CH482123A - Mit einem Gewinde versehener Maschinenteil zum Einschrauben in eine zugeordnete Gewindebohrung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

  Mit einem Gewinde versehener Maschinenteil     zum    Einschrauben in eine  zugeordnete Gewindebohrung in einer     Brennkraftmaschine       Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem  Gewinde versehenen Maschinenteil, z. B. auf eine Zünd  kerze oder ein anderes Glied zum     Einschrauben    in eine  zugeordnete Gewindebohrung in einer     Brennkraftma-          schine,    bei dem wenigstens ein Teil des Gewindes einen  Überzug aus einer organischen     Polysiloxanverbindung     aufweist.  



  Bei Zündkerzen und anderen Gliedern, die in Teile  einer     Brennkraftmaschine    eingeschraubt werden müssen,  haben sich beträchtliche Schwierigkeiten gezeigt. Es hat  sich herausgestellt, dass häufig ein übermässig grosses  Drehmoment erforderlich ist, um die Zündkerze oder ein  anderes Glied nach dem Einbau in eine     Brennkraftma-          schine    und einer mehr oder weniger langen Lebensdauer  wieder zu entfernen. Obwohl dieses Problem hauptsäch  lich bei luftgekühlten Maschinen auftritt, hat sich ge  zeigt, dass es auch bei wassergekühlten Maschinen  vorhanden ist.  



  Man hat verschiedene Versuche angestellt, um das  Drehmoment herabzusetzen, das zum Entfernen von  Zündkerzen u. dgl. erforderlich und häufig wesentlich  grösser ist als das zum Einbau zur Anwendung gebrachte  Drehmoment. Soweit jedoch zu überblicken, wurde bis  jetzt noch keine zufriedenstellende Lösung für dieses  Problem vorgeschlagen. In vielen Fällen zeigten Sonder  behandlungen wenig oder keinen     Vorteil.    In einigen  Fällen führten die vorgeschlagenen Behandlungen zu  einer unerwünschten Verschmutzung des gesamten Zünd  endes der Zündkerze, und gewöhnlich beschmutzten  die vorgeschlagenen Behandlungen die Zündkerze und  waren praktisch unbrauchbar.  



  Es wurde weiter schon vorgeschlagen, wenigstens das  Gewinde eines Teils mit einem Überzug aus einer  organischen     Polysiloxanverbindung    zu versehen. Es wur  den schon Verbindungen dieser Art verwendet, die zwar  die Höhe des Drehmoments herabzusetzen in der Lage  sind, das zur Entfernung von Zündkerzen nach längerer    Benutzungsdauer erforderlich ist.

   Gleichzeitig besitzen  aber diese Materialien wesentliche     Schmiermitteleigen-          schaften.    Ein Material mit schmierenden Eigenschaften  ist aber - als Überzug für Zündkerzen oder andere       Einschraubteile    ungeeignet, da beim Einsetzen einer mit  solchem Schmiermittel eingestrichenen Zündkerze diese  überdreht werden kann, so dass die Gewindezüge auf der  Zündkerze abgebrochen oder die entsprechenden Gewin  dezüge im zugeordneten Maschinenteil zerstört werden  können.  



  Es gibt eine Reihe von Verbindungen, wie Graphit  oder     Teflon,    die man ebenfalls zur Herabsetzung des  zum Ausschrauben nach längerer Benutzungsdauer er  forderlichen Drehmomentes verwenden kann. Jedoch  handelt es sich hier immer um Schmiermittel.  



  Der erfindungsgemässe     Maschinenteil    ist dadurch  gekennzeichnet, dass der Überzug aus einem vermehrten       Polyorganosiloxanharz    mit einem Durchschnittsverhält  nis der     Organogruppen    zu den     Siliciumatomen    von  1-1,6 besteht.  



  Der Überzug gemäss der Erfindung ist kein Schmier  mittel und schafft trotzdem die Möglichkeit, das Dreh  moment zu verringern, welches zum Herausschrauben  der Zündkerzen oder anderer Maschinenteile nach län  gerer Benützungsdauer erforderlich ist.  



  Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeich  nung in einem Beispiel näher erläutert werden.  



