CH659919A5 - SPARK PLUG WITH LAYERED OXYGEN SENSOR APPLIED ON THE INSULATOR FOOT. - Google Patents

SPARK PLUG WITH LAYERED OXYGEN SENSOR APPLIED ON THE INSULATOR FOOT. Download PDF

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CH659919A5
CH659919A5 CH154/83A CH15483A CH659919A5 CH 659919 A5 CH659919 A5 CH 659919A5 CH 154/83 A CH154/83 A CH 154/83A CH 15483 A CH15483 A CH 15483A CH 659919 A5 CH659919 A5 CH 659919A5
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CH154/83A
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Bodo Ziegler
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Bosch Gmbh Robert
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Description

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze mit Sauerstoffsensor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der DE-OS 3 028 359 ist schon eine Zündkerze bekannt, bei der im Isolator-Fuss ein Sauerstoffsensor angebracht ist; der Sauerstoffsensor ist dabei auf der Aussenseite des Isolator-Fusses in einem Sackloch derart angeordnet, dass sich die einzelnen Elemente (Elektroden, Festelektrolyt usw.) in dem Sackloch übereinander befinden. Die elektrischen Zuleitungen zu den Elektroden des Sauerstoffsensors werden durch während eines Gummipressvorganges hergestellte, lange Durchgangskanäle geführt und als Platinsuspension eingebracht. Die Herstellung derartiger Sauerstoffsensoren im Isolator-Fuss einer Zündkerze ist sehr teuer und weist erhebliche Fertigungsrisiken auf. The invention relates to a spark plug with an oxygen sensor according to the preamble of the independent claim. From DE-OS 3 028 359 a spark plug is already known, in which an oxygen sensor is attached in the insulator foot; the oxygen sensor is arranged on the outside of the insulator foot in a blind hole in such a way that the individual elements (electrodes, solid electrolyte, etc.) are located one above the other in the blind hole. The electrical feed lines to the electrodes of the oxygen sensor are passed through long through channels produced during a rubber pressing process and introduced as a platinum suspension. The production of such oxygen sensors in the insulator base of a spark plug is very expensive and has considerable manufacturing risks.

Als Sauerstoffsensoren sind insbesondere solche für diesen Zweck geeignet, die einen schichtförmigen, sauerstoffionen-leitenden Festelektrolyten aufweisen und nach dem potentiome-trischen Prinzip arbeiten, es sind aber auch solche Sauerstoffsensoren hierfür geeignet, deren elektrischer Widerstand sich infolge der Gaszusammensetzung ändert. Beispiele derartiger Sauerstoffsensoren sind enthalten in den folgenden Veröffentlichungen: DE-OS 2 855 012, 2 909 201, 2 617 031, 2 826 515, DE-AS 2 651 160, DE-PS 1 954 663, US-PS 3 719 564, US-PS 4 007 435; Bekannt sind auch bereits Sauerstoffsensoren mit sauerstoffionen-Ieitendem Festelektrolyten, die elektrisch in Reihe geschaltet sind (US-PS 3 216 911). Suitable oxygen sensors for this purpose are, in particular, those which have a layer-like, solid ion that conducts oxygen ions and work according to the potentiometric principle, but oxygen sensors whose electrical resistance changes as a result of the gas composition are also suitable for this purpose. Examples of such oxygen sensors are contained in the following publications: DE-OS 2 855 012, 2 909 201, 2 617 031, 2 826 515, DE-AS 2 651 160, DE-PS 1 954 663, US-PS 3 719 564, U.S. Patent 4,007,435; Oxygen sensors with oxygen-ion-conducting solid electrolytes which are electrically connected in series are also known (US Pat. No. 3,216,911).

