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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorkammer-Zündkerze mit verbesserter Wärmeabfuhr insbesondere von der Kappe über das Zündkerzengewinde zum Zylinderkopf.
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Vorkammer-Zündkerzen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen, wie für herkömmliche Zündkerzen bekannt, eine in einem Gehäuse angeordnete Mittelelektrode und eine Masseelektrode, die zwischen sich einen Zündspalt definieren, in dem ein Luft-Brennstoffgemisch entzündet wird. Dieses entzündete Luft-Brennstoffgemisch wird in Folge jedoch durch Öffnungen in einer am brennraumseitigen Ende der Vorkammer-Zündkerze befindlichen Kappe in eine Hauptbrennkammer geleitet, in der die eigentliche Verbrennung eines Luft-Brennstoffgemischs für den Kolbenhub erfolgt.
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Die Kappe und insbesondere auch die Verbindungsstelle zwischen dem Gehäuse und der Kappe unterliegen starken Temperatureinwirkungen, was zu Undichtigkeit und damit zum Klopfen oder anderweitigen Beeinträchtigungen der Funktionsweise der Vorkammer-Zündkerze führen kann. Zur Lösung dieses Problems ist aus
DE 10 2016 206 992 A1 eine Vorkammer-Zündkerze bekannt, die am Gehäuse einen Wärmeableitungsbereich vorsieht, der aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist. Wie aus
1 ersichtlich ist, verläuft die Kappe innerhalb des Gehäuses bis zum anschlussseitigen Ende der Vorkammer. Die Wärme kann somit aus der Vorkammer nur unzureichend an den Zylinderkopf weitergeleitet werden, da sie zunächst über das Material der Kappe weitergeleitet werden muss. Zudem besteht zwischen der Kappe und dem Gehäuse lediglich eine umlaufende Schweißverbindung, die durch Bezugszeichen
5 angedeutet ist. Dies bedeutet, dass zwischen weiten Teilen des Gehäuses und der Kappe keine direkte stoffliche Verbindung besteht, sondern vielmehr ein wärmeisolierender Luftspalt. Die in der Vorkammer erzeugte Wärme kann somit nicht effizient abgeleitet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorkammer-Zündkerze gemäß Anspruch 1 zeichnet sich hingegen durch eine sehr viel effizientere Wärmeableitfähigkeit von Wärme aus der Vorkammer an den die Vorkammer-Zündkerze umgebenden Zylinderkopf aus.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorkammer-Zündkerze ein Gehäuse, eine Kappe, die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses am Gehäuse angeordnet ist, und die zusammen mit dem Gehäuse eine Vorkammer ausbildet. Mit anderen Worten erstreckt sich die Kappe nicht entlang der gesamten, dem Brennraum zugewandten Innenseite des Gehäuses, sondern befindet sich lediglich am brennraumseitigen Gehäuseende und ist dort mit dem Gehäuse verbunden. Somit ist die Vorkammer vom Zylinderkopf lediglich durch das Gehäuse und ein am Gehäuse angeordnetes Gewinde, mit dem die Vorkammer-Zündkerze in den Zylinderkopf eingeschraubt wird, verbunden. Dies ermöglicht eine direkte Wärmeübertragung und damit eine sehr gute Ableitung von Wärme aus der Vorkammer an den Zylinderkopf.
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Innerhalb des Gehäuses ist ein Isolator angeordnet, in dem eine Mittelelektrode angeordnet ist, und zwar so, dass die Mittelelektrode mindestens an einem in der Vorkammer vorhandenen und vom Brennraum wegweisenden Bereich von dem Isolator umgeben ist. Brennraumseitige Bereiche der Mittelelektrode liegen vorzugsweise in der Vorkammer frei.
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Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorkammer-Zündkerze eine Masseelektrode und die Masseelektrode und die Mittelelektrode bilden bzw. definieren zwischen sich einen Zündspalt zur Erzeugung eines Zündfunkens.
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Erfindungsgemäß weist das Gehäuse einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil auf, wobei sich der zweite Gehäuseteil an den ersten Gehäuseteil in Richtung eines elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze anschließt. Die Masseelektrode ist dabei am ersten Gehäuseteil angeordnet.
