DE102018222468A1

DE102018222468A1 - Spark plug with rounded insulator base section and rounded housing section

Info

Publication number: DE102018222468A1
Application number: DE102018222468.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Kaske; Felix Traub; Sergej Subkow; Matthias Blankmeister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: WO2020126667A1

Abstract

Zündkerze, aufweisend• ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Längsachse hat, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Isolators erstreckt, und wobei das Gehäuse entlang seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, wodurch das Gehäuse eine Innenseite hat, wobei das Gehäuse auf seiner Innenseite einen Absatz aufweist,• einen teilweise in der Gehäuse-Bohrung angeordneten Isolator, wobei der Isolator eine Längsachse hat, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Isolators erstreckt, und wobei der Isolator einen Isolatorbund, der vom Gehäuse radial gegeben ist, einen Isolatorfuß, der das brennraumseitige Ende des Isolators ist und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorbund hat, und einen Übergangsbereich hat, der den Isolatorbund und den Isolatorfuß miteinander verbindet und auf dem Absatz des Gehäuses aufliegt,• eine im Isolator angeordnete Mittelelektrode,• eine an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Masseelektrode, wobei die Masseelektrode und die Mittelelektrode so angeordnet sind, dass sie zusammen einen Zündspalt ausbilden, und• einen Atmungsraum, der am brennraumseitigen Ende der Zündkerze ausgebildet ist, wobei der Atmungsraum durch einen Abschnitt der Innenseite des Gehäuses und einen Abschnitt des Isolatorfußes begrenzt wird und eine Öffnung zum Brennraum hat,wobei der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes eine erste Verrundung aufweist, wobei die erste Verrundung im Querschnitt betrachtet eine erste Schenkellänge L1 und eine zur ersten Schenkellänge L1 abgewinkelte zweite Schenkellänge L2 aufweist, wobei die erste Schenkellänge L1 größer ist als die zweite Schenkellänge L2, wobei die erste Schenkellänge L1 zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem ersten Endpunkt der ersten Verrundung und die zweite Schenkellänge L2 zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem zweiten Endpunkt der ersten Verrundung sich erstrecken, und dass der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Gehäuses eine zweite Verrundung aufweist, wobei die zweite Verrundung im Querschnitt betrachtet eine dritte Schenkellänge L3 und eine zur dritten Schenkellänge L3 abgewinkelte vierten Schenkellänge L4 aufweist, wobei die dritteSpark plug, comprising • a housing, the housing having a longitudinal axis extending from the combustion chamber end to the end of the insulator facing away from the combustion chamber, and wherein the housing has a bore along its longitudinal axis, whereby the housing has an inside, the housing on its Has a shoulder on the inside, • an insulator partially arranged in the housing bore, the insulator having a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the insulator facing away from the combustion chamber, and the insulator having an insulator collar which is radially provided by the housing, an insulator foot, which is the combustion chamber end of the insulator and has a smaller diameter than the insulator collar, and has a transition area which connects the insulator collar and the insulator foot to one another and rests on the shoulder of the housing, • a center electrode arranged in the insulator, • one on a mass arranged at the combustion chamber end of the housing electrode, the ground electrode and the center electrode being arranged such that they together form an ignition gap, and • a breathing space which is formed at the combustion chamber end of the spark plug, the breathing space being delimited by a section of the inside of the housing and a section of the insulator foot and has an opening to the combustion chamber, the portion of the insulator foot delimiting the breathing space having a first rounding, the first rounding viewed in cross section having a first leg length L1 and a second leg length L2 angled to the first leg length L1, the first leg length L1 being greater than the second leg length L2, the first leg length L1 extending between the intersection of the leg lengths with one another and a first end point of the first rounding and the second leg length L2 between the intersection of the leg lengths with one another and a second end point of the first rounding, and that the portion of the housing delimiting the breathing space has a second rounding, the second rounding viewed in cross section having a third leg length L3 and a fourth leg length L4 angled to the third leg length L3, the third

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze gemäß Anspruch 1 und eine Vorkammer-Zündkerze gemäß Anspruch 14.The invention relates to a spark plug according to claim 1 and a prechamber spark plug according to claim 14.

Bei heutigen Brennkraftmaschinen in der Automobil-Branche geht der Trend zu immer höheren Drücken und damit auch zu höheren Temperaturen in den jeweiligen Brennkammern der Zylinder. Durch diese hochaufgeladenen Brennkraftmaschinen werden höhere Leistungen erzielt. Durch die höheren Drücke und die höheren Temperaturen in der Brennkammer steigen auch die Anforderungen an die einzelnen Komponenten, wie beispielsweise an die Zündkerze. So unterliegt die Zündkerzen nicht nur den Druck-, Temperatur- und chemischen Bedingungen beim normalen Betrieb der Brennkraftmaschine, sondern auch extremeren Bedingungen bei irregulären Ereignissen in der Brennkraftmaschine. Eins dieser irregulären Ereignisse ist die sogenannte Vorentflammung.In today's internal combustion engines in the automotive industry, the trend is towards ever higher pressures and thus also to higher temperatures in the respective combustion chambers of the cylinders. These supercharged internal combustion engines achieve higher outputs. The higher pressures and the higher temperatures in the combustion chamber also increase the demands on the individual components, such as the spark plug. The spark plugs are not only subject to the pressure, temperature and chemical conditions during normal operation of the internal combustion engine, but also to more extreme conditions during irregular events in the internal combustion engine. One of these irregular events is the so-called pre-ignition.

Bei der regulären Entflammung im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Entflammung des Luft-Kraftstoffgemisches durch die Zündkerze bei einem bestimmten Betriebstakt der Brennkraftmaschine initiiert. Durch die Entflammung entsteht ein gewünschter Druck- und Temperaturanstieg, der beispielsweise zum Antrieb der Räder beim Kraftfahrzeug oder eines Generators zur Stromerzeugung genutzt wird. Die Brennraumtemperaturen einer hochaufgeladenen Brennkraftmaschine ist deutlich höher als bei einer niedrigaufgeladenen Brennkraftmaschine, dadurch ergibt sich eine höhere thermische Beanspruchung auf die Zündkerze sowie die Herausforderung, die Zündkerze so auszulegen, dass es nicht zu irregulären Verbrennungsereignissen, wie z.B. Glühzündungen, an der Zündkerze kommt.In the case of regular ignition during normal operation of the internal combustion engine, the ignition of the air-fuel mixture is initiated by the spark plug at a specific operating cycle of the internal combustion engine. The ignition creates a desired rise in pressure and temperature, which is used, for example, to drive the wheels in the motor vehicle or a generator to generate electricity. The combustion chamber temperature of a supercharged internal combustion engine is significantly higher than that of a low-supercharged internal combustion engine, which results in higher thermal stress on the spark plug and the challenge of designing the spark plug so that there are no irregular combustion events, e.g. Glow ignitions on the spark plug.

Bei einem anderen irregulären Verbrennungsereignis, der Vorentflammung, entzündet sich in der Brennkammer, vor dem eigentlichen Zündzeitpunkt, bei einem beliebigen Betriebstakt des Zylinders das Luft-Kraftstoffgemisch an irgendeiner anderen Stelle, die eine zu hohe Temperatur hat, als an der Zündkerze. Als Folge der irregulären Vorentflammung des Luft-Kraftstoffgemisches entsteht eine Flammenfront, die sich in der Brennkammer ausbreitet. Diese Flammenfront wird von einem Druckanstieg und einem entsprechenden Temperaturanstieg begleitet. Dieser Temperaturanstieg und der Druckanstieg können zum sogenannten Mega-Knocking oder Mega-Klopfen im Motor führen. Innerhalb eines Mega-Klopf-Ereignisses steigt der Druck in einer Druckspitze auf ein Vielfaches des maximalen Drucks bei einer regulären Verbrennung und belastet die Zündkerze und die anderen Komponenten in der Brennkammer. Durch diese Druckspitzen beim Mega-Klopf-Ereignis kann der Isolator der Zündkerze brechen und zu einem Ausfall des Zylinders in dem die beschädigte Zündkerze eingebaut ist führen.Another irregular combustion event, the pre-ignition, ignites in the combustion chamber, before the actual ignition point, at any operating cycle of the cylinder, at any other point that is too high in temperature than at the spark plug. As a result of the irregular pre-ignition of the air-fuel mixture, a flame front is created which spreads in the combustion chamber. This flame front is accompanied by an increase in pressure and a corresponding increase in temperature. This rise in temperature and the rise in pressure can lead to so-called mega-knocking or mega-knocking in the engine. During a mega-knock event, the pressure in a pressure peak rises to a multiple of the maximum pressure during regular combustion and places a load on the spark plug and the other components in the combustion chamber. Due to these pressure peaks during the mega-knock event, the insulator of the spark plug can break and lead to failure of the cylinder in which the damaged spark plug is installed.