Die erfindungsgemässe Zündkerze mit Sauerstoffsensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass sie industriell einfach, fertigungssicher und kostengünstig hergestellt werden kann. In contrast, the spark plug according to the invention with an oxygen sensor with the characterizing features of the independent claim has the advantage that it can be manufactured industrially simply, reliably and inexpensively.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Zündkerze möglich; besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Sauerstoffsensor mit sauerstoffionen-Ieitendem, gasdurchlässigem Festelektrolyten hierbei verwendet wird und dieser schichtförmige Festelektrolyt die auf dem Isolator-Fuss der Zündkerze aufgebrachten, mit Abstand nebeneinander angeordneten, schichtförmigen Elektroden schützend überdeckt. The measures listed in the dependent claims allow advantageous developments and improvements of the spark plug specified in the independent claim; It is particularly advantageous if an oxygen sensor with an oxygen-ion-conducting, gas-permeable solid electrolyte is used here and this layer-like solid electrolyte covers the layer-like electrodes which are arranged on the insulator base of the spark plug and are arranged at a distance from one another in a protective manner.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Teilansicht einer vegrössert dargestellten Zündkerze mit Sauerstoffsensor, 1 is a partial sectional view of a magnified spark plug with oxygen sensor,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer weiter vergrösserten Draufsicht auf einen in Abwicklung dargestellten Sauerstoffsensor nach Fig. 1 und Fig. 2 shows a detail from a further enlarged plan view of an oxygen sensor shown in development according to Fig. 1 and

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III/III durch den Sauerstoffsensor nach Fig. 2. 3 shows the section along the line III / III through the oxygen sensor according to FIG. 2nd

Die in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellte Zündkerze 10 besitzt ein Metallgehäuse 11, das an seiner Aussenseite als Befestigungsmittel 12 ein Einschraubgewinde aufweist und gemeinsam mit einem Schlüsselsechskant 13 zum Einbau in einen (nicht dargestellten) Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf dient; dieses Metallgehäuse 11 umfasst mit seiner Innenbohrung 14 einen Grossteil eines im wesentlichen rohrförmigen Elektroisolators 15. Die zündseitige Stirnfläche 16 dieses Metallgehäuses 11 trägt eine hakenförmige Masseelektrode 17. Auf die Darstellung eines Dichtringes für den Einbau der Zündkerze 10 in den nicht dargestellten Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf wurde verzichtet. The spark plug 10 shown in FIGS. 1, 2 and 3 has a metal housing 11, which has a screw-in thread on its outside as fastening means 12 and, together with a hexagon key 13, is used for installation in an internal combustion engine cylinder head (not shown); This metal housing 11, with its inner bore 14, comprises a large part of an essentially tubular electrical insulator 15. The ignition-side end face 16 of this metal housing 11 carries a hook-shaped ground electrode 17. The illustration of a sealing ring for the installation of the spark plug 10 in the internal combustion engine cylinder head, not shown, has been omitted .

Der Elektroisolator 15, der in bekannter Weise im wesentlichen aus Aluminiumoxid bestehen kann, hat an seiner Aussenseite Schultern 18 und 19, auf denen die Dichtringe 20a und 20b aufliegen. Unter Zwischenschaltung dieser Dichtringe 20a und 20b ist der Elektroisolator 15 in das Metallgehäuse 11 eingebördelt; mittels des bekannten Warmschrumpfverfahrens, das am Metallgehäuse 11 am balligen Schrumpfbereich 21 erkennbar ist, ist die Abdichtung zwischen Elektroisolator 15 und Metallgehäuse 11 sichergestellt. The electrical insulator 15, which may consist essentially of aluminum oxide in a known manner, has shoulders 18 and 19 on its outside, on which the sealing rings 20a and 20b rest. With the interposition of these sealing rings 20a and 20b, the electrical insulator 15 is crimped into the metal housing 11; The seal between the electrical insulator 15 and the metal housing 11 is ensured by means of the known heat-shrinking method, which can be seen on the spherical shrink region 21 on the metal housing 11.

