DE10156949B4

DE10156949B4 - Zündkerze

Info

Publication number: DE10156949B4
Application number: DE2001156949
Authority: DE
Inventors: Manfred Barth; Detlef Hartmann; Jochen Dr. Fischer; Andreas Benz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: DE10156949A1

Abstract

Zündkerze (1) mit einer über einen Anschlußbolzen (5) mit einer Zündleitung verbundenen Elektrode (10), die gegenüber einem Gehäuse (15) der Zündkerze (1) durch einen Isolator (20) elektrisch isoliert ist, wobei der Isolator (20) mit einem Isolatorsitz (85) auf einer Hervorhebung (95) des Gehäuses (15) aufliegt, wobei der Isolator (20) eine brennraumseitige Stirnfläche (70) aufweist, wobei der Isolatorfuß (45) der Abschnitt des Isolators ist, der sich vom Isoliersitz (85) bis zur brennraumseitigen Stirnfläche (70) erstreckt, und wobei der Durchmesser (25) der Elektrode (10) im Wesentlichen über deren gesamte Länge (30) kleiner oder gleich 2 mm ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (30) der Elektrode (10) im Bereich von 8 bis 13 mm liegt, und dass die Elektrode (10) an ihrem brennraumfernen Ende im Innern des Isolatorfußes (45) aufliegt und somit zwischen dem Isolatorsitz (85) und der brennraumseitigen Stirnfläche (70) des Isolators (20) gelagert ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Zündkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
Aus der DE 1 96 51 454 A1 ist bereits eine Zündkerze mit einer über einen Anschlußbolzen mit einer Zündleitung verbundenen Elektrode bekannt, die gegenüber einem Gehäuse der Zündkerze durch einen Isolator elektrisch isoliert ist.
Es ist weiterhin die Zündkerze FR8ME bekannt, deren Elektrode einen Durchmesser von 2,7 mm aufweist.
Bei dieser Zündkerze weist der Isolatorfuß des Isolators eine Länge von etwa 17 mm auf. Die Elektrode erstreckt sich über die gesamte Länge des Isolatorfußes und ragt sowohl an einer Stirnseite des Isolatorfußes als auch am gegenüberliegendem Ende des Isolatorfußes im Bereich eines Isolatorsitzes über den Isolatorfuß hinaus und weist somit eine Länge von mehr als 17 mm auf .
Die Mittelelektrode dieser Zündkerze ist eine Zweistoff-Mittelelektrode aus einer Ni-Legierung mit einem Cu-Kern.
Aus der DE 44 31 143 A1 ist eine Zündkerze bekannt, die eine Elektrode aufweist, die durch einen Isolator von einem Gehäuse der Zündkerze elektrisch isoliert ist. An dem brennraumnahen Ende der Elektrode ist eine Edelmetallspitze vorgesehen. Der Durchmesser der Elektrode ist zumindest bereichsweise kleiner als 2 mm. Der Isolator liegt mit einem Isolatorsitz auf einer korrespondierenden Hervorhebung des Gehäuses auf. Die Elektrode ist an ihrem brennraumfernen Ende im Innern des Isolators in einem Bereich gelagert, der weiter vom Brennraum entfernt ist als der Isolatorsitz.
Eine ähnliche Zündkerze wird in der EP 0 101 547 A2 vorgeschlagen. Die Edelmetallspitze der Elektrode weist bei dieser Anordnung eine Länge von 2 mm auf.
Eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode, deren Durchmesser kleiner als 2 mm ist, wird auch in der DE 198 54 861 A1 vorgeschlagen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zündkerze mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der Durchmesser der Elektrode im Wesentlichen über deren gesamte Länge kleiner oder gleich 2 mm ist. Auf diese Weise wird die Kapazität zwischen der Elektrode und dem Gehäuse verringert. Dadurch wird auch der durch eine Funkenentladung zwischen einer Elektrode und einer Masseelektrode zum Gehäuse fließende Strom reduziert. Durch eine solche verringerte Funkenentladung tritt im Bereich der Elektrodenspitze eine geringere Erosion auf, so dass die Elektrode verschleißfester und dauerhaltbarer wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund des geringen Elektrodendurchmessers eine Lagerung der Elektrode auch in Bereichen des Isolators mit geringerem Querschnitt, also beispielsweise auch im Bereich des Isolatorfußes, ermöglicht wird, ohne dass eine zur Verhinderung von Durchschlägen zwischen der Elektrode und dem Gehäuse erforderliche Mindestwanddicke des Isolators unterschritten wird. Der Ort der Lagerung der Elektrode im Isolator ist dann nicht mehr vom Ort des Isolatorsitzes im Gehäuse, von dem an sich der Querschnitt des Isolators in Richtung zum Anschlußbolzen vergrößert, abhängig. Somit kann bei Zündkerzen mit unterschiedlichem Wärmewert und davon abhängig gewähltem unterschiedlichem Ort des Isolatorsitzes die Anordnung der Elektrode, des Anschlußbolzens und gegebenenfalls eines Widerstandes zwischen der Elektrode und dem Anschlußbolzen im Isolator unverändert belassen werden. Auf diese Weise wird die Montage der Zündkerzen erheblich vereinfacht und eine Großserienfertigung vor allem der Elektrode, des Anschlußbolzens und des Widerstandes begünstigt.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung einer Elektrode, deren Durchmesser im Wesentlichen über die gesamte Länge der Elektrode kleiner oder gleich 2 mm ist, besteht darin, dass Material für die Elektrode eingespart werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündkerze möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elektrode eine Edelmetallspitze umfasst, die im Bereich des Isolatorfußes aus dem Isolator herausragt. Auf diese Weise wird die Erosion der Elektrode im Bereich der Zündfunkenausbildung weiter reduziert und somit die Verschleißfestigkeit und Dauerhaltbarkeit der Elektrode und damit der Zündkerze erhöht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Länge der Elektrode im Bereich von 8 bis 13 mm liegt. Auf diese Weise wird ebenfalls die Kapazität zwischen der Elektrode und dem Gehäuse verringert und damit auch die Erosionsanfälligkeit der Elektrode im Bereich der Ausbildung des Zündfunkens. Die Verschleißfestigkeit und Dauerhaltbarkeit der Elektrode und damit der Zündkerze wird auf diese Weise erhöht. Weiterhin wird durch eine solche Elektrode mit reduzierter Länge Material eingespart.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Elektrode einstoffig, insbesondere aus Ni ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Aufwand für die Herstellung der Elektrode erheblich reduziert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Länge und/oder die Wandstärke des Isolatorfußes in Abhängigkeit eines einzustellenden Wärmewertes der Zündkerze gewählt ist. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Wärmewerte durch unterschiedliche Positionierung des Isolatorsitzes im Gehäuse realisieren, ohne dass eine Veränderung der Form des Isolatorfußes erforderlich ist. Auf diese Weise lassen sich fertigungstechnisch einfach Isolatoren unterschiedlicher Wärmewerte bei im Wesentlichen gleicher Formgebung herstellen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn das Verhältnis zwischen einer wärmeaufnehmenden Oberfläche des Isolatorfußes und einer wärmeableitenden Querschnittsfläche des Isolatorfußes in Abhängigkeit eines einzustellenden Wärmewertes der Zündkerze gewählt ist. Auf diese Weise kann der Ort des Isolatorsitzes und damit die Länge des Isolatorfußes unabhängig vom einzustellenden Wärmewert immer gleich gewählt werden. Entsprechendes gilt für die Aufnahme des Isolatorsitzes im Gehäuse der Zündkerze. Auch auf diese Weise lassen sich somit Aufwand und Kosten bei der Herstellung der Zündkerze einsparen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn sich die Wandstärke des Isolatorfußes bis zum Bereich einer Stirnfläche des Isolatorfußes hin, aus der die Elektrode herausragt, zumindest über einen Teil der Länge des Isolatorfußes verjüngt. Auf diese Weise lässt sich die Stirnfläche des Isolatorfußes reduzieren, wodurch ein schnelleres Aufheizen und damit Verbrennen von Rußablagerungen auf der Stirnfläche des Isolatorfußes ermöglicht und somit unerwünschte Gleitfunkenentladungen von der Elektrode über den Isolator zum Gehäuse verhindert werden können.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Anschlußbolzen und der Elektrode und an diese angrenzend ein Widerstand angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Kapazität zwischen der Elektrode und dem Gehäuse begrenzt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einer teilweise geschnittenen Darstellung, 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einer teilweise geschnittenen Darstellung, 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einer teilweise geschnittenen Darstellung und 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einer teilweise geschnittenen Darstellung.