  Die Zeichnung zeigt     in          Fig.    1 eine     Seitenansicht    einer Zündkerze und,  teilweise schematisch, einen Sprühkopf zum Aufbringen  eines organischen     Polysiloxanharzüberzuges    auf einen       Gewindeteil    der     Zündkerze;    und in       Fig.    2 eine stark vergrösserte Teilansicht zur Wieder  gabe des Gewindeteiles der Zündkerze nach     Fig.    1, der  einen organischen     Polysiloxanharzüberzug    trägt.      In     Fig.    1 ist allgemein die Zündkerze mit 10  bezeichnet.

   Sie     enthält    eine     Metallhülse    11, einen kera  mischen Isolator 12 und eine     Elektrodenanordnung,    die  allgemein mit 13 bezeichnet ist. Die     Elektrodenanord-          nung    13 enthält einen nicht gezeichneten mittleren       Elektrodenteil,    welcher einen oberen Stift 14 trägt, und  steht in elektrischer Verbindung     mit    einer Zündspitze  15. Ferner weist die     Elektrodenanordnung    eine Massen  elektrode 16 auf, die mit der Metallhülse 11 in elektri  schem Kontakt steht und mit der Zündspitze 15 den  Zündspalt bildet.

   Die Zündspitze 15 und die geerdete  oder an Masse gelegte Elektrode 16 sind voneinander  durch den keramischen Isolator 12 isoliert, während der  Isolator 12 zusammen mit dem oberen, nicht gezeichne  ten     Elektrodenteil,    dem Stift 14 und der Zündspitze 15  in geeigneter Weise innerhalb der Hülse 11 gelagert  ist.  



  In     Fig.    1 ist schematisch ein Sprühkopf 17 darge  stellt, der zur     Aufbringung        eines    organischen     Polysilo-          xanharzes    auf den Gewindeteil 18 der Hülse 11 dient.  Man kann jedoch das Harz auch durch Eintauchen oder       Aufpinseln    aufbringen.  



  Der Gewindeteil 18 der Hülse 11 ist in     Fig.    2 in  stark vergrössertem     Massstabe    wiedergegeben, so dass  man den daran haftenden, ausgehärteten     überzug    19 aus  einem organischen     Polysiloxan    erkennt.  



  Soll der     Polyorganosiloxanharzüberzug    19 tatsäch  lich das Drehmoment herabsetzen, das erforderlich ist,  um die Zündkerze 10 aus der     Brennkraftmaschine    nach  mehr oder weniger langer Betriebsdauer zu entfernen,  dann muss er einen ausreichenden     Zusammenhalt    besit  zen, um im wesentlichen die     Metall-Metall-Berührung     zwischen dem Gewindeteil 18 und einem damit zusam  menwirkenden Gewindeteil der     Brennkraftmaschine    her  abzusetzen.

   Ausserdem muss er ausreichende Elastizität  und ausreichendes Haftvermögen aufweisen, damit er  nicht durch die Kräfte bereits entfernt wird, die beim  Einbau und im Betrieb auftreten.     Darüberhinaus        sollte     er sich vorzugsweise nicht merklich bei den beim       Brennkraftmaschinenbetrieb    auftretenden Temperaturen  zersetzen.  



  Im allgemeinen ist jeder dünne     Polyorganosiloxan-          harzüberzug    in der Lage, ohne merkliche Zersetzung den  Temperaturen zu widerstehen, denen die Gewindeteile  von Zündkerzen unter normalen Arbeitsbedingungen der       Brennkraftmaschine    gewöhnlich ausgesetzt sind. Viele       Polyorganosiloxanharzüberzüge    sind jedoch entweder zu  weich oder zu brüchig, um wirksam einen     Metall-Metall-          Kontakt    herabzusetzen, wenn eine Zündkerze relativ zu  einer     Brennkraftmaschine    oder während des Betriebes  eingesetzt wird.

   Solche     Polyorganosiloxanharze,    ver  schiedene Wachse,     Epoxyharze,        Silikonentformungsma-          terialien    und Öle haben sich als unwirksam für die  Reduktion des erforderlichen Drehmoments herausge  stellt, ja vergrössern in einigen Fällen sogar das notwen  dige Drehmoment. Verschiedene     Polyorganosiloxanharz-          überzüge    jedoch mit dem erforderlichen Ausmass an  Zusammenhalt zur Verminderung eines wesentlichen       Metall-Metall-Kontaktes    vermögen jedoch das erforder  liche Drehmoment bedeutend zu verringern.

