Zündkerze zurückgesetzt ist. Weiterhin wurden praktische Tests an einem Verbrennungsmotor durchgeführt und Messungen vorgenommen, die die Ergebnisse bestätigten, die in den rechnergestützten strömungsdynamischen oder theoretischen Tests gewonnen wurden. Zum Beispiel kam es bei einem realen Verbrennungsmotor, der mit nicht zurückgesetzten oder herkömmlichen Zündkerzen betrieben wurde, zu Zündaussetzerzyklen, während bei demselben Verbrennungsmotor, wenn er mit zurückgesetzten Zündkerzen gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen betrieben wurde, bei Verwendung in Kombination mit einer Vorkammer Zündaussetzer praktisch eliminiert wurden. Die zurückgesetzten Zündkerzen, die in den praktischen Tests des Verbrennungsmotors verwendet wurden und die Beseitigung von Zündaussetzern förderten, hatten Zurücksetzungsabstände Dr zwischen ca. 0,4 mm und ca. 0, 6 mm.

[0045] Wiederum auf der Grundlage rechnergestützter strömungsdynamischer Analysen ist während des Verdichtungshubs bei 20 Grad BTDC die Geschwindigkeit des Fluidstroms durch die Lücken 140 zwischen dem zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden größer als die Geschwindigkeit des Fluidstroms durch die Lücken 40 zwischen dem nicht zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden.

[0046] Ebenso ist bei rechnergestützten strömungsdynamischen Analysen der Massenanteil von Methan (CH4) des Fluids innerhalb der Lücken 140 zwischen dem zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden sowie in unmittelbarer Nähe des Volumens hinter den Elektroden größer als der Methanmassenanteil des Fluids innerhalb der Lücken 40 zwischen dem nicht zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden sowie im Volumen hinter den Elektroden. Bei einem höheren Anteil von Methan, das eine Komponente des während des Verdichtungshubs zugeführten frischen LufWKraftstoffgemisches ist, innerhalb der Lücken und in der Nähe der Lücken hinter den Elektroden sind die Bedingungen für die Erzeugung des Funkens und die Entwicklung in eine Flammenfront günstiger als bei einem nicht zurückgesetzten Zündkerzenkopf. Dementsprechend ist die Qualität der Verbrennung mit einem zurückgesetzten Kopf besser als bei einem nicht zurückgesetzten Kopf, und das Risiko von Zündaussetzern ist bei einem zurückgesetzten Kopf geringer als bei einem nicht zurückgesetzten Kopf. Im Gegensatz dazu ist der Massenanteil von Kohlendioxyd (C02) des Fluids innerhalb der Lücken 140 zwischen dem zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden sowie in der unmittelbaren Nähe im Volumen hinter den Elektroden viel geringer als der Kohlendioxyd- Massenteil des Fluidstromes innerhalb der Lücken 40 zwischen dem nicht zurückgesetzten Kopf und den äußeren Elektroden sowie im Volumen hinter den Elektroden. Bei geringerem Kohlendioxydanteil (d.h. einer Komponente der Abgasrückstände nach einem Verbrennungsvorgang) in den Lücken 140 des zurückgesetzten Kopfes ist die Qualität des Funkens weniger stark beeinträchtigt als bei einem nicht zurückgesetzten Kopf, und zwar in der Form, dass die Qualität der Verbrennung mit einem zurückgesetzten Kopf besser ist als bei einem nicht zurückgesetzten Kopf und das Risiko eines Zündaussetzers bei einem zurückgesetzten Kopf geringer ist als bei einem nicht zurückgesetzten Kopf.

[0047] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 5; es wird eine weitere Ausführungsform einer Zündkerze 210 gezeigt, die in Verbindung mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer benutzt werden kann, um dazu beizutragen, Abgasrückstände aus der Zündkerzenlücke zu entfernen und dazu beizutragen, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke auf ähnliche Weise zu leiten, wie oben für die zurückgesetzte mittlere Elektrode beschrieben. Die Zündkerze 210 ähnelt den Zündkerzen 10, 110, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen. Mit anderen Worten, die Zündkerze 210 weist eine mittlere Elektrode 230 mit einer distalen Fläche 232 auf, die von einer Vielzahl von (z.B. vier) äußeren Elektroden 222 umschlossen ist, wobei jede eine distale Fläche 224 besitzt. Die Zündkerze 210 weist jedoch mindestens eine Kontaktleiste 260 auf, die an mindestens einer der äußeren Elektroden befestigt ist, gemäß jeweiligen Ausführungsformen, wie sie nachstehend detaillierter beschrieben werden.

[0048] In der veranschaulichten Ausführungsform ist die distale Fläche 232 der mittleren Elektrode 230 der Zündkerze 210 im Wesentlichen koplanar mit den distalen Flächen 232 der äußeren Elektroden 222. Um das Entfernen der Abgasrückstände in der seitlichen Lücke 240 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden zu verbessern, sind eine Vielzahl von Kontaktleisten 260 jeweils an einer distalen Fläche 224 einer entsprechenden äußeren Elektrode 222 befestigt. Die Kontaktleisten 260 verlängern wirksam die distalen Flächen 224 der äußeren Elektroden 222 axial nach außen weg von der distalen Fläche 232 der mittleren Elektrode 230 in der Form, dass die distalen Flächen 262 der Kontaktleisten (z.B. die effektiven distalen Flächen der äußeren Elektroden) nicht koplanar mit der distalen Fläche 232 der mittleren Elektrode sind. Mit anderen Worten, da die Kontaktleisten 260 an den distalen Flächen 224 der äußeren Elektroden 222 befestigt sind, wird die die distale Fläche 232 der mittleren Elektrode 230 im Verhältnis zu den distalen Flächen 262 der Kontaktleisten effektiv axial nach innen zurückgesetzt. Auf diese Weise werden die oben erörterten Vorteile einer Zurücksetzung der distalen Fläche 232 der mittleren Elektrode 230 im Verhältnis zu den distalen Flächen 224 der äußeren Elektroden 222 durch Hinzufügen der Kontaktleisten 260 realisiert, ohne den Kopf 230 im Verhältnis zu den äußeren Elektroden 222 physisch zurückzusetzen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 210 jedoch einen Kopf mit einer distalen Fläche 232 besitzen, der im Verhältnis zu den distalen Flächen 232 der äußeren Elektroden 222 zurückgesetzt ist. Bei solchen Ausführungsformen bewirken die Kontaktleisten 260 eine effektive Vergrößerung des Abstandes Dr des zurückgesetzten Kopfes.