Im Stand der Technik gibt es unterschiedliche Ansätze wie man die Zündkerze selbst robuster aufbauen kann, damit diese den Druckspitzen bei Mega-Klopfen standhält.In the prior art, there are different approaches for how to make the spark plug itself more robust so that it can withstand the pressure peaks in the case of mega knocking.

Ein Beispiel für eine Zündkerze offenbart die Patentanmeldung DE 10 2012 012 210 A1 , bei der die Zündkerze am brennraumseitigen Ende des Gehäuses einen Ringabsatz aufweist, wodurch der Eingang des Atmungsraums verkleinert wird und die Druckspitzen von einem Mega-Klopf-Ereignis nicht in den Atmungsraum der Zündkerze eindringen können, wodurch der Isolator geschützt werden soll.The patent application discloses an example of a spark plug DE 10 2012 012 210 A1 , in which the spark plug has a ring shoulder at the combustion chamber end of the housing, as a result of which the entrance to the breathing space is reduced and the pressure peaks from a mega-knock event cannot penetrate into the breathing space of the spark plug, which is intended to protect the insulator.

Die EP 289 064 B1 offenbart eine Zündkerze, bei der die Isolatorsitz-Geometrie dahin verbessert wurde, dass eine kleinere Vorspannung für eine gasdichte Montage des Isolators im Gehäuse ausreicht, somit wirkt insgesamt auf den Isolator eine geringere Zugspannung bei der Montage und der Isolator hat eine verbesserte Biegefestigkeit bei Mega-Klopf-Ereignissen.The EP 289 064 B1 discloses a spark plug in which the insulator seat geometry has been improved so that a lower pretension is sufficient for gas-tight mounting of the insulator in the housing, thus overall a lower tensile stress acts on the insulator and the insulator has an improved flexural strength at mega Knock events.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Zündkerze bereit zu stellen, bei der die Neigung zu unerwünschten Vorentflammung minimiert bzw. eliminiert wird, und die zusätzlich vor den aus den irregulären Vorentflammungsereignissen resultierenden Mega-Klopfen geschützt ist.The object of the invention is to provide a spark plug in which the tendency to undesired pre-ignition is minimized or eliminated, and which is additionally protected against the mega-knock resulting from the irregular pre-ignition events.

Vorteil der ErfindungJ Offenbarung der ErfindungAdvantage of the Invention Disclosure of the Invention

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Zündkerze gelöst. Die Zündkerze weist ein Gehäuse, einen teilweise in dem Gehäuse angeordneten Isolator, eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode auf. Das Gehäuse hat eine Längsachse, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Gehäuses erstreckt, wobei das Gehäuse entlang seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, wodurch das Gehäuse eine Innenseite hat. Auf seiner Innenseite weist das Gehäuse einen Absatz auf. Der teilweise in der Gehäuse-Bohrung angeordnete Isolator hat eine Längsachse, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Isolators erstreckt. Der Isolator hat einen Isolatorbund, der vom Gehäuse radial umgeben ist, einen Isolatorfuß, der das brennraumseitige Ende des Isolators ist und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorbund hat, und einen Übergangsbereich, der den Isolatorbund und den Isolatorfuß miteinander verbindet und auf dem Absatz des Gehäuses aufliegt. Die Mittelelektrode ist im Isolator angeordnet. An einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses ist die Masseelektrode angeordnet, wobei die Masseelektrode und die Mittelelektrode so angeordnet sind, dass sie zusammen einen Zündspalt ausbilden. Des Weiteren weist die Zündkerze einen Atmungsraum auf, der am brennraumseitigen Ende der Zündkerze ausgebildet ist, wobei der Atmungsraum durch einen Abschnitt des Gehäuses und einen Abschnitt des Isolatorfußes begrenzt wird und eine Öffnung zum Brennraum hat.This object is achieved by the spark plug according to the invention. The spark plug has a housing, an insulator partially arranged in the housing, a center electrode and a ground electrode. The housing has a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the housing remote from the combustion chamber, the housing having a bore along its longitudinal axis, as a result of which the housing has an inside. The housing has a shoulder on its inside. The insulator, which is partially arranged in the housing bore, has a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the insulator facing away from the combustion chamber. The insulator has an insulator collar, which is radially surrounded by the housing, an insulator foot, which is the combustion chamber end of the insulator and has a smaller diameter than the insulator collar, and a transition region, which connects the insulator collar and the insulator foot to one another and on the shoulder of the housing lies on. The center electrode is arranged in the insulator. On a combustion chamber side The ground electrode is arranged at the end of the housing, the ground electrode and the center electrode being arranged such that they together form an ignition gap. Furthermore, the spark plug has a breathing space which is formed at the end of the spark plug on the combustion chamber side, the breathing space being delimited by a section of the housing and a section of the insulator foot and having an opening to the combustion chamber.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes eine erste Verrundung aufweist, wobei die erste Verrundung im Querschnitt betrachtet eine erste Schenkellänge und eine zur ersten Schenkellänge abgewinkelte zweite Schenkellänge aufweist, wobei die erste Schenkellänge größer ist als die zweite Schenkellänge, wobei die erste Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem ersten Endpunkt der ersten Verrundung und die zweite Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem zweiten Endpunkt der ersten Verrundung sich erstrecken. Des Weiten ist vorgesehen, dass der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Gehäuses eine zweite Verrundung aufweist, wobei die zweite Verrundung im Querschnitt betrachtet eine dritte Schenkellänge und eine zur dritten Schenkellänge abgewinkelte vierten Schenkellänge aufweist, wobei die dritte Schenkellänge größer ist als die vierte Schenkellänge, wobei die dritte Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem dritten Endpunkt der zweiten Verrundung und die vierte Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem vierten Endpunkt der zweiten Verrundung sich erstrecken. Durch die aus der ersten und zweiten Verrundung resultierende Kontur des Atmungsraums ergibt sich der Vorteil, dass der Atmungsraum zwischen Gehäuse und Isolatorfuß bei normalen Betriebsbedingungen gut gespült wird, so dass sich eine gute Wärmeverteilung und Wärmeableitung im Isolatorfuß einstellt. Dadurch werden unerwünschte Vorentflammungen an der Zündkerze verhindert.According to the invention it is provided that the portion of the insulator foot delimiting the breathing space has a first rounding, the first rounding viewed in cross section having a first leg length and a second leg length angled to the first leg length, the first leg length being greater than the second leg length, the extend first leg length between the intersection of the leg lengths with each other and a first end point of the first rounding and the second leg length between the intersection of the leg lengths with one another and a second end point of the first rounding. It is furthermore provided that the portion of the housing delimiting the breathing space has a second rounding, the second rounding viewed in cross section having a third leg length and a fourth leg length angled to the third leg length, the third leg length being greater than the fourth leg length, wherein the third leg length extends between the intersection of the leg lengths with one another and a third end point of the second rounding, and the fourth leg length extends between the intersection point of the leg lengths with one another and a fourth end point of the second rounding. The contour of the breathing space resulting from the first and second rounding results in the advantage that the breathing space between the housing and the insulator foot is flushed well under normal operating conditions, so that good heat distribution and heat dissipation in the insulator foot are achieved. This prevents unwanted pre-ignition on the spark plug.

