DE102020206937A1

DE102020206937A1 - Vorkammer-Zündkerze

Info

Publication number: DE102020206937A1
Application number: DE102020206937.9A
Authority: DE
Inventors: Anatolij Kim
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2021-12-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorkammer-Zündkerze, aufweisend: ein Gehäuse (2), eine Kappe (80), die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) am Gehäuse (2) angeordnet ist, und die zusammen mit der Kappe (80) eine Vorkammer (81) ausbildet, einen innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Isolator (3), eine Mittelelektrode (4), die mindestens an einem in der Vorkammer (81) vorhandenen und vom Brennraum wegweisenden Bereich von dem Isolator (3) umgeben ist, eine Masseelektrode (5), wobei die Masseelektrode (5) und die Mittelelektrode (4) zwischen sich einen Zündspalt ausbilden. Die Kappe (80) und das Gehäuse (2) sind miteinander verschraubt und verschweißt. Durch ist die Zündkerze besonders robust und betriebssicher.

Description

Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik DE102018206784 A1 ist bereits eine Vorkammer-Zündkerze bekannt, die ein Gehäuse aufweist und eine Kappe aufweist, die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses am Gehäuse angeordnet ist, und die zusammen mit der Kappe eine Vorkammer ausbildet, und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Isolator aufweist und eine Mittelelektrode aufweist, die mindestens an einem in der Vorkammer vorhandenen und vom Brennraum wegweisenden Bereich von dem Isolator umgeben ist, und eine Masseelektrode aufweist, die zusammen mit der Mittelelektrode einen Zündspalt ausbildet. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorkammer-Zündkerze sind das Gehäuse und die Kappe miteinander verschweißt. Beispielsweise aus der US 2007/0236122 A1 ist andererseits eine Vorkammer-Zündkerze bekannt, bei der das Gehäuse mit der Kappe verschraubt ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf der Überlegung der Erfinder, dass bei Vorkammer-Zündkerzen, die in Brennräumen von Brennkraftmaschinen extremen thermischen und mechanischen Bedingungen ausgesetzt sind, eine im Brennraum angeordnete Verbindung zwischen der Kappe und dem Gehäuse der Zündkerze besonders stabil ausgeführt werden muss, wenn die Lebensdauer und Betriebssicherheit der Vorkammer-Zündkerze hoch sein sollen.
Während aus dem Stand der Technik bekannte Schraubverbindungen zwischen Kappe und Gehäuse sich bei mechanischer und thermischer Belastung potenziell lösen können und Schweißverbindungen zwischen Kappe und Gehäuse eine potenzielle Schwachstelle der Zündkerze bilden, vereint die erfindungsgemäße Lösung, die Schrauben und Schweißen vorsieht, die Vorteile einer mechanisch robusten Schraubverbindung mit der Unlösbarkeit einer Schweißverbindung.
Vorteilhafterweise kann es sich bei der Schweißverbindung um eine umlaufende Schweißnaht handeln, die in Umfangsrichtung vollständig um die Kappe und um das Gehäuse umläuft. Dadurch verbessert sich neben der mechanischen Festigkeit auch der Wärmefluss zwischen der Kappe und dem Gehäuse, insbesondere wenn es sich bei der Schweißverbindung um eine Stumpfnaht handelt, die radial nach innen weist. Im Betrieb der Vorkammer-Zündkerze in einem Brennraum kann dann Wärme effizienter von der Kappe zu dem Gehäuse abgeführt werden, die Temperatur an der Kappe bzw. die Maximaltemperatur der Zündkerze sinkt.
Alternativ kann die Verschweißung als Sicherung der Verschraubung auch durch eine einfache Punktschweißung realisiert sein, die vorteilhaft mit besonders geringem Aufwand herstellbar ist.
Vorteilhafterweise kann die Verschraubung vorgesehen sein, indem an der Kappe ein Bolzengewinde vorgesehen ist, das in ein Muttergewinde des Gehäuses eingeschraubt ist.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine Ansicht einer Vorkammer-Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform und
2 eine geschnittene Ansicht eines distalen Endabschnitts der Vorkammer-Zündkerze aus 1.

1 und 2 zeigen in einer perspektivischen und in einer geschnittenen Ansicht beispielhaft eine Vorkammer-Zündkerze 1. 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 100 eine Bohrung auf. In den Isolator 3 ist eine Mittelelektrode 4 eingesetzt. Die Masseelektrode 5 ist am Gehäuse befestigt. Zwischen der Masseelektrode 5 und der Mittelelektrode ist ein Zündspalt ausgebildet.
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 und ist in diesem Ausführungsbeispiel als Anschlussbolzen 8 ausgebildet.
Das Gehäuse 2 weist an seiner Innenseite einen Sitz 25 auf. Der Isolator 3 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 verbunden. Das Gehäuse 2 und die Kappe 80 bilden zusammen eine Vorkammer 81. 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.
Die Verbindung 82 zwischen der Kappe und dem Gehäuse umfasst einerseits eine Schweißverbindung 82a und anderseits eine Schraubverbindung 82b.
Die Schraubverbindung 82b ist zwischen einem an der Kappe 80 vorgesehenen Bolzengewinde 90 und einem in dem Gehäuse 2 vorgesehenen Muttergewinde 91 realisiert.
Im verschraubten Zustand ist eine nach radial außen abragende Schulter 92 der Kappe 80 in axialer Anlage an der Stirnseite 93 des Gehäuses 2. Die Schweißverbindung 82a ist nachfolgend als radial nach innen weisende und um den ganzen Umfang der Kappe 80 und des Gehäuses 2 umlaufende Stumpfnaht zwischen der nach radial außen abragenden Schulter 92 der Kappe 80 und der Stirnseite 93 des Gehäuses 2 ausgebildet. Die umlaufende Schweißverbindung 82a ist in der 2 lediglich zur besseren Übersichtlichkeit lediglich im unteren Teil eingezeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102018206784 A1 [0001]
US 2007/0236122 A1 [0001]

Claims

Vorkammer-Zündkerze, aufweisend - ein Gehäuse (2), - eine Kappe (80), die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) am Gehäuse (2) angeordnet ist, und die zusammen mit dem Gehäuse (2) eine Vorkammer (81) ausbildet, - einen innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Isolator (3), - eine Mittelelektrode (4), die mindestens an einem in der Vorkammer (81) vorhandenen und vom Brennraum wegweisenden Bereich von dem Isolator (3) umgeben ist, und - eine Masseelektrode (5), wobei die Masseelektrode (5) und die Mittelelektrode (4) zwischen sich einen Zündspalt ausbilden, wobei das Gehäuse (2) mit der Kappe (80) verschraubt und verschweißt ist.
Vorkammer-Zündkerze nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2) mit der Kappe (80) durch eine umlaufende Schweißnaht (82a) verschweißt ist.
Vorkammer-Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (2) mit der Kappe (80) durch eine Stumpfnaht verschweißt ist, die radial nach innen weist.
Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) mit der Kappe (80) durch ein an der Kappe (80) vorgesehenes Bolzengewinde (90) und ein an dem Gehäuse (2) vorgesehenes Muttergewinde (91) verschraubt ist.
Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine nach radial außen abragende Schulter (92) der Kappe (80) in axialer Anlage an einer Stirnseite (93) des Gehäuses (2) ist und die Schweißverbindung (82a) radial nach innen weisende und um den ganzen Umfang der Kappe (80) und des Gehäuses (2) umlaufende Stumpfnaht zwischen der nach radial außen abragenden Schulter (92) der Kappe (80) und der Stirnseite (93) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.