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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtscheibe einer Zündkerze zur dichtenden Anlage an einen Zündkerzenschacht sowie eine Zündkerze, insbesondere eine Hakenzündkerze mit einer erfindungsgemäßen Dichtscheibe.
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Zündkerzen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Zur Abdichtung der Zündkerze in einem Zündkerzenschacht einer Brennkraftmaschine ist es bekannt, Dichtscheiben zwischen der Zündkerze und dem Zündkerzenschacht vorzusehen. Diese Dichtscheibe dichtet im montierten Zustand der Zündkerze die Umgebung gegenüber dem Brennraum ab. Eine derartige Zündkerze ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 207 319 A1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Dichtscheibe einer Zündkerze zur dichtenden Anlage zwischen einer ringförmigen Stirnfläche der Zündkerze und einem Zündkerzenschacht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass zur Montage einer Zündkerze ein geringeres Anzugsdrehmoment notwendig ist, um eine sehr gute Anpassung und Konformität zwischen der Dichtscheibe, der ringförmigen Stirnfläche an der Zündkerze und dem Zündkerzenschacht zu erreichen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Dichtscheibe einen verbesserten Kontakt auch im Falle von unebenen Oberflächen ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Dichtscheibe auf der der Stirnfläche der Zündkerze zugewandten ersten Seite und/oder auf einer dem Zündkerzenschacht zugewandten zweiten Seite eine in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Erhebung aufweist. Die Erhebung kann somit nur auf einer Seite (Axialseite aus Zündkerzensicht) vorgesehen sein oder auf beiden Seiten der Dichtscheibe vorgesehen sein. Die Erhebung bildet somit eine ringförmige Wulst, welche beispielsweise bei unebenen Oberflächen an der Stirnfläche und/oder dem Zündkerzenschacht einen Ausgleich ermöglicht. Dabei kann auch eine Verformung der umlaufenden Erhebung auftreten, wodurch eine Dichtheit im montierten Zustand der Zündkerzen verbessert wird und ein Ausgleich zwischen unebenen Oberflächen erfolgt. Die Erhebung ist vorzugsweise konzentrisch an der Dichtscheibe angeordnet.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise umfasst die Dichtscheibe genau eine einzige Erhebung auf der ersten und/oder der zweiten Seite. Somit kann eine einzige Erhebung auf der ersten Seite oder eine einzige Erhebung auf der zweiten Seite oder jeweils eine einzige Erhebung auf der ersten und der zweiten Seite vorgesehen werden. Wenn die Dichtscheibe nur genau eine einzige Erhebung auf einer Seite aufweist, wird vorzugsweise die zum Zündkerzenschacht gerichtete Seite verwendet, da am Zündkerzenschacht häufig Unebenheiten oder Verschmutzungen o.dgl. vorhanden sind, welche bei Dichtscheiben aus dem Stand der Technik zu Problemen hinsichtlich der Abdichtung führen können. Bei der erfindungsgemäßen Dichtscheibe kann durch die in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Erhebung ein Ausgleich von Unebenheiten und/oder Verunreinigungen auf der Zündkerzenschacht-Seite ermöglicht werden, so dass die Abdichtungseigenschaften verbessert werden können.
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Vorzugsweise ist die einzige Erhebung auf der ersten und/oder zweiten Seite in radialer Richtung der Dichtscheibe mittig auf der Dichtscheibenseite angeordnet.
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Besonders bevorzugt ist eine erste Breite der Erhebung kleiner als eine äußere zweite Breite eines ersten flachen Basisbereichs an einem äußeren Umfang der Dichtscheibe und kleiner als eine innere dritte Breite eines zweiten flachen Basisbereichs am inneren Umfang der Dichtscheibe. Somit ist die erste Breite der Erhebung jeweils kleiner als die zweiten und dritten Breiten der benachbart zur Erhebung liegenden flachen Basisbereiche der Dichtscheibe. Dadurch ergibt sich bei der Montage einer Zündkerze mit einer erfindungsgemäßen Dichtscheibe ein relativ großer Verformungsraum, in welchem die Erhebung sich plastisch verformen kann, falls Unebenheiten und/oder Verschmutzungen o.dgl. an einer Gegenfläche vorhanden sind, an welcher die Erhebung anliegt.