In der nicht dargestellten Längsbohrung des Elektroisolators 15 befindet sich ein Anschlussbolzen (nicht dargestellt) und eine aus dem zündseitigen Endabschnitt des Elektroisolators 15 herausragende Mittelelektrode 22, welche mittels einer nicht dargestellten, elektrisch leitfähigen, an sich bekannten Dichtungsmasse innerhalb der Elektroisolator-Längsbohrung miteinander leitend verbunden sind. Die Mittelelektrode 22 steht mit ihrem zündseitigen Endabschnitt der Masseelektrode 17 mit Abstand (z.B. 0,8 mm) gegenüber. Der aus dem Elektroisolator 15 anschlussseits herausragende Abschnitt des nicht dargestellten Anschlussbolzens ist mit einer Anschlussmutter 23 versehen. Der aus dem Metallgehäuse 11 anschlussseits herausragende Abschnitt des Elektroisolators 15 besitzt als Kriechstrombarriere zwischen dem Metallgehäuse 11 und der Anschlussmutter 23 mehrere koaxiale Ringnuten 24. In the longitudinal bore of the electrical insulator 15, which is not shown, there is a connection bolt (not shown) and a central electrode 22 projecting from the ignition-side end section of the electrical isolator 15, which is connected to one another in a conductive manner within the electrical isolator longitudinal bore by means of an electrically conductive, known sealing compound, not shown are. The central electrode 22 is at a distance (e.g. 0.8 mm) from the ignition-side end portion of the ground electrode 17. The section of the connecting bolt (not shown) which projects out of the electrical insulator 15 is provided with a connecting nut 23. The section of the electrical insulator 15 protruding from the metal housing 11 on the connection side has a plurality of coaxial annular grooves 24 as a leakage current barrier between the metal housing 11 and the connecting nut 23.

Auf dem dem Brennraum der Brennkraftmaschine ausgesetzten Bereich des Elektroisolators 15, dem sogenannten Isolator-Fuss 15', ist ein Sauerstoffsensor 25 aufgebracht, welcher sich aus schichtförmigen Elementen zusammensetzt und sich bevorzugt in demjenigen Bereich des Isolators-Fusses 15'befindet, der dem zündungsseitigen Dichtbereich zwischen Elektroisolator 15 und Metallgehäuse 11 naheliegt. Der Sauerstoffsensor 25 ist ringförmig auf derjenigen Oberfläche des Isolator-Fusses 15' aufgebracht, welche der nicht dargestellten Längsbohrung des Elektroisolators 15 abgewendet ist; es sei erwähnt, dass anstelle einer ringförmigen Gestaltung auch solche Sauerstoffsensoren hier Verwendung finden können, die nur einen Teil des Umfanges vom Isolator-Fuss 15' einnehmen. Die elektrische Verbindung des Sauerstoffsensors 25 zum anschluss-seitigen, aus dem Metallgehäuse 11 herausragenden Abschnitt des Elektroisolators 15 erfolgt über Leiterbahnen 26 und 27, On the area of the electrical insulator 15, the so-called insulator foot 15 ', which is exposed to the combustion chamber of the internal combustion engine, an oxygen sensor 25 is applied, which is composed of layered elements and is preferably located in the area of the insulator foot 15', which is the ignition-side sealing area between electrical insulator 15 and metal housing 11 is obvious. The oxygen sensor 25 is applied in a ring on that surface of the insulator foot 15 'which faces away from the longitudinal bore of the electrical insulator 15, not shown; it should be mentioned that instead of a ring-shaped design, it is also possible to use oxygen sensors which occupy only part of the circumference of the insulator foot 15 '. The electrical connection of the oxygen sensor 25 to the connection-side section of the electrical insulator 15 protruding from the metal housing 11 takes place via conductor tracks 26 and 27,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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deren anschlussseitige Enden als Anschlussmittel 28 und 29 in Form von Metallschichten ausgebildet sind. Zur elektrischen Isolierung zwischen diesen Leiterbahnen 26, 27 und dem Metallgehäuse 11 ist auf die Leiterbahnen 26, 27 eine Elektroisolierschicht 30 aufgebracht. Um ein lagerichtiges Aufstecken eines nicht dargestellten Anschlusssteckers zu gewährleisten, der sowohl für die elektrische Verbindung zur Anschlussmutter 23 als auch zu den elektrischen Anschlussmitteln 28 und 29 für den Sauerstoffsensor 25 dient, ist an der Aussenseite des Metallgehäuses 11 eine Fixiernut 31 eingeformt, in die eine entsprechende (nicht dargestellte) Nase des nicht dargestellten Anschlusssteckers einzufügen ist. whose ends on the connection side are designed as connection means 28 and 29 in the form of metal layers. For electrical insulation between these conductor tracks 26, 27 and the metal housing 11, an electrical insulation layer 30 is applied to the conductor tracks 26, 27. In order to ensure that a connecting plug, which is not shown, is inserted in the correct position and serves both for the electrical connection to the connecting nut 23 and to the electrical connecting means 28 and 29 for the oxygen sensor 25, a fixing groove 31 is formed on the outside of the metal housing 11, into which one appropriate (not shown) nose of the connector, not shown, is to be inserted.