5 zeigt einen Querschnitt durch einen Isolatorfuß mit eingebetteter Elektrode.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 kennzeichnet 1 eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor. Die Zündkerze 1 umfaßt ein Gehäuse 15 mit einem Gewinde 90 zum Einschrauben in eine Öffnung eines Brennraumes des Verbrennungsmotors, beispielsweise in einen Zylinderkopf. Im Gehäuse 15 ist ein Isolator 20 angeordnet, der brennraumfern einen größeren Durchmesser als brennraumseitig aufweist. Dabei weist der Isolator 20 vom Bereich eines Isolatorsitzes 85 zum Brennraum hin eine Querschnittsverengung auf. Mit dem Isolatorsitz 85 korrespondiert eine Hervorhebung 95 im Innern des Gehäuses 15, auf der der Isolator 20 mit seinem Isolatorsitz 85 aufliegt. Dabei kann wie in 1 dargestellt die Auflage durch einen Dichtring 80 abgedichtet sein. Der Teil des Isolators 20, der sich vom Isolatorsitz 85 bis zu einer brennraumseitigen Stirnfläche 70 des Isolators erstreckt, wird als Isolatorfuß bezeichnet und trägt in 1 das Bezugszeichen 45. Im Isolator 20 ist brennraumfern ein Anschlußbolzen 5 angeordnet, der mit einer in 1 nicht dargestellten Zündleitung zum Anschluß an eine Zündspannungsquelle vorgesehen ist. Im Isolator 20 ist weiterhin eine im Folgenden als Mittelelektrode bezeichnete Elektrode 10 angeordnet. Die Mittelelektrode 10 umfasst brennraumfern einen Mittelelektrodenkopf 35. Der Mittelelektrodenkopf 35 weist einen größeren Durchmesser als die Mittelelektrode 10 auf und liegt auf einer Hervorhebung 100 im Inneren des Isolatorfußes 45 auf und ist somit zwischen dem Isolatorsitz 85 und der brennraumseitigen Stirnfläche 70 des Isolatorfußes 45 gelagert. Die Mittelelektrode 10 erstreckt sich vom brennraumfernen Mittelelektrodenkopf 35 bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 des Isolatorfußes 45 und ragt gemäß 1 aus dieser Stirnfläche 70 heraus. Dabei kann die Mittelelektrode 10 wie in 1 dargestellt, brennraumseitig eine Edelmetallspitze 40 umfassen. Die Edelmetallspitze 40 kann dabei aus einem Edelmetall, wie beispielsweise Platin, Gold, Iridium, Palladium oder Rhodium gebildet sein. Die Edelmetallspitze 40 kann alternativ aus einer Edelmetall-Legierung, beispielsweise ebenfalls unter Verwendung von Platin, Gold, Iridium, Palladium und/oder Rhodium gebildet sein. Durch Verwendung der Edelmetallspitze 40 ist die Mittelelektrode 10 weniger anfällig gegen Erosion und somit verschleißfester und dauerhaltbarer. Wenn man vom Mittelelektrodenkopf 35 absieht, so weist die Mittelelektrode 10 einschließlich der Edelmetallspitze 40 gemäß 1 eine Länge 30 auf, die im Wesentlichen die gesamte Länge der Mittelelektrode 10 bildet. Über die Länge 30 der Mittelelektrode 10 ist der Durchmesser 25 der Mittelelektrode 10 kleiner oder gleich 2 mm.