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Zudem ist der erste Gehäuseteil aus einem Material gebildet, dessen Wärmeleitfähigkeit bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze gleich oder höher, insbesondere höher ist als die Wärmeleitfähigkeit der Kappe bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze. Da im Bereich der Masseelektrode aufgrund der Zündfunkenbildung und der damit verbundenen Entzündung des verwendeten Brennstoffes eine hohe Wärmeentwicklung stattfindet, und die Masseelektrode mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, ist eine Wärmeübertragung über den ersten Gehäuseteil an einen die Vorkammer-Zündkerze im verbauten Zustand umgebenden Zylinderkopf in diesem Bereich besonders effizient, um Wärme von der Kappe und auch einer Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse abzuleiten. Somit können Schädigungen aufgrund von Temperaturbelastung der Kappe und der Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse sehr gut verhindert werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Wärmeableitung aus der Vorkammer kann insbesondere durch die vorteilhafte Weiterbildung verbessert werden, in der sich der erste Gehäuseteil von der Masseelektrode bis zum brennraumseitigen Ende des Isolators erstreckt. Der Zündfunken wird meistens zwischen den Stirnflächen der Masseelektrode und der Mittelelektrode gebildet, jedoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich der Zündfunke auch entlang der Mittelelektrode zieht und damit auch eine Verbrennung von Brennstoff in diesem Bereich stattfindet. Somit kann der Bereich, in dem die größte Verbrennungswärme entsteht, nicht nur auf den Bereich der Masseelektrode eingeschränkt werden. Die Ausgestaltung, in der der erste Gehäuseteil von der Masseelektrode bis zum brennraumseitigen Ende des Isolators ausgebildet ist, deckt somit weitere Bereiche des Gehäuse ab, so dass aufgrund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit des ersten Gehäuseteils Wärme aus der Vorkammer noch effizienter an den umliegenden Zylinderkopf abgegeben werden kann. Schäden aufgrund von hoher Temperatureinwirkung auf die Kappe und/oder die Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse können somit besonders effizient verhindert werden.
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Der vorstehend ausgeführte vorteilhafte Effekt kann weiter vorteilhaft dadurch gesteigert werden, dass sich der erste Gehäuseteil bis zum brennraumabgewandten Ende der Vorkammer erstreckt. Gerade bei kleinen Vorkammern, in denen sich eine nahezu homogene Wärmeverteilung ergibt, ist diese Weiterbildung von besonderem Vorteil. Die bei der Verbrennung eines Luft-Brennstoffgemischs in der Vorkammer erzeugte Wärme kann somit in dem kompletten Bereich der Nahtstelle zwischen der Vorkammer und einem umliegenden Zylinderkopf, nämlich dem ersten Gehäuseteil, besonders effizient an den Zylinderkopf abgegeben werden.
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Das sich Wärme auch über die Vorkammer hinaus in Richtung des elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze ausbreiten kann, und der Zylinderkopf auch weite Teile dieses Bereichs der Vorkammer-Zündkerze umgeben kann, ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass sich der erste Gehäuseteil bis in einen Bereich zwischen dem brennraumabgewandten Ende der Vorkammer und dem Isolatorsitz, und insbesondere bis zum Isolatorsitz erstreckt. Der Isolatorsitz bzw. die Fußsohle der Vorkammer-Zündkerze ist dabei der Bereich, in dem der Isolator eine Schulter oder Kehle ausbildet. Durch diese Ausgestaltung kann Wärme noch effizienter an den im verbauten Zustand der Vorkammer-Zündkerze diese umgebenden Zylinderkopf abgegeben und Schäden aufgrund von Temperaturbelastung der Kappe und der Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse sehr gut verhindert werden. Als weiterer Vorteil ist hierbei zu sehen, dass durch diese Ausführungsform ein Verbindungsbereich zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil außerhalb des Vorkammerbereichs zu liegen kommt, so dass diese Verbindungsstelle besonders effizient vor Schädigungen durch Temperatureinwirkung bewahrt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich der erste Gehäuseteil brennraumseitig bis zur Kappe erstreckt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Masseelektrode nicht unmittelbar an dem ersten Gehäuseteil angeordnet ist, der mit der Kappe verbunden ist, sondern beispielsweise in Richtung des anschlussseitigen Endes der Vorkammer am ersten Gehäuseteil angeordnet ist. Somit kann Verbrennungswärme aus der Vorkammer auch in unmittelbarer Umgebung der Kappe über den ersten Gehäuseteil abgeleitet werden. Vorteilhafterweise befindet sich dieser Bereich im verbauten Zustand der Vorkammer-Zündkerze ebenfalls im Zylinderkopf.