Untersuchungen der Anmelderin an Zündkerzen gemäß der Erfindung haben einen zweiten Effekt gezeigt. Bei Vorliegen einer irregulären Vorentflammung und den damit verbunden kritischen Druck- und Temperaturbedingungen, bei ca. 110 bar und ca. 850K, erhitzt sich das Gasgemisch im Atmungsraum so stark, dass es im Bereich des Isolatorfußes zu einer weiteren (zweiten) Entflammung kommt. Die Zündkerze ist danach von einem verbrannten Luft-Kraftstoffgemisch umgeben und der Atmungsraum der Zündkerze damit gefüllt. Dieses verbrannte Luft-Kraftstoffgemisch wirkt für die Zündkerze wie ein Schutzpolster gegen die Druckspitzen des Mega-Klopf-Ereignisses. Die Druckspitzen unterliegen im verbrannten Luft-Kraftstoffgemisch einer größeren Dispersion und Dämpfung als im unverbrannten Luft-Kraftstoffgemisch, deshalb werden die Druckspitzen im Schutzpolster der Zündkerze stärker gedämpft und die Druckspitzen erreichen die Zündkerze in einer deutlich abgeschwächten Form oder werden sogar komplett gedämpft. Dadurch wird die Zündkerze, insbesondere der Isolator, weniger stark durch die Druckspitzen des Megs-Klopf-Ereignisses belastet. Die Druck- und Temperaturbedingungen, ab denen der erste Effekt minimiert wird und der zweite Effekt dominierend wird, hängen im Einzelnen von der Kombination aus Zündkerze und Motor ab.Investigations by the applicant on spark plugs according to the invention have shown a second effect. If there is an irregular pre-ignition and the associated critical pressure and temperature conditions, at approx. 110 bar and approx. 850K, the gas mixture in the breathing space heats up so strongly that there is a further (second) ignition in the area of the insulator foot. The spark plug is then surrounded by a burned air / fuel mixture and the breathing space of the spark plug is filled with it. For the spark plug, this burned air-fuel mixture acts as a protective cushion against the pressure peaks of the mega-knock event. The pressure peaks in the burned air-fuel mixture are subject to greater dispersion and damping than in the unburned air-fuel mixture, which is why the pressure peaks in the protective cushion of the spark plug are damped more and the pressure peaks reach the spark plug in a significantly weakened form or are even completely damped. As a result, the spark plug, in particular the insulator, is less stressed by the pressure peaks of the Megs knock event. The pressure and temperature conditions from which the first effect is minimized and the second effect becomes dominant depend on the combination of spark plug and engine.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schenkellänge mindestens das 1,5-fache, vorzugsweise mindestens das 2-fache, besonders vorzugsweise das 5-fache, der zweiten Schenkellänge beträgt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verrundung am Abschnitt des Isolatorfußes groß genug ist, damit die oben beschriebenen technischen Effekte entstehen können.In an advantageous development of the invention, it is provided that the first leg length is at least 1.5 times, preferably at least 2 times, particularly preferably 5 times, the second leg length. This ensures that the rounding on the section of the insulator foot is large enough to allow the technical effects described above to occur.

Bei einer Weiterbildung ist zusätzlich oder alternative vorgesehen, dass die erste Schenkellänge maximal das 10-fache, vorzugsweise das 7-fache, der zweiten Schenkellänge beträgt.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die dritte Schenkellänge mindestens das 1,5-fache, vorzugsweise mindestens das 2-fache, besonders vorzugsweise das 5-fache, der vierten Schenkellänge beträgt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verrundung am Abschnitt des Gehäuses groß genug ist, damit die oben beschriebenen technischen Effekte entstehen können.In a further development, it is additionally or alternatively provided that the first leg length is at most 10 times, preferably 7 times, the second leg length.
In another advantageous development of the invention, it is additionally or alternatively provided that the third leg length is at least 1.5 times, preferably at least 2 times, particularly preferably 5 times, the fourth leg length. This ensures that the rounding on the section of the housing is large enough that the technical effects described above can occur.

Bei einer weiteren Weiterbildung ist zusätzlich oder alternative vorgesehen, dass die dritte Schenkellänge maximal das 10-fache, vorzugsweise das 7-fache, der vierten Schenkellänge beträgt.In a further development, it is additionally or alternatively provided that the third leg length is a maximum of 10 times, preferably 7 times, the fourth leg length.

Vorteilhafterweise erstrecken sich die erste und die dritte Schenkellänge parallel zur Längsachse der Zündkerze und die zweite und vierte Schenkellänge senkrecht zur Längsachse der Zündkerze. Dadurch ergibt sich, insbesondere auch in Kombination mit den Obergrenzen für die maximale erste Schenkellänge und für die maximale dritte Schenkellänge, dass der Atmungsraum eine ausreichend große Breite (Abstand zwischen Isolatorfuß und Gehäuse-Innenseite senkrecht zur Längsachse an der Öffnung des Atmungsraum zum Brennraum hin) im Verhältnis zu seiner Länge (gemessen parallel zur Längsachse) hat, so dass der Atmungsraum einerseits bei normalen Betriebsbedingen ausreichend gut gespült werden kann, damit der Isolatorfuß nicht zu heiß wird und andererseits auch die die Zündkerze schützende zweite Zündung stattfinden kann.Advantageously, the first and third leg lengths extend parallel to the longitudinal axis of the spark plug and the second and fourth leg lengths extend perpendicular to the longitudinal axis of the spark plug. As a result, especially in combination with the upper limits for the maximum first leg length and for the maximum third leg length, the breathing space is sufficiently large (distance between the insulator foot and the inside of the housing perpendicular to the longitudinal axis at the opening of the breathing space towards the combustion chamber) in relation to its length (measured parallel to the longitudinal axis), so that the breathing space can be flushed well enough under normal operating conditions so that the insulator foot does not become too hot and on the other hand also the second ignition protecting the spark plug can take place.

Vorteilhafterweise kann die erste Verrundung durch die beiden Schenkellängen L1 und L2 sowie den beiden Winkel α1 und α2 beschrieben werden, wobei der Winkel α1 sich zwischen der Tangente der ersten Verrundung im zweiten Endpunkt der ersten Verrundung und einer ersten durch den zweiten Endpunkt der ersten Verrundung gehende Parallelen zur Längsachse der Zündkerze aufspannt, und wobei der Winkel α2 sich zwischen der Tangente der ersten Verrundung im ersten Endpunkt der ersten Verrundung und einer zweiten durch den ersten Endpunkt der ersten Verrundung gehende Parallele zur Längsachse der Zündkerze aufspannt, wobei der Winkel α1 einen Wert größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich arctan (L2/L1) hat und/oder der Winkel α2 einen Wert von größer oder gleich arctan (L2/L1) und kleiner oder gleich 90° hat und wobei der zweite Endpunkt der ersten Verrundung näher am brennraumseitigen Ende der Zündkerze ist als der erste Endpunkt der ersten Verrundung.The first rounding can advantageously be achieved by the two leg lengths L1 and L2 as well as the two angles α1 and α2 are described, the angle α1 between the tangent of the first rounding in the second end point of the first rounding and a first parallel to the longitudinal axis of the spark plug passing through the second end point of the first rounding, and wherein the angle α2 spans between the tangent of the first rounding in the first end point of the first rounding and a second parallel to the longitudinal axis of the spark plug passing through the first end point of the first rounding, the angle α1 a value greater than or equal to 0 ° and less than or equal to arctan ( L2 / L1 ) and / or the angle α2 a value greater than or equal to arctan ( L2 / L1 ) and less than or equal to 90 ° and wherein the second end point of the first rounding is closer to the combustion chamber end of the spark plug than the first end point of the first rounding.

Vorteilhafterweise kann die zweite Verrundung durch die beiden Schenkellängen L3 und L4 sowie den beiden Winkel α3 und α4 beschrieben werden, wobei der Winkel α3 sich zwischen der Tangente der zweiten Verrundung im dritten Endpunkt der zweiten Verrundung und einer dritte durch den dritten Endpunkt der zweiten Verrundung gehende Parallelen zur Längsachse der Zündkerze aufspannt, und wobei der Winkel α4 sich zwischen der Tangente der zweiten Verrundung im vierten Endpunkt der zweiten Verrundung und einer vierte durch den vierten Endpunkt der zweiten Verrundung gehende Parallelen zur Längsachse der Zündkerze aufspannt, wobei der Winkel α3 einen Wert größer oder gleich 0° und kleiner oder gleich arctan (L4/L3) hat und/oder der Winkel α4 einen Wert von größer oder gleich arctan (L4/L3) und kleiner oder gleich 90° hat und wobei der dritte Endpunkt der zweiten Verrundung näher am brennraumseitigen Ende der Zündkerze ist als der vierte Endpunkt der zweiten Verrundung.The second rounding can advantageously be achieved by the two leg lengths L3 and L4 as well as the two angles α3 and α4 are described, the angle α3 between the tangent of the second rounding in the third end point of the second rounding and a third parallel to the longitudinal axis of the spark plug passing through the third end point of the second rounding, and wherein the angle α4 between the tangent of the second rounding in the fourth end point of the second rounding and a fourth parallel to the longitudinal axis of the spark plug extending through the fourth end point of the second rounding, the angle α3 a value greater than or equal to 0 ° and less than or equal to arctan ( L4 / L3 ) and / or the angle α4 a value greater than or equal to arctan ( L4 / L3 ) and less than or equal to 90 ° and the third end point of the second rounding is closer to the combustion chamber end of the spark plug than the fourth end point of the second rounding.