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Alternativ ist eine erste Breite der Erhebung größer als eine äußere zweite Breite des ersten flachen Basisbereichs am äußeren Umfang der Dichtscheibe und größer als eine dritte innere Breite des zweiten flachen Basisbereichs am inneren Umfang der Dichtscheibe. Hierdurch ist die Erhebung mit einer gewissen ersten Breite vorgesehen, so dass bei Montieren einer Zündkerze mit der erfindungsgemäßen Dichtscheibe ein relativ großer Materialvorrat durch die Erhebung bereitgestellt wird, welcher sich plastisch verformen kann, falls Unebenheiten und/oder Verschmutzungen o.dgl. vorhanden sind.
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Weiter bevorzugt umfasst die Dichtscheibe eine erste und zweite in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Erhebung auf der ersten und/oder zweiten Seite. Somit sind zwei Erhebungen auf einer Seite der Dichtscheibe vorgesehen. Die beiden Erhebungen können auf der ersten Seite oder der zweiten Seite oder auf beiden Seiten vorgesehen sein. Besonders bevorzugt sind die beiden Erhebungen konzentrisch zueinander angeordnet und insbesondere konzentrisch zu einer Mittelachse der Dichtscheibe. Durch das Vorsehen von zwei Erhebungen auf einer Seite der Dichtscheibe kann eine weiter verbesserte Abdichtung bei einer Montage einer Zündkerze mit der erfindungsgemäßen Dichtscheibe in einem Zündkerzenschacht erreicht werden.
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Besonders bevorzugt sind die erste und zweite auf einer Seite angeordneten Erhebungen derart angeordnet, dass am äußeren Umfang der Dichtscheibe ein erster flacher Basisbereich ausgebildet ist, am inneren Umfang der Dichtscheibe ein zweiter flacher Basisbereich ausgebildet ist und zwischen der ersten und zweiten Erhebung ein dritter flacher Basisbereich ausgebildet ist. Dadurch ergeben sich Verformungsräume an der Dichtscheibe zu jeweils beiden Seiten der Erhebungen. Dadurch kann ein besonders einfacher und guter Ausgleich von Unebenheiten und/oder Verschmutzungen o.dgl. ermöglicht werden. Weiterhin sind nur sehr geringe Anzugsdrehmomente zur Fixierung einer Zündkerze mit einer derartigen Dichtscheibe notwendig.
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Vorzugsweise ist eine Breite des ersten und zweiten Basisbereichs an der Dichtscheibe gleich. Weiter bevorzugt ist eine Breite des ersten, zweiten und dritten Basisbereichs der Dichtscheibe gleich.
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Eine Höhe der Dichtscheibe ausgehend von einer Grundfläche der Dichtscheibe ist entlang des Umfangs vorzugsweise konstant. Weiter bevorzugt sind bei Vorsehen von mehreren Erhöhungen die Höhen der Erhebungen gleich.
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Die Dichtscheibe ist vorzugsweise aus einem metallischen Material, insbesondere Kupfer, hergestellt. Weiter bevorzugt weist die Dichtscheibe im Querschnitt eine Wellenform, insbesondere eine Gauss-Verteilung, auf.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündkerze umfassend ein Gehäuse mit einer dem Brennraum zugewandten ringförmigen Stirnfläche und ein Gewinde, welches eingerichtet ist zum Einschrauben der Zündkerze in einen Zündkerzenschacht einer Brennkraftmaschine. Die Zündkerze umfasst dabei eine ringförmige Dichtscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung zur dichtenden Anlage zwischen einer Stirnfläche des Gehäuses der Zündkerze und einer Gegenfläche am Zündkerzenschacht. Somit können Unebenheiten entweder an der Stirnfläche des Gehäuses oder an der Gegenfläche des Zündkerzenschachts durch die Dichtscheibe mit ringförmig umlaufender Erhebung ausgeglichen werden. Die Erhebung ist vorzugsweise zumindest an der zur Gegenseite am Zündkerzenschacht gerichteten Seite, d.h. der brennraumseitigen Seite der Dichtscheibe, vorgesehen.
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Die Zündkerze weist weiter bevorzugt das Gewinde am Gehäuse an einer von der Stirnfläche des Gehäuses zum Brennraum gerichteten Seite auf.
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Die Dichtscheibe ist weiter bevorzugt verliersicher zwischen dem Gewinde und der Stirnfläche des Gehäuses angeordnet.