[0049] Wie bereits oben erwähnt, weist die Zündkerze 210 mindestens eine Kontaktleiste 260 auf, die an einer jeweiligen der äußeren Elektroden 222 befestigt ist. Dementsprechend wird in der abgebildeten Ausführungsform nur eine der Kontaktleisten 260 mit durchgezogenen Linien gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen weist die Zündkerze 210 jedoch zwischen zwei und vier Kontaktleisten 260 auf, wobei jede Kontaktleiste an einer jeweiligen der äußeren Elektroden 222 befestigt ist. Um entsprechend zu zeigen, dass alternative Kontaktleistenkonfigurationen ebenfalls in Betracht gezogen werden, werden drei der vier Kontaktleisten 260 in gestrichelten Linien dargestellt. Insbesondere werden einige der Kontaktleisten 260 in gestrichelten Linien dargestellt, um die optionalen Konfigurationen der Zündkerze 210 hinsichtlich der Anzahl und Platzierung der Kontaktleisten zu veranschaulichen. Zum Beispiel weist die Zündkerze 210 in einer Ausführungsform die Kontaktleiste 260, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist, und nur eine der Kontaktleisten ist in gestrichelten Linien so abgebildet, dass die Zündkerze 210 insgesamt zwei Kontaktleisten aufweist. Die zweite Kontaktleiste 260 kann jede der in gestrichelten Linien dargestellten Kontaktleisten 260 sein. In einer Ausführungsform ist die zweite Kontaktleiste 260 die Kontaktleiste 260, die an der äußeren Elektrode 222 befestigt ist, gegenüber der äußeren Elektrode, an der die Kontaktleiste 260, dargestellt in durchgezogenen Linien, befestigt ist, um so eine versetzte Konfiguration zu bilden. In anderen Anwendungen ist die zweite Kontaktleiste 260 eine der Kontaktleisten 260, die an der äußeren Elektrode 222 neben der äußeren Elektrode angebracht ist, an der die in durchgezogenen Linien gezeigte Kontakt- leiste 260 befestigt ist, um eine nebeneinander angeordnete Konfiguration zu bilden.

[0050] In einigen Ausführungsformen sind mehr als zwei Kontaktleisten 260 an mehr als zwei jeweiligen äußeren Elektroden 222 befestigt. Zum Beispiel weist die Zündkerze 210 in einer Ausführungsform drei Kontaktleisten 260 (z.B. die in durchgezogenen Linien dargestellte Kontaktleiste 260 und zwei beliebige der in gestrichelten Linien dargestellten Kontaktleisten 260) auf, die an drei jeweiligen äußeren Elektroden angebracht sind. In anderen Ausführungsformen weist die Zündkerze 210 vier Kontaktleisten 260 (z.B. die in durchgezogenen Linien dargestellte Kontaktleiste 260 und alle drei der in gestrichelten Linien dargestellten Kontaktleisten) auf, von denen jede an einer jeweiligen der vier äußeren Elektroden 222 angebracht ist. Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen mit einer Zündkerze 210 verbunden sind, die vier äußere Elektroden besitzt, kann die Zündkerze in einigen Ausführungsformen weniger oder mehr als vier äußere Elektroden haben. In solchen zuletzt genannten Ausführungsformen kann die Anzahl und Konfiguration der Kontaktleisten hinsichtlich der Anzahl und Konfiguration der Zündkerzen variieren. Zum Beispiel können Zündkerzen mit einer einzigen konzentrischen äußeren Elektrode eine einzige ringförmige Kontaktleiste haben, die an der einzigen äußeren Elektrode befestigt ist, oder eine beliebige Zahl von in einem Abstand voneinander rund um die einzige Elektrode befestigten Zündkerzen, je nach Wunsch. Alternativ können bei Zündkerzen mit zwei, drei oder mehr als vier äußeren Elektroden je nach Wunsch eine oder mehr beliebige der äußeren Elektroden eine daran befestigte Kontaktleiste aufweisen.

[0051] Die Kontaktleisten 260 der Zündkerze 210 können aus einem beliebigen aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein. In einer Ausführungsform sind die Kontaktleisten 260 aus einem Metall, wie z.B. Platin, oder einem anderen Edelmetall, gefertigt. Das Material der Kontaktleisten 260 kann verschieden von dem Material der äußeren Elektroden sein. Die Konfiguration der Kontaktleisten 260 kann je nach Anwendung oder gewünschter Eigenschaft des Systems modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Höhe und Breite der Kontaktleisten 260 geändert werden, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. Die Kontaktleisten 260 können an die distalen Endflächen 224 der äußeren Elektroden 222 unter Verwendung verschiedener bekannter Befestigungsverfahren, wie z.B. Schweißen, Kleben, Anflanschen etc., angebracht werden.