Insbesondere ist die erste Verrundung eine konkave Verrundung am Isolatorfuß. Dies bedeutet, dass die erste Verrundung sich zur Längsachse der Zündkerze hin wölbt. Dadurch wird die Strömung besonders gut und turbulenzarm im Atmungsraum gelenkt. Durch diesen Effekt werden die heißen Gase (Restgas) effektiv aus dem Atmungsraum gespült.In particular, the first rounding is a concave rounding on the insulator foot. This means that the first rounding bulges towards the longitudinal axis of the spark plug. This directs the flow particularly well and with little turbulence in the breathing space. This effect effectively flushes the hot gases (residual gas) out of the breathing space.

Insbesondere ist die zweite Verrundung eine konkave Verrundung an der Innenseite des Gehäuses ist. Dies bedeutet, dass die zweite Verrundung sich zur Längsachse der Zündkerze weg wölbt. Dadurch wird die Strömung besonders gut und turbulenzarm im Atmungsraum gelenkt. Durch diesen Effekt werden die heißen Gase (Restgas) effektiv aus dem Atmungsraum gespült.In particular, the second rounding is a concave rounding on the inside of the housing. This means that the second rounding bulges away from the longitudinal axis of the spark plug. This directs the flow particularly well and with little turbulence in the breathing space. This effect effectively flushes the hot gases (residual gas) out of the breathing space.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündkerze ist vorgesehen, dass die erste Verrundung sich über den gesamten den Atmungsraum begrenzenden Abschnitt des Isolatorfußes und/oder die zweite Verrundung sich über den gesamten den Atmungsraum begrenzenden Abschnitt des Gehäuses erstreckt. Dies kann insbesondere bei Zündkerzen mit kleinem Wärmewert und damit kurzem Isolatorfuß, sowie bei Vorkammerkerzen vorteilhaft seinIn a development of the spark plug according to the invention, it is provided that the first rounding extends over the entire section of the insulator foot delimiting the breathing space and / or the second rounding extends over the entire section of the housing delimiting the breathing space. This can be particularly advantageous in the case of spark plugs with a small thermal value and thus a short insulator base, and in prechamber plugs

Bei alternativen Ausgestaltungen können der Isolatorfuß und/oder das Gehäuse auch mehrere Abschnitte aufweisen, wobei ein Abschnitt auch wiederrum mehrere Segmente aufweisen kann. Der Isolatorfuß und/oder das Gehäuse haben jeweils einen Abschnitt, der den Atmungsraum begrenzt, wobei dieser Abschnitt mindestens ein Segment hat, das die erfindungsgemäße erste oder zweite Verrundung aufweist. Der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes kann neben dem Segment mit der ersten Verrundung auch ein oder mehrere Segmente aufweisen, die eine zylindrische und/oder konische Form oder Verrundung aufweisen. Die Segmente mit den unterschiedlichen Formen gehen stetig ineinander über. Die anderen Abschnitte des Isolatorfußes können eine zylindrische und/oder konische Form oder auch eine Verrundung aufweisen. Die Abschnitte mit den unterschiedlichen Formen gehen stetig ineinander über. Der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Gehäuses kann ebenfalls neben dem Segment mit der zweiten Verrundung auch ein oder mehrere Segmente aufweisen, die eine zylindrische und/oder konische Form oder Verrundung aufweisen. Die Segmente mit den unterschiedlichen Formen gehen stetig ineinander über. Die anderen Abschnitte des Gehäuses können eine zylindrische und/oder konische Form oder auch eine Verrundung aufweisen. Die Abschnitte mit den unterschiedlichen Formen gehen stetig ineinander über.In alternative configurations, the insulator foot and / or the housing can also have a plurality of sections, wherein a section can in turn also have a plurality of segments. The insulator foot and / or the housing each have a section which delimits the breathing space, this section having at least one segment which has the first or second rounding according to the invention. In addition to the segment with the first rounding, the section of the insulator foot delimiting the breathing space can also have one or more segments which have a cylindrical and / or conical shape or rounding. The segments with the different shapes merge continuously. The other sections of the insulator foot can have a cylindrical and / or conical shape or also a rounding. The sections with the different shapes merge continuously into one another. The section of the housing delimiting the breathing space can also have, in addition to the segment with the second rounding, one or more segments which have a cylindrical and / or conical shape or rounding. The segments with the different shapes merge continuously. The other sections of the housing can have a cylindrical and / or conical shape or also a rounding. The sections with the different shapes merge continuously into one another.

Alternativ oder zusätzlich zu der erfindungsgemäßen ersten oder zweiten Verrundung kann auf dem den Atmungsraum begrenzenden Abschnitt des Isolatorfußes und/oder auf dem den Atmungsraum begrenzenden Abschnitt des Gehäuses mindestens teilweise eine Schicht aufgetragen sein, die dazu eingerichtet ist bei irregulären Verbrennungen im Brennraum eine zweite Zündung an der Zündkerze auszulösen. Die Schicht ist beispielsweise eine katalytische Schicht, die ab einem bestimmten Druck und/oder ab einer bestimmten Temperatur eine exotherme chemische Reaktion durchläuft, wodurch eine zweite Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches initiiert wird, wodurch sich wiederum das Schutzpolster um die Zündkerze bildet.As an alternative or in addition to the first or second rounding according to the invention, a layer can be applied at least partially on the section of the insulator foot delimiting the breathing space and / or on the section of the housing delimiting the breathing space, said layer being set up for a second ignition in the event of irregular burns in the combustion chamber the spark plug. The layer is, for example, a catalytic layer which undergoes an exothermic chemical reaction from a certain pressure and / or a certain temperature, whereby a second ignition of the air-fuel mixture is initiated, which in turn forms the protective cushion around the spark plug.

Alternativ oder zusätzlich kann an der Zündkerze ein piezoelektrisches Element angeordnet sein, dass ab einem bestimmten Druck einen elektrischen Impuls freisetzt, wodurch wiederum die zweite Zündung initiiert wird und sich das Schutzpolster um die Zündkerze bildet. Alternatively or additionally, a piezoelectric element can be arranged on the spark plug, which releases an electrical pulse above a certain pressure, which in turn initiates the second ignition and forms the protective cushion around the spark plug.