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Schäden im Bereich der Kappe und der Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse aufgrund der während des Verbrennungsvorgangs in der Vorkammer entstehenden Wärme, können somit besonders gut verhindert werden.
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Alternativ zu der vorstehenden Ausführungsform kann das Gehäuse einen dritten Gehäuseteil umfassen, der zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Kappe angeordnet ist. Eine Abfolge der Gehäuseteile von der Kappe zum anschlussseitigen Ende der Vorkammer-Zündkerze wäre sodann: dritter Gehäuseteil / erster Gehäuseteil / zweiter Gehäuseteil. In dieser Ausführungsform ist eine Wärmeleitfähigkeit des dritten Gehäuseteils bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze gleich oder höher als die Wärmeleitfähigkeit der Kappe bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze. Somit kann auch im unmittelbaren Verbindungsbereich der Kappe und des Gehäuses Wärme effizient aus der Vorkammer an den Zylinderkopf abgegeben werden. Auch hier befindet sich vorteilhafterweise der dritte Gehäuseteil im verbauten Zustand der Vorkammer-Zündkerze im Zylinderkopf. Auch durch diese Ausführungsform können aufgrund der sehr guten Wärmeableitung Schäden im Bereich der Kappe und der Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Gehäuse verhindert werden.
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Hierbei ist weiterhin von Vorteil, dass das Material des dritten Gehäuseteils identisch ist zu dem Material des ersten Gehäuseteils. Somit entstehen an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem dritten Gehäuseteil keine thermisch induzierten Spannungen, da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten identisch sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen sehr einfachen Zusammenbau der Vorkammer-Zündkerze bei sehr guter thermischer Stabilität derselben.
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Die Bildung eines stabilen Zündfunkens kann vorteilhaft dadurch verbessert werden, dass eine Stirnfläche der Masseelektrode in einem 90° Winkel zu einer Stirnfläche der Mittelelektrode angeordnet ist. Um gemäß dieser Ausführungsform auch die bei der Zündfunkenbildung und der damit verbundenen Entzündung des Brennstoffes entstehende Wärme besonders effizient über das Gehäuse an den die Vorkammer-Zündkerze umgebenden Zylinderkopf ableiten zu können, ist vorteilhaft vorgesehen, dass sich der erste Gehäuseteil vom Schnittpunkt der Längsachse der Masseelektrode mit dem ersten Gehäuseteil in Richtung des elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze erstreckt. Schäden an der Kappe bzw. einem Verbindungsbereich der Kappe mit dem Gehäuse der Vorkammer-Zündkerze aufgrund von Temperatureinwirkung können somit besonders effizient verhindert werden.
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Eine weitere räumliche Zentrierung des Zündfunkens und damit eine lokale Beschränkung der Wärmeausbreitung bei Entzündung des Brennstoffes kann insbesondere vorteilhaft dadurch erzielt werden, dass die Masseelektrode und die Mittelelektrode so angeordnet sind, dass die Stirnfläche der Mittelelektrode in der Längsachse der Masseelektrode liegt.
