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BEZUGNAHME AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-106429 , die am 1. April 2005 eingereicht wurde, und beansprucht deren Priorität.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technischer Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Zündkerzen zur Verwendung bei Brennkraftmaschinen für Automobile und Heizkraftsysteme gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, die Funkenentladungen mit einer geringen Entladungsspannung induzieren kann, während sie ihre Fähigkeit zum Zünden des Luftkraftstoffgemischs sicherstellt (im Folgenden als Zündfähigkeit der Zündkerze bezeichnet).
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2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
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Herkömmliche Zündkerzen für Brennkraftmaschinen weisen im Allgemeinen eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode auf. Die Mittel- und Masseelektroden sind so angeordnet, dass sie zueinander weisen, wobei ein Spalt dazwischen vorgesehen ist, so dass Funkenentladungen durch Anlegen einer Entladungsspannung über den Funkenspalt induziert werden können, um dadurch das Luftkraftstoffgemisch innerhalb einer Brennkammer des Verbrennungsmotors zu zünden.
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Für solche Zündkerzen ist es im Allgemeinen wünschenswert, den Funkenspalt zu verringern, um dadurch die Entladungsspannung abzusenken (insbesondere die Spannung, die zum Induzieren von Funkenentladungen über den Funkenspalt erforderlich ist). Ferner können durch das Absenken der Entladungsspannung Beschränkungen der Auslegung der Zündkerze gemindert werden, um dadurch zu ermöglichen, die Zündkerze zu verkleinern.
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Jedoch kann die Verringerung des Funkenspalts gleichzeitig verursachen, dass das Wachstum des Flammenkerns einfach behindert wird. Als Folge kann die Zündfähigkeit der Zündkerze durch die Verringerung des Funkenspalts abgesenkt werden.
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Zum Auflösen eines derartigen Widerspruchs ist die Masseelektrode
92 einer herkömmlichen Zündkerze
9 unter Bezugnahme auf
18 so aufgebaut, dass sie ein Vorsprungelement
921 aufweist, das als ein dünner massiver Stab gestaltet ist und aus einem Edelmetall besteht. Mit dieser Konfiguration wird es möglich, den Funkenspalt G zwischen dem Vorsprungelement
921 der Masseelektrode
92 und der Mittelelektrode
93 zu verringern, anders gesagt die Entladungsspannung der Zündkerze
9 zu verringern, während die Zündfähigkeit der Zündkerze
9 sichergestellt wird. (Eine derartige Masseelektrodekonfiguration ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2002-184 551 A offenbart).
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Jedoch ist es zum Erfüllen der Anforderungen zum Erhöhen der Verbrennungsmotorleistungsabgabe und zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit wünschenswert, die Entladungsspannungen der Zündkerzen weitergehend abzusenken, während ihre Zündfähigkeiten verbessert werden.
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Demgemäß ist auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Masseelektrodekonfiguration eine weitergehende Verbesserung der Zündkerzenstruktur wünschenswert.
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Im Stand der Technik nach
US 4 439 708 A ist eine Zündkerze gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 dargestellt. Bei dieser Zündkerze ist ein Vorsprungelement mit einem inneren Rand und einem äußeren Rand vorgesehen, die jeweils zu der Mittelelektrode der Zündkerze weisen.
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Aus dem Dokument
EP 1 231 687 A2 ist eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer Mittelelektrode und einer gegenüber angeordneten Masseelektrode. Beide Elektroden weisen vorspringende Elemente auf, zwischen denen der Zündfunke generiert wird. Diese vorspringenden Elemente können unterschiedlichste Gestaltungen aufweisen. Beide Elemente oder auch nur eines von beiden kann eine zylindrische Gestalt aufweisen mit einem vollen Querschnitt oder auch mit einem ringartigen Querschnitt.
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Das Dokument
DE 699 00 064 T2 beschreibt ebenfalls eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode. Es ist ein metallischer Anschluss vorgesehen, der fest in einem Endabschnitt eines axial in dem Isolator ausgebildeten Durchgangslochs angebracht ist, wobei der Widerstandswert in einer bestimmten Weise bemessen wird, um unerwünscht Bogenentladungen zu vermeiden.
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Aus dem Dokument
DE 10 2004 026 253 A1 ist eine Zündkerze mit einer Mittel- und einer Masseelektrode bekannt, wobei mindestens einer der sich gegenüber liegenden Abschnitte der Elektroden mit einem Edelmetallplättchen versehen ist, das als Hauptbestandteil Pt enthält. Durch den Einsatz dieses Edelmetallplättchens soll das Wachstum von Platinkügelchen unterdrückt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Umstände gemacht.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau hat, der ermöglicht, dass die Zündkerze Funkenentladungen mit einer niedrigen Entladungsspannung induziert, während sie die Zündfähigkeit der Zündkerze sicherstellt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit der Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die eine Metallhülle, einen Isolator, eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode aufweist.
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Der Isolator wird in der Metallhülle gehalten. Die Mittelelektrode ist in dem Isolator gesichert und hat einen Endabschnitt, der von dem Isolator vorsteht, und hat einen Endrand.
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Die Masseelektrode weist ein Basiselement, das an der Metallhülle fixiert ist, und ein Vorsprungelement auf, das mit dem Basiselement verbunden ist. Das Vorsprungelement steht von einer Fläche des Basiselements vor und hat eine hohle Endwand, die zum dem Endabschnitt der Mittelelektrode durch einen Funkenspalt weist. Die Endwand des Vorsprungelements hat einen inneren Rand und einen äußeren Rand, die beide zu dem Endrand des Endabschnitts der Mittelelektrode weisen.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau ist es möglich, dass das Vorsprungelement der Masseelektrode eine Gesamtlänge von Rändern hat, von denen die Funkenentladungen starten, die nahezu das Zweifache derjenige eines herkömmlichen Masseelektrodevorsprungelements ist, das eine massive Stabform und den gleichen Durchmesser hat. Als Folge wird es mit der vergrößerten Gesamtlänge der Ränder möglich, die Entladungsspannung der Zündkerze abzusenken.
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Ferner ist es mit dem vorstehend genannten Aufbau ebenso möglich, den Außendurchmesser des Vorsprungelements der Masseelektrode zu verringern, während die Gesamtlänge der Ränder davon sichergestellt werden. Als Ergebnis wird es möglich, das Wachstum des Flammenkerns durch die Verringerung des Außendurchmessers des Vorsprungelements zu vereinfachen, um dadurch die Zündfähigkeit der Zündkerze zu verbessern.
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Ferner ist es mit dem vorstehend genannten Aufbau ebenso möglich, einen relativ großen Funkenspalt ohne Erhöhen der Entladungsspannung der Zündkerze einzurichten. Als Folge wird es möglich, die Länge der Funken, die in Kontakt mit dem Luftkraftstoffgemisch gelangen, durch die Vergrößerung des Funkenspalts zu vergrößern, um dadurch die Zündfähigkeit der Zündkerze zu verbessern.
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Demgemäß hat die Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit zum Induzieren von Funkenentladungen mit einer niedrigen Entladungsspannung, während sie ihre Zündfähigkeit sicherstellt.
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Erfindungsgemäß gilt bei der vorstehend genannten Zündkerze |B1 – B2| ≤ 0,3 mm, wobei B1 der Abstand zwischen P0 und P1 und B2 der Abstand zwischen P0 und P2 ist. Ferner ist P0 jeder Schnitt zwischen dem Endrand des Endabschnitts der Mittelelektrode und einer frei wählbaren gedachten Ebene, die sich parallel zu der Längsrichtung der Zündkerze erstreckt und alle von dem Endrand des Endabschnitts der Mittelelektrode und von den inneren und äußeren Rändern des Vorsprungelements der Masseelektrode schneidet; P1 ist jeder Schnitt zwischen dem inneren Rand des Vorsprungelements der Masseelektrode und der frei wählbaren gedachten Ebene; P2 ist jeder Schnitt zwischen dem äußeren Rand des Vorsprungelements der Masseelektrode und der frei wählbaren gedachten Ebene, so dass die Beziehung |B1 – B2| ≤ 0,3 mm in allen Fällen erfüllt ist.
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Durch Angeben der vorstehend genannten Dimensionsbeziehung ist es möglich, sowohl die inneren als auch die äußeren Ränder des Vorsprungelements der Masseelektrode wirksam einzusetzen. Als Folge wird es möglich, die Entladungsspannung der Zündkerze durch die wirksame Nutzung von sowohl dem inneren als auch dem äußeren Rand des Vorsprungelements zuverlässig abzusenken.
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Es ist weitergehend vorzuziehen, dass |B1 – B2| = 0 bei der vorstehend genannten Zündkerze gilt. Da in diesem Fall der Abstand B1 gleich dem Abstand B2 ist es möglich, die inneren und äußeren Ränder des Vorsprungelements der Masseelektrode gleichmäßig einzusetzen, um dadurch zu ermöglichen, die Haltbarkeit des Vorsprungelements sicherzustellen, während die Entladungsspannung der Zündkerze abgesenkt wird.
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Vorzugsweise werden bei der vorstehend genannten Zündkerze die folgenden Dimensionsbeziehungen weitergehend angegeben:
bei A ≥ E1, (A – E1)/2 ≤ A/3, ansonsten
bei A < E1, B1 ≤ F
wobei A die Länge der längsten geraden Linie ist, deren Endpunkte an dem Endrand des Endabschnitts der Mittelelektrode liegen, E1 die Länge der längsten geraden Linie ist, deren Endpunkte an dem inneren Rand des Vorsprungelements der Masseelektrode liegen, und F der Abstand zwischen dem Endabschnitt der Masseelektrode und dem Basiselement der Masseelektrode in die Längsrichtung der Zündkerze ist.
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Mit der Angabe der vorstehend genannten Dimensionsbeziehungen wird verhindert, dass das Wachstum des Flammenkerns behindert wird, und wird verhindert, dass die Funkenentladungen zwischen dem Endabschnitt der Mittelelektrode und dem Basiselement der Masseelektrode auftreten. Als Folge kann die Zündfähigkeit der Zündkerze sichergestellt werden.
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Vorzugsweise ist bei der vorstehend genannten Zündkerze der Endrand des Endabschnitts der Mittelelektrode als Kreis gestaltet und ist das Vorsprungelement der Masseelektrode als zylindrisches Rohr gestaltet, so dass die inneren und äußeren Ränder des Vorsprungelements als Kreise gestaltet sind, die konzentrisch zueinander sind.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau ist es möglich, Funkenentladungen von den gesamten Umfängen der inneren und äußeren Ränder des Vorsprungelements der Masseelektrode einheitlich zu induzieren, um dadurch zu ermöglichen, die Entladungsspannung der Zündkerze weitergehend abzusenken.
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Vorzugsweise hat bei der vorstehend genannten Zündkerze das Vorsprungelement der Masseelektrode eine Vorsprunghöhe D, die den Abstand zwischen der Endwand des Vorsprungelements und dem Basiselement der Masseelektrode in die Längsrichtung der Zündkerze darstellt, in einem Bereich von 0,3 bis 1,5 mm.
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Wenn die Vorsprunghöhe D geringer als 0,3 mm ist, würde das Wachstum des Flammenkerns durch das Basiselement der Masseelektrode behindert, wobei es somit schwierig wird, die Zündfähigkeit der Zündkerze sicherzustellen.
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Wenn dagegen die Vorsprunghöhe D größer als 1,5 mm ist, würde die Temperatur des Vorsprungelements zu hoch werden, wobei es somit schwierig wird, die Abnutzung des Vorsprungelements aufgrund von Wärme zu unterdrücken.
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Vorzugsweise liegt bei der vorstehend genannten Zündkerze C zwischen dem Vorsprungelement der Masseelektrode und dem Endabschnitt der Mittelelektrode in Längsrichtung der Zündkerze in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm.
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Wenn der Abstand C geringer als 0,5 mm ist, würde das Wachstum des Flammenkerns durch sowohl das Vorsprungelement der Masseelektrode als auch den Endabschnitt der Mittelelektrode behindert werden und würden die Längen der Funken, die in Kontakt mit dem Luftkraftstoffgemisch gelangen, zu kurz werden, wobei es somit schwierig wird, die Zündfähigkeit der Zündkerze sicherzustellen.
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Wenn dagegen der Abstand C größer als 1,5 mm ist, würde es schwierig, die Entladungsspannung der Zündkerze abzusenken.
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Vorzugsweise besteht bei der vorstehend genannten Zündkerze der Endabschnitt der Mittelelektrode aus einer Ir-basierten Legierung, die Ir mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 2000°C hat. Ferner wird der Zusatz vorzugsweise aus Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al2O3, Y und Y2O3 ausgewählt.
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Das Angeben des Werkstoffs des Endabschnitts der Mittelelektrode wie vorstehend ermöglicht ist, sowohl die Haltbarkeit des Endabschnitts als auch die Zündfähigkeit der Zündkerze sicherzustellen. Als Folge wird es möglich, eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit der Zündkerze sicherzustellen.
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Vorzugsweise besteht bei der vorstehend genannten Zündkerze das Vorsprungelement der Masseelektrode aus einer Pt-basierten Legierung, die Pt mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht geringer als 1500°C hat. Der Zusatz wird vorzugsweise aus Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru und Re ausgewählt.
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Das Angeben des Werkstoffs des Vorsprungelements der Masseelektrode wie vorstehend ermöglicht es, sowohl die Haltbarkeit des Vorsprungelements als auch die Zündfähigkeit der Zündkerze sicherzustellen. Als Folge wird es möglich, eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit der Zündkerze sicherzustellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird vollständig aus der genauen Beschreibung, die im Folgenden angegeben wird, und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verständlich, die jedoch nicht zum Beschränken der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele herangezogen werden soll, sondern die zum Zweck der Erklärung und des Verständnisses ausschließlich gedacht sind.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
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1 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsansicht, die Abmessungsparameter bei der Zündkerze von 1 darstellt;
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3 eine Ansicht entlang der Längsrichtung der Zündkerze von 1 von einer gedachten Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung ist und einen Endabschnitt einer Mittelelektrode der Zündkerze schneidet, in Richtung auf ein Vorsprungelement einer Masseelektrode der Zündkerze;
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4 eine Querschnittsseitenansicht, die innere und äußere Ränder eines Masseelektrodenvorsprungelements darstellt, die beide als unvollständiger Kreis gestaltet sind;
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5 eine Ansicht, die einen realisierbaren Bereich S für die Anordnung des inneren Rands des Vorsprungelements der Masseelektrode bei der Zündkerze von 1 darstellt;
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6A–6E schematische Ansichten, die einen Laserschweißprozess zum Verbinden des Vorsprungelements mit einem Basiselement der Masseelektrode der Zündkerze von 1 darstellen;
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7A eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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7B eine Ansicht entlang der Längsrichtung der Zündkerze von 7A von einer gedachten Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung ist und einen Endabschnitt einer Mittelelektrode der Zündkerze schneidet, in Richtung auf ein Vorsprungelement einer Masseelektrode der Zündkerze;
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8A eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Endabschnitt der Zündkerze gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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8B eine Ansicht entlang der Längsrichtung der Zündkerze von 6A von einer gedachten Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung und einen Endabschnitt einer Mittelelektrode der Zündkerze schneidet, in Richtung auf ein Vorsprungelement einer Masseelektrode der Zündkerze;
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9 eine schematische Ansicht, die verschiedenartige Formen zeigt, die innere und äußere Ränder eines Masseelektrodevorsprungelements annehmen kann;
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10A–10E schematische Ansichten, die verschiedenartige Formen zeigen, die ein Masseelektrodenvorsprungelement annehmen kann;
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11A–11D schematische Ansichten, die verschiedenartige Anordnungen zeigen, die Basis- und Vorsprungelemente einer Masseelektrode annehmen können;
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12A–12C schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Verbinden eines Vorsprungelements mit einem Basiselement einer Masseelektrode darstellen;
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13A–13C schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Vorsprungelements bei einer Masseelektrode darstellen;
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14 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Abmessungsparameter |B1 – B2| und der Entladungsspannung der Zündkerze von 1 zeigt;
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15 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Abmessungsparameter D und der Zündfähigkeit der Zündkerze von 1 zeigt;
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16 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Abmessungsparameter (A – E1) und der Zündfähigkeit der Zündkerze von 1 zeigt;
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17 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Abmessungsparameter C und der Zündfähigkeit der Zündkerze von 1 zeigt; und
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18 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Endabschnitt einer herkömmlichen Zündkerze zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 1–17 beschrieben.
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Es ist anzumerken, dass für die Klarheit und das Verständnis identische Bauteile mit identischen Funktionen in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung möglichst mit den gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren bezeichnet wurde.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 zeigt den Gesamtaufbau einer Zündkerze 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Zündkerze 1 ist zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine eines Automobils oder eines Kraftwärmesystems ausgelegt. Genauer gesagt ist die Zündkerze 1 zum Zünden des Luftkraftstoffgemischs innerhalb einer Brennkammer des Verbrennungsmotors ausgelegt.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 eine rohrförmige Metallhülle 2, einen Isolator 3, eine Mittelelektrode 4 und eine Masseelektrode 5 auf.
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Die rohrförmige Metallhülle 2 hat einen Außengewindeabschnitt 21 an ihrem äußeren Umfang, über den die Zündkerze 1 an der Brennkammer des Verbrennungsmotors einzubauen ist. Die Metallhülle 2 besteht aus einem leitfähigen Metallwerkstoff, wie z. B. Niedrigkohlenstoffstahl.
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Der Isolator 3 wird in der Metallhülle 2 gehalten, so dass ein Endabschnitt 31 davon von der Metallhülle 2 vorsteht. Der Isolator 3 besteht aus einem keramischen Werkstoff, wie z. B. Aluminiumoxid (Al2O3).
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Die Mittelelektrode 4 ist in dem Isolator 3 gesichert, so dass sie elektrisch von der Metallhülle 2 isoliert ist.
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Die Mittelelektrode 4 hat einen zylindrischen Endabschnitt 42, der von dem Endabschnitt 31 des Isolators 3 vorsteht. Der Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 besteht vorzugsweise aus einer Ir-basierten Legierung, die Ir mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 2000°C hat. Der Zusatz wird vorzugsweise aus Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al2O3, Y und Y2O3 ausgewählt.
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Andere Abschnitte der Mittelelektrode 4 können aus einem höchst wärmeleitfähigen Metallwerkstoff bestehen, wie z. B. Cu als Kernwerkstoff und einem höchst wärmebeständigen korrosionsbeständigen Metallwerkstoff, wie z. B. einer Ni-basierten Legierung als Mantelwerkstoff.
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Der Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 wird beispielsweise durch Laserschweißen mit den anderen Abschnitten verbunden.
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Die Masseelektrode 5 weist ein Basiselement 51 und ein Vorsprungelement 52 auf.
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Das Basiselement 51 der Masseelektrode 5 ist L-förmig und besteht beispielsweise aus einer Ni-basierten Legierung. Das Basiselement 51 hat einen Basisendabschnitt 51a, der an der Metallhülle 2 fixiert ist, und einen Spitzenendabschnitt 51b, der mit dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 in die Längsrichtung der Zündkerze 1 ausgerichtet ist.
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Das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 ist an einer Seitenwand 514 des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51 vorgesehen, so dass das Vorsprungelement 52 zu dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 über einen Funkenspalt G in Längsrichtung der Zündkerze 1 weist.
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Genauer gesagt ist unter Bezugnahme auf die 2 und 3 das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 rohrförmig und hat eine ringförmige Endwand 521, die zum dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 weist. Das Vorsprungelement 52 hat ferner einen kreisförmigen inneren Rand 522, der an der inneren Seite der ringförmigen Endwand 521 ausgebildet ist, und einem kreisförmigen äußeren Rand 523, der an der äußeren Seite davon ausgebildet ist.
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Das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 besteht beispielsweise aus einer Pt-basierten Legierung, die Pt mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht geringer als 1500°C hat. Der Zusatz wird vorzugsweise aus Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru und Re ausgewählt.
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Das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 wird beispielsweise durch Laserschweißen mit dem Basiselement 51 verbunden.
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Der Laserschweißprozess kann wie folgt durchgeführt werden. Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 6A und 6B das Vorsprungelement 52 zeitweilig mit dem Basiselement 51, das nicht gebogen wurde, so dass es die L-Form hat, durch Widerstandsschweißen fixiert. Dann wird unter Bezugnahme auf die 6C und 6D ein Laserstrahl L an den äußeren Umfang der Kontaktabschnitte des Basiselements 51 und des Vorsprungelements 52 über den gesamten Umfang abgestrahlt, um dadurch die zwei Elemente 51 und 52 miteinander zu verbinden. Darauf wird das Basiselement 51 gebogen, so dass es die L-Form hat, wie in 1 gezeigt ist, um dadurch zu gestatten, dass die Endwand 521 des Vorsprungelements 52 zu dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 weist.
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Nach der Beschreibung des Gesamtaufbaus der Zündkerze 1 werden im Folgenden die Abmessungsbeziehungen beschrieben, die für die Leistung der Zündkerze 1 kritisch sind.
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Bei der Zündkerze 1 wird unter erneuter Bezugnahme auf 2 und 3 die Abmessungsbeziehung von |B1 – B2| ≤ 0,3 mm angegeben. Hier stellt B1 den Abstand zwischen P0 und P1 dar und stellt B2 den Abstand zwischen P0 und P2 dar. Ferner stellt P0 den Schnitt zwischen einem Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4, der zu dem Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 weist, und einer frei wählbaren gedachten Ebene dar, die sich parallel zu der Längsrichtung der Zündkerze 1 erstreckt und den Endrand 41 des Endabschnitts 42 und die Mittelelektrode 4 sowie die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 schneidet; P1 stellt den Schnitt zwischen dem inneren Rand 522 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 und der frei wählbaren gedachten Ebene dar; P2 stellt den Schnitt zwischen dem äußeren Rand 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 und der frei wählbaren gedachten Ebene dar.
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Ein Beispiel einer solchen frei wählbaren gedachten Ebene ist die Papierebene von 2. Anders gesagt zeigt. 2 die Querschnitte des Endabschnittes 42 der Mittelelektrode 4 und des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 an einer von solchen gedachten Ebenen.
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Darüber hinaus wird, obwohl verschiedenartige Wege möglich sind, eine solche gedachte frei wählbare Ebene zu erstellen und die Schnitte P0, P1 und P2 auszuwählen, die in 3 gezeigt sind, die Beziehung von |B1 – B2| ≤ 0,3 mm in allen Fällen erfüllt.
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Ferner kann, obwohl jeder von dem Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 und von den inneren und äußeren Rändern 552 und 553 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 als ein vollständiger Kreis in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestaltet ist, jeder von diesen ebenso als unvollständiger Kreis gestaltet sein, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Fall beträgt der Winkelbereich θ der Splitter 59 an den unvollständigen Kreisrändern vorzugsweise weniger als 10°.
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Bei der Zündkerze 1 werden ferner die folgenden Abmessungsbeziehungen angegeben: bei A ≥ E1, (A – E1)/ ≤ A/3; ansonsten bei A < E1, B1 < F. Hier stellt E1 den Durchmesser des inneren Rands 522 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 dar, stellt E2 den Durchmesser des äußeren Rands 523 des Vorsprungelements 52 dar, stellt A den Durchmesser des Endrands 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 dar und stellt F den Abstand zwischen dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 und dem Spitzenendabschnitt 51b des Basiselements 51 der Masseelektrode 5 in die Längsrichtung der Zündkerze 1 dar.
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Die vorstehend angegebenen Abmessungsbeziehungen stellen den realisierbaren Bereich S für die Anordnung des inneren Rands 522 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 mit Bezug auf den Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 dar. Insbesondere mit Sicht entlang der Längsrichtung der Zündkerze 1 liegt der realisierbare Bereich S zwischen einer inneren Grenzlinie S1 und einer äußeren Grenzlinie S2, wie in 5 gezeigt ist. Die innere Grenzlinie S1 ist ein Kreis, der die Abmessungsbeziehung von A/3 = (A – E1)/2 darstellt. Anders gesagt kann in dem Fall, dass der Durchmesser E1 des inneren Rands 522 nicht größer als der Durchmesser A des Endrands 41 ist (insbesondere bei A ≥ E1), der innere Rand 522 innerhalb des Endrands 41 bei höchstens A/3 angeordnet werden. Andererseits ist die äußere Grenzlinie 52 ein Kreis, der die Abmessungsbeziehung von B1 = F darstellt. Anders gesagt kann in dem Fall, dass der Durchmesser E1 des inneren Rands 522 größer als der Durchmesser A des Endrands 41 ist (insbesondere bei A < E1), der innere Rand 522 außerhalb des Endrands 41 unter der Beschränkung von B1 ≤ F angeordnet werden.
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Bei der Zündkerze 1 ist das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5, das mit dem Basiselement 51 der Masseelektrode 5 verbunden ist, als zylindrisches Rohr gestaltet. Demgemäß sind die inneren und äußeren Ränder 22 und 523 des Vorsprungelements 52 als Kreise gestaltet, die konzentrisch zueinander sind. Darüber hinaus ist der Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 ebenso als Kreis gestaltet.
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Bei der Zündkerze 1 hat das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 eine Vorsprungelektrode D in dem Bereich von 0,3 bis 1,5 mm. Die Vorsprunghöhe D stell hier, wie in 2 gezeigt ist, den Abstand von dem Spitzenendabschnitt 51b des Basiselements 52 der Masseelektrode 5 zu der Endwand 521 des Vorsprungelements 52 in Längsrichtung der Zündkerze 1 dar.
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Bei der Zündkerze 1 liegt der Abstand D zwischen dem Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 und dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 in Längsrichtung der Zündkerze 1 in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm.
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Die vorstehend beschriebene Zündkerze 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile.
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Bei der Zündkerze 1 hat das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 die inneren und äußeren Ränder 522 und 523, die beide zu dem Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 weisen.
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Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, dass das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 eine Gesamtlänge von Rändern hat, von denen die Funkenentladungen starten, die nahezu zweimal diejenige eines herkömmlichen Masseelektrodenvorsprungelements ist, das eine massive Stabform hat, wie in 18 ist, und den gleichen Außendurchmesser wie das Vorsprungelement 52. Als Folge wird es mit der vergrößerten Gesamtlänge der Ränder möglich, die Entladungsspannung der Zündkerze 1 abzusenken.
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Ferner ist es mit dem vorstehend genannten Aufbau ebenso möglich, den Außendurchmesser des Vorsprungelements 52 zu verringern, während die Gesamtlänge seiner Ränder sichergestellt wird. Als Folge wird es möglich, das Wachstum des Flammenkerns über die Verringerung des Außendurchmessers des Vorsprungelements 52 zu vereinfachen, um dadurch die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zu verbessern.
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Ferner ist es mit dem vorstehend genannten Aufbau ebenso möglich, einen relativ großen Funkenspalt G ohne Erhöhen der Entladungsspannung der Zündkerze 1 einzurichten. Als Folge wird es möglich, die Länge von Funken, die in Kontakt mit dem Luftkraftstoffgemisch stehen, über die Vergrößerung des Funkenspalts G zu erhöhen, um dadurch die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zu verbessern.
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Bei der Zündkerze 1 wird die Abmessungsbeziehung von |B1 – B2| ≤ 0,3 mm angegeben.
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Die Angabe der vorstehend genannten Abmessungsbeziehung ermöglicht, die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 wirksam einzusetzen. Genauer gesagt wird es durch die Angabe des Bereichs der Differenz zwischen den Abständen B1 und B2 wie vorstehend möglich, die Funkenentladungen sowohl zwischen dem inneren Rand 522 und dem Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 als auch zwischen dem äußeren Rand 523 und dem Endrand 41 zuverlässig zu induzieren. Als Folge wird es möglich, die Entladungsspannung der Zündkerze 1 über die wirksame Nutzung von sowohl dem inneren als auch dem äußeren Rand 522 und 523 zuverlässig abzusenken.
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Bei der Zündkerze 1 werden die Abmessungsbeziehungen von (A – E1)/2 ≤ A/3 bei A ≥ E1 und B1 ≤ F bei A < E1 angegeben.
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Mit der Angabe der vorstehend genannten Abmessungsbeziehungen wird verhindert, dass das Wachstum des Flammenkerns behindert wird, und wird verhindert, dass die Funkenentladungen zwischen dem Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 und dem Basiselement 51 der Masseelektrode 5 auftreten. Als Folge kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 sichergestellt werden.
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Bei der Zündkerze 1 sind die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 als Kreise gestaltet, die konzentrisch zueinander sind. Darüber hinaus ist der Endrand 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode ebenso als Kreis gestaltet.
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Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, Funkenentladungen von den gesamten Umfängen der inneren und äußeren Ränder 522 und 523 einheitlich zu induzieren, um dadurch zu ermöglichen, die Entladungsspannung der Zündkerze 1 weitergehend abzusenken.
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Bei der Zündkerze 1 hat das Vorsprungelement 52 die Vorsprunghöhe D in dem Bereich von 0,3 bis 1,5 mm.
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Mit dem Angeben des Bereichs der Vorsprunghöhe D wie vorstehend wird verhindert, dass das Wachstum des Flammenkerns durch das Basiselement 51 der Masseelektrode 5 behindert wird, und wird verhindert, dass die Temperatur des Vorsprungelements 52 zu hoch wird. Als Folge kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 sichergestellt werden und kann die Abnutzung des Vorsprungelements 52 aufgrund von Wärme unterdrückt werden.
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Bei der Zündkerze 1 liegt der Abstand C zwischen dem Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 und dem Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 in Längsrichtung der Zündkerze 1 in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm.
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Mit dem Angeben des Bereich des Abstands C wie vorstehend wird verhindert, dass das Wachstum des Flammenkerns sowohl durch das Vorsprungelement 52 als auch den Endabschnitt 42 behindert wird, wobei verhindert wird, dass die Längen der Funken, die in Kontakt mit dem Luftkraftstoffgemisch gelangen, zu kurz wird, und verhindert wird, dass der Funkenspalt G zu groß wird. Als Folge kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 sichergestellt werden und kann die Entladungsspannung der Zündkerze 1 abgesenkt werden.
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Bei der Zündkerze 1 besteht der Endabschnitt 42 der Mittelelektrode 4 vorzugsweise aus einer Ir-basierten Legierung, die Ir mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist, und hat einen Schmelzpunkt von nicht geringer als 2000°. Der Zusatz wird vorzugsweise aus Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al2O3, Y und Y2O3 ausgewählt.
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Mit dem Angeben des Werkstoffs des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 wie vorstehend ist es möglich, sowohl die Haltbarkeit des Endabschnitts 42 als auch die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 sicherzustellen. Als Folge wird es möglich, eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit der Zündkerze 1 sicherzustellen.
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Bei der Zündkerze 1 steht das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 vorzugsweise aus einer Pt-basierten Legierung, die Pt mit einem Anteil von nicht weniger als 50 Gew.-% und zumindest einen Zusatz aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 1500°C hat. Der Zusatz wird vorzugsweise aus Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru und Re ausgewählt.
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Durch Angeben des Werkstoffs des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 wie vorstehend ist es möglich, sowohl die Haltbarkeit des Vorsprungelements 52 als auch die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 sicherzustellen. Als Folge wird es möglich, eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit der Zündkerze 1 sicherzustellen.
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Demgemäß hat die Zündkerze 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fähigkeit, Funkenentladungen mit einer niedrigen Entladungsspannung zu induzieren, während sie ihre Zündfähigkeit sicherstellt.
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Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Zündkerze 1 wurden über Experimente bestätigt, die nachstehend beschrieben werden.
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Experiment 1
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Dieses Experiment wurde zum Bestätigen der Wirkung der vorliegenden Erfindung auf die Entladungsspannungsverringerung durchgeführt.
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Bei dem Experiment wurden Probenzündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 hat, aber verschiedene |B1 – B2| und C hatten, in einer Atmosphäre von 0,6 MPa zu messen ihrer Entladungsspannung Vr1 getestet. Zusätzlich war bei jeder dieser Probenzündkerzen A 0,5 mm und D 0,8 mm.
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Ferner wurde zum Zweck des Vergleichs eine weitere Probenzündkerze, die den gleichen Aufbau wie die herkömmliche Zündkerze 9 hat, die in 18 gezeigt ist, ebenso in der Atmosphäre von 0,6 MPa zum Messen ihrer Entladungsspannung Vr2 getestet. Zusätzlich hatte bei der Probenzündkerze das Vorsprungelement, das massiv stabförmig war, einen Außendurchmesser von 0,5 mm und eine Vorsprunghöhe von 0,8 mm.
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14 zeigt die Testergebnisse, wobei die horizontale Achse |B1 – B2| darstellt, während die vertikale Achse die relative Entladungsspannung Vr1/Vr2 darstellt. Ferner zeigen in 14 die Auftragungen „☐” die relativen Entladungsspannungen der Probenzündkerzen an, bei denen C = 0,5 mm ist, die Auftragungen von „O” diejenigen der Probenzündkerzen an, bei denen C = 1,0 mm ist, und die Auftragungen von „Δ” diejenigen der Probenzündkerzen an, bei denen C = 1,5 mm ist.
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Von 14 kann entnommen werden, dass dann, wenn |B1 – B2| ≤ 0,3 mm ist, Vr1/Vr2 < 1,0 unbeachtet von C ist.
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Anders gesagt wird die Entladungsspannung der Zündkerze 1 durch das Angehen der Abmessungsbeziehung von |B1 – B2| ≤ 0,3 abgesenkt.
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Experiment 2
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Dieses Experiment wurde zur Bestimmung der Wirkung von D auf die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durchgeführt.
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Probenzündkerzen wurden hergestellt, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 aber verschiedene D hatten. Zusätzlich war bei diesen Probenzündkerzen A 0,55 mm, C 0,9 mm, E1 0,9 mm, E2 1,3 mm, B1 0,98 mm, B2 0,91 mm und |B1 – B2| 0,07 mm.
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Ferner wurden Probenzündkerzen mit dem gleichen Aufbau wie die herkömmliche Zündkerze, die in 18 gezeigt ist, ebenso zum Zweck des Vergleichs hergestellt. Bei jeder der Probenzündkerzen hatte das massive stabförmige Vorsprungelement einen Außendurchmesser von 0,9 mm.
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Alle Probenzündkerzen wurden unter Verwendung eines Automobilverbrennungsmotors, der einen Hubraum von 1,8 L und vier in Reihe angeordnete Zylinder hatte, bei einer Verbrennungsmotordrehzahl von 800 Upm getestet. Die Zündfähigkeiten der Probenzündkerzen wurden hinsichtlich des mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisses bewertet.
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15 zeigt die Versuchsergebnisse, wobei die Auftragungen von „Δ” die Ergebnisse mit den Probenzündkerzen mit dem gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 angeben und die Auftragungen „O” diejenigen mit den Probenzündkerzen mit dem gleichen Aufbau wie die herkömmliche Zündkerze 9 angeben.
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Wie 15 entnehmbar ist, wurden dann, wenn D ≥ 0,3 mm ist, die mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisse der Probenzündkerzen ungeachtet des Zündkerzenaufbaus auf einem hohen Niveau gehalten.
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Anders gesagt wird die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durch die Angabe von D ≥ 0,3 mm sichergestellt.
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Ferner kann 15 ebenso entnommen werden, dass dann, wenn D < 0,3 mm ist, die mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisse der Probenzündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 haben, höher als die diejenigen der Probenzündkerzen mit dem gleichen Aufbau wie der herkömmlichen Zündkerze 9 waren.
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Anders gesagt ist die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 höher als diejenige der herkömmlichen Zündkerze 9.
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Experiment 3
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Dieses Experiment wurde zum Bestimmen der Wirkung von (A – E1) auf die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durchgeführt.
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Probenzündkerzen wurden hergestellt, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 aber unterschiedliche E1 hatten. Zusätzlich war bei allen mit diesen Probenzündkerzen A 0,7 mm, C 0,8 mm, D 0,8 mm und E2 1,0 mm.
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Alle Probenzündkerzen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in dem Experiment 2 getestet. Die Zündfähigkeiten der Probenzündkerzen wurden hinsichtlich des mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisses bewertet.
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16 zeigt die Versuchsergebnisse, wobei die untere horizontale Achse E1 darstellt, die obere horizontale Achse (A – E1) darstellt und die vertikale Achse das magere Grenzluftkraftstoffverhältnis darstellt.
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Wie 16 entnehmbar ist, wurde dann, wenn (A – E1) ≤ (2A/3) gilt, die mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisse der Probenzündkerzen auf einem hohen Niveau gehalten.
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Anders gesagt wird die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durch Angeben der Abmessungsbeziehung von (A – E1)/ ≤ A/3 sichergestellt.
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Experiment 4
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Dieses Experiment wurde zum Bestimmen der Wirkung von C auf die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durchgeführt. Probenzündkerzen wurden hergestellt, die den gleichen Aufbau haben wie die Zündkerze 1, aber unterschiedliches C hatten. Zusätzlich war bei diesen Probenzündkerzen A 0, 0,5 mm, D 0,8 mm, E1 0,9 mm, E2 1,3 mm und |B1 – B2| 0,07 mm.
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Alle Probenzündkerzen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in dem Experiment 2 getestet. Die Zündfähigkeiten der Probenzündkerzen wurden hinsichtlich des mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisses bewertet.
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17 zeigt die Versuchsergebnisse, wobei die horizontale Achse C darstellt, während die vertikale Achse das magere Grenzluftkraftstoffverhältnis darstellt.
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Wie 17 entnehmbar ist, wurden dann, wenn 0,5 ≤ C gilt, die mageren Grenzluftkraftstoffverhältnisse der Probenzündkerzen auf einem hohen Niveau gehalten.
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Anders gesagt wird die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 durch Angeben von 0,5 ≤ C sichergestellt.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine Zündkerze 1a bereit, die nahezu den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat. Demgemäß werden nur die Unterschiede des Aufbaus zwischen diesem nachstehend beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 7A stimmt bei der Zündkerze 1a die Achse B-B des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 nicht mit der Achse C-C des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 überein.
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Anders gesagt stimmen mit Sicht entlang der Längsrichtung der Zündkerze 1a die gemeinsamen Mittel der inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 nicht mit der Mitte des Endrands 41 des Endabschnitts 42 der Mittelelektrode 4 überein, wie in 7B gezeigt ist.
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Die Abweichung zwischen den zwei Achsen B-B und C-C ist vorzugsweise geringer als 0,5 mm, um die Zündkerze 1a mit den gleichen Vorteilen wie die Zündkerze 1 bereitzustellen.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine Zündkerze 1b bereit, die nahezu den gleichen Aufbau wie die Zündkerze 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat. Demgemäß werden nur die Unterschiede des Aufbaus zwischen diesen nachstehend beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 8A und 8B hat bei der Zündkerze 1b das Basiselement 51 der Masseelektrode 5 eine halbkreisförmige Stufe 512, die an einem Spitzenende 511 des Basiselements 51 ausgebildet ist.
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Das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 ist an der halbkreisförmigen Stufe 512 des Basiselements 51 angeordnet, so dass das Vorsprungelement 52 von dem Spitzenende 511 des Basiselements 51 vorsteht.
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Die Zündkerze 1b hat die gleichen Vorteile wie die Zündkerze 1.
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[Viertes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt verschiedenartige Formen dar, die die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 annehmen können.
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Wie vorhergehend beschrieben ist, sind in dem ersten Ausführungsbeispiel die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 als Kreise gestaltet, die konzentrisch zueinander sind.
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Jedoch können, wie in 9 gezeigt ist, die inneren und äußeren Ränder 522 und 523 des Vorsprungelements 52 verschiedenartige andere Formen haben, wie z. B. ein Viereck, Sechseck, ein Achteck und ein Kreuz.
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Mit den vorstehend beschriebenen und allen anderen möglichen Farmen des inneren Rands 522 und/oder des äußeren Rands 523 des Vorsprungelements 52 ist es nach möglich, die Zündkerze 1 mit den gleichen Vorteilen zu versehen, wie mit den kreisförmigen Formen der zwei Ränder 522 und 523.
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[Fünftes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt verschiedenartige Formen dar, die das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 annehmen kann.
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Wie vorhergehend beschrieben ist, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel das Vorsprungelement 52 der Masseelektrode 5 als zylindrisches Rohr gestaltet.
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Jedoch kann das Vorsprungelement der Masseelektrode 5 verschiedenartige andere Farmen haben.
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Beispielsweise kann, wie in 10A gezeigt ist, das Vorsprungelement 52 in der Form eines Stabs vorliegen, das einen zylindrischen Einschnitt 524 hat, der zentral daran ausgebildet ist.
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Wie in 10D gezeigt ist, kann das Vorsprungelement 52 ebenso in der Gestalt eines Stabs vorliegen, der einen konischen Einschnitt 524 hat, der zentral daran ausgebildet ist.
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Wie in 10C gezeigt ist, kann das Vorsprungelement 52 ebenso in der Gestalt eines Stabs vorliegen, der einen konischen Einschnitt 524 hat, der zentral daran ausgebildet ist, und eine Erweiterung 525 hat, die an einem unteren Ende davon ausgebildet ist. Die Erweiterung 525 erstreckt sich radial nach außen, um von dem äußeren Rand 523 des Vorsprungelements 52 in die radiale Richtung vorzustehen.
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Wie in 10D gezeigt ist, kann das Vorsprungelement 52 in der Gestalt eines Stabs vorliegen, der einen zentral ausgebildeten zylindrischen Einschnitt 524 hat und in einen Einschnitt 513 gepasst ist, der an dem Basiselement 51 der Masseelektrode 5 ausgebildet ist, so dass eine Bodenwand 526 des Einschnitts 524 an der gleichen Ebene wie die Seitenwand 514 des Basiselements 51 liegt.
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Wie in 10E gezeigt ist, kann das Vorsprungelement 52 in der Gestalt eines Stabs vorliegen, der einen zentral ausgebildeten zylindrischen Einschnitt 524 hat und eine relativ große axiale Länge hat, so dass er in ein Durchgangsloch 515 gepasst werden kann, das in dem Basiselement 51 der Masseelektrode 5 ausgebildet ist, wobei eine Bodenwand 526 des Einschnitts 524 an der gleichen Ebene wie die Seitenwand 514 des Basiselements 51 liegt.
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Mit den vorstehend beschriebenen und allen anderen möglichen Formen des Vorsprungelements 52 ist es noch möglich, die Zündkerze 1 mit den gleichen Vorteilen wie mit der zylindrischen Rohrgestalt bereitzustellen.
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[Sechstes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt verschiedene Anordnungen des Basiselements 51 und des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 dar.
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Wie in den 11A–11D gezeigt ist, kann das Basiselement 51 so angeordnet werden, dass der Spitzenendabschnitt 51b davon sich schräg mit Bezug auf die radiale Richtung der Mittelelektrode 4 erstreckt. Die Differenz zwischen der Erstreckungsrichtung des Spitzenendabschnitts 51b und der radialen Richtung der Mittelelektrode 4 ist vorzugsweise geringer als 5°.
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Ferner kann, wie in den 11A und 11B gezeigt ist, das Vorsprungelement 52 so mit dem Spitzenendabschnitt 51b des Basiselements 51 verbunden sein, dass die Achse des Vorsprungelements 52 mit derjenigen der Mittelelektrode 4 übereinstimmt. Anders gesagt ist die Achse des Vorsprungelements 52 nicht senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51.
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Anderenfalls kann, wie in den 11C und 11D gezeigt ist, das Vorsprungelement 52 so mit dem Spitzenendabschnitt 51b des Basiselements 51 verbunden sein, dass die Achse des Vorsprungelements 52 senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51 ist. Anders gesagt stimmt die Achse des Vorsprungelements 52 nicht mit derjenigen der Mittelelektrode 4 überein.
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Ferner kann das Vorsprungelement 52 in der Form eines zylindrischen Rohrs vorliegen, wie in den 11A und 11C gezeigt ist. Anderenfalls kann es in der Gestalt eines Stabs mit einem zentral ausgebildeten zylindrischen Einschnitt 524 vorliegen, wie in den 11B und 11D gezeigt ist.
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[Siebtes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Verbinden des Vorsprungelements 52 mit dem Basiselement 51 der Masseelektrode 5 dar. Gemäß dem Verfahren, wie in 12A gezeigt ist, wird der Basisendabschnitt 51a des Basiselements 51, der nicht zu der L-Form gebogen wurde, zuerst an der Metallhülle 2 fixiert.
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Dann wird, wie in 12B gezeigt ist, ein zylindrischer Einschnitt 513 zentral an der Seitenwand 514 des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51 durch Schneiden ausgebildet (genauer gesagt durch Fräsen).
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Darauf wird, wie in 12C gezeigt ist, das Vorsprungelement 52 in den Einschnitt 513 des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51 gepasst.
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Zusätzlich kann Widerstands- oder Laserschweißen ferner zwischen dem Vorsprungelement 52 und dem Basiselement 51 durchgeführt werden, um die Verbindungsfestigkeit dazwischen zu verbessern.
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[Achtes Ausführungsbeispiel]
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Dieses Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Ausbilden des Vorsprungelements 52 der Masseelektrode 5 dar.
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Gemäß dem Verfahren wird, wie in 13A gezeigt ist, der Basisendabschnitt 51a des Basiselements 51, der nicht zu der L-Form gebogen wurde, zuerst an der Metallhülle 2 fixiert.
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Dann wird, wie in 13B gezeigt ist, eine Pressspannvorrichtung 6, die eine daran vorgesehene Form 61 hat, zentral gegen die Seitenwand 514 des Spitzenendabschnitts 51b des Basiselements 51 gepresst.
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Folglich, wird wie in 13C gezeigt ist, das Vorsprungelement 52 integral mit dem Basiselement 51 durch die Verformung des Basiselements 51 während des Pressens ausgebildet.
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Zusätzlich kann die Form 6l verschiedenartige Formen haben, um verschiedenartige gewünschte Formen des Vorsprungelements 52 zu erhalten.