[0052] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 6; es wird eine andere Ausführungsform einer Zündkerze 310 dargestellt, die in Verbindung mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer verwendet werden kann, um das Entfernen von Abgasrückständen aus der Zündkerzenlücke zu verbessern, indem sie dazu beiträgt, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke zu leiten, in ähnlicher Weise wie oben im Zusammenhang mit der zurückgesetzten mittleren Elektrode beschrieben. Die Zündkerze 310 ähnelt den Zündkerzen 10, 110, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen. Zum Beispiel weist die Zündkerze 310 eine mittlere Elektrode 330 mit einer distalen Fläche 332 auf, die von einer Vielzahl äußerer Elektroden 322 umgeben ist, wobei jede eine distale Fläche 324 aufweist. In der dargestellten Ausführungsform ist die distale Fläche 332 der mittleren Elektrode 330 im Wesentlichen koplanar (d.h. nicht zurückgesetzt) mit den distalen Flächen 324 der äußeren Elektroden 322. In anderen Ausführungsformen kann jedoch die distale Fläche 332 der mittleren Elektrode 330 nicht koplanar (z.B. zurückgesetzt) mit den distalen Flächen 324 der äußeren Elektroden 322 sein.

[0053] Ob zurückgesetzt oder nicht, statt dass die distale Fläche 332 der mittleren Elektrode 330 eine durchgehende Fläche ist wie bei den Zündkerzen 10, 110, ist die distale Fläche 332 durch die Vielzahl von Kanälen 334A, 334B, die in der distalen Fläche 332 ausgebildet sind, in vier distale Teilflächen unterteilt. In der veranschaulichten Ausführungsform schließen die Kanäle 334A, 334B einen ersten Kanal 334A ein, der diametral von einer Seite der mittleren Elektrode 330 neben einer ersten äußeren Elektrode 322A zur gegenüberliegenden Seite der mittleren Elektrode neben einer zweiten äußeren Elektrode 322B gegenüber der ersten äußeren Elektrode verläuft. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein zweiter Kanal 334B senkrecht zum ersten Kanal 334A und diametral von einer Seite der mittleren Elektrode 330 neben einer dritten äußeren Elektrode 322C zwischen der ersten und zweiten äußeren Elektrode 322A, 322B zu einer gegenüberliegenden Seite der mittleren Elektrode neben einer vierten äußeren Elektrode 322D gegenüber der dritten äußeren Elektrode. Dementsprechend unterteilen die Kanäle 334A, 334B die distale Fläche 332 der mittleren Elektrode 330 in vier gleichmäßige Quadranten. Die Kanäle 334A, 334B tragen dazu bei, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch (das während des Verdichtungshubs in die mittlere Elektrode 330 gedrückt wird) radial nach außen in Richtung auf die äußeren Elektroden 322A-D und durch die lateralen Lücken 340 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden zu leiten. Das durch die Lücken 340 geleitete frische LufWKraftstoffgemisch trägt dazu bei, die in den Lücken verbliebenen Abgasrückstände zu entfernen oder zu verdrängen.

[0054] Bei bestimmten Ausführungsformen können die Kanäle 334A, 334B jede beliebige Winkelausrichtung auf der mittleren Elektrode 330 haben. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die Winkelausrichtung der Kanäle 334A, 334B auf der mittleren Elektrode 330 effektiv um 45 Grad gedreht werden relativ zur Winkelausrichtung der Kanäle auf der mittleren Elektrode 330 der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform. Mit anderen Worten verlaufen bei solchen Ausführungsformen die Kanäle 334A, 334B der mittleren Elektrode 330 diametral von einer Seite der mittleren Elektrode 330 neben einer jeweiligen Lücke 335 im Umfang zwischen äußeren Elektroden 322 zur gegenüberliegenden Seite der mittleren Elektrode neben einer gegenüberliegenden Lücke 335 im Umfang.

[0055] Die Kanäle 334A, 334B können verschiedene Breiten und Tiefen haben, was von den gewünschten Fluss- und/oder Verbrennungseigenschaften abhängt. Weiterhin muss die Breite und/oder Tiefe nicht über die gesamte Länge der Kanäle 334A, 334B konstant sein. Zum Beispiel kann sich bei einigen Ausführungsformen die Breite der Kanäle 334A, 334B entlang der Länge der Kanäle verengen oder verbreitern (z.B. verengen von einer maximalen Breite an einer Mittelachse der Zündkerze zu einer minimalen Breite an der radial äußeren Peripherie der mittleren Elektrode). Gleichermaßen kann bei einigen Ausführungsformen die Tiefe der Kanäle 334A, 334B entlang einer Länge der Kanäle tiefer oder weniger tief werden. Weiterhin können bei anderen Ausführungsformen, obwohl die dargestellte Ausführungsform der Zündkerze 310 zwei diametral verlaufende Kanäle 334A, 334B umfasst, je nach Wunsch mehr oder weniger als zwei diametral verlaufende Kanäle realisiert werden. Zusätzlich können bei einigen Ausführungsformen, obwohl sich die Kanäle 334A, 334B über den ganzen Durchmesser des mittleren Elektrodenkopfes erstrecken, die Kanäle nur teilweise über einen Durchmesser des mittleren Elektrodenkopfes verlaufen (z.B. um eine Kreissehne über den mittleren Elektrodenkopf zu bilden).