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Eine sehr effiziente Wärmeübertragung über den ersten Gehäuseteil lässt sich ferner vorteilhaft dadurch erzielen, dass der erste Gehäuseteil aus Nickel oder einer Nickellegierung gebildet ist. Unter einer Nickellegierung wird dabei eine Legierung verstanden, die als Hauptbestandteil in Masse% Nickel enthält. Die Verwendung von Nickel oder einer Nickellegierung als Material des ersten Gehäuseteils hat zudem den Vorteil, dass dadurch auch eine Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit erzielt werden kann. Eine noch bessere Wärmeleitung bei, gegenüber Nickel oder einer Nickellegierung etwas reduzierter Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit, kann durch die Verwendung einer Kupferlegierung erzielt werden. In der zu verwendenden Kupferlegierung ist Kupfer der Hauptbestandteil in Masse%. Ein sehr guter Kompromiss zwischen einer guten Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig sehr guter Wärmeleitfähigkeit kann durch die Verwendung einer Titan-Zirkon-Molybdän-Legierung für den ersten Gehäuseteil erzielt werden. Sofern in der Vorkammer-Zündkerze ein dritter Gehäuseteil vorgesehen ist, kann auch dieser aus den vorstehend genannten vorteilhaften Materialien gebildet sein.
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Zur Verbesserung der Stabilität der Vorkammer-Zündkerze und auch der Dichtheit derselben sind vorteilhafterweise der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil und/oder der erste Gehäuseteil und die Kappe durch eine Schweißverbindung oder eine Lötverbindung miteinander verbunden. Sofern ein dritter Gehäuseteil vorgesehen ist, ist außerdem vorteilhaft auch der dritte Gehäuseteil mit der Kappe und/oder dem ersten Gehäuseteil durch eine Schweißverbindung oder einer Lötverbindung verbunden.
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Die Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit der Vorkammer-Zündkerze kann vorteilhaft dadurch verbessert werden, dass eine dem Brennraum zugewandte Innenseite des Gehäuses mindestens abschnittsweise eine Korrosionsschutzschicht aufweist. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere bei der Verwendung von weniger korrosionsbeständigen Materialien des Gehäuses, wie z.B. Kupferlegierungen. Besonders vorteilhaft kann auch eine Außenseite des Gehäuses und/oder eine Außenseite der Kappe mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet sein. Diese schützt dann auch vor Korrosion durch den Verbrennungsprozess in der Hauptbrennkammer.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine teilgeschnittene Ansicht einer Vorkammer-Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine teilgeschnittene Ansicht einer Vorkammer-Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 3 eine teilgeschnittene Ansicht einer Vorkammer-Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind nur die wesentlichen Merkmale der Ausführungsformen dargestellt. Alle übrigen Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
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1 zeigt in einer halb geschnittenen Ansicht eine Vorkammer-Zündkerze 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Zündkerze 1 umfasst ein Gehäuse 2. In das Gehäuse 2 ist ein Isolator 3 eingesetzt. Das Gehäuse 2 und der Isolator 3 weisen jeweils entlang ihrer Längsachse eine Bohrung auf. Das Gehäuse hat eine Außenseite 24 und eine Innenseite 23. Die Längsachse des Gehäuses 2, die Längsachse X des Isolators 3 und die Längsachse der Zündkerze 1 fallen zusammen. In den Isolator 3 ist eine Mittelelektrode 4 eingesetzt.
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Des Weiteren erstreckt sich in den Isolator 3 eine elektrische Kontaktierung, über die die Zündkerze 1 mit einer Spannungsquelle elektrisch kontaktiert wird. Die elektrische Kontaktierung bildet das brennraumabgewandte also das anschlussseitige Ende der Zündkerze 1. Die elektrische Kontaktierung kann einstückig oder auch, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, aus mehreren Komponenten, wie beispielsweise einem Anschlussbolzen 8 und einer Anschlussmutter 9, ausgebildet sein.
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Der Isolator 3 wird typischerweise in drei Bereiche unterteilt: Isolatorfuß 31, Isolatorkörper 32 und Isolatorkopf 33. Die drei Bereiche unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche Durchmesser. Der Isolatorfuß 31 ist das brennraumseitige Ende des Isolators 3. Innerhalb des Isolatorfußes 31 ist die Mittelelektrode 4 angeordnet. Der Isolatorfuß 31 ist in der Regel vollständig innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet und hat zumeist den kleinsten Außendurchmesser am Isolator 3.