Der bevorzugte, besonders aus den Figuren 2 und 3 ersichtliche Sauerstoffsensor 25 arbeitet nach dem bekannten Prinzip der Sauerstoffkonzentrationskette mit Sauerstoffionen leitendem Festelektrolyten 32. Ein solcher Festelektrolyt 32, der beispielsweise aus stabilisiertem Zirkondioxid bestehen kann, als 100 (im dicke Schicht nach einem bekannten Verfahren wie z.B. Drucken auf den Isolator 15' aufgebracht ist, überdeckt die mit Abstand nebeneinander angeordneten Elektroden 33 und 34. Auch diese Elektroden 33 und 34 sind nach einem bekannten Verfahren, vorzugsweise durch Aufdrucken, auf den Isolator-Fuss 15' aufgebracht; diese Elektroden 33 und 34 sind in bevorzugter Ausführungsform mit Kammzinken 33' und 34' versehen, welche ineinander kämmen. Da beide Elektroden 33 und 34 über die gasdurchlässige Festelektrolyt-Schicht 32 mit dem Messgas in Verbindung stehen, ist eine der Elektroden 33 bzw. 34 aus einem katalytisch nicht bzw. wenig aktivem Material und die andere Elektrode 34 bzw. 33 aus einem katalytischen aktiveren Material hergestellt; als katalytisch aktives Material kann beispielsweise ein Platinmetall Verwendung finden und als praktisch nicht katalysierend wirkendes Material ist beispielsweise Gold geeignet. Sowohl das Platinmetall bzw. das Gold der Elektroden 33 bzw. 34 kann ein keramisches Stützgerüst enthalten (nicht dargestellt), das beispielsweise aus Aluminiumoxid bestehen kann. Die Breite der etwa 10 |xm dicken Elektroden 33 und 34 liegt bevorzugt im Bereich zwischen 100 bis 500 p.m und der Elektroden-Zwischenraum 35 liegt zumeist zwischen 100 um und 1,5 mm. Die an die Elektroden 33 und 34 angeschlossenen Leiterbahnen 26 und 27 bestehen aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugt aus den gleichen Stoffen wie die Elektroden 33 und 34 selbst, können aber auch aus anderen, den Betriebsbeanspruchungen standhaltenden Stoffen hergestellt werden. Die als elektrische Anschlussmittel 28 und 29 dienenden Metallschichten am anschlussseiti-gen Endabschnitt der Leiterbahnen 26 und 27 bestehen bevorzugt aus Platin, sind 0,1 mm dick und 1,5 mm breit und nicht von der Elektroisolierschicht 30 bedeckt; die Elektroisolierschicht 30, die von der Festelektrolyt-Schicht 32 etwas überlappt wird, besteht aus Aluminiumoxyd und hat eine Dicke von maximal 200 (im. Die bevorzugte Dicke dieser Elektroisolierschicht 30 liegt zwischen 30 und 100 um, ist als beide Leiterbahnen 26 und 27 gemeinsam überdeckender Streifen ausgebildet und kann auch durch ein bekanntes Verfahren wie Aufdrucken hergestellt sein; anstelle der streifenförmigen Ausführung der Elektroisolierschicht 30 ist aber auch ein den ganzen Umfang in diesem Bereich überdeckendes Beschichten nach bekannten The preferred oxygen sensor 25, which can be seen particularly in FIGS. 2 and 3, operates according to the known principle of the oxygen concentration chain with solid electrolyte 32 that conducts oxygen ions. Such a solid electrolyte 32, which can consist, for example, of stabilized zirconium dioxide, as 100 (in the thick layer according to a known method such as For example, printing is applied to the insulator 15 ', covers the electrodes 33 and 34 arranged next to one another at a distance. These electrodes 33 and 34 are also applied to the insulator foot 15' by a known method, preferably by printing, these electrodes 33 and In a preferred embodiment, 34 are provided with comb teeth 33 'and 34', which mesh with each other, since both electrodes 33 and 34 are connected to the measurement gas via the gas-permeable solid electrolyte layer 32, one of the electrodes 33 and 34 is not made of one catalytically or little active material and the other electrode 34 or 33 a made from a more catalytic active material; For example, a platinum metal can be used as the catalytically active material and gold, for example, is suitable as the material which has a practically non-catalyzing effect. Both the platinum metal and the gold of the electrodes 33 and 34 can contain a ceramic support structure (not shown), which can consist, for example, of aluminum oxide. The width of the approximately 33 μm electrodes 33 and 34 is preferably in the range between 100 to 500 μm and the electrode gap 35 is usually between 100 μm and 1.5 mm. For production reasons, the conductor tracks 26 and 27 connected to the electrodes 33 and 34 are preferably made of the same materials as the electrodes 33 and 34 themselves, but can also be made of other materials that can withstand the operating stresses. The metal layers serving as electrical connection means 28 and 29 on the connection-side end section of the conductor tracks 26 and 27 preferably consist of platinum, are 0.1 mm thick and 1.5 mm wide and are not covered by the electrical insulation layer 30; the electrical insulation layer 30, which is slightly overlapped by the solid electrolyte layer 32, is made of aluminum oxide and has a maximum thickness of 200 (im. The preferred thickness of this electrical insulation layer 30 is between 30 and 100 μm, is more overlapping than both conductor tracks 26 and 27 Strips are formed and can also be produced by a known method such as printing, but instead of the strip-shaped design of the electrical insulation layer 30, a coating covering the entire circumference in this area is also known