Dabei kann der Durchmesser der Edelmetallspitze 40 wie in 1 dargestellt noch kleinere Werte einnehmen als der Durchmesser des im Isolatorfuß 45 verlaufenden Teils der Mittelelektrode 10. Die Edelmetall-Spitze 40 kann dabei stoffschlüssig mit der Mittelelektrode 10 verbunden sein, beispielsweise durch ein Laserschweißverfahren, durch Laserlegieren oder durch Widerstandsschweißen. Außerhalb der Edelmetallspitze 40 ist die Mittelelektrode 10 aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise metallisch ausgebildet. Dabei kann dieses Material aus einem einzigen Stoff, beispielsweise aus Ni bestehen. Das Gehäuse 15 der Zündkerze 1 ist ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise metallisch ausgebildet. Der Isolator 20 isoliert die Mittelelektrode 10 elektrisch vom Gehäuse 15 und verhindert so einen elektrischen Durchschlag zwischen der Mittelelektrode 10 und dem Gehäuse 15. Stoffschlüssig mit dem Gehäuse 15 ist gemäß 1 eine Masseelektrode 105 verbunden und gemäß 1 als Dachelektrode ausgebildet. Die Masseelektrode 105 wölbt sich somit brennraumseitig über die Edelmetallspitze 40 der Mittelelektrode 10. Zwischen der Mittelelektrode 10 beziehungsweise der Edelmetallspitze 40 und der Masseelektrode 105 verbleibt dabei ein Luftspalt 110, über den im Betrieb der Zündkerze bei Anlegen der Zündspannung eine Funkenstrecke zur Entladung ausgebildet wird. Die Wandstärke des Isolatorfußes 45 ist in 1 mit dem Bezugszeichen 65 gekennzeichnet. Die Länge des Isolatorfußes 45 vom Isolatorsitz 85 zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 ist mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet. Zwischen dem Mittelelektrodenkopf 35 und dem Anschlußbolzen 5 ist im Isolator 20 ein Widerstand 75 angeordnet, der beispielsweise aus Panat gebildet ist und die Mittelelektrode 10 elektrisch leitend mit dem Anschlußbolzen 5 verbindet.
Beim Betrieb der Zündkerze 1 im Brennraum des Verbrennungsmotors befindet sich der heißeste Ort auf der Zündkerze 1 im Bereich der brennraumseitigen Stirnfläche 70 des Isolatorfußes 45. Dieser Ort sollte einerseits möglichst schnell eine Temperatur von mindestens etwa 500° C zur Verbrennung von auftretenden Rußablagerungen erreichen, andererseits jedoch auch bei Voll-Last nicht heißer als etwa 900° C werden, da sonst motorschädigende Glühzündungen auftreten können. Abhängig vom Wärmehaushalt des jeweiligen Verbrennungsmotors kann daher die Länge 50 des Isolatorfußes 45 als wesentliches Konstruktionsmerkmal zur Gewährleistung des Temperatur-Arbeitsbereiches der Zündkerze 1 angepaßt und ein sogenannter Wärmewert für die Zündkerze 1 eingestellt werden. Aufgrund des geringen Durchmessers 25 der Mittelelektrode 10 über deren Länge 30 wird unabhängig vom Ort des Isolatorsitzes 85 und damit von der Länge 50 des Isolatorfußes 45 eine ausreichende Wandstärke 65 von mindestens 0,9 mm gewährleistet, die zur Verhinderung von elektrischen Durchschlägen zwischen der Mittelelektrode 10 und dem Gehäuse 15 erforderlich ist. Eine Anpassung der Länge 50 des Isolatorfußes 45 hat somit keinerlei Auswirkungen auf die Anordnung und Dimensionierung der Mittelelektrode 10, des Wiederstandes 75 und des Anschlußbolzens 5 im Isolator 20. Die Zündkerze 1 ist somit fertigungstechnisch einfacher herzustellen. Der Mittelelektrodensitz 35 kann im Bereich des Isolatorfußes 45 liegen, ohne dass die Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 die erforderliche Mindestwandstärke von etwa 0,9 mm unterschreitet. Der Durchmesser des Mittelelektrodenkopfes 35 liegt dabei nur geringfügig, höchstens etwa 0,5 mm über dem sonstigen Durchmesser 25 der Mittelelektrode 10, um einen festen Sitz der Mittelelektrode 10 im Isolator 20 zu gewährleisten.