Diese beiden Alternativen zum Isolatorfuß mit einem verrundeten Abschnitt und/oder zum Gehäuse mit einem verrundeten Abschnitt können auch bei Zündkerzen angewendet werden, bei denen aus irgendeinem Grund der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes bzw. des Gehäuses keine Verrundung mit zwei unterschiedlichen Schenkellängen aufweisen kann, so dass auch bei diesen Zündkerzen der vorteilhafte zweite technische Effekt realisiert werden kann.These two alternatives to the insulator foot with a rounded section and / or to the housing with a rounded section can also be used for spark plugs in which for some reason the section of the insulator foot or the housing which bounds the breathing space cannot have a rounding with two different leg lengths, so that the advantageous second technical effect can also be realized with these spark plugs.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Vorkammer-Zündkerze. Die Vorkammer-Zündkerze weist ein Gehäuse auf, das eine Längsachse hat, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Gehäuses erstreckt. Entlang seiner Längsachse weist das Gehäuse eine Bohrung auf, wodurch das Gehäuse eine Innenseite hat. Das Gehäuse hat auf seiner Innenseite einen Absatz. In der Gehäuse-Bohrung ist ein Isolator teilweise angeordnet, wobei der Isolator eine Längsachse hat, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende des Isolators erstreckt, und wobei der Isolator einen Isolatorbund, der vom Gehäuse radial gegeben ist, einen Isolatorfuß, der das brennraumseitige Ende des Isolators ist und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorbund hat, und einen Übergangsbereich hat, der den Isolatorbund und den Isolatorfuß miteinander verbindet und auf dem Absatz des Gehäuses aufliegt. Des Weiteren weist die Zündkerze auch eine im Isolator angeordnete Mittelelektrode, eine an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Kappe, die eine Vorkammer ausbildet, eine am Gehäuse oder an der Kappe angeordnete Masseelektrode, wobei die Masseelektrode und die Mittelelektrode so angeordnet sind, dass sie zusammen einen Zündspalt ausbilden, und einen Atmungsraum auf, der am brennraumseitigen Ende der Zündkerze ausgebildet ist. Dabei wird der Atmungsraum durch einen Abschnitt der Innenseite des Gehäuses und einen Abschnitt des Isolatorfußes begrenzt und hat eine Öffnung zum von der Kappe umschlossenen Brennraumvolumen. Erfindungsgemäß weist der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes eine erste Verrundung auf, wobei die erste Verrundung im Querschnitt betrachtet eine erste Schenkellänge und eine zur ersten Schenkellänge abgewinkelte zweite Schenkellänge aufweist, wobei die erste Schenkellänge größer ist als die zweite Schenkellänge, wobei die erste Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem ersten Endpunkt der ersten Verrundung und die zweite Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem zweiten Endpunkt der ersten Verrundung sich erstrecken. Des Weiten ist vorgesehen, dass der den Atmungsraum begrenzende Abschnitt des Gehäuses eine zweite Verrundung aufweist, wobei die zweite Verrundung im Querschnitt betrachtet eine dritte Schenkellänge und eine zur dritten Schenkellänge abgewinkelte vierten Schenkellänge aufweist, wobei die dritte Schenkellänge größer ist als die vierte Schenkellänge, wobei die dritte Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem dritten Endpunkt der zweiten Verrundung und die vierte Schenkellänge zwischen dem Schnittpunkt der Schenkellängen miteinander und einem vierten Endpunkt der zweiten Verrundung sich erstrecken. Durch die durch die erste und zweite Verrundung resultierende Kontur des Atmungsraums ergibt sich der Vorteil, dass der Atmungsraum zwischen Gehäuse und Isolatorfuß bei normalen Betriebsbedingungen gut gespült wird, so dass sich eine gute Wärmeverteilung und Wärmeableitung im Isolatorfuß einstellt, wodurch unerwünschte Vorentflammungen an der Vorkammer-Zündkerze nicht auftreten.The invention also relates to a prechamber spark plug. The prechamber spark plug has a housing which has a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the housing remote from the combustion chamber. The housing has a bore along its longitudinal axis, as a result of which the housing has an inside. The housing has a shoulder on the inside. An insulator is partially arranged in the housing bore, the insulator having a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the insulator facing away from the combustion chamber, and the insulator has an insulator collar which is radially provided by the housing, an insulator foot which does this is the combustion chamber end of the insulator and has a smaller diameter than the insulator collar, and has a transition area that connects the insulator collar and the insulator foot to one another and rests on the shoulder of the housing. Furthermore, the spark plug also has a center electrode arranged in the insulator, a cap arranged on an end of the housing on the combustion chamber, which forms a prechamber, a ground electrode arranged on the housing or on the cap, the ground electrode and the center electrode being arranged such that they are together form an ignition gap, and a breathing space, which is formed at the combustion chamber end of the spark plug. The breathing space is limited by a section of the inside of the housing and a section of the insulator foot and has an opening to the combustion chamber volume enclosed by the cap. According to the invention, the portion of the insulator foot which delimits the breathing space has a first rounding, the first rounding, viewed in cross section, having a first leg length and a second leg length angled to the first leg length, the first leg length being greater than the second leg length, the first leg length being between the intersection of the leg lengths with each other and a first end point of the first rounding and the second leg length between the intersection of the leg lengths with one another and a second end point of the first rounding. It is furthermore provided that the portion of the housing delimiting the breathing space has a second rounding, the second rounding viewed in cross section having a third leg length and a fourth leg length angled to the third leg length, the third leg length being greater than the fourth leg length, wherein the third leg length extends between the intersection of the leg lengths with one another and a third end point of the second rounding, and the fourth leg length extends between the intersection point of the leg lengths with one another and a fourth end point of the second rounding. The contour of the breathing space resulting from the first and second rounding results in the advantage that the breathing space between the housing and the insulator foot is flushed well under normal operating conditions, so that good heat distribution and heat dissipation in the insulator foot is established, as a result of which undesirable pre-ignition at the prechamber Spark plug does not occur.

Die erfindungsgemäße Vorkammer-Zündkerze kann mit den Merkmalen der oben beschriebenen Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündkerze auch weitergebildet werden.The prechamber spark plug according to the invention can also be further developed with the features of the developments of the spark plug according to the invention described above.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:

Figur leine bekannte Zündkerze,
2 einen Ausschnitt des Isolators und des Gehäuses mit einer erfindungsgemäßen ersten Verrundung am Isolatorfuß und einer erfindungsgemäßen zweiten Verrundung am Gehäuse,
3 eine schematische Darstellung des Atmungsraums für ein Ausführungsbeispiel.

An exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawing. Show:

Figure a known spark plug,
2nd a section of the insulator and the housing with a first rounding according to the invention on the insulator base and a second rounding according to the invention on the housing,
3rd is a schematic representation of the breathing space for an embodiment.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

1 zeigt in einer halb geschnittenen Ansicht eine bekannten Zündkerze 1. Diese Übersichtsfigur dient dazu die verschiedenen Komponenten und Abschnitte der Zündkerze einzuführen und gegeneinander abzugrenzen. Die in den 2 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele für einen Isolatorfuß mit einer erfindungsgemäßen ersten Verrundung und ein Gehäuse mit einer erfindungsgemäßen zweiten Verrundung werden bei einer Zündkerze gemäß 1 angewendet und ergeben dann eine erfindungsgemäße Zündkerze. 1 shows a half-cut view of a known spark plug 1 . This overview figure is used to introduce the different components and sections of the spark plug and to differentiate them. The in the 2nd to 3rd Exemplary embodiments shown for an insulator foot with a first rounding according to the invention and a housing with a second rounding according to the invention are used in a spark plug according to 1 applied and then result in a spark plug according to the invention.

Die Zündkerze 1 umfasst ein Gehäuse 2. In das Gehäuse 2 ist ein Isolator 3 eingesetzt. Das Gehäuse 2 und der Isolator 3 haben jeweils eine Bohrung und haben jeder eine Längsachse, die mit der Mittelachse 8 der Zündkerze zusammenfallen. In den Isolator 3 ist eine Mittelelektrode 4 eingesetzt. Des Weiteren steckt in dem Isolator 3 ein Anschlussbolzen 5. Zwischen der Mittelelektrode 4 und dem Anschlussbolzen 5 befindet sich ein Widerstandselement 6 im Isolator 3. Das Widerstandselement 6 verbindet die Mittelelektrode 4 elektrisch leitend mit dem Anschlussbolzen 5. An das Gehäuse 2 ist auf der brennraumzugewandten Seite eine Masseelektrode 7 elektrisch leitend angebunden. Zwischen der Masseelektrode 7 und der Mittelelektrode 4 wird der entsprechende Zündfunken erzeugt. Die Zündkerze 1 erstreckt sich um die Längsachse 8. The spark plug 1 includes a housing 2nd . In the case 2nd is an isolator 3rd used. The housing 2nd and the isolator 3rd each have a hole and each have a longitudinal axis that is aligned with the central axis 8th the spark plug collapse. In the isolator 3rd is a center electrode 4th used. Furthermore, it is in the isolator 3rd a connecting bolt 5 . Between the center electrode 4th and the connecting bolt 5 there is a resistance element 6 in the isolator 3rd . The resistance element 6 connects the center electrode 4th electrically conductive with the connecting bolt 5 . To the case 2nd is a ground electrode on the side facing the combustion chamber 7 electrically connected. Between the ground electrode 7 and the center electrode 4th the corresponding spark is generated. The spark plug 1 extends around the longitudinal axis 8th .

Das Gehäuse 2 weist einen Schaft 9 auf. An diesem Schaft 9 sind ein Mehrkant 10, ein Schrumpfeinstich 11 und Gewinde 12 ausgebildet. Das Gewinde 12 dient zum Einschrauben der Zündkerze 1 in eine Brennkraftmaschine.The housing 2nd has a shaft 9 on. On this shaft 9 are a polygon 10 , a shrink puncture 11 and thread 12th educated. The thread 12th is used to screw in the spark plug 1 into an internal combustion engine.