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Angrenzend an den Isolatorfuß 31 ist der Isolatorkörper 32 angeordnet, der in der Regel vollständig vom Gehäuse 2 umfasst ist. Der Isolatorkörper 32 hat einen größeren Außendurchmesser als der Isolatorfuß 31. Der Übergang zwischen Isolatorfuß 31 und Isolatorkörper 32 ist als Schulter oder Kehle ausgebildet. Dieser Übergang wird auch als Fußkehle oder Isolatorsitz 35 bezeichnet.
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Der Isolatorkopf 33 grenzt am anschlussseitigen Ende des Isolatorkörpers 32 an diesen an und bildet das anschlussseitige Ende des Isolators 3. Der Isolatorkopf 33 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus. Der Außendurchmesser des Isolatorkopfs 33 liegt zwischen den Außendurchmessern von Isolatorfuß 31 und Isolatorkörper 32, wobei die Bereiche typischerweise über ihre Länge keinen konstanten Außendurchmesser haben, sondern der Außendurchmesser variieren kann.
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Das Gehäuse 2 weist an seiner Innenseite einen Sitz 25 auf. Der Isolator liegt mit seiner Schulter bzw. dem Isolatorsitz 35 auf dem Gehäuse-Sitz 25 auf. Zwischen dem Isolatorsitz 35 und dem Gehäuse-Sitz 25 ist eine Innendichtung 10 angeordnet. Am Gehäuse 2 ist auf dessen brennraumseitiger Stirnfläche eine Kappe 80 angeordnet. Die Kappe 80 ist mit dem Gehäuse 2 durch eine Verbindung 82, insbesondere eine Lötverbindung oder eine Schweißverbindung, verbunden. Das Gehäuse 2 und die Kappe 80 bilden zusammen eine Vorkammer 81 mit einem Vorkammervolumen. Die Vorkammer 81 erstreckt sich von der Kappe 80 bis ins Gehäuse 2 hinein. Der Zwischenraum zwischen Gehäuse 2 und Isolator 3 ist an der Stelle des Gehäuse-Sitzes 25, dem der Isolator 3 mit seiner Schulter 35 aufliegt, mittels der Innendichtung 10 gasdicht abgedichtet.
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Zwischen der Mittelelektrode 4 und dem Anschlussbolzen 8 befindet sich im Isolator 3 ein Widerstandselement 7, auch Panat genannt. Das Widerstandselement 7 verbindet die Mittelelektrode 4 elektrisch leitend mit dem Anschlussbolzen 8. Das Widerstandselement 7 ist beispielsweise als Schichtsystem ausgebildet, das sich in seiner Materialzusammensetzung und dem daraus resultierenden elektrischen Widerstand unterscheidet.
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An der Innenseite 23 des Gehäuses 2 ist die Masseelektrode 5 in einer Bohrung 52 angeordnet, so dass die Masseelektrode 5 radial von der Gehäuse-Innenseite 23 in die Bohrung entlang der Längsachse X des Gehäuses 2 hineinragt. Die Masseelektrode 5 und die Mittelelektrode 4 bilden zusammen einen Zündspalt aus. Die Bohrung 52 erstreckt sich von der Außenseite 24 durch die Gehäusewand bis zur Innenseite 23 des Gehäuses 2.
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Das Gehäuse 2 weist einen Schaft auf. An diesem Schaft sind ein Mehrkant 21, ein Schrumpfeinstich und ein Gewinde 22 ausgebildet. Das Gewinde 22 dient zum Einschrauben der Zündkerze 1 in eine Brennkraftmaschine. Dies ist durch den die Vorkammer-Zündkerze 1 umgebenden Zylinderkopf 100 angedeutet, in den die Vorkammer-Zündkerze 1 mittels des Gewindes 22 eingeschraubt ist. Zwischen dem Gewinde 22 und dem Mehrkant 21 ist ein äußeres Dichtelement 6 angeordnet. Das äußere Dichtelement 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Faltdichtung ausgestaltet.