[0056] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 7; es wird eine Zündkerze 410 mit in der mittleren Elektrode ausgebildeten peripheren Kerben 434 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Die Zündkerze 410 kann in Kombination mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer verwendet werden, um das Entfernen von Abgasrückständen aus der Zündkerzenlücke zu unterstützen, indem sie dazu beiträgt, das einströmende frische Luft- /Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke zu leiten, ähnlich wie im Zusammenhang mit der zurückgesetzten mittleren Elektrode oben beschrieben. Die Zündkerze 410 ähnelt der Zündkerze 10, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen. Zum Beispiel weist die Zündkerze 410 eine mittlere Elektrode 430 mit einer distalen Fläche 432 auf, die von einer Vielzahl äußerer Elektroden 422 umgeben ist, wobei jede eine jeweilige distale Fläche 424 aufweist. In der dargestellten Ausführungsform ist die distale Fläche 432 der mittleren Elektrode 430 im Wesentlichen koplanar (z.B. nicht zurückgesetzt) mit den jeweiligen distalen Flächen 424 der äußeren Elektroden 422. In anderen Ausführungsformen kann jedoch die distale Fläche 432 der mittleren Elektrode 430 nicht koplanar (z.B. zurückgesetzt) mit den distalen Flächen 424 der äußeren Elektroden 342 sein.

[0057] Ob zurückgesetzt oder nicht, weist - im Gegensatz zur distalen Fläche 432 der mittleren Elektrode 430, die im Wesentlichen keine Oberflächenmerkmale aufweist wie im Falle der Zündkerzen 10, 110 - die distale Fläche 432 eine Vielzahl von Rillen, Kerben oder Zahnungen 434 auf, die in der mittleren Elektrode um einen Außenrand 436 der mittleren Elektrode ausgebildet sind. Die peripheren Rillen 434 der Zündkerze 410 können eine beliebige von verschiedenen Größen und Formen haben. Zum Beispiel können die peripheren Rillen 434 im Wesentli chen keilförmig sein, wie dargestellt, und beliebige von unterschiedlichen Tiefen und Winkeln relativ zur distalen Endfläche 432 der mittleren Elektrode 430 aufweisen. Ebenso können die Rillen 434 beliebige von unterschiedlichen Querschnittsformen, z.B. dreieckig wie dargestellt, oder halbkreisförmig, rechteckig und dergleichen haben. Weiterhin, abhängig oder unabhängig von der Größe der Rillen, kann jede Elektrode eine beliebige Zahl von Rillen 434 haben, die um den Rand der mittleren Elektrode angeordnet sind. Die Rillen 434 können in einem gleichen Abstand voneinander liegen, wie dargestellt, oder der Abstand zwischen den Rillen 434 kann von einer Rille zur anderen variieren. Ähnlich wie bei den Kanälen 334A, 334B der Zündkerze 310, unterstützen die peripheren Rillen 434 der Zündkerze 410 das Leiten des einströmenden frischen Luft-/Kraftstoffgemisches (das während des Verdichtungshubs in die mittlere Elektrode gedrückt wird) radial nach außen in Richtung auf die äußeren Elektroden 422 und durch die lateralen Lücken 440 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden. Das einströmende frische Luft- /Kraftstoffgemisch, das durch die Lücken 440 geleitet wird, unterstützt die Entfernung oder Verdrängung der Abgasrückstände innerhalb der Lücken.

[0058] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 8; es wird eine Zündkerze 610 mit einer abgeschrägten mittleren Elektrode 630 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Die Zündkerze 610 kann in Kombination mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer verwendet werden, um die Entfernung von Abgasrückständen aus der Zündkerzenlücke zu unterstützen, indem sie dazu beiträgt, das einströmende frische Luft-/ Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke zu leiten, ähnlich wie im Zusammenhang mit der zurückgesetzten mittleren Elektrode oben beschrieben. Die Zündkerze 610 ähnelt der Zündkerze 10, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen. Zum Beispiel weist die Zündkerze 610 eine mittlere Elektrode 630 mit einer distalen Fläche 632 auf, die von einer Vielzahl äußerer Elektroden 622 umgeben ist, wobei jede eine distale Fläche 624 aufweist. In der dargestellten Ausführungsform ist die mittlere Elektrode 630 in Bezug auf die distalen Flächen 624 der äußeren Elektroden 622 nicht zurückgesetzt. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die mittlere Elektrode 630 in Bezug auf die distalen Flächen 624 der äußeren Elektroden 642 zurückgesetzt sein.

[0059] Ob die mittlere Elektrode 630 zurückgesetzt oder nicht zurückgesetzt ist, die distale Fläche 632 der mittleren Elektrode 630 ist nicht koplanar mit den distalen Flächen 624 der äußeren Elektroden 622. Vielmehr verläuft die distale Fläche 632 abgeschrägt radial nach außen weg von einer Mittelachse 614 der Zündkerze 610 in einem Winkel von Θ relativ zu den distalen Flächen 624 der äußeren Elektroden 622. Dementsprechend definiert die distale Fläche 632 der mittleren Elektrode 630 eine im Wesentlichen kegelförmige Fläche, wobei der Scheitelpunkt des Kegels an der mittleren Achse 614 ausgerichtet ist. Anders ausgedrückt verläuft die distale Fläche 632 abgeschrägt von einem zentralen Punkt auf der distalen Fläche nach innen in Richtung auf das Innenvolumen 650. Der Winkel Θ der abgeschrägten distalen Fläche 632 kann ein beliebiger von verschiedenen Winkeln sein, der ausgewählt wird, um dazu beizutragen, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch radial nach außen in Richtung auf die äußeren Elektroden 622 durch die lateralen Lücken 640 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden und in das Innenvolumen 650 zu leiten. Das einströmende frische Luft- / Kraftstoffgemisch, das durch die Lücken 640 geleitet wird, trägt dazu bei, die Abgasrückstände in den Lücken zu entfernen oder zu verdrängen. Bei einigen Ausführungsformen beträgt der Winkel Θ zwischen etwa 1 Grad und etwa 25 Grad. Bei einer speziellen Ausführungsform beträgt der Winkel Θ ungefähr 5 Grad.