Die Variierung der Länge 50 des Isolatorfußes 45 zur Einstellung des gewünschten Wärmewertes der Zündkerze 1 hat natürlich auch eine entsprechende Anpassung des Ortes der Hervorhebung 95 des Gehäuses 15 zur Auflage des Isolators 20 zur Folge. Somit läßt sich unabhängig vom zu realisierenden Wärmewert der Zündkerze 1 ein einheitlicher Innenaufbau des Isolators 20 mit der Mittelelektrode 10, dem Widerstand 75 und dem Anschlußbolzen 5 realisieren.
Um die Kapazität zwischen der Mittelelektrode 10 und dem Gehäuse 15 weiter zu reduzieren, kann es weiterhin vorgesehen sein, die Länge 30 der Mittelelektrode 10 auf einen Wert zwischen 8 und 13 mm zu begrenzen. Auf diese Weise wird außerdem Material für die Mittelelektrode 10 eingespart. Die gegenüber herkömmlichen Zündkerzen in ihrem Querschnitt und gegebenenfalls ihrer Länge reduzierte Mittelelektrode 10 nimmt weniger Wärme aus dem Brennraum auf und leitet weniger Wärme aus dem Brennraum in Richtung zum Gehäuse 15 ab. Aufgrund der reduzierten Wärmeaufnahme und -abführung besteht die Gefahr von Glühzündungen im Bereich der brennraumseitigen Stirnfläche 70 des Isolatorfußes 45. Aus diesem Grunde kann es vorgesehen sein, die Länge 50 des Isolatorfuß 45 zu kürzen und damit eine schnellere Wärmeabfuhr zum Gehäuse im Bereich des Isolatorsitzes 85 zu realisieren. Dies führt jedoch dazu, dass eine wärmeaufnehmende und damit dem Brennraum zugewandte Oberfläche 55 des Isolatorfußes 45 verringert wird. Die wärmeaufnehmende Oberfläche 55 kann somit schneller mit Ruß bedeckt werden. Um die Ausbildung von Gleitfunken zwischen der Mittelelektrode 10 und dem Gehäuse, 15 über Rußablagerungen auf dem Isolatorfuß 45 zu verhindern, kann die Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 verringert werden. Die brennraumseitige Stirnfläche 70 des Isolatorfußes 45 heizt sich auf diese Weise schneller auf eine Freibrenntemperatur auf, bei der auf der Stirnfläche 70 abgelagerter Ruß freigebrannt werden kann. Auf diese Weise wird die Ausbildung von Gleitfunken verhindert. Gemäß 1 ist der Isolatorfuß 45 kegelstumpfförmig ausgebildet, so dass sich sein Querschnitt und damit seine Wandstärke 65 bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 hin verjüngt.