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Die Bohrung 52 in der Gehäusewand ist im Bereich des Gewindes 22 ausgebildet. Dabei kann die Bohrung 52 für die Masseelektrode 5 und damit auch die Masseelektrode 5 auf jeder beliebigen Höhe im Bereich des Gewindes 22 angeordnet sein. Je nach der Position der Masseelektrode 5 im Bereich des Gewindes 22 ragt entsprechend die Mittelelektrode 4 und mit ihr auch der Isolatorfuß 31 mehr oder weniger weit in die Vorkammer 81 hinein. Je nach gewünschtem Verwendungszweck der Vorkammer-Zündkerze 1 kann die Position der Bohrung im Bereich des Gewindes 22 und der Masseelektrode 5 auf der Innenseite 23 des Gehäuses 2 gewählt werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode direkt im Anschluss an die Kappe 80 angeordnet.
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Die Bohrung 52 ist in einer Vertiefung 51, wie beispielsweise einer konischen oder einer runden Nut, angeordnet. Dabei ist der Außendurchmesser des Gehäuses 2 in der Vertiefung 51 kleiner als der Kerndurchmesser des Gewindes 22.
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Das Gehäuse 2 weist einen ersten Gehäuseteil 2a und einen zweiten Gehäuseteil 2b auf. Die Masseelektrode 5 ist am ersten Gehäuseteil 2a angeordnet und der zweite Gehäuseteil 2b schließt sich an den ersten Gehäuseteil 2a in Richtung des elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze 1 an. Der erste Gehäuseteil 2a erstreckt sich von der Masseelektrode 5 bis zum brennraumseitigen Ende des Isolators 3. Der erste Gehäuseteil 2a ist damit in dem Bereich vorhanden, in dem die Masseelektrode 5 und die Mittelelektrode 4 frei in der Vorkammer 81 liegen. Beim Ausbilden eines Zündfunkens und der damit verbundenen Entzündung des Brennstoffes zwischen der Masseelektrode 5 und der Mittelelektrode 4 wird in diesem Bereich der Vorkammer 81 eine sehr große Wärmemenge erzeugt. Die Vorkammer 81 ist vom Zylinderkopf 100 lediglich durch das Gehäuse 2 und das das Gehäuse 2 umgebende Gewinde 22, mit dem die Vorkammer-Zündkerze 1 in den Zylinderkopf 100 eingeschraubt ist, verbunden. Dies ermöglicht eine direkte Wärmeübertragung und damit eine sehr gute Ableitung von Wärme aus der Vorkammer 81 an den Zylinderkopf 100. Die Wärmeübertragung wird noch dadurch verbessert, dass der erste Gehäuseteil 2a aus einem Material gebildet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze 1 gleich oder höher ist als die Wärmeleitfähigkeit der Kappe 80 bei Betriebstemperatur der Vorkammer-Zündkerze 1. Damit kann die während des Betriebs der Vorkammer-Zündkerze 1 erzeugte Wärme besonders effektiv über den ersten Gehäuseteil 2a an den die Vorkammer-Zündkerze 1 umgebenden Zylinderkopf 100 abgegeben werden. Somit können sowohl die Kappe 80 als auch die Verbindung 82 zwischen der Kappe 80 und dem Gehäuse 2, also genauer gesagt dem ersten Gehäuseteil 2a, besser vor Schädigungen durch die hohen Temperaturen in der Vorkammer 81 geschützt werden.
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2 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht einer Vorkammer-Zündkerze 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die in 2 gezeigte Vorkammer-Zündkerze 1 unterscheidet sich von derjenigen aus 1 durch die Anordnung der Masseelektrode 5. Die Masseelektrode 5 ist nicht direkt unterhalb der Kappe 80 angeordnet, sondern entlang des Gehäuses 2 in Richtung des elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze 1 verschoben, und zwar so, dass die Stirnfläche der Masseelektrode 5 in einem 90° Winkel zu der Stirnfläche der Mittelelektrode 4 angeordnet ist. Die Masseelektrode 5 und die Mittelelektrode 4 sind ferner so angeordnet, dass die Stirnfläche der Mittelelektrode 4 in der Längsachse der Masseelektrode 5 liegt. Der erste Gehäuseteil 2a erstreckt sich von dem Schnittpunkt der Längsachse der Masseelektrode 5 mit dem ersten Gehäuseteil 2a in Richtung des elektrischen Anschlusses der Vorkammer-Zündkerze 1, und zwar bis zum anschlussseitigen Ende der Vorkammer 81.