Der Anschlussbolzen 5 umfasst einen Bolzenschaft 14, der sich entlang der Mittelachse 8 erstreckt, und einen Bund 13. Mit dem Bund 13 liegt der Anschlussbolzen 5 auf dem Isolator 3 auf.The connecting bolt 5 includes a bolt shaft 14 that extends along the central axis 8th stretches, and a covenant 13 . With the federal government 13 is the connecting bolt 5 on the insulator 3rd on.

Der Isolator 3 weist einen Isolatorkopf 31, einen Isolatorbund 32 und einen Isolatorfuß 34 auf. Der Isolatorkopf 31 ist das brennraumabgewandte Ende des Isolators 3 und ragt auf der brennraumabgewandten Seite der Zündkerze 1 aus dem Gehäuse 2 heraus. Der Isolatorfuß 34 ist das brennraumzugewandte Ende des Isolators 3. Zwischen Isolatorkopf 31 und Isolatorfuß 34 ist der Isolatorbund 32 angeordnet. Der Isolatorbund 32 ist radial vom Gehäuse 2 umgeben. Zwischen Isolatorbund 32 und Isolatorfuß 34 gibt es einen Übergangsbereich 33, mit dem der Isolator 3 auf dem Absatz 22 des Gehäuses 2 aufliegt. In 1 sind die Übergänge 33a, 33b vom Isolatorbund 32 zum Übergangsbereich 33 sowie vom Übergangsbereich 33 zum Isolatorfuß 34 gekennzeichnet.The isolator 3rd has an insulator head 31 , an insulator collar 32 and an isolator foot 34 on. The isolator head 31 is the end of the insulator facing away from the combustion chamber 3rd and protrudes on the side of the spark plug facing away from the combustion chamber 1 out of the housing 2nd out. The insulator foot 34 is the end of the isolator facing the combustion chamber 3rd . Between the insulator head 31 and insulator foot 34 is the insulator collar 32 arranged. The insulator collar 32 is radial from the housing 2nd surround. Between the insulator collar 32 and insulator foot 34 there is a transition area 33 with which the isolator 3rd on the paragraph 22 of the housing 2nd lies on. In 1 are the transitions 33a , 33b from the insulator collar 32 to the transition area 33 as well as from the transition area 33 to the insulator foot 34 featured.

Der Isolatorfuß 34 erstreckt sich von der Fußkehle 33b, die der Übergang vom Übergangsbereich 33 zum Isolatorfuß 34 ist und typischerweise als Verrundung ausgeformt ist, bis zur Isolatorfußspitze, die das brennraumseitige Ende des Isolatorfußes 34 ist. Der Isolatorfuß 34 der Zündkerze 1 in 1 hat eine konische Form und kann in zwei Abschnitt 341, 348 unterteilt werden. Direkt an die Fußkehle 33b grenzt der erste Abschnitt 341 des Isolatorfußes 34 an. Der erste Abschnitt 341 des Isolatorfußes 34 ist radial von einem auf der Innenseite des Gehäuses 2 angeordneten Vorsprungs 23 umgeben. Der Vorsprung 23 wird auf der brennraumabgewandten Seite durch den Absatz 22 begrenzt, auf dem der Isolator 3 aufliegt, und auf seiner brennraumzugewandten Seite durch einen Abschnitt 22b begrenzt, bei dem sich der Gehäuse-Innendurchmesser wieder vergrößert. Der Vorsprung 23 selbst hat einen im Wesentlichen konstanten Innendurchmesser. Zusammen mit diesem Vorsprung 23 bildet der erste Abschnitt 341 einen schmalen Spalt 51, einen sogenannten Flaschenhals. Dieser schmale Spalt 51 hat eine wesentlich kleinere Breite und somit ein wesentlich kleineres Volumen als der Atmungsraum 50 und gehört im Rahmen dieser Anmeldung nicht zum Atmungsraum 50. Der Atmungsraum 50 erstreckt sich von dem brennraumseitigen Ende des Spalt 51 bis zur brennraumseitigen Stirnseite des Gehäuses 2. Des Weiteren wird der Atmungsraum 50 von einem Abschnitt 24 des Gehäuses und einem zweiten Abschnitt 348 des Isolatorfußes 34 begrenzt.The insulator foot 34 extends from the throat 33b that the transition from the transition area 33 to the insulator foot 34 is and is typically formed as a rounding up to the insulator foot tip, which is the combustion chamber end of the insulator foot 34 is. The insulator foot 34 the spark plug 1 in 1 has a conical shape and can be divided into two sections 341 , 348 be divided. Right on the throat 33b borders the first section 341 of the insulator foot 34 on. The first paragraph 341 of the insulator foot 34 is radial from one on the inside of the case 2nd arranged projection 23 surround. The lead 23 is indicated on the side facing away from the combustion chamber by the paragraph 22 limited on which the insulator 3rd rests, and on its side facing the combustion chamber by a section 22b limited, at which the housing inner diameter increases again. The lead 23 itself has an essentially constant inside diameter. Along with that lead 23 forms the first section 341 a narrow gap 51 , a so-called bottleneck. That narrow crack 51 has a much smaller width and thus a much smaller volume than the breathing space 50 and is not part of the breathing room within the scope of this registration 50 . The breathing room 50 extends from the combustion chamber end of the gap 51 to the front of the housing on the combustion chamber side 2nd . Furthermore, the breathing space 50 from a section 24th of the housing and a second section 348 of the insulator foot 34 limited.

Nicht gezeigt in 1 ist eine Innendichtung, die beispielsweise zwischen dem Absatz 22 des Gehäuses 2 und dem Übergangsbereich 33 des Isolators 3 angeordnet sein kann und so den Zwischenraum zwischen Gehäuse 2 und Isolator 3 abdichtet.Not shown in 1 is an inner seal, for example between the paragraph 22 of the housing 2nd and the transition area 33 of the isolator 3rd can be arranged and so the space between the housing 2nd and isolator 3rd seals.

In 2 ist eine schematische Darstellung des brennraumseitigen Abschnitts des Gehäuses 2 (links) und des Isolatorfußes 34 (rechts) gezeigt. Diese Darstellung dient zur Verdeutlichung der verschiedenen Abschnitte des Gehäuses 3 und des Isolatorfußes 34 sowie der Darstellung der Schenkellängen L1, L2, L3, L4 sowie der Winkel α1, α2, α3, α4.In 2nd is a schematic representation of the combustion chamber side portion of the housing 2nd (left) and the isolator foot 34 (right) shown. This illustration serves to illustrate the different sections of the housing 3rd and the insulator foot 34 and the representation of the leg lengths L1 , L2 , L3 , L4 as well as the angle α1 , α2 , α3 , α4 .

Das Gehäuse 2 kann ab dem Absatz 22, auf dem der Isolator 3 aufliegt, in Richtung Brennraum wie in diesem Beispiel in zwei Abschnitte 23, 24 unterteilt werden. Der erste Abschnitt 23 hat eine zylindrische Form und ist der Vorsprung, der zusammen mit einem Abschnitt 341 des Isolatorfußes 34 den schmalen Spalt 51 unterhalb der Fußkehle 33b ausbilden kann. Der zweite Abschnitt 24 hat zwei Segmente 242, 243. Das erste Segment 242 weist die erfindungsgemäße zweiten Verrundung 245 auf. Das zweite Segment 243 hat eine zylindrische Form und einen kleineren Innendurchmesser als der erste Abschnitt 23, der Vorsprung. Der zweite Abschnitt 24 ist der den Atmungsraum 50 begrenzende Abschnitt des Gehäuses 2.The housing 2nd can from paragraph 22 on which the insulator 3rd lies in the direction of the combustion chamber as in this example in two sections 23 , 24th be divided. The first paragraph 23 has a cylindrical shape and is the protrusion that together with a section 341 of the insulator foot 34 the narrow gap 51 below the throat 33b can train. The second section 24th has two segments 242 , 243 . The first segment 242 shows the second rounding according to the invention 245 on. The second segment 243 has a cylindrical shape and a smaller inner diameter than the first section 23 , the lead. The second section 24th is the breathing space 50 limiting section of the housing 2nd .