[0060] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 9; es wird eine Zündkerze 710 mit abgeschrägten äußeren Elektroden 724 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Die Zündkerze 710 kann in Verbindung mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer verwendet werden, um dazu beizutragen, die Abgasrückstände aus der Zündkerzenlücke zu entfernen, indem sie dazu beiträgt, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke zu leiten, ähnlich wie bei zurückgesetzten mittleren Elektrode oben beschrieben. Die Zündkerze 710 ähnelt der Zündkerze 10, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen. Zum Beispiel weist die Zündkerze 710 eine mittlere Elektrode 730 mit einer distalen Fläche 732 auf, die von einer Vielzahl äußerer Elektroden 722 umgeben ist, wobei jede eine distale Fläche 724 hat. In der dargestellten Ausführungs-form ist die mittlere Elektrode 730 in Bezug auf die distalen Flächen 724 der äußeren Elektroden 722 nicht zurückgesetzt. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die mittlere Elektrode 730 in Bezug auf die distalen Flächen 724 der äußeren Elektroden 742 zurückgesetzt sein.

[0061] Ob die mittlere Elektrode 730 zurückgesetzt oder nicht zurückgesetzt ist, die distalen Flächen 724 der äußeren Elektroden 722 sind nicht koplanar mit der distalen Fläche 732 der mittleren Elektrode 730. Vielmehr verlaufen die distalen Flächen 724 abgeschrägt radial nach innen in Richtung auf eine Mittelachse 714 der Zündkerze 710 in einem Winkel φ in Bezug auf die distale Fläche 732 der mittleren Elektrode 730. Anders ausgedrückt verlaufen die distalen Flächen 724 von einer äußeren Peripherie 726 der äußeren Elektroden abgeschrägt nach innen in Richtung auf das Innenvolumen 750. Der Winkel φ der abgeschrägten distalen Flächen 724 kann ein beliebiger von verschiedenen Winkeln sein, der ausgewählt wird, um dazu beizutragen, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch durch die lateralen Lücken 740 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden und in das Innenvolumen 750 zu leiten. Das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch, das durch die Lücken 740 geleitet wird, trägt dazu bei, die Abgasrückstände in den Lücken zu entfernen oder zu verdrängen. Bei einigen Ausführungsformen beträgt der Winkel φ zwischen etwa 1 Grad und etwa 25 Grad. In einer speziellen Ausführungsform beträgt der Winkel φ etwa 10 Grad.

[0062] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 10; es wird eine Zündkerze 810 mit einer abgeschrägten mittleren Elektrode 830 und abgeschrägten äußeren Elektroden 824 gemäß einer Ausbildungsform dargestellt. Die Zündkerze 710 kann in Kombination mit einer passiven Vorkammer, einer Vorkammer mit Kraftstoffzufuhr oder einer offenen Kammer verwendet werden, um dazu beizutragen, Abgasrückstände aus der Zündkerzenlücke zu entfernen, indem sie dazu beiträgt, das einströmende frische Luft-/Kraftstoffgemisch durch die Elektrodenlücke zu leiten, ähnlich wie im Zusammenhang mit der zurückgesetzten mittleren Elektrode oben beschrieben. Die Zündkerze 810 vereint effektiv die abgeschrägten Oberflächenmerkmale der Zündkerzen 610 und 710 in einer einzigen Zündkerze, um die Umleitung des einströmenden frischen Luft-/Kraftstoffgemisches durch die lateralen Lücken 840 zwischen der mittleren und den äußeren Elektroden 830, 822 und in das Innenvolumen 850 zu verstärken oder zu verbessern, um wirksam die Lücken von Abgasrückständen zu reinigen. Die Winkel, die die abgeschrägten Flächen 824, 832 der Zündkerze 810 definieren, können gleich oder ähnlich den Winkeln sein, die oben in Bezug auf die jeweiligen abgeschrägten äußeren und mittleren Elektroden der Zündkerzen 610, 710 beschrieben werden.

[0063] Obwohl einige der hier offenbarten Ausführungsformen einer Zündkerze als einsetzbar in einem Verbrennungssystem auf Basis einer passiven Vorkammer beschrieben worden sind, wird anerkannt, dass die Zündkerzen-Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch in anderen Arten von Verbrennungssystemen betreibbar sind. Zum Beispiel können einige der hier beschriebenen Zündkerzen-Ausführungsformen (z.B. die zurückgesetzte Zündkerze) in Verbrennungssystemen auf Basis einer Vorkammer mit Kraftstoffzuführung bzw. einer offenen Vorkammer eingesetzt werden, um die gleichen oder ähnliche Vorteile der Entfernung von Abgasrückständen zu erzielen wie oben beschrieben. Bei Verbrennungssystemen auf Basis einer Vorkammer mit Kraftstoffzuführung wird Kraftstoff direkt in die Vorkammer zugeführt. Bei Verbrennungssystemen auf Basis einer offenen Kammer ist die Zündkerze unmittelbar freiliegend in der Hauptbrennkammer angeordnet (d.h. es gibt keine Vorkammer).