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Weiter bevorzugt ist die Dichtscheibe aus einem Material mit geringerer Härte als ein Material des Gehäuses hergestellt, insbesondere aus Kupfer.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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- 1 eine schematische Schnittansicht einer Zündkerze mit einer Dichtscheibe gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine schematische Schnittansicht der Dichtscheibe von 1,
- 3 eine schematische Schnittansicht einer Dichtscheibe einer Zündkerze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 4 eine schematische, perspektivische Darstellung der Dichtscheibe von 2,
- 5 eine schematische Schnittansicht einer Dichtscheibe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 6 eine schematische Schnittansicht einer Dichtscheibe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 eine Zündkerze 1 mit einer Dichtscheibe 11 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündkerze 1 ein Gehäuse 2, welches aus einem Metallmaterial hergestellt ist. Ferner umfasst die Zündkerze 1 einen Isolator 3, in welchem eine Mittelektrode 4 angeordnet ist. Der Isolator 3 isoliert die Mittelelektrode 4 elektrisch gegenüber einer Masseelektrode 5, welche am Gehäuse 2 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Anschlussbolzen, an welchem ein elektrischer Anschluss der Zündkerze 1 erfolgt.
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Das Gehäuse 2 weist einen zylindrischen Abschnitt 7 auf. An diesem Abschnitt 7 ist ein Außengewinde 8 vorgesehen. An der brennraumabgewandten Seite des Gewindes 8 ist ein ringförmiger Absatz 9 am Gehäuse 2 ausgebildet. Der Absatz 9 definiert dabei eine brennraumzugewandte Stirnfläche 10, die den Abschnitt 7 begrenzt.
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Mittels des Gewindes 8 ist die Zündkerze 1 in einen nicht gezeigten Zündkerzenschacht eines Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine einschraubbar.
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Die Zündkerze 1 umfasst ferner eine massive, ringförmige Dichtscheibe 11. Die Dichtscheibe 11 dichtet dabei im eingeschraubten Zustand der Zündkerze im Zündkerzenschacht das Gehäuse 2 gegenüber dem Zündkerzenschacht ab. Die Stirnfläche 10 liegt dabei senkrecht zu einer Mittelachse X-X der Zündkerze 1.
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Die Dichtscheibe 11 weist eine erste Seite 11a auf, mit welcher die Dichtscheibe an der Stirnfläche 10 des Gehäuses 2 aufliegt und eine zweite Seite 11b auf, welche in Richtung zum Brennraum gerichtet ist (vgl. 2). Wie aus 1 ersichtlich ist, ist an der zweiten Seite 11b eine vollständig umlaufende Erhebung 12 ausgebildet. Die Dichtscheibe 11 ist im Detail aus 2 ersichtlich.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Dichtscheibe 11 eine Breite B in Radialrichtung auf und die Erhebung 12 ist dabei mittig an der Breite der Dichtscheibe, d.h. bei B/2 angeordnet. Die Erhebung 12 ist in Umfangsrichtung der Dichtscheibe umlaufend ausgebildet und weist eine konstante Höhe H auf. Die Dichtscheibe 11 ist massiv ausgebildet und vorzugsweise aus Kuper hergestellt.
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Eine erste Breite B1 der Erhebung 12 ist kleiner als eine äußere zweite Breite B2 eines ersten flachen Basisbereichs an einem äußeren Umfang der Dichtscheibe und kleiner als eine innere dritte Breite B3 eines zweiten flachen Basisbereichs am inneren Umfang der Dichtscheibe.
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Beim Verschrauben der Zündkerze im Zündkerzenschacht kommt zuerst die Erhebung 12 in Kontakt mit einer Gegenfläche am Zündkerzenschacht. In Abhängigkeit eines Anzugdrehmoments für die Zündkerze kommt es somit zuerst zu einer Verformung der Erhebung 12. Da die Gegenfläche am Zündkerzenschacht beispielsweise Unebenheiten oder Verschmutzungen o.dgl. aufweisen kann, welche eine Dichtheit zwischen Zündkerze und Zündkerzenschacht negativ beeinflussen können, kann durch die Verformung der Erhebung 12 ein Ausgleich geschaffen werden.
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Im Vergleich mit Dichtscheiben aus dem Stand der Technik, welche vollständig flach ausgebildet sind, muss eine möglichst exakte Ebenheit zwischen der Dichtscheibe und den Anlageflächen sowohl an der Zündkerze selbst als auch am Zündkerzenschacht vorhanden sein, um eine ausreichende Dichtheit zu gewährleisten. Hier muss häufig mit einem sehr hohen Anzugsdrehmoment gearbeitet werden, um eine entsprechende Verformung der Dichtscheibe zu erreichen. Bei der erfindungsgemäßen Dichtscheibe kann das Anzugsdrehmoment deutlich geringer sein, da die Erhebung 12 eine Dichtheit auch ohne übermäßig großes Anzugsdrehmoment erreicht wird.
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Somit kann im Vergleich mit dem Stand der Technik eine gleiche oder verbesserte Dichtheit mit reduziertem Anzugsdrehmoment bei der Montage der Zündkerze erreicht werden.
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3 und 4 zeigen eine Dichtscheibe 11 einer Zündkerze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Aus Vereinfachungsgründen ist in den 3 und 4 nur die Dichtscheibe 11 gezeigt. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, weist die Dichtscheibe 11 des zweiten Ausführungsbeispiels eine erste Erhebung 12 an der zur Stirnseite 10 gerichteten ersten Seite 11a der Dichtscheibe auf und eine zweite Erhebung 12 an der zweiten Seite 11b der Dichtscheibe 11. Dadurch ist es möglich, dass Unebenheiten und/oder Verschmutzungen o.dgl. an beiden Gegenflächen der Dichtscheibe 11 bei einer Montage der Zündkerze ausgeglichen werden können. Dadurch wird bei einer Montage der Zündkerze in einem Zündkerzenschacht eine Verformung an beiden Erhebungen 12 der Dichtscheibe 11 erreicht.
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Die beiden Erhebungen 12 sind an den beiden Seiten 11a und 11b der Dichtscheibe 11 an gleichen Positionen hinsichtlich einer radialen Breite angeordnet. Weiterhin sind die beiden Erhebungen 12 im Querschnitt gleich ausgebildet. Eine erste breite B1 der Erhebung 12 ist kleiner als eine äußere zweite Breite B2 eines ersten flachen Basisbereichs am äußeren Umfang der Dichtscheibe 11 und kleiner als eine innere dritte Breite B3 eines zweiten flachen Basisbereichs am inneren Umfang der Dichtscheibe. Dadurch ist sichergestellt, dass bei der Montage ein ausreichender Verformungsraum für eine mögliche Verformung der Erhebung 12 vorhanden ist.
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5 zeigt eine Dichtscheibe einer Zündkerze gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, weist die Dichtscheibe 11 des dritten Ausführungsbeispiels auf der ersten Seite 11a und der zweiten Seite 11 b der Dichtscheibe 11 jeweils zwei Erhebungen 12 auf. Somit weist die Dichtscheibe insgesamt vier Erhebungen 12 auf. Die Erhebungen 12 der Dichtscheibe 11 des dritten Ausführungsbeispiels haben alle den gleichen Querschnitt und eine gleiche Höhe. Dabei sind die jeweils auf einer Seite angeordneten Erhebungen 12 konzentrisch zu einer Mittelachse der Dichtscheibe angeordnet.
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Wie weiter aus 5 ersichtlich ist, ist auch eine Breite B1 der Erhebungen 12 jeweils gleich. Dabei sind die Erhebungen 12 symmetrisch auf den beiden Seiten 11a und 11b angeordnet.
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Weiterhin ergibt sich durch die konzentrische Anordnung der zwei Erhebungen 12 auf jeweils einer Seite ein erster flacher Basisbereich mit einer zweiten Breite B2 am äußeren Umfang der Dichtscheibe und ein zweiter flacher Basisbereich mit einer Breite B3 am inneren Umfang der Dichtscheibe sowie ein mittlerer flacher Basisbereich mit einer Breite B4 zwischen den beiden Erhebungen 12. Dabei sind die zweite Breite B2, die dritte Breite B3 und die vierte Breite B4 bevorzugt jeweils kleiner als die erste Breite B1 der Erhebungen 12.
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6 zeigt eine Dichtscheibe 11 einer Zündkerze gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wiederum mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, entspricht die Dichtscheibe 11 des vierten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen der Dichtscheibe des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel beim vierten Ausführungsbeispiel die Erhebung 12 unterschiedlich ausgebildet ist. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist eine erste Breite B1 der Erhebung 12 breiter als eine zweite Breite B2 am äußeren Basisbereich und breiter als eine dritte Breite B3 am inneren Basisbereich der Dichtscheibe 11. Dadurch weist die Erhebung 12 auf jeder Seite 11a, 11b der Dichtscheibe 11 jeweils eine relativ große Menge an Verformungsmaterial durch die im Vergleich mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vergrößerten Erhebungen 12 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012207319 A1 [0002]