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Verfahren möglich (z.B. Aufwalzen, Aufspritzen). Eine solche, den Umfang des Elektroisolators umfassende Elektroisolierschicht 30 ist besonders angezeigt, wenn mehrere Sensoren 25 mit Leiterbahnen 26, 27 an der Zündkerze 10 angebracht sind. Process possible (e.g. rolling, spraying). Such an electrical insulation layer 30 encompassing the circumference of the electrical insulator is particularly indicated when a plurality of sensors 25 with conductor tracks 26, 27 are attached to the spark plug 10.

Obwohl die mit dem Sauerstoffsensor 25 beschriebene Zündkerze 10 die bevorzugte Ausführungsform darstellt, sind Abweichungen hiervon möglich: Die Elektroden 33 und 34 m��ssen nicht mit Kammzinken 33' bzw. 34' versehen sein, sondern können auch von anderer Konfiguration sein, im einfachsten Falle als zwei mit Abstand nebeneinander liegende Flächen. Auch kann die Festelektrolyt-Schicht 32 direkt auf dem Isolatorfuss 15' aufgebracht sein und die beiden Elektroden 33 und 34 können auf dieser Festelektrolyt-Schicht 32 liegen; bei dieser Anordnung ist es jedoch zweckmässig, wenn die Elektroden dann in bekannter Weise von einer porösen, dünnen Elektroisolierschicht bedeckt sind. Es ist darüber hinaus auch möglich, dass mehrere nach dem potentiometrischen Messprinzip arbeitende Sauerstoffsensoren 25 auf dem Isolator-Fuss 15' in Reihe geschaltet werden, und zwar, um ein stärkeres Messsignal zu erhalten (siehe US-PS 3 216 911). Auch der Verlauf der Leiterbahnen 26 und 27 auf der Oberfläche des Elektroisolators 15 kann nach dem jeweiligen Verwendungszweck variiert werden; anstelle der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit zwei bis in den Anschlussbereich des Elektroisolators 15 führenden Leiterbahnen 26 und 27 ist auch eine Ausführungsform möglich, nach der nur eine Leiterbahn bis in diesen Bereich hineinführt und die andere Leiterbahn mit dem Metallgehäuse 11 elektrisch in Verbindung steht (z.B. als Klemmverbindung über den Dichtring 20b). Anstelle der Elektroisolierschicht 30 aus Aluminiumoxid kann auch eine Glasur verwendet werden (Blei-Boro-Silikatglas). Die als Metallschicht ausgeführten elektrischen Anschlussmittel 28 und 29 können ebenfalls dem Verwendungszweck angepasst werden und beispielsweise auch als aufgelötete Flachstecker ausgebildet sein. Der Sauerstoffsensor 25 muss auch nicht unbedingt nach dem potentiometrischen Messprinzip arbeiten, er kann auch nach dem polarographischen Messprinzip arbeiten, bei dem an die Elektroden eine Gleichspannung angelegt wird und auf der Messelektrode in bekannter Weise eine Diffusionsbarriere für Sauerstoffmoleküle aufgebracht ist; in den vorstehend beschriebenen Beispielen von Sauerstoffsensoren kann entweder die gasdurchlässige Festelektro-lyt-Schicht 32 oder auch — bei Anordnung der Elektroden auf der Festelektrolyt-Schicht — die erwähnte poröse Elektroisolierschicht als Diffusionsbarriere eingestellt sein. Gut geeignet ist aber auch ein