   Gewöhnlich  enthalten die Moleküle von     Polyorganosiloxanharzen     zwei oder mehr Ketten mit einer verhältnismässig gros  sen Anzahl von     -Si-O-Si-Gruppen    und ausserdem  sog.     Querverkettungen    zwischen diesen Ketten. Die  Querverkettungen in den     Polyorganosiloxanharzmolekü-          len    lassen sich auf eine Vielzahl von Wegen herstellen,  beispielsweise durch     Si-O-Si-Verkettungen    oder    durch irgendeinen anderen Mechanismus, durch organi  sche Gruppen oder durch stickstoffhaltige organische  Gruppen.

   Verfahren und Prinzipien, nach denen man  ein     Polyorganosiloxanmaterial    mit der gewünschten Här  te und dem     gewünschten        Zusammenhalt    herstellen kann,  sind dem Fachmann an sich bekannt. (Vgl. in diesem  Zusammenhang die     US-Patentschriften    2 833 441;  2 959 569; 3 037 962; 3 068 194; 3 070 573;  3 082 527; 3 096 303.) Im allgemeinen werden, wenn  die Querverkettung durch eine organische Gruppe oder  eine stickstoffhaltige organische Gruppe erfolgt,     verhält-          nismässig        langkettige        Di-Organosiloxan-Moleküle    durch  Hydrolyse und Kondensation in an sich bekannter Weise  gebildet.

   Die Querverkettung erfolgt in Anwesenheit  eines Katalysators mit einem freien Radikal durch  Umsetzung zwischen     Alkenyl-,    beispielsweise     Vinylgrup-          pen    und Gruppen mit Stickstoff und Wasserstoff, wobei  die Wasserstoffatome unmittelbar am Silicium gebunden  sind,     Organogruppen,    welche nicht     olefinungesättigt     sind, o.

       dgl.    Das Ausmass der Elastizität und Härte des       fertigen    gehärteten     Polyorganosiloxanharzes    hängt von  der tatsächlichen     Anzahl    der Querverkettungen im       Durchschnitt    in der Endzusammensetzung ab, die wie  derum von der Anzahl der     Alkenylgruppen    in den       Polyorganosiloxanketten    vor der Querverkettung relativ  zu der durchschnittlichen     Polyorganosiloxankettenlänge     abhängig ist.

   Im allgemeinen kann man jedoch jedes  gewünschte oder erforderliche Ausmass an Elastizität  und Härte durch eine Kombination aus Ausgangsmate  rialien,     Hydrolyse-Bedingungen    und     Querverkettungsbe-          dingungen    erzielen.     Polyorganosiloxanharze    dieser Art  werden     gewöhnlich    in einen gehärteten, getrockneten  Zustand bei Temperaturen etwas oberhalb gewöhnlicher  Zimmertemperaturen umgewandelt, mit Ausnahme in  gewissen, ziemlich speziellen Fällen, wo     organometalli-          sche    Aktivatoren als Katalysatoren     mit    freiem Radikal  zur Anwendung kommen.

       Zinnoktoat    ist     ein        Beispiel    für  einen solchen     Organometallaktivator.    Im ausgehärteten,  getrockneten     Polyorganosiloxanharz    dieser Art liegt das  Durchschnittsverhältnis der organischen Gruppen zu den       Siliciumatomen    im Bereich von 1-1,6.  



  Eine bevorzugte     Familie    von     Polyorganosiloxanhar-          zen    für die Verwendung bei der Herstellung des Filmes  19 an einer Zündkerze o. dgl. ist eine solche, bei der die  Querverkettung über     Si-O-Si-Gruppen    erfolgt. Sol  che Harze werden hergestellt durch Hydrolyse und  Kondensation unter im wesentlichen gesteuerten Bedin  gungen aus     Silanen    zweier unterschiedlicher Arten:       Mono-Organosilanen    mit drei     hydrolisierbaren    Gruppen  und     Di-Organosilanen    mit zwei     hydrolisierbaren    Grup  pen.