[0064] Gemäß einer Ausführung in Fig. 11 ist eine bündig montierte passive Vorkammereinrichtung 900 unmittelbar am Zylinderkopf 930 eines Verbrennungsmotors angebracht. Der Zylinderkopf 930 eines herkömmlichen Verbrennungsmotors weist eine Vielzahl von Zündkerzenaussparungen 933 auf, um eine herkömmliche Zündkerze aufzunehmen. Typischerweise ist die herkömmliche Zündkerze in eine jeweilige Aussparung 933 in der Form eingepasst, dass alle oder ein Teil der Kathoden- und Anodenelektroden der herkömmlichen Zündkerze (z.B. unmittelbarfreiliegend) in eine jeweilige Hauptbrennkammer 955 des Motors oder des Zylinderblocks 950 (siehe z.B. Fig. 13) eingebaut werden, wenn der Zylinderkopf 930 an den Zylinderblock montiert wird. Die Aussparung 933 steht in Fluidverbindung mit einem Luft- /Kraftstoffgemisch-Einlass 935, um ein Luft-/Kraftstoffgemisch aus einer Quelle aufzunehmen. Weiterhin weist der Motor typischerweise einen Dichtring 940 auf, der in einer Vertiefung sitzt, die durch die untere Fläche oder das Feuerdeck 937 definiert ist. Der Dichtring 940 schließt die Verbindung zwischen dem Zylinderkopf 930 und dem Zylinderblock 950 hermetisch ab.

[0065] Wie in Fig. 11 dargestellt, wird die herkömmliche Zündkerze durch die bündig montierte passive Vorkammereinrichtung 900 ersetzt, die in die Zündkerzenaussparung 933 eingepasst wird. Die Vorkammereinrichtung 900 weist ein Gehäuse oder eine Kappe oder einen Einsatz 905 auf, das/die/der eine Vorkammer 915 definiert. Die Vorkammer 915 trennt effektiv die Zündkerze (z.B. Zündkerze 110) räumlich von der Hauptbrennkammer 955.

[0066] Das Gehäuse 905 weist eine oder mehr Öffnungen oder Düsen 910 auf, die eine Fluidverbindung der Vorkammer 915 mit der Hauptbrennkammer 955 hersteilen. Wie oben erörtert, erleichtert die Vorkammer die Erzeugung und Verbreitung einer Verbrennungsflamme für vorgemischte Mager-Gasmotoren. Das Gehäuse 905 ist in der Form konfiguriert, dass, wenn es in die Aussparung 933 eingepasst ist, eine unterste Fläche 907 des Gehäuses im Wesentlichen bündig mit dem Feuerdeck 940 ist, wenn es ordnungsgemäß in die Aussparung 933 des Zylinderkopfes 930 eingesetzt ist. Wie dargestellt, weist das Gehäuse 905 eine Lippe 909 auf, die in einen entsprechenden Vorsprung 911 der Aussparung 933 eingreift, um eine weitere Abwärtsbewegung der Einrichtung 900 zu verhindern. Allgemein ist das Gehäuse 905 in der Form konfiguriert, dass, wenn die Lippe 909 mit dem Vorsprung 911 in Eingriff ist, die unterste Fläche 907 mit dem Feuerdeck 940 bündig ist. Das Gehäuse 905 kann Verbindungselemente 960 (z.B. Außengewinde) haben, die Verbindungselementen (z.B. Außengewinden) entsprechen, die an herkömmlichen Zündkerzen vorhanden sind. Die Verbindungselemente passen zu entsprechenden Verbindungselementen 962 (z.B. Innengewinden), die in der Aussparung 933 ausgebildet sind, um die Einrichtung 900 an dem Zylinderkopf 930 zu befestigen. Ferner weist das Gehäuse 905 Vorkammer-Einlassöffnungen auf, um das LufWKraftstoffgemisch aus dem Einlass 935 des Zylinderkopfes aufzunehmen.

[0067] Das Gehäuse 905 weist eine Buchse 907 auf, die so ausgelegt ist, dass sie eine Zündkerze 110 im Gehäuse in der Form aufnimmt und festhält, dass die Kathoden- und Anodenelektroden innerhalb der Vorkammer 915 positioniert sind. Wie oben erörtert, kann die Vorkammer-Zündkerze eine beliebige aus einer Vielzahl verschiedener Zündkerzen sein, die in den Abbildungen 1-10 dargestellt und oben entsprechend beschrieben sind. Weiterhin kann die Vorkammer-Zündkerze eine beliebige aus einer Vielzahl anderer Zündkerzen sein, die hier nicht speziell beschrieben sind.

[0068] Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 12; gemäß einer Ausführungsform ist eine Vorkammereinrichtung mit Kraftstoffzufuhr 1000 direkt an den Zylinderkopf 1030 eines Verbrennungsmotors montiert. Der Zylinderkopf 1030 ist mit einem herkömmlichen Zylinderkopf mit Aussparungen 1033, die dafür ausgelegt sind, herkömmliche Zündkerzen aufzunehmen, verbunden. Die Aussparungen 1033 stehen in Fluidverbindung mit einem Lufteinlass 1035 und einem Abgasauslass 1037. Anstelle einer herkömmlichen Zündkerze ist die Vorkammereinrichtung mit Kraftstoffzufuhr in die Zündkerzenaussparung 1033 eingepasst.

[0069] Wie bei der Vorkammereinrichtung 900, trennt die Vorkammereinrichtung 1000 effektiv die Zündkerze (z.B. Zündkerze 110) räumlich von der Hauptbrennkammer, die im Zylinderkopf 1050 ausgebildet ist.