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Hierdurch ergibt sich ein weiterer Bereich des ersten Gehäuseteils 2a, über den Wärme aus der Vorkammer 81 direkt an den umliegenden Zylinderkopf 100 abgegeben werden kann, nämlich auch Wärme im Bereich der Mittelelektrode 4, die von dem Isolator 3 umgeben ist.
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Dadurch, dass die Masseelektrode 5 nicht direkt unterhalb der Kappe 80 am ersten Gehäuseteil 2a angeordnet ist, ergibt sich ferner, dass in Richtung des brennraumseitigen Endes der Vorkammer 81 ein dritter Gehäuseteil 2c zwischen dem ersten Gehäuseteil 2a und der Kappe 80 vorhanden ist. Zur Verbesserung der Wärmeableitung aus der Vorkammer 81, ist das Material des dritten Gehäuseteils 2c vorzugsweise identisch zu dem Material des ersten Gehäuseteils 2a. Wie aus 2 ferner zu erkennen ist, umgibt der Zylinderkopf 100 auch das Gehäuse 2 der Vorkammer-Zündkerze 1 im Bereich des dritten Gehäuseteils 2c. So kann auch Wärme aus dem Bereich der Kappe 80 sehr schnell und effizient abgeleitet werden, so dass weder die Kappe 80 noch die Verbindung 82 zwischen der Kappe 80 und dem Gehäuse 2 durch Temperatureinwirkung Schädigungen erleiden.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorkammer-Zündkerze 1. Im Unterschied zu der Vorkammer-Zündkerze aus 2 erstreckt sich der erste Gehäuseteil 2a von der Kappe bis in einen Bereich zwischen dem brennraumabgewandten Ende der Vorkammer 81 und dem Isolatorsitz 35, und wie hier gezeigt, bis zum Isolatorsitz 35, also anschlussseitig über die Vorkammer 81 hinaus. Der gesamte Bereich des ersten Gehäuseteils 2a ist vom Zylinderkopf 100 umgeben, so dass aufgrund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit des Materials des ersten Gehäuseteils 2a eine maximale Wärmeableitung aus der Vorkammer 81 direkt über den ersten Gehäuseteil 2a an den Zylinderkopf 100 erfolgen kann. Zudem liegt der Verbindungsbereich zwischen dem ersten Gehäuseteil 2a und dem zweiten Gehäuseteil 2b außerhalb des Vorkammerbereichs, so dass nicht nur die Kappe 80 und die Verbindung 82 sondern auch die Verbindung 83 zwischen dem ersten Gehäuseteil 2a und dem zweiten Gehäuseteil 2b besonders effizient vor Schädigung durch Temperatureinwirkung geschützt sind.
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Das Material des ersten Gehäuseteils 2a ist insbesondere Nickel oder eine Nickellegierung. Zur Verbesserung der Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit des Gehäuses 2 ist eine dem Brennraum zugewandte Innenseite 23 des Gehäuses 2 mit einer Korrosionsschutzschicht 26 beschichtet. Die Korrosionsschutzschicht 26 bedeckt dabei die Innenseite 23 des Gehäuses 2 in einem Bereich von der Kappe 80 bis zum anschlussseitigen Ende der Vorkammer 81, da hier die höchsten Temperaturen auftreten und damit die Korrosionsneigung besonders hoch ist. Besonders vorteilhaft kann auch die Außenseite des Gehäuses 24 und/oder die Außenseite 84 der Kappe 80 mit einer Korrosionsschutzschicht 26 beschichtet sein. Diese schützt dann auch vor Korrosion durch den Verbrennungsprozess in der Hauptbrennkammer der Zündkerze 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016206992 A1 [0003]