   Die beiden Arten von     Silanen    finden in solchen An  teilen Verwendung, dass das Verhältnis der     Organogrup-          pen    pro     Siliciumatom    im Durchschnitt 1 bis 1,6 beträgt.

    Die     Organogruppen    dieser     Polyorganosiloxanharze    ent  halten vorzugsweise niedrigere     Alkylgruppen,    gewöhn  lich     Methyl,    Äthyl oder     Propyl,    und am meisten er  wünscht     Methyl    und     darüberhinaus    gewisse     Phenylgrup-          pen.    Optimale Ergebnisse erhält man mit     Polymethylsi-          loxanharzen,    beispielsweise     einem    solchen,

   wie es im  Handel unter der     Bezeichnung    XR6-2122     (Dow        Cor-          ning    Corporation) und unter der Handelsbezeichnung  SR701 (General     Electric    Corporation) erhältlich ist. In  diesen beiden im Handel erhältlichen Materialien liegt  die Durchschnittszahl der     Methylgruppen    pro     Silicium-          atom    bei 1,15. Beide Materialien trocknen an Luft unter  gewöhnlichen Umgebungsbedingungen. Ausgezeichnete  Ergebnisse erhält man mit jedem dieser Materialien,      wenn man es als     dünne    Schicht aufbringt, d. h., keine  Gewindezwischenräume bestehen bleiben.

   Ausgezeichne  te Ergebnisse erzielt man im allgemeinen bereits mit       überzügen    mit einer Dicke von 0,00025 bis 0,00625  mm.  



  Völlig zufriedenstellende Ergebnisse erzielt man  auch mit einem anderen     Polymethylsiloxanharz,    was  die Verringerung des Drehmomentes betrifft. Insbeson  dere erreicht man eine im wesentlichen äquivalente  Verringerung des Drehmoments bei Verwendung eines       Polymethylsiloxanharzes,    das im Handel unter der Be  zeichnung XR6-1057     (Dow        Corning        Corp.)    erhältlich  ist. Dieses Material erfordert jedoch zum Aushärten und  Trocknen eine erhöhte Temperatur und ist damit weni  ger wünschenswert als die vorher angegebenen Materia  lien.  



  Man erkennt aus der schematischen Darstellung  der     Fig.    1, dass eine gewisse     übersprühung    auf die Teile  der     Hülse    11 ausserhalb des Gewindeteiles 18 und sogar  auch die Zündspitze 15 und die Massenelektrode 16  möglich ist. Es hat sich gezeigt, dass     überzüge    in dem  angegebenen Dickenbereich die Zündeigenschaften nicht  nachteilig beeinflussen, selbst wenn diese     überzüge    auf  der Zündspitze 15 und der Massenelektrode 16 vorhan  den sein sollten. Die Hülse 11 der Zündkerze 10 weist  einen Sitz 20 auf, der in einigen Fällen durch einen  Dichtsitz oder in anderen Fällen ohne Dichtung unmit  telbar aufsitzt.

   Die     Aufbringung    des     Silikonharzüberzu-          ges    auf den Sitz 20 ist gewöhnlich vorteilhaft, während  die     Aufbringung    auf einen Teil der Zündkerze 10  oberhalb des Sitzes 20 nicht stört.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Mit einem Gewinde versehener Maschinenteil zum Einschrauben in eine zugeordnete Gewindebohrung in einer Brennkraftmaschine, bei dem wenigstens ein Teil des Gewindes einen Überzug aus einer organischen Polysiloxanverbindung aufweist, dadurch gekennzeich net, dass der Überzug aus einem vernetzten Polyorgano- siloxanharz mit einem Durchschnittsverhältnis der Orga- nogruppen zu den Siliciumatomen von 1-1,6 besteht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Maschinenteil nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Querverbindung des Harzes durch Silicium-Sauerstoff-Silicium-Bindungen erreicht ist. 2. Maschinenteil nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein Polymethylsiloxan ist. 3. Maschinenteil nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Organo- gruppen des Harzes Methylgruppen sind.

   Anmerkung <I>des</I> Eidg. <I>Amtes für geistiges Eigentum:</I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang ste hen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbe reich des Patentes massgebend ist.