[0070] Die Vorkammereinrichtung mit Kraftstoffzufuhr 1000 weist ein Gehäuse 1002 mit einer zweiteiligen Konstruktion auf. Ein erster Abschnitt 1004 des Gehäuses 1002 definiert die Vorkammer 1015 und der zweite Abschnitt 1006 fixiert die Zündkerze 110 in der Form, dass die Anoden- und Kathodenelektroden mindestens teilweise innerhalb der Vorkammer platziert sind. Der erste Abschnitt 1004 des Gehäuses 1002 weist eine oder mehrere Öffnungen oder Düsen 1010 auf, die eine Fluidverbindung der Vorkammer 1015 mit der Hauptbrennkammer 1052 im Zylinderblock 1050 hersteilen. Der zweite Abschnitt 1006 umfasst einen Kraftstoffeinlass 1031 in kraftstoffzuführender Verbindung mit der Vorkammer 1015. Kraftstoff aus dem Kraftstoffein lass 1031 und Luft aus dem Lufteinlass 1035 vermischen sich innerhalb der Vorkammer 1015. Dementsprechend unterscheidet sich die Vorkammereinrichtung mit Kraftstoffzufuhr 1000 von der passiven Vorkammer 900 darin, dass in der Vorkammer der Einrichtung 1000 die Luft mit Kraftstoff vermischt wird, während die Luft mit Kraftstoff vorgemischt wird, bevor sie in die Vorkammer der Einrichtung 900 eintritt.

[0071] Wie in Fig. 13 gezeigt ist gemäß einer Ausführungsform eine Zündkerze gemäß der vorliegenden Offenbarung (z.B. zurückgesetzte Zündkerze 110) in einem Verbrennungssystem mit offener Kammer 1100 angeordnet. Wie dargestellt, ist die zurückgesetzte Zündkerze 110 im Gewindeeingriff mit einer Zündkerzenaussparung 1120, die im Zylinderkopf 1130 des Systems 1110 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu den Vorkammer-basierten Verbrennungssystemen der Fig. 11 und 12 sind die Kathoden- und Anodenelektroden der zurückgesetzten Zündkerze 110 innerhalb der Hauptbrennkammer 1110 von Zylinderblock 1150 des Motors angeordnet. Dementsprechend erzeugt der von der zurückgesetzten Zündkerze 110 erzeugte Funke eine Verbrennungsflamme innerhalb der Hauptbrennkammer 1110 im Gegensatz zu innerhalb einer Vorkammer, die in Fluidverbindung mit der Hauptbrennkammer steht. Ungeachtet des Fehlens einer Vorkammer im Verbrennungssystem mit offener Kammer 1100 ist die zurückgesetzte Zündkerze 110 nach wie vor nützlich, um eine Entfernung von Abgasrückständen innerhalb der Elektrodenlücken der Zündkerze in der Form zu erleichtern, dass eine effiziente Verbrennung innerhalb der Hauptbrennkammer 1110 erreicht wird.

[0072] In der oben angeführten Beschreibung können bestimmte Begriffe wie „hoch", „runter", „obere", „untere", „horizontal", „vertikal", „links", „rechts" und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe werden, soweit zutreffend, verwendet, um ein gewisses Maß an Klarheit der Beschreibung dort zu bieten, wo es um relative Beziehungen geht. Diese Begriffe sollen jedoch keine absoluten Beziehungen, Positionen und/oder Ausrichtungen implizieren. Zum Beispiel kann, in Bezug auf ein Objekt, eine „obere" Fläche zu einer „unteren" Fläche werden, indem das Objekt einfach umgedreht wird. Dennoch handelt es sich immer noch um dasselbe Objekt.

[0073] In dem Verständnis, dass die hier vorgelegten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes abbilden und daher nicht als Einschränkung seines Schutzbereichs zu betrachten sind, wird der Erfindungsgegenstand mit besonderer Genauigkeit und Detailliertheit durch die Verwendung der Zeichnungen beschrieben und erklärt.

[0074] Die Bezugnahme in der gesamten vorliegenden Spezifikation auf „eine einzige Ausführungsform", „eine Ausführungsform" oder ähnliche Sprache bedeutet, dass ein(e) besondere(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft, das/die im Zusammenhang mit der Ausführungsform verwendet wird, mindestens in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Die Ausdrücke „in einer einzigen Ausführungsform", „in einer Ausführungsform" und ähnliche Sprache in der gesamten Spezifikation können sich alle, aber nicht notwendigerweise, auf dieselbe Ausführungsform beziehen. Ebenso kann die Verwendung des Begriffes „Implementierung" eine Implementierung bedeuten, die ein besonderes Merkmal, eine besondere Struktur oder Eigenschaft aufweist, die im Zusammenhang mit einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, aber mangels einer ausdrücklichen Korrelation, die etwas anderes besagt, kann eine Implementierung mit einer oder mehreren Ausführungsformen verbunden sein.

[0075] Die Bezugnahme in der gesamten vorliegenden Spezifikation auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Sprache bedeutet nicht, dass alle Merkmale oder Vorteile, die mit dem Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung realisiert werden können, in einer einzigen Ausführungsform enthalten sein sollten oder sind. Vielmehr ist die Sprache, die sich auf die Merkmale und Vorteile bezieht, so zu verstehen, dass ein bestimmtes Merkmal, ein Vorteil oder eine Eigenschaft, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben sind, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Die Erörterung der Merkmale und Vorteile sowie ähnlicher Sprache kann sich, aber nicht notwendigerweise, in der gesamten vorliegenden Spezifikation auf dieselbe Ausführungsform beziehen.