Die zweite Verrundung 245 hat ihren vierten Endpunkt 246 am Übergangspunkt zum ersten Abschnitt 23 des Gehäuses 2. In dieser Figur ist der Übergangspunkt als abgerundete Ecke dargestellt. Die zweite Verrundung 245 hat ihren dritten Endpunkt 247 am Übergangspunkt zum zweiten Segment 243. Dieser Übergangspunkt ergibt sich dadurch, dass der Winkel α3 zu einer dritten Parallelen der Längsachse 8 der Zündkerze 1, die durch den dritten Endpunkt 247 geht, minimal wird und bleibt oder minimal ist oder das Vorzeichen ändert. In dem hier gezeigten Beispiel wird α3 = 0 und bleibt bei 0, da das zweite Segment 243 eine zylindrische Form hat. Die Schenkellängen L3, L4 erstecken sich parallel bzw. senkrecht zur Längsachse 8 der Zündkerze 1. Dabei wird eine Schenkellänge immer zwischen dem Schnittpunkt der Schenkel miteinander und dem vierten bzw. dritten Endpunkt 246, 247 der zweiten Verrundung 245 gemessen.The second rounding 245 has its fourth end point 246 at the transition point to the first section 23 of the housing 2nd . In this figure the transition point is shown as a rounded corner. The second rounding 245 has its third end point 247 at the transition point to the second segment 243 . This transition point results from the fact that the angle α3 to a third parallel of the longitudinal axis 8th the spark plug 1 by the third end point 247 goes, becomes and remains minimal or is minimal or changes its sign. In the example shown here, α3 = 0 and remains at 0 because the second segment 243 has a cylindrical shape. The leg lengths L3 , L4 extend parallel or perpendicular to the longitudinal axis 8th the spark plug 1 . A leg length is always between the intersection of the legs with each other and the fourth or third end point 246 , 247 the second rounding 245 measured.

Beispielsweise kann die dritte Schenkellänge L3 größer oder gleich 1 mm und kleiner oder gleich 20 mm sein. Die vierte Schenkellänge L4 hat dann beispielsweise einen Wert von gleich oder größer 0,5 mm und kleiner oder gleich 2 mm.For example, the third leg length L3 be greater than or equal to 1 mm and less than or equal to 20 mm. The fourth leg length L4 then has, for example, a value equal to or greater than 0.5 mm and less than or equal to 2 mm.

Der Isolatorfuß 34 kann in diesem Beispiel in zwei Abschnitte 341, 348 unterteilt werden. Der erste Abschnitt 341 hat eine zylindrische Form und könnte beispielsweise den schmalen Spalt 51 unterhalb der Fußkehle 33b begrenzen. Der zweite Abschnitt 348 hat zwei Segmente 342, 343. Das erste Segment 342 weißt die erfindungsgemäße erste Verrundung 345 auf. Das zweite Segment 343 hat eine konische Form und einen kleineren Außendurchmesser als der erste Abschnitt 341. Der zweite Abschnitt 348 ist der den Atmungsraum 50 begrenzende Abschnitt des Isolatorfußes 34.The insulator foot 34 can be divided into two sections in this example 341 , 348 be divided. The first paragraph 341 has a cylindrical shape and could, for example, the narrow gap 51 below the throat 33b limit. The second section 348 has two segments 342 , 343 . The first segment 342 knows the first rounding according to the invention 345 on. The second segment 343 has a conical shape and a smaller outer diameter than the first section 341 . The second section 348 is the breathing space 50 delimiting section of the insulator foot 34 .

Die erste Verrundung 345 hat ihren ersten Endpunkt 346 am Übergangspunkt zum ersten Abschnitt 341 des Isolatorfußes 34. In dieser Figur ist der Übergangspunkt als Ecke dargestellt. Die erste Verrundung 345 hat ihren zweiten Endpunkt 347 am Übergangspunkt zum zweiten Segment 343. Dieser Übergangspunkt ergibt sich dadurch, dass der Winkel α1 zu einer Parallelen der Längsachse 8 des Isolators 3, die durch den zweiten Endpunkt 347 geht, minimal wird und bleibt oder minimal ist oder das Vorzeichen ändert. In dem hier gezeigten Beispiel wird α1 = 0 und bleibt bei 0, da das zweite Segment 343 eine zylindrische Form hat. Die Schenkellängen L1, L2 erstecken sich parallel bzw. senkrecht zur Längsachse 8 der Zündkerze 1. Dabei wird eine Schenkellänge immer zwischen dem Schnittpunkt der Schenkel miteinander und dem ersten bzw. zweiten Endpunkt 346, 347 der ersten Verrundung 345 gemessen.The first rounding 345 has its first end point 346 at the transition point to the first section 341 of the insulator foot 34 . In this figure the transition point is shown as a corner. The first rounding 345 has its second end point 347 at the transition point to the second segment 343 . This transition point results from the fact that the angle α1 to a parallel of the longitudinal axis 8th of the isolator 3rd by the second endpoint 347 goes, becomes and remains minimal or is minimal or changes its sign. In the example shown here, α1 = 0 and remains at 0 because of the second segment 343 has a cylindrical shape. The leg lengths L1 , L2 extend parallel or perpendicular to the longitudinal axis 8th the spark plug 1 . A leg length is always between the intersection of the legs with each other and the first or second end point 346 , 347 the first rounding 345 measured.

Beispielsweise kann die erste Schenkellänge L1 größer oder gleich 3 mm und kleiner oder gleich 20 mm sein. Die zweite Schenkellänge L2 hat dann beispielsweise einen Wert von gleich oder größer 0,6 mm und kleiner oder gleich 3 mm.For example, the first leg length L1 be greater than or equal to 3 mm and less than or equal to 20 mm. The second leg length L2 then has, for example, a value equal to or greater than 0.6 mm and less than or equal to 3 mm.

In 3 sind zwei Beispiele gezeigt, bei denen der den Atmungsraum 50 begrenzende Abschnitt 24 des Gehäuses 2 und der den Atmungsraum 50 begrenzende Abschnitt 348 des Isolatorfußes 34 und somit auch der resultierende Atmungsraum 50 gezeigt sind. Angedeutet ist der Vorsprung 23 auf der Innenseite des Gehäuses 2 sowie der erste Abschnitt 341 des Isolatorfußes 34, der zusammen mit dem Vorsprung 23 den schmalen Spalt 51 bildet. In Richtung Brennraum grenzt an den schmalen Spalt 51 der Atmungsraum 50 an, der von einem zweiten Abschnitt 348 des Isolatorfußes 34 und einem Gehäuseabschnitt 24 begrenzt wird. Beispielhaft ist zu sehen, dass beim Gehäuse 2 und beim Isolator 3 Kanten und Ecken eckig, konisch oder mit Verrundungen ausgebildet sind.In 3rd Two examples are shown, in which the breathing space 50 limiting section 24th of the housing 2nd and the breathing space 50 limiting section 348 of the insulator foot 34 and thus the resulting breathing space 50 are shown. The lead is indicated 23 on the inside of the case 2nd as well as the first section 341 of the insulator foot 34 that along with the lead 23 the narrow gap 51 forms. In the direction of the combustion chamber it borders on the narrow gap 51 the breathing space 50 from a second section 348 of the insulator foot 34 and a housing section 24th is limited. It can be seen as an example that the housing 2nd and the isolator 3rd Edges and corners are angular, conical or rounded.

In 3 hat der zweite Abschnitt des Isolatorfußes 34 ein zweites Segment 343, dass eine konvexe Verrundung aufweist. Die erfindungsgemäße erste Verrundung 345 hat eine konkave Form. Der zweite Endpunkt 347 der erfindungsgemäße ersten Verrundung 345 ergibt sich an dem Punkt, wenn der Winkel α1 minimal wird. Bei 3 wird α1=0°, L1 ist 4,2 mm und L2 ist 1,2 mm. Für das Ausführungsbeispiel gemäß 3a ergibt sich ein Verhältnis von L1/L2 von 3,5.In 3rd has the second section of the insulator foot 34 a second segment 343 that has a convex fillet. The first rounding according to the invention 345 has a concave shape. The second end point 347 the first rounding according to the invention 345 arises at the point when the angle α1 becomes minimal. At 3rd becomes α1 = 0 °, L1 is 4.2 mm and L2 is 1.2 mm. For the embodiment according to 3a there is a ratio of L1 / L2 from 3.5.