Alternativ oder zusätzlich zur Verschiebung des Isolatorsitzes 85 bei gleich bleibender fest vorgegebener Gesamtlänge des Isolators 20 zur Einstellung eines gewünschten Wärmewertes der Zündkerze 1 kann der Wärmewert auch über Änderungen an der Außenkontur des Isolatorfußes an einen gewünschten Wert angepaßt werden. Dies wird erreicht durch die Anpassung des Verhältnisses zwischen der wärmeaufnehmenden Oberfläche 55 des Isolatorfußes zur wärmeableitenden Querschnittsfläche des Isolatorfußes 45, die in 5 mit dem Bezugszeichen 60 gekennzeichnet ist. In 5 ist dabei ein Querschnitt durch den Isolatorfuß 45 dargestellt, der auch die Mittelelektrode 10 schneidet. Der Querschnitt gemäß 5 wird dabei beispielsweise entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1 gebildet. Das Gehäuse 15 ist bei dieser Schnittdarstellung gemäß 5 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Eine Variation der Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 wirkt sich auf die wärmeableitende Querschnittsfläche 60 stärker aus als auf die wärmeaufnehmende Oberfläche 55. Der Grund hierfür ist, dass die Wandstärke 65 beziehungsweise der Radius des Isolatorfußes 45 quadratisch in die wärmeableitende Querschnittsfläche 60 und nur einfach in die wärmeaufnehmende Oberfläche 55 eingeht. Eine Reduzierung der Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 bei gleichbleibender Länge 50 des Isolatorfußes 45 hat somit eine Erhöhung des Wärmewertes der Zündkerze 1 zur Folge, da die Wärmeabfuhr im Verhältnis zur Wärmeaufnahme stärker reduziert wird. Entsprechend hat eine Erhöhung der Wandstärke 65 beziehungsweise des Radius des Isolatorfußes 45 bei gleichbleibender Länge 50 des Isolatorfußes 45 eine Senkung des Wärmewertes zur Folge, weil die Wärmeabfuhr im Verhältnis zur Wärmeaufnahme stärker erhöht wird.
Die wärmeaufnehmende Oberfläche 55 des Isolatorfußes 45 kann natürlich auch durch Variierung der Länge 50 des Isolatorfußes 45 verändert werden. Somit hängt der Wärmewert der Zündkerze 1 von der Länge 50 und der Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 ab. Der Wärmewert der Zündkerze 1 kann somit durch Variation der Länge 50 des Isolatorfußes 45 und/oder durch Variation der Wandstärke 65 beziehungsweise der Außenkontur des Isolatorfußes 45 variiert werden.
Gemäß 1 hat der Isolatorfuß 45 die Form eines Kegelstumpfes mit bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 sich verjüngendem Querschnitt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1 verjüngt sich der Querschnitt des Isolatorfußes 45 vom Isolatorsitz 85 in Richtung zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 zunächst konisch und bildet so über einen Teil der Länge 50 des Isolatorfußes 45 einen Kegelstumpf. Die Neigung dieses Kegelstumpfes ist jedoch erheblich größer als beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1, so dass die Wandstärke 65 des Isolatorfußes 45 an der brennraumseitigen Stirnfläche 70 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 noch brennraumfern vor dem Mittelelektrodenkopf 35 liegt. Sobald diese Wandstärke 65 beim zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 erreicht wird, verläuft der Isolatorfuß 45 im Wesentlichen zylinderförmig über einen Großteil der Länge 50 des Isolatorfußes 45 bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70. Der Isolatorfuß 45 weist somit beim zweiten Ausführungsbeispiel an der brennraumseitigen Stirnfläche 70 etwa die gleiche Querschnittsfläche auf wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1. Dadurch ist aber beim zweiten Ausführungsbeispiel der wärmeabführende Querschnitt 60 im Vergleich zur wärmeaufnehmenden Oberfläche 55 geringer, so dass ein höherer Wärmewert beim zweiten Ausführungsbeispiel als beim ersten Ausführungsbeispiel erzielt wird. Der Isolatorsitz 85 und damit die Länge 50 des Isolatorfußes 45 ist dabei bei beiden Ausführungsbeispielen gleich.
Auch beim dritten Ausführungsbeispiel nach 3 kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in den vorhergegangenen Figuren. Auch beim dritten Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Länge 50 des Isolatorfußes 45 wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen gewählt. Jedoch weist der Isolatorfuß 45 im Wesentlichen über seine gesamte Länge eine Zylinderform auf. Der Isolatorfuß 45 weist somit im Mittel eine größere Wandstärke 65 auf als in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Dadurch ergibt sich ein kleinerer Wärmewert der Zündkerze 1 und ein größeres Volumen des Isolatorfußes 45. Auf diese Weise kann die durch die Reduzierung des Durchmessers 25 der Mittelelektrode 10 reduzierte Wärmeleitfähigkeit der Mittelelektrode 10 durch eine vergrößerte Wärmeleitfähigkeit des Isolatorfußes 45 ausgeglichen werden.
In einem vierten Ausführungsbeispiel nach 4 kennzeichnen wiederum gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Ausgehend vom dritten Ausführungsbeispiel nach 3 und bei im Vergleich zum dritten Ausführungsbeispiel nach 3 gleicher Länge 50 des Isolatorfußes 45 verläuft der Isolatorfuß 45 vom Isolatorsitz 85 an zunächst über eine Länge 115 im Wesentlichen zylindrisch und verjüngt sich dann brennraumseitig unterhalb des Mittelelektrodenkopfes 35 konisch in Form eines Kegelstumpfes bis zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 hin. Gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel ergibt sich somit ein erhöhter Wärmewert. Auch ist beim vierten Ausführungsbeispiel die brennraumseitige Stirnfläche 70 kleiner als beim dritten Ausführungsbeispiel, so dass die brennraumseitige Stirnfläche 70 beim vierten Ausführungsbeispiel schneller aufheizt und somit eine schnellere Freibrennung von Rußablagerungen auf der brennraumseitigen Stirnfläche 70 gewährleistet. Der Neigungswinkel des Isolatorfußes 45 zu dessen Längsachse in einem kegelstumpfförmigen Bereich wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1 oder beim vierten Ausführungsbeispiel nach 4 kann beispielsweise im Bereich von 4 Grad liegen, aber auch kleiner oder größer sein. Eine Verjüngung des Querschnitts des Isolatorfußes 45 zur brennraumseitigen Stirnfläche 70 hin kann zusätzlich oder alternativ zu dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen konischen Verlauf auch gestuft in einem oder mehreren Absätzen erfolgen.
Wie beschrieben, kann der Wärmewert der Zündkerze 1 auch alternativ oder zusätzlich durch Variierung der Länge 50 des Isolatorfußes 45 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich, dass die Gesamtlänge des Isolators 20 dabei einen fest vorgegebenen Wert annimmt und immer gleich bleibt. Wenn aber für die Länge des Isolators 20 ein fest vorgegebener, immer gleicher Wert verwendet wird, dann führt eine Veränderung der Länge 50 des Isolatorfußes 45 nur zu einer Verschiebung des Isolatorsitzes 85 und der Hervorhebung 95 des Gehäuses 15, ohne dass jedoch der Innenaufbau des Isolators 20 und damit auch die Länge der Mittelelektrode 10, des Widerstandes 75 und des Anschlußbolzens 5 geändert werden müßte. Dabei kann je nach einzustellendem Wärmewert der Isolatorsitz 85 auf der brennraumfernen Seite des Mittelelektrodenkopfes 35, beispielsweise zwischen dem Mittelelektrodenkopf 35 und dem Anschlußbolzen 5, auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Mittelelektrodenkopfes 35, beispielsweise zwischen dem Mittelelektrodenkopf 35 und der Edelmetallspitze 40, oder auch auf gleicher Höhe wie der Mittelelektrodenkopf 35 liegen.
Natürlich läßt sich der Wärmewert der Zündkerze 1 auch durch Variierung des Durchmessers 25 der Mittelelektrode 10 beeinflussen. Eine Verringerung dieses Durchmessers 25 führt zu einem höheren Wärmewert. Generell wird dabei der Durchmesser 25 der Mittelelektrode 10 in jedem Fall kleiner oder gleich 2 mm gewählt. Eine Untergrenze für den Durchmesser 25 der Mittelelektrode 10 ist durch das verwendete Konstruktionsverfahren bedingt. Beispielsweise kann sie bei 0,7 mm liegen.

Claims

Zündkerze (1) mit einer über einen Anschlußbolzen (5) mit einer Zündleitung verbundenen Elektrode (10), die gegenüber einem Gehäuse (15) der Zündkerze (1) durch einen Isolator (20) elektrisch isoliert ist, wobei der Isolator (20) mit einem Isolatorsitz (85) auf einer Hervorhebung (95) des Gehäuses (15) aufliegt, wobei der Isolator (20) eine brennraumseitige Stirnfläche (70) aufweist, wobei der Isolatorfuß (45) der Abschnitt des Isolators ist, der sich vom Isoliersitz (85) bis zur brennraumseitigen Stirnfläche (70) erstreckt, und wobei der Durchmesser (25) der Elektrode (10) im Wesentlichen über deren gesamte Länge (30) kleiner oder gleich 2 mm ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (30) der Elektrode (10) im Bereich von 8 bis 13 mm liegt, und dass die Elektrode (10) an ihrem brennraumfernen Ende im Innern des Isolatorfußes (45) aufliegt und somit zwischen dem Isolatorsitz (85) und der brennraumseitigen Stirnfläche (70) des Isolators (20) gelagert ist.
Zündkerze (1) mit einer über einen Anschlußbolzen (5) mit einer Zündleitung verbundenen Elektrode (10), die gegenüber einem Gehäuse (15) der Zündkerze (1) durch einen Isolator (20) elektrisch isoliert ist, wobei der Isolator (20) mit einem Isolatorsitz (85) auf einer Hervorhebung (95) des Gehäuses (15) aufliegt, wobei der Isolator (20) eine brennraumseitige Stirnfläche (70) aufweist, wobei der Isolatorfuß (45) der Abschnitt des Isolators ist, der sich vom Isoliersitz (85) bis zur brennraumseitigen Stirnfläche (70) erstreckt, und wobei der Durchmesser (25) der Elektrode (10) im Wesentlichen über deren gesamte Länge (30) kleiner oder gleich 2 mm ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (10) an ihrem brennraumfernen Ende im Innern des Isolatorfußes (45) aufliegt und somit zwischen dem Isolatorsitz (85) und der brennraumseitigen Stirnfläche (70) des Isolators (20) gelagert ist, und dass die Elektrode (10) an ihrem dem Brennraum zugewandten Ende eine Edelmetallspitze (40) umfaßt.
Zündkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze(40) im Bereich des Isolatorfußes (45) aus dem Isolator (20) herausragt.
Zündkerze (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (30) der Elektrode (10) im Bereich von 8 bis 13 mm liegt.
Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (10) einstoffig, insbesondere aus Ni, ausgebildet ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (50) des Isolatorfußes (45) in Abhängigkeit eines einzustellenden Wärmewertes der Zündkerze (1) gewählt ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (65) des Isolatorfußes (45) in Abhängigkeit des einzustellenden Wärmewertes der Zündkerze (1) gewählt ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen einer wärmeaufnehmenden Oberfläche (55) des Isolatorfußes (45) und einer wärmeableitenden Querschnittsfläche (60) des Isolatorfußes (45) in Abhängigkeit eines einzustellenden Wärmewertes der Zündkerze (1) gewählt ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Isolatorfuß (45) zumindest teilweise zylinderförmig ausgebildet ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolatorfuß (45) zumindest teilweise eine Kegelstumpfform aufweist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wandstärke (65) des Isolatorfußes (45) bis zum Bereich einer Stirnfläche (70) des Isolatorfußes (45) hin, aus der die Elektrode (10) herausragt, zumindest über einen Teil der Länge (50) des Isolatorfußes (45) verjüngt.
Zündkerze (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung stufig oder konisch verläuft.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (65) des Isolatorfußes (45) größer oder gleich 0,9 mm ist.
Zündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlußbolzen (5) und der Elektrode (10) und an diese angrenzend ein Widerstand (75) angeordnet ist.