Sauerstoffsensor 25, der nach dem Widerstandsmessprinzip arbeitet und ein auf den Sauerstoffgehalt des Messgases ansprechendes Element besitzt. Die Schichten des Sauerstoffsensors 25, die Leiterbahnen 26, 27 und auch die Elektroisolierschicht 30 werden auf dem Elektroisolator 15 der Zündkerze 10 durch Sintern verfestigt. Although the spark plug 10 described with the oxygen sensor 25 represents the preferred embodiment, deviations from this are possible: the electrodes 33 and 34 need not be provided with comb teeth 33 'or 34', but can also be of a different configuration, in the simplest Fall as two spaced-apart faces. The solid electrolyte layer 32 can also be applied directly to the insulator base 15 'and the two electrodes 33 and 34 can lie on this solid electrolyte layer 32; With this arrangement, however, it is expedient if the electrodes are then covered in a known manner by a porous, thin electrical insulation layer. In addition, it is also possible for a plurality of oxygen sensors 25 working according to the potentiometric measuring principle to be connected in series on the insulator foot 15 ′, in order to obtain a stronger measurement signal (see US Pat. No. 3,216,911). The course of the conductor tracks 26 and 27 on the surface of the electrical insulator 15 can also be varied depending on the intended use; Instead of the embodiment shown in FIG. 1 with two conductor tracks 26 and 27 leading into the connection area of the electrical insulator 15, an embodiment is also possible according to which only one conductor track leads into this area and the other conductor track is electrically connected to the metal housing 11 stands (eg as a clamp connection via the sealing ring 20b). Instead of the electrical insulating layer 30 made of aluminum oxide, a glaze can also be used (lead borosilicate glass). The electrical connection means 28 and 29, which are designed as a metal layer, can also be adapted to the intended use and, for example, can also be designed as soldered flat plugs. The oxygen sensor 25 does not necessarily have to work according to the potentiometric measuring principle, it can also work according to the polarographic measuring principle, in which a direct voltage is applied to the electrodes and a diffusion barrier for oxygen molecules is applied to the measuring electrode in a known manner; In the examples of oxygen sensors described above, either the gas-permeable solid electrolyte layer 32 or - if the electrodes are arranged on the solid electrolyte layer - the porous electrical insulation layer mentioned can be set as a diffusion barrier. However, an oxygen sensor 25 that works according to the resistance measurement principle and has an element that responds to the oxygen content of the measurement gas is also very suitable. The layers of the oxygen sensor 25, the conductor tracks 26, 27 and also the electrical insulation layer 30 are solidified on the electrical insulator 15 of the spark plug 10 by sintering.

Der auf der Zündkerze 10 aufgebrachte Sauerstoffsensor 25 kann aufgrund seiner vorteilhaften Bauform wirtschaftlich auf für die Massenproduktion geeigneten Fertigungseinrichtungen hergestellt werden und kann sowohl für Messzwecke als auch zum Steuern von Vorgängen im Brennraum von Brennkraftmaschinen dienen. Due to its advantageous design, the oxygen sensor 25 applied to the spark plug 10 can be produced economically on production facilities suitable for mass production and can be used both for measuring purposes and for controlling processes in the combustion chamber of internal combustion engines.

3 3rd

5 5

10 10th

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (4)

659 919659 919 1. Zündkerze für Brennkraftmaschinen, mit einem in den Brennraum ragenden, keramischen Elektroisolator, der von einem auf seiner Aussenseite mit Befestigungsmitteln und zün-dungsseits mit einer Masseelektrode versehenen Metallgehäuse fest und dicht umringt ist, in seiner axial verlaufenden Längsbohrung anschlussseits einen Anschlussbolzen und zündungs-seits eine elektrisch mit dem Anschlussbolzen verbundene Mittelelektrode enthält und dessen dem Brennraum ausgesetzter Isolator-Fuss einen Sauerstoffsensor besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (25) schichtförmig auf der der Elektroisolator-Längsbohrung abgewendeten Oberfläche des Isolator-Fusses (15') angeordnet ist und mit dem anschluss-seitigen Bereich des Elektroisolators (15) über Leiterbahnen (26, 27) verbunden ist, welche auf der der Elektroisolator-Längsbohrung abgewendeten Oberfläche des Elektroisolators (15) entlangführen und von einer Elektroisolierschicht (30) abgedeckt sind, die im wesentlichen nur die elektrischen Anschlussmittel (28, 29) unbedeckt lässt. 1. Spark plug for internal combustion engines, with a ceramic electrical insulator protruding into the combustion chamber, which is tightly and tightly surrounded by a metal housing provided on the outside with fastening means and on the ignition side with a ground electrode, in its axially running longitudinal bore on the connection side a connecting bolt and ignition on the one hand contains an electrically connected central electrode and the insulator base exposed to the combustion chamber has an oxygen sensor, characterized in that the oxygen sensor (25) is arranged in layers on the surface of the insulator base (15 ') facing away from the longitudinal insulator bore and is connected to the connection-side region of the electrical insulator (15) via conductor tracks (26, 27) which run along the surface of the electrical insulator (15) facing away from the longitudinal electrical bore and are covered by an electrical insulation layer (30), which is essentially only the el electrical connection means (28, 29) leaves uncovered. 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (25) einen schichtförmigen, sauer-stoffionen-leitenden Festelektrolyten (32) aufweist. 2. Spark plug according to claim 1, characterized in that the oxygen sensor (25) has a layered, oxygen-ion-conducting solid electrolyte (32). 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (33, 34) des Sauerstoffsensors (25) auf der Oberfläche des Elektroisolators (15) mit Abstand zueinander angeordnet sind und dass die auf den Elektroden (33, 34) liegende Festelektrolytschicht (32) beide Elektroden (33, 34) überdeckt und gasdurchlässig ist. 3. Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes (33, 34) of the oxygen sensor (25) on the surface of the electrical insulator (15) are arranged at a distance from one another and that those on the electrodes (33, 34) lie Solid electrolyte layer (32) covers both electrodes (33, 34) and is gas-permeable. 4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (25) in demjenigen Bereich des Isolator-Fusses (15') angeordnet ist, der dem zün-dungsseitigen Dichtring (20b) zwischen Elektroisolator (15) und Metallgehäuse (11) naheliegt. 4. Spark plug according to one of claims 1 to 3, characterized in that the oxygen sensor (25) is arranged in that region of the insulator foot (15 ') that the ignition-side sealing ring (20b) between the electrical insulator (15) and the metal housing (11) is obvious.
CH154/83A 1982-01-30 1983-01-12 SPARK PLUG WITH LAYERED OXYGEN SENSOR APPLIED ON THE INSULATOR FOOT. CH659919A5 (en)

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