In 3 hat der zweite Abschnitt 24 des Gehäuses 2 ein zweites Segment 243, das eine zylindrische Form hat. Die erfindungsgemäße zweite Verrundung 245 hat eine konkave Form und ist beim ersten Segment 242 des zweiten Abschnitts 24 des Gehäuses ausgebildet. Der zweite Endpunkt 247 der erfindungsgemäße zweiten Verrundung 245 ergibt sich an dem Punkt, wenn der Winkel α3 minimal wird. Bei 3 wird α3=0°, α4 ist kleiner als 90°, L3 ist 2 mm und L4 ist 1 mm. Für das Ausführungsbeispiel gemäß 3 ergibt sich ein Verhältnis von L3/L4 von 2.In 3rd has the second section 24th of the housing 2nd a second segment 243 which has a cylindrical shape. The second rounding according to the invention 245 has a concave shape and is in the first segment 242 of the second section 24th of the housing. The second end point 247 the second rounding according to the invention 245 arises at the point when the angle α3 becomes minimal. At 3rd becomes α3 = 0 °, α4 is less than 90 °, L3 is 2 mm and L4 is 1 mm. For the embodiment according to 3rd there is a ratio of L3 / L4 from 2.

Alle gezeigten Kanten können auch abgeschrägt sein oder kleine konvexe Verrundungen haben.All edges shown can also be chamfered or have small convex fillets.

Die hier gezeigten Ausführungsformen für einen Isolatorfuß mit einer erfindungsgemäßen Verrundung können auch bei einer Vorkammer-Zündkerze verwendet werden.The embodiments shown here for an insulator foot with a fillet according to the invention can also be used with a prechamber spark plug.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102012012210 A1 [0006]
EP 289064 B1 [0007]

Claims

Spark plug (1), comprising • a housing (2), the housing (2) having a longitudinal axis (8) which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the housing (2) facing away from the combustion chamber, and the housing (2) along its longitudinal axis (8) has a bore, whereby the housing (2) has an inside, the housing (2) having a shoulder (22) on its inside, • an insulator (3) partially arranged in the housing bore, whereby the insulator (3) has a longitudinal axis (8) which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the insulator (3) facing away from the combustion chamber, and the insulator (3) an insulator collar (32) which is radially provided by the housing (2) , an insulator foot (34), which is the combustion chamber end of the insulator (3) and has a smaller diameter than the insulator collar (32), and has a transition region (33) which connects the insulator collar (32) and the insulator foot (34) to one another connects and rests on the shoulder (22) of the housing (2), • one center electrode (4) arranged in the insulator (3), • a ground electrode (7) arranged on a combustion chamber end of the housing (2), the ground electrode (7) and the center electrode (4) being arranged such that they form an ignition gap together , and • a breathing space (50) which is formed at the combustion chamber end of the spark plug, the breathing space (50) being delimited by a section (24) of the housing (2) and a section (348) of the insulator foot (34) and one Has opening to the combustion chamber, characterized in that the portion (348) of the insulator foot (34) delimiting the breathing space (50) has a first rounding (345), the first rounding (345), viewed in cross section, having a first leg length L1 and one to the first leg length L1 has angled second leg length L2, the first leg length L1 being greater than the second leg length L2, the first leg length L1 between the intersection of the leg lengths r and a first end point (346) of the first rounding (345) and the second leg length L2 extend between the intersection of the leg lengths with one another and a second end point (347) of the first rounding (345), and that the breathing space (50) delimits Section (2) of the housing (2) has a second rounding (245), the second rounding (245) viewed in cross section having a third leg length L3 and a fourth leg length L4 angled to the third leg length L3, the third leg length L3 being greater than the fourth leg length L4, the third leg length L3 between the intersection of the leg lengths with one another and a third end point (246) of the second rounding (245) and the fourth leg length L4 between the intersection of the leg lengths with one another and a fourth end point (247) of the second Fillet (245) extend.

Spark plug (1) after Claim 1 , characterized in that the first leg length L1 is at least 1.5 times, preferably at least 2 times, particularly preferably 5 times, the second leg length L2.

Spark plug (1) after Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the first leg length L1 is a maximum of 10 times, preferably 7 times, the second leg length L2.

Spark plug (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the third leg length L3 is at least 1.5 times, preferably at least 2 times, particularly preferably 5 times, the fourth leg length L4

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the third leg length L3 is a maximum of 10 times, preferably 7 times, the fourth leg length L4.

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first leg length L1 and the third leg length L3 parallel to the longitudinal axis (8) of the spark plug (1) and the second leg length L2 and the fourth leg length L4 perpendicular to the longitudinal axis (8) the spark plug (1) extend.

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rounding (345) on the insulator base (34) is described by the two leg lengths L1, L2 and the two angles α1 and α2, the angle α1 being between the tangent the first rounding (345) in the second end point (347) of the first rounding (345) and a first parallel to the longitudinal axis (8) of the spark plug (1) passing through the second end point (347) of the first rounding (345), and wherein the angle α2 between the tangent of the first rounding (345) in the first end point (346) of the first rounding (345) and a second parallel to the longitudinal axis (8) of the spark plug (345) passing through the second end point (346) of the rounding (345) 1), the angle α1 has a value greater than or equal to 0 ° and less than or equal to arctan (L2 / L1) and / or the angle α2 has a value greater than or equal to arctan (L2 / L1) and less than or equal to 90 ° and the second end point (347) d he first rounding (345) is closer to the combustion chamber end of the spark plug (1) than the first end point (346) of the first rounding (345).

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second rounding (245) on the housing (2) is described by the two leg lengths L3, L4 and the two angles α3 and α4, the angle α3 being between the tangent the second rounding (245) in the third end point (247) of the second rounding on the housing (2) and a third parallel to the longitudinal axis (8) of the spark plug (1) passing through the second end point (247) of the second rounding (245), and the angle α4 between the tangent of the second rounding (245) in the fourth end point (246) of the second rounding on the housing (2) and a fourth parallel to the longitudinal axis (245) passing through the second end point (246) of the second rounding (245) 8) the spark plug (1) spans, the angle α3 having a value greater than or equal to 0 ° and less than or equal to arctan (L4 / L3) and / or the angle α4 having a value greater than or equal to arctan (L4 / L3) and less than or equal to 90 ° and wobe i The third end point (247) of the second rounding (245) is closer to the end of the spark plug (1) on the combustion chamber side than the fourth end point (246) of the second rounding.

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rounding (345) is a concave rounding on the insulator base (34).

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second rounding (245) is a concave rounding on the housing (2).

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rounding (345) extends over the entire portion (342) of the insulator foot delimiting the breathing space.

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second rounding (245) extends over the entire section (24) of the housing which delimits the breathing space.

Spark plug (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the portion (348) of the insulator foot (34) delimiting the breathing space (50) and / or on the portion (24) of the housing (2) delimiting the breathing space (50) ) at least partially a layer is applied, which is set up to trigger an ignition on the spark plug (1) in the event of irregular burns in the combustion chamber.

A prechamber spark plug, comprising • a housing, the housing having a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end remote from the combustion chamber, and the housing having a bore along its longitudinal axis, as a result of which the housing has an inside, the housing has a shoulder on its inside, • an insulator partially arranged in the housing bore, the insulator having a longitudinal axis which extends from the end on the combustion chamber side to the end of the insulator facing away from the combustion chamber, and the insulator having an insulator collar which is radially provided by the housing is an insulator foot, which is the combustion chamber end of the insulator and has a smaller diameter than the insulator collar, and has a transition area that connects the insulator collar and the insulator foot and rests on the shoulder of the housing, • a central electrode arranged in the insulator, • one at a combustion chamber end of the housing rdnetnet cap, which forms a prechamber, • a ground electrode arranged on the housing or on the cap, the ground electrode and the center electrode being arranged such that they form an ignition gap together, and • a breathing space which is formed on the combustion chamber end of the spark plug, wherein the breathing space is delimited by a portion of the housing and a portion of the insulator foot and has an opening to the combustion chamber volume enclosed by the cap, characterized in that the portion of the insulator foot delimiting the breathing space has a first rounding, the first rounding viewed in cross section has first leg length and a second leg length angled to the first leg length, the first leg length being greater than the second leg length, the first leg length between the intersection of the leg lengths with one another and a first end point of the first rounding and the second leg length extend between the point of intersection of the leg lengths with one another and a second end point of the first rounding, and that the portion of the housing delimiting the breathing space has a second rounding, the second rounding, viewed in cross section, having a third leg length L3 and a fourth leg length angled to the third leg length L3 L4, the third leg length L3 being greater than the fourth leg length L4, the third leg length L3 between the intersection of the leg lengths with one another and a third end point of the second rounding and the fourth leg length L4 between the intersection of the leg lengths with one another and a fourth end point of the second fillet.