[0076] Die beschriebenen Merkmale, Strukturen, Vorteile und/oder Eigenschaften des Erfin- dungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung können in jeder geeigneten Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen und/oder Implementierungen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche verschiedene spezifische Einzelheiten bereitgestellt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln.

[0077] E in Fachmann auf diesem Gebiet der Technik wird erkennen, dass der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung ohne ein oder mehrere der spezifischen Merkmale, Einzelheiten, Komponenten, Materialien und/oder Verfahren einer bestimmten Ausführungsform oder Implementierung realisiert werden kann.

[0078] In anderen Fällen können zusätzliche Merkmale und Vorteile in bestimmten Ausführungsformen und/oder Implementierungen erkannt werden, die nicht in allen Ausführungsformen oder Implementierungen vorhanden sind. Weiterhin werden in einigen Fällen bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht detailliert gezeigt oder beschrieben, um eine Verdeckung der Aspekte des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden. Die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes der vorliegenden Offenbarung werden in vollerem Umfang ersichtlich aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen oder können durch die Realisierung des Erfindungsgegenstandes wie nachstehend beschrieben erlernt werden.

[0079] Der vorliegende Erfindungsgegenstand kann in anderen speziellen Formen ausgeführt sein, ohne vom Geist oder den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht einschränkend zu verstehen. Der Schutzbereich der Erfindung wird daher durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung aufgezeigt. Sämtliche Änderungen, die in die Begriffsinhalte und Begriffsumfänge der Patentansprüche fallen, sollen durch diesen Schutzbereich mit abgedeckt sein.

Claims

Patentansprüche

1. Zündkerze (210) für einen Verbrennungsmotor, die umfasst: eine mittlere Elektrode (230), die an einer ersten distalen Endfläche (232) endet, welche um eine Mittelachse herum definiert ist; und mindestens eine äußere Elektrode (222), die an einer zweiten distalen Endfläche (224) endet, wobei die mindestens eine äußere Elektrode (222) mindestens teilweise die mittlere Elektrode (230) lateral in der Weise umschließt, dass die zweite distale Endfläche (224) in Bezug auf die mittlere Elektrode (230) radial versetzt ist und eine laterale Lücke (240) zwischen der mittleren Elektrode (230) und der mindestens einen äußeren Elektrode (222) ausgebildet ist; und eine Kontaktleiste (260), die mit der zweiten distalen Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) verbunden ist, wobei die erste distale Endfläche (232) der mittleren Elektrode (230) in Bezug auf die zweite distale Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) axial zurückgesetzt ist.
2. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 1, wobei die Zündkerze (210) eine Vielzahl von äußeren Elektroden (222) umfasst.
3. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 1, wobei die erste distale Endfläche (232) der mittleren Elektrode (230) in Bezug auf die zweite distale Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) um bis zu etwa einen Millimeter zurückgesetzt ist.
4. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 1, wobei die mittlere Elektrode (230) einen zylinderförmigen Kopf umfasst, der die erste distale Endfläche (232) definiert, wobei die mittlere Elektrode (230) ferner einen Schaft umfasst, der den Kopf in Bezug auf die mindestens eine äußere Elektrode (222) in der Weise hält, dass die laterale Lücke (240) zwischen dem Kopf der mittleren Elektrode (230) und der mindestens einen äußeren Elektrode (222) definiert ist.
5. Zündkerze (210) für einen Verbrennungsmotor, die umfasst: eine mittlere Elektrode (230), die an einer ersten distalen Endfläche (232) endet, die um eine Mittelachse herum definiert ist; mindestens eine äußere Elektrode (222), die an einer zweiten distalen Endfläche (224) endet, wobei die mindestens eine äußere Elektrode (222) mindestens teilweise die mittlere Elektrode (230) lateral in der Weise umschließt, dass die zweite distale Endfläche (224) in Bezug auf die mittlere Elektrode (230) radial versetzt ist und eine laterale Lücke (240) zwischen der mittleren Elektrode (230) und der mindestens einen äußeren Elektrode (222) definiert wird; und mindestens eine Kontaktleiste (260), die mit der zweiten distalen Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) verbunden ist, wobei die erste distale Endfläche (232) der mittleren Elektrode (230) in Bezug auf eine dritte distale Endfläche (262) der mindestens einen Kontaktleiste (260) axial zurückgesetzt ist.
6. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 5, wobei die Zündkerze (210) eine Vielzahl von äußeren Elektroden (222) und eine Vielzahl von Kontaktleisten (260) umfasst, wobei jede der Vielzahl von äußeren Elektroden (222) mit einer jeweiligen der Vielzahl von Kontaktleisten (260) verbunden ist.
7. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 5, wobei die Zündkerze (210) eine Vielzahl von äußeren Elektroden (222) und nur zwei Kontaktleisten (260) umfasst, wobei jede der zwei Kontaktleisten (260) mit jeweils einer der Vielzahl von äußeren Elektroden (222) verbunden ist.
8. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 7, wobei die zwei mit Kontaktleisten (260) verbundenen äußeren Elektroden (222) nebeneinander liegen.
9. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 7, wobei die zwei mit Kontaktleisten (260) verbundenen äußeren Elektroden (222) auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren Elektrode (230) liegen.
10. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 5, wobei die mindestens eine äußere Elektrode (222) aus einem ersten Material gefertigt ist und die mindestens eine Kontaktleiste (260) aus einem zweiten Material gefertigt ist, das von dem ersten Material verschieden ist.
11. Zündkerze (210) gemäß Anspruch 5, wobei die erste distale Endfläche (232) der mittleren Elektrode (230) und die zweite distale Endfläche (224) der mindestens einen äußeren Elektrode (222) koplanar sind. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen