DE102014219471A1

DE102014219471A1 - Improved spark plug

Info

Publication number: DE102014219471A1
Application number: DE102014219471.7A
Authority: DE
Inventors: Arthur Kiefer; Igor Orlandini; Paulo Ricardo
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-03-31
Also published as: WO2016045815A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer Mittelelektrode (3) mit einem ersten Edelmetallstift (30) mit einem ersten Durchmesser (D1), mindestens einer Masseelektrode (2) mit einem zweiten Edelmetallstift (20) mit einem zweiten Durchmesser (D2) und einem die Mittelelektrode (3) und die Masseelektrode (2) elektrisch isolierenden keramischen Isolationskörper (4). Die Edelmetallstifte (20, 30) der Mittelelektrode (3) und der Masseelektrode (2) sind in einer sich stirnseitig gegenüberliegenden Anordnung angeordnet und der Edelmetallstift (30) der Mittelelektrode (3) ist mindestens teilweise in den keramischen Isolationskörper (4) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig eingebracht.The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine having a center electrode (3) with a first noble metal pin (30) having a first diameter (D1), at least one ground electrode (2) with a second noble metal pin (20) having a second diameter (D2). and a ceramic insulating body (4) electrically insulating the center electrode (3) and the ground electrode (2). The noble metal pins (20, 30) of the center electrode (3) and the ground electrode (2) are arranged in a frontally opposite arrangement and the noble metal pin (30) of the center electrode (3) is at least partially cohesively in the ceramic insulation body (4) and / or positively introduced.

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Zündkerze in einer sogenannten Pin-to-Pin-Anordnung mit erhöhter elektrischer Robustheit und verbesserter Entflammung. The present invention relates to an improved spark plug in a so-called pin-to-pin arrangement with increased electrical robustness and improved ignition.

Zündkerzen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei bekannten Zündkerzen mit einer sogenannten Dachelektrode, bei der die Masseelektrode in Axialrichtung der Zündkerze über der Mittelelektrode angeordnet ist, werden üblicherweise Edelmetall enthaltende Stifte, sogenannte Pins, als Elektrodenspitzen, verwendet, um die Standzeiten der Zündkerze zu verbessern. Die Edelmetallstifte sind mit der jeweiligen Elektrode durch eine Schweißverbindung verbunden. Durch das Dachelektrodenkonzept soll die Zündkerze gegen mögliche klopfende Verbrennungen stabilisiert und der Zündfunke ortsstabil zwischen den Edelmetallstiften gebildet wird. Gerade bei hochaufgeladenen Motoren und bei steigenden Zündgemischdrücken zum Zündzeitpunkt können diese hohen Anforderungen bei Verwendung von herkömmlichen Pin-to-Pin-Zündkerzen nicht erfüllt werden. Spark plugs are known from the prior art in different configurations. In known spark plugs with a so-called roof electrode, in which the ground electrode is arranged in the axial direction of the spark plug above the center electrode, usually noble metal-containing pins, so-called pins, used as electrode tips, to improve the service life of the spark plug. The noble metal pins are connected to the respective electrode by a welded joint. Through the roof electrode concept, the spark plug is to be stabilized against possible knocking burns and the spark is formed stationarily between the noble metal pins. Especially with highly supercharged engines and with increasing ignition mixture pressures at ignition timing, these high requirements can not be met when using conventional pin-to-pin spark plugs.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Zündkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass durch die erfindungsgemäße Pin-to-Pin Anordnung selbst bei hohen Gemischdrücken eine sichere und ortsstabile Entflammung des Zündgemisches ermöglicht wird. Das mindestens teilweise stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Einbringen des Edelmetallstifts der Mittelelektrode in den keramischen Isolationskörper erlaubt zudem eine Ausgestaltung des Isolationskörpers mit im Verhältnis zum Durchmesser des Mittelelektrodenschafts sehr viel größerer Isolatorfußwandstärke. Erfindungsgemäß kann der Edelmetallstift der Mittelelektrode somit stoffschlüssig oder kraftschlüssig in den Isolationskörper eingebracht sein. Möglich ist auch eine kombinierte Verbindungsbildung zwischen dem Edelmetallstift und dem Isolationskörper unter Ausbildung einer sowohl kraftschlüssigen als auch stoffschlüssigen Verbindung. Durch das Einbringen des Edelmetallstifts der Mittelelektrode in den keramischen Isolationskörper wird die Isolatorfußbiegefestigkeit verbessert und die Zündkerze gegen Einwirkungen aufgrund von klopfenden Verbrennungen stabilisiert. Zudem gelangt so das Zündgemisch sehr leicht zentral zwischen die Elektroden und die Bildung von Gleitfunken entlang des Isolatorfußes wird aufgrund der mindestens bereichsweisen Anordnung des ersten Elektrodenstifts der Mittelelektrode im Isolationskörper reduziert. Damit wird nicht nur die Entflammung der Zündkerze verbessert, sondern auch ihre Laufruhe optimiert. Die erfindungsgemäße Pin-to-Pin-Zündkerze zeichnet sich zudem durch eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit und folglich durch eine Robustheit gegen hohe elektrische Zündspannungen aus, was sie für den Einsatz in hochaufgeladenen Motoren mit zum Zündzeitpunkt hohen Zündgemischdrücken im Brennraum prädestiniert. The spark plug according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that, by the pin-to-pin arrangement according to the invention even at high mixture pressures a safe and spatially stable ignition of the ignition mixture is made possible. The at least partially cohesive and / or non-positive introduction of the noble metal pin of the center electrode in the ceramic insulation body also allows an embodiment of the insulation body with in relation to the diameter of the center electrode shaft much larger Isolatorfußwandstärke. According to the invention, the noble metal pin of the center electrode can thus be introduced into the insulation body in a material-locking or non-positive manner. It is also possible a combined connection formation between the noble metal pin and the insulating body to form a both non-positive and cohesive connection. By incorporating the noble metal pin of the center electrode into the ceramic insulating body, the insulator bending strength is improved and the spark plug is stabilized against the effects of knocking burns. In addition, the ignition mixture thus arrives very easily centrally between the electrodes and the formation of sliding sparks along the insulator base is reduced due to the at least partial arrangement of the first electrode pin of the center electrode in the insulation body. This not only improves the ignition of the spark plug but also optimizes its smoothness. The pin-to-pin spark plug according to the invention is also characterized by a high dielectric strength and thus by a robustness against high electrical ignition voltages, which predestines them for use in highly supercharged engines with high Zündgemischdrücken ignition in the combustion chamber.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündkerze sieht vor, dass der keramische Isolationskörper und der erste Edelmetallstift der Mittelelektrode durch eine Schweißverbindung oder eine Sinterverbindung miteinander verbunden sind. So können Luftspalte zwischen dem Mittelelektrodenstift und dem Isolationskörper vermieden und eine bessere Wärmeableitung vom Edelmetallstift auf den umgebenden Isolationskörper erzielt werden. Hierdurch wird die Temperatur des Edelmetallstifts gesenkt, was zu einem geringeren Verschleiß der Zündkerze beiträgt. Insbesondere wird eine Sinterverbindung dadurch erhalten, dass der Mittelelektrodenstift in eine Aussparung der Mittelelektrode eingesetzt wird, wobei der die Mittelelektrode umgebende Isolationskörper in diesem Zustand noch nicht gesintert ist und als Grünkörper vorliegt. Durch den anschließenden Sintervorgang schrumpft das keramische Material des Isolationskörpers und klemmt den eingesetzten Mittelelektrodenstift ein. So entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Mittelelektrodenstift und dem Isolationskörper, die auch als Sinterverbindung bezeichnet wird. An advantageous development of the spark plug according to the invention provides that the ceramic insulation body and the first noble metal pin of the center electrode are connected to one another by a welded connection or a sintered connection. Thus, air gaps between the center electrode pin and the insulating body can be avoided and a better heat dissipation from the noble metal pin can be achieved on the surrounding insulating body. As a result, the temperature of the noble metal pin is lowered, which contributes to a lower wear of the spark plug. In particular, a sintered connection is obtained by inserting the center electrode pin into a recess of the center electrode, wherein the insulating body surrounding the center electrode is not yet sintered in this state and is present as a green body. By the subsequent sintering process, the ceramic material of the insulating body shrinks and clamps the inserted center electrode pin. This creates a cohesive connection between the center electrode pin and the insulating body, which is also referred to as a sintered connection.

Die Entflammung des Zündgemisches durch Verbesserung der Gemischzugänglichkeit im Elektrodenbereich kann dadurch optimiert werden, dass eine Stirnseite des ersten Edelmetallstifts der Mittelelektrode bündig mit einer brennraumseitigen Endfläche des keramischen Isolationskörpers abschließt. Zudem wird somit ein direkter Kontakt des Zündgemisches mit dem Zündfunken vermieden, was vorteilhaft im Hinblick auf die Funkenstabilität ist. The ignition of the ignition mixture by improving the mixture accessibility in the electrode region can be optimized in that one end face of the first noble metal pin of the center electrode is flush with a combustion chamber-side end face of the ceramic insulation body. In addition, a direct contact of the ignition mixture is thus avoided with the spark, which is advantageous in terms of spark stability.

Eine sehr gute Entflammbarkeit des Zündgemisches kann durch die vorteilhafte Weiterbildung erzielt werden, dass eine Stirnseite des ersten Edelmetallstifts der Mittelelektrode brennraumseitig mit einer Länge L₃ von maximal 1,2 mm, insbesondere von 0,3 bis 1,0 mm, von einer brennraumseitigen Endfläche des keramischen Isolationskörpers hervorsteht. Die Länge L₃ ist dabei in Axialrichtung X-X der Zündkerze definiert. A very good flammability of the Zündgemisches can be achieved by the advantageous development that an end face of the first noble metal pin of the center electrode combustion chamber side with a length L ₃ of at most 1.2 mm, in particular from 0.3 to 1.0 mm, from a combustion chamber end surface the ceramic insulation body protrudes. The length L ₃ is defined in the axial direction XX of the spark plug.

Weiter bevorzugt liegen die Durchmesser der Mittelelektrode und/oder der Masseelektrode an den stirnseitigen Endbereichen der Edelmetallstifte zwischen 0,4 mm und 1,5 mm und insbesondere zwischen 0,4 mm und 1,0 mm. Ein Durchmesser des Stifts der Mittelelektrode beträgt besonders bevorzugt etwa 0,6 mm. More preferably, the diameters of the center electrode and / or the ground electrode at the front end portions of the noble metal pins between 0.4 mm and 1.5 mm and in particular between 0.4 mm and 1.0 mm. A diameter of the Pen of the center electrode is more preferably about 0.6 mm.

Weiter bevorzugt liegt ein Verhältnis V eines Durchmessers des Edelmetallstifts der Masseelektrode zu einem Durchmesser des ersten Edelmetallstifts der Mittelelektrode zwischen 0,5 ≤ V ≤ 2,0, vorzugsweise zwischen 1,0 ≤ V ≤ 1,5. More preferably, a ratio V of a diameter of the noble metal pin of the ground electrode to a diameter of the first noble metal pin of the center electrode is between 0.5 ≦ V ≦ 2.0, preferably between 1.0 ≦ V ≦ 1.5.

Unter dem Aspekt einer verbesserten und ortsstabilen Entflammung bei möglichst geringen Kosten für die Zündkerze ist eine Gesamtlänge L₁ des ersten Edelmetallstifts und/oder eine Gesamtlänge L₂ des zweiten Edelmetallstifts von 0,3 bis 1,5 mm, insbesondere von 0,4 bis 1 mm, von Vorteil. Die Gesamtlängen werden dabei jeweils in Axialrichtung X-X der Zündkerze gemessen und angegeben. Under the aspect of an improved and locally stable ignition with the lowest possible cost for the spark plug, a total length L _{1 of} the first noble metal pin and / or a total length L _{2 of} the second noble metal pin of 0.3 to 1.5 mm, in particular from 0.4 to 1 mm, an advantage. The total lengths are measured and indicated in each case in the axial direction XX of the spark plug.

Bei Verwendung eines Materials für den ersten und/oder zweiten Edelmetallstift, das mindestens ein Edelmetall, und insbesondere Platin (Pt), Rhodium (Rh) oder Iridium (Ir), umfasst, kann die Verschleißbeständigkeit der Zündkerze erhöht werden. When using a material for the first and / or second noble metal pin comprising at least one noble metal, and in particular platinum (Pt), rhodium (Rh) or iridium (Ir), the wear resistance of the spark plug can be increased.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung, dass ein Durchmesser D3 der Mittelelektrode maximal 1,5 mm und vorzugsweise maximal 1 mm beträgt, wird die Funkenstabilität erhöht, die Bildung von Gleitfunken reduziert, die mechanische Beständigkeit der Zündkerze erhöht und die elektrische Durchschlagfestigkeit, aufgrund des relativ hohen Anteils an keramischem Isolationsmaterial, verbessert. Der Durchmesser der Mittelelektrode wird in einem Bereich der Mittelelektrode in Radialrichtung R der Zündkerze bestimmt, der unterhalb des Edelmetallstifts der Mittelelektrode, also in Richtung eines elektrischen Anschlussbereichs der Zündkerze, liegt. Due to the advantageous development that a diameter D3 of the center electrode is at most 1.5 mm and preferably at most 1 mm, the spark stability is increased, the formation of sliding sparks is reduced, the mechanical resistance of the spark plug is increased and the electrical breakdown resistance due to the relatively high proportion on ceramic insulation material, improved. The diameter of the center electrode is determined in a region of the center electrode in the radial direction R of the spark plug, which is below the noble metal pin of the center electrode, that is, in the direction of an electrical connection portion of the spark plug.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden unter Bezug auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

In der Zeichnung ist: In the drawing is:

1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Zündkerze gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 1 a schematic, partially sectioned view of a spark plug according to a first preferred embodiment of the invention and

2 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Zündkerze gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a schematic, partially sectioned view of a spark plug according to a second preferred embodiment of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Preferred embodiments of the invention

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf 1 und 2 zwei bevorzugte Ausgestaltungen einer Zündkerze im Detail beschrieben. Hierbei stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile. The following will be with reference to 1 and 2 two preferred embodiments of a spark plug described in detail. Here are the same reference numerals for the same components.

Die gemäß 1 beschriebene Zündkerze 1 umfasst eine Masseelektrode 2 und eine Mittelelektrode 3. An der Mittelelektrode 3 ist ein erster Edelmetallstift 30 angeordnet. Die Mittelelektrode 3 umfasst hierzu eine Ausnehmung 32 zur Aufnahme des Mittelelektrodenstifts 30. Der Mittelelektrodenstift 30 kann aber auch lediglich auf einer Oberfläche der Mittelelektrode 3 angeordnet sein. An der Masseelektrode 2 ist ein zweiter Edelmetallstift 20 angeordnet. Die Edelmetallstifte 20, 30 sind mit der jeweiligen Elektrode durch eine Schweißverbindung dauerhaft stabil verbunden. Die beiden Edelmetallstifte 20, 30 sind in einer stirnseitig zueinander gerichteten Ausrichtung angeordnet (sogenannte Pin-to-Pin-Anordnung). Eine Gesamtlänge L₁ des ersten Edelmetallstifts 30 der Mittelelektrode 3 und eine Gesamtlänge L₂ des zweiten Edelmetallstifts 20 der Masseelektrode 2 betragen in dieser Ausführungsform 0,3 bis 1,5 mm. Die Gesamtlängen sind dabei jeweils in Axialrichtung X-X der Zündkerze 1 definiert. Ein Material der Edelmetallstifte 20, 30 umfasst insbesondere Rh, Ir oder Pt. The according to 1 described spark plug 1 includes a ground electrode 2 and a center electrode 3 , At the center electrode 3 is a first precious metal pin 30 arranged. The center electrode 3 includes a recess for this purpose 32 for receiving the center electrode pin 30 , The center electrode pin 30 but can also only on a surface of the center electrode 3 be arranged. At the earth electrode 2 is a second precious metal pin 20 arranged. The precious metal pins 20 . 30 are permanently connected to the respective electrode by a welded connection permanently stable. The two precious metal pins 20 . 30 are arranged in a frontally aligned orientation (so-called pin-to-pin arrangement). An overall length L _{1 of} the first noble metal pin 30 the center electrode 3 and an overall length L _{2 of} the second noble metal pin 20 the earth electrode 2 be in this embodiment 0.3 to 1.5 mm. The total lengths are each in the axial direction XX of the spark plug 1 Are defined. A material of precious metal pins 20 . 30 includes in particular Rh, Ir or Pt.

Die Zündkerze 1 umfasst ferner einen Isolationskörper 4 mit einer brennraumseitigen Endfläche 5. Der Isolationskörper 4 trennt die Mittelelektrode 3 von der Masseelektrode 2 und isoliert die beiden Elektroden elektrisch. The spark plug 1 further comprises an insulating body 4 with a combustion chamber side end surface 5 , The insulation body 4 separates the center electrode 3 from the ground electrode 2 and electrically isolates the two electrodes.

Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der zweite Edelmetallstift 20 der Masseelektrode zum ersten Edelmetallstift 30 der Mittelelektrode 3 derart angeordnet, dass ihre Mittelachsen zusammenfallen. Der Edelmetallstift 30 der Mittelelektrode 3 ist zudem vollständig und stoffschlüssig in den keramischen Isolationskörper 4 eingebracht. Die stoffschlüssige Verbindung 7 ist insbesondere eine Schweißverbindung oder eine Sinterverbindung, was einen sicheren Sitz des ersten Edelmetallstifts 30 im Isolationskörper 4 bewirkt. Alternativ zu der in 1 beispielhaft dargestellten stoffschlüssigen Verbindung 7 kann auch eine kraftschlüssige Verbindung oder eine kombinierte stoff- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Edelmetallstift 30 und dem keramischen Isolationskörper 4 vorliegen. Vorteilhaft wird der keramische Isolationskörper 4 während des Sintervorgangs bei der Zündkerzenherstellung auf den Edelmetallstift 30 der Mittelelektrode 3 durch Schrumpf des keramischen Materials aufgeschrumpft, wodurch zumindest eine gute stoffschlüssige Verbindung erhalten wird. Je nach Ausprägung des Schrumpfes kann zu der stoffschlüssigen Verbindung auch eine kraftschlüssige Verbindungsbildung hinzutreten. How out 1 is apparent, is the second noble metal pin 20 the ground electrode to the first noble metal pin 30 the center electrode 3 arranged such that their central axes coincide. The precious metal pin 30 the center electrode 3 is also completely and cohesively in the ceramic insulation body 4 brought in. The cohesive connection 7 is in particular a welded joint or a sintered connection, which ensures a secure fit of the first noble metal pin 30 in the insulation body 4 causes. Alternatively to the in 1 exemplified cohesive connection 7 can also be a non-positive connection or a combined material and non-positive connection between the noble metal pin 30 and the ceramic insulation body 4 available. The ceramic insulation body becomes advantageous 4 During the sintering process in the spark plug manufacturing on the noble metal pin 30 the center electrode 3 shrunk by shrinkage of the ceramic material, whereby at least a good cohesive connection is obtained. Depending on the severity of the shrinkage, it is also possible for a cohesive connection to be added to the cohesive connection.

Eine Stirnseite 31 des ersten Edelmetallstifts 30 der Mittelelektrode 3 schließt bündig mit der brennraumseitigen Endfläche 5 des keramischen Isolationskörpers 4 ab. Die brennraumseitige Endfläche 5 des Isolationskörpers 4 und die Stirnseite 31 des ersten Edelmetallstifts 30 bilden somit zusammen eine durchgehende brennraumseitige Oberfläche, die in einer Ebene E liegt. Hierdurch kann ein direkter Kontakt eines eingespritzten Zündgemisches mit dem sich bildenden Zündfunken und damit ein Ausblasen des gebildeten Zündfunkens durch das eingespritzte Zündgemisch effektiv vermieden werden. Dies ist insbesondere auf einen relativ kleinen Brennraum zurückzuführen, der durch den Abstand der sich gegenüberliegenden Flächen, also der Stirnfläche der Masseelektrode 2 und der brennraumseitigen Endfläche 5 bzw. der Isolatorfußfläche 6 des Isolationskörpers 4 in Axialrichtung der Zündkerze X-X bedingt wird. Das Zündgemisch wird zentral zwischen die Elektrodenstifte 20, 30 geleitet und ortsstabil entflammt. A front page 31 of the first precious metal pin 30 the center electrode 3 closes flush with the combustion chamber end surface 5 of the ceramic insulation body 4 from. The combustion chamber side end surface 5 of the insulation body 4 and the front side 31 of the first precious metal pin 30 thus together form a continuous combustion chamber-side surface, which lies in a plane E. In this way, a direct contact of an injected Zündgemisches with the forming spark and thus a blowing out of the ignition spark formed by the injected ignition mixture can be effectively avoided. This is due in particular to a relatively small combustion chamber, which is defined by the distance of the opposing surfaces, that is, the end face of the ground electrode 2 and the combustion chamber side end surface 5 or the Isolatorfußfläche 6 of the insulation body 4 in the axial direction of the spark plug XX is conditional. The ignition mixture is centrally between the electrode pins 20 . 30 directed and flamed stationary.

Der erste Edelmetallstift 30 der Mittelelektrode 3 weist einen ersten Durchmesser D1 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel größer als 0,4 mm und kleiner als 1,5 mm ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Dachelektroden, die in einem Übergangsbereich Elektrodenfuß-Isolationskörperoberfläche einen großen Durchmesser von in etwa 3–5 mm aufweisen, ist der erste Durchmesser D1 des ersten Edelmetallstifts 30 in diesem Bereich sehr klein. Die zum Brennraum gerichtete Isolatorfußfläche 6 des Isolationskörpers 4 ist somit im Verhältnis zu der durch den Durchmesser D1 des Mittelelektrodenstifts 30 gebildeten Kreisfläche groß. Dadurch ist es möglich, eine größere Isolatorfußwandstärke vorzusehen. Die Isolationskörperbiegefestigkeit ist damit erhöht und mögliche klopfende Verbrennungen wirken sich im Wesentlichen nicht nachteilig aus. The first precious metal pin 30 the center electrode 3 has a first diameter D1, which in this embodiment is greater than 0.4 mm and less than 1.5 mm. Compared to conventional roof electrodes, which have a large diameter of about 3-5 mm in a transition region of electrode base insulator surface, the first diameter D1 of the first noble metal pin 30 very small in this area. The insulator foot surface directed towards the combustion chamber 6 of the insulation body 4 is thus in relation to that by the diameter D1 of the center electrode pin 30 formed circular area large. This makes it possible to provide a larger Isolatorfußwandstärke. The insulation body bending strength is thus increased and possible knocking burns have essentially no adverse effect.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Durchmesser D2 der Masseelektrode 2 ebenfalls größer als 0,4 mm und kleiner als 1,5 mm. Damit sind die jeweiligen Stirnseiten der Edelmetallstifte 20, 30 in etwa gleichgroß und durch ihre Ausrichtung zueinander kann sich der Zündfunke zentral zwischen den Edelmetallstiften 20, 30 ausbilden. In this embodiment, a second diameter D2 is the ground electrode 2 also greater than 0.4 mm and less than 1.5 mm. Thus, the respective faces of the precious metal pins 20 . 30 in about the same size and by their orientation to each other, the spark can be centrally between the precious metal pins 20 . 30 form.

Ein Verhältnis V des zweiten Durchmessers D2 des Edelmetallstifts 20 der Masseelektrode 2 zum ersten Durchmesser D1 des Edelmetallstifts 30 der Mittelelektrode 3 liegt somit bei 1,0 und damit im vorteilhaften Bereich zwischen 0,5 ≤ V ≤ 2,0. A ratio V of the second diameter D2 of the noble metal pin 20 the earth electrode 2 to the first diameter D1 of the noble metal pin 30 the center electrode 3 is thus at 1.0 and thus in the advantageous range between 0.5 ≦ V ≦ 2.0.

Somit kann auf überraschende Weise durch die erfindungsgemäße Maßnahme des Vorsehens eines vollständig in den Isolationskörper 4 eingebrachten ersten Edelmetallstifts 30 der Mittelelektrode in der erfindungsgemäßen Pin-to-Pin-Anordnung eine verbesserte Entflammbarkeit der Zündkerze 1 bei hoher Ortsstabilität des Zündfunkens erreicht werden. Die Zündkerze 1 zeichnet sich zudem bei hoher Robustheit gegenüber klopfenden Verbrennungen durch eine hohe Laufruhe aus. Thus, in a surprising manner by the inventive measure of providing a completely in the insulation body 4 introduced first noble metal pin 30 the center electrode in the pin-to-pin arrangement according to the invention an improved flammability of the spark plug 1 be achieved with high spatial stability of the spark. The spark plug 1 is also characterized by high robustness against knocking burns by a high level of smoothness.

Des Weiteren ist die Mittelelektrode 3 im Wesentlichen zylindrisch und ein Durchmesser D3 der Mittelelektrode 3 beträgt maximal 1,5 mm und vorzugsweise maximal 1 mm. Der Durchmesser D3 wird in einem Bereich der Mittelelektrode 3 in Radialrichtung R der Zündkerze bestimmt, der unterhalb des Edelmetallstifts 30 der Mittelelektrode 3, also in Richtung eines elektrischen Anschlussbereichs der Zündkerze 1, liegt. Furthermore, the center electrode 3 substantially cylindrical and a diameter D3 of the center electrode 3 is at most 1.5 mm, and preferably at most 1 mm. The diameter D3 becomes in a region of the center electrode 3 determined in the radial direction R of the spark plug, which is below the noble metal pin 30 the center electrode 3 , ie in the direction of an electrical connection region of the spark plug 1 , lies.

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Zündkerze 10. Im Vergleich zu der Zündkerze 1 aus 1 zeichnet sich die in 2 gezeigte Zündkerze 10 dadurch aus, dass die Stirnseite 31 des ersten Edelmetallstifts 30 brennraumseitig mit einer Länge L₃ von maximal 1,2 mm, insbesondere mit einer Länge L₃ von 0,3 bis 1,0 mm, von der brennraumseitigen Endfläche 5 des keramischen Isolationskörpers 4 hervorsteht. Die Länge L₃ wird dabei in Axialrichtung X-X der Zündkerze 10 bestimmt. 2 shows a second embodiment of a spark plug according to the invention 10 , Compared to the spark plug 1 out 1 stands out in the 2 shown spark plug 10 characterized in that the front side 31 of the first precious metal pin 30 combustion chamber side with a length L ₃ of at most 1.2 mm, in particular with a length L ₃ of 0.3 to 1.0 mm, from the combustion chamber side end face 5 of the ceramic insulation body 4 protrudes. The length L ₃ is thereby in the axial direction XX of the spark plug 10 certainly.

Auch in dieser Ausgestaltung ist der Durchmesser D1 des ersten Edelmetallstifts 30 im Übergangsbereich Elektrodenfuß-Isolationskörperoberfläche klein. Die zum Brennraum gerichtete Isolatorfußfläche 6 des Isolationskörpers 4 ist wiederum im Verhältnis zu der durch den Durchmesser D1 des Mittelelektrodenstifts 30 gebildeten Kreisfläche groß. Somit ist es auch hier möglich, eine größere Isolatorfußwandstärke vorzusehen. Die Isolationskörperbiegefestigkeit ist damit auch in dieser Ausführungsform erhöht und mögliche klopfende Verbrennungen wirken sich im Wesentlichen nicht nachteilig aus. Also in this embodiment, the diameter D1 of the first noble metal pin 30 small in the transition area of the electrode base insulation body surface. The insulator foot surface directed towards the combustion chamber 6 of the insulation body 4 is again in relation to that by the diameter D1 of the center electrode pin 30 formed circular area large. Thus, it is also possible here to provide a larger Isolatorfußwandstärke. The insulation body bending strength is therefore also increased in this embodiment, and possible knocking burns have substantially no adverse effect.

Durch den von der Endfläche 5 des keramischen Isolationskörpers hervorstehenden Abschnitt des ersten Edelmetallstifts 30 kann das Zündfunkengemisch sehr gut seitlich zwischen die Edelmetallstifte 20, 30 eingespritzt und zentral entflammt werden. By the from the end face 5 the ceramic insulating body protruding portion of the first noble metal pin 30 The spark mixture can very well laterally between the noble metal pins 20 . 30 injected and centrally inflamed.

Zudem kann ein gleichmäßigerer Verschleiß der beiden Edelmetallstifte 20, 30 an den Elektroden ermöglicht werden. Somit kann eine optimale Auslegung der Zündkerze hinsichtlich der Edelmetalle ermöglicht werden, wodurch die Herstellungskosten für die erfindungsgemäßen Zündkerzen reduziert werden können. In addition, a more uniform wear of the two precious metal pins 20 . 30 be made possible at the electrodes. Thus, an optimum design of the spark plug with respect to the noble metals can be made possible, whereby the manufacturing costs for the spark plugs according to the invention can be reduced.

Claims

A spark plug for an internal combustion engine, comprising: - a center electrode ( 3 ) with a first noble metal pin ( 30 ) having a first diameter (D1), - at least one ground electrode ( 2 ) with a second noble metal pin ( 20 ) with a second diameter (D2) and - one the center electrode ( 3 ) and the ground electrode ( 2 ) electrically insulating ceramic insulation body ( 4 ) - wherein the noble metal pins of the center electrode ( 3 ) and the ground electrode ( 2 ) are arranged in a frontally opposite arrangement, and - wherein the noble metal pin ( 30 ) of the center electrode ( 3 ) at least partially into the ceramic insulation body ( 4 ) is introduced cohesively and / or non-positively.

Spark plug according to claim 1, characterized in that the ceramic insulating body ( 4 ) and the precious metal pin ( 30 ) of the center electrode ( 3 ) are connected to each other by a welded joint or a sintered joint.

Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that an end face ( 31 ) of the first noble metal pin ( 30 ) flush with a combustion chamber side end surface ( 5 ) of the ceramic insulating body ( 4 ) completes.

Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that an end face ( 31 ) of the first noble metal pin ( 30 ) combustion chamber side with a length (L ₃ ) of not more than 1.2 mm, in particular from 0.3 to 1.0 mm, from a combustion chamber end face ( 5 ) of the ceramic insulating body ( 4 ), wherein the length (L ₃ ) in the axial direction (XX) of the spark plug is defined.

Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that a dimension of the first diameter (D1) and / or the second diameter (D2) is greater than 0.4 mm and less than 1.5 mm and in particular greater than 0.4 mm and smaller than 1.0 mm.

Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio V of the second diameter (D2) to the first diameter (D1) between 0.5 ≤ V ≤ 2.0, in particular between 1.0 ≤ V ≤ 1.5, is located ,

Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that a total length (L ₁ ) of the first noble metal pin (L ₁ ) 30 ) and / or an overall length (L ₂ ) of the second noble metal pin ( 20 ) Is 0.3 to 1.5 mm, in particular 0.4 to 1 mm, wherein the total lengths are respectively defined in the axial direction (XX) of the spark plug.

Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that a material of the first noble metal pin ( 30 ) and / or the second noble metal pin ( 20 ) comprises at least one noble metal, in particular Pt, Rh or Ir.

Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter (D3) of the center electrode ( 3 ) in the radial direction (R) of the spark plug ( 1 ) is at most 1.5 mm, preferably at most 1 mm.