DE1037202B

DE1037202B - Spark plug for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1037202B
Application number: DEP10409A
Authority: DE
Inventors: Norman Clement Moore
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1953-09-02
Filing date: 1953-09-02
Publication date: 1958-08-21

Description

Zündkerze für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze für Brennkraftmaschinen, doch kann sie auch bei anderen Funkenentladungsvorrichtungen Anwendung finden. Zündkerzen bestehen bekanntlich meist aus durch einen keramischen Trennkörper voneinander getrennten Elektroden, wobei die äußere Elektrode bisweilen von dem Kerzenkörper gebildet wird. Bei Gleitfunkenzündkerzen ist der keramische Trennkörper mit den Elektroden fugenlos verbunden, so daß er den Übergang einer Funkenentladung über seine Oberfläche zwischen den Elektroden bei einem niedrigeren Potential ermöglicht als bei Zündkerzen, bei denen der Spalt zwischen den Elektroden durch Luft gebildet wird.Spark plug for internal combustion engines The invention relates to a Spark plug for internal combustion engines, but it can also be used in other spark discharge devices Find application. As is well known, spark plugs usually consist of a ceramic Separating body separate electrodes, the outer electrode sometimes is formed by the candle body. In the case of sliding spark plugs, the ceramic Separating body with the electrodes seamlessly connected, so that it is the transition of a Spark discharge across its surface between electrodes at a lower level Potential than with spark plugs, in which the gap between the electrodes is formed by air.

Es hat sich gezeigt, daß es Schwierigkeiten bereitet, zwischen Metallelektroden und dem keratnisch-en Stoff einen einwandfreien Kontakt aufrechtzuerhalten. Diese Schwierigkeiten beruhen wenigstens teilweise auf einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung dieser Stoffe. Dadurch können sich die Elektroden von dem Trennkörper ablösen, was die Lebensdauer der Zündkerze verkürzt.It has been found to cause difficulties between metal electrodes and to maintain perfect contact with the keratinic substance. These Difficulties are based, at least in part, on differential thermal expansion these substances. As a result, the electrodes can become detached from the separating body, what shortens the life of the spark plug.

Es ist bereits bekannt, keramische Körper, welche Metall enthalten, für Widerstände oder als Trennkörper für Gleitfunken-Zündker7en zu verwenden. Auch hat man unabhängig davon schon vorgeschlagen, die Mittelelektrode einer Zündkerze aus einer keramischen Masse nach Art elektrischer Heizstäbe zu fertigen. Schließlich gehört zum Stande der Technik eine aus einem oder zwei Körpern gebildete Zündkerze, bei der diese Körper nichtstromleitende und stromleitende Zonen haben, indem sie einerseits aus Metallkeramik und andererseits aus Metallschichten bestehen, Alle diese bekannten Ausführungen haben die geschilderten Schwierigkeiten nicht restlos beseitigt. Durch die Erfindung erhält man eine Zündkerze, bei der ein Nachlassen der Haftung oder gar eine Spaltbildung zwischen den Elektroden und dem Trennkörper auch nach langer Betriebsdauer nicht eintritt. Die Kerze läßt sich einfach und billig fertigen.It is already known that ceramic bodies which contain metal to be used for resistors or as a separator for sliding spark spark plugs. Even it has already been proposed independently of this, the center electrode of a spark plug to manufacture from a ceramic mass in the manner of electric heating rods. In the end the state of the art includes a spark plug formed from one or two bodies, in which these bodies have non-current-conducting and current-conducting zones by consist of metal-ceramic on the one hand and metal layers on the other, all of them these known designs do not have the described difficulties completely eliminated. The invention provides a spark plug which slackens the adhesion or even the formation of a gap between the electrodes and the separating body does not occur even after a long period of operation. The candle is easy and cheap manufacture.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Mittelelektrode, der Trennkörper und der Kerzenkörper aus keramischem Stoff mit Metallzusatz bestehen und der Metallgehalt des Trennkörpers dicht unterhalb und derjenige von Mittelelektrode und Kerzenkörper dicht oberhalb der Grenze liegt, oberhalb der die gesinterte Mischung elektrisch leitend ist.According to the invention this is achieved in that the center electrode, the separator and the candle body are made of ceramic material with added metal and the metal content of the separator just below and that of the center electrode and the candle body is just above the limit above which the sintered mixture is is electrically conductive.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Wärmeausdehnungseigenschaften der Elektroden und des Trennkörpers sehr gut zueinander passen. Infolgedessen können die erfindungsgemäßen Zündkerzen auch in Flugmotoren und Gasturbinen verwendet werden, wo die Wärmebeanspruchungen besonders groß sind. Die Kerzen können mit Niederspannung betrieben werden.The invention achieves that the thermal expansion properties the electrodes and the separator fit together very well. As a result, you can the spark plugs according to the invention are also used in aircraft engines and gas turbines, where the thermal stresses are particularly great. The candles can be low voltage operate.

Ein gesintertes Gemisch von Aluminiumoxyd und metallischen Chromteilchen bei einem Chromgehalt von weniger als 20 Gewichtsprozent des Gesamtgemisches ist in der Regel ein Isolator, während ein ähnliches Gemisch, welches 40% oder mehr metallisches Chrom enthält, einen elektrischen Leiter darstellt. Zweckmäßig benutzt man für die Elektroden ein Metall, von dem man weiß, daß es der Zündfunkenerosion standhält. Chrom ist in dieser Hinsicht ein besonders geeignetes Metall.A sintered mixture of aluminum oxide and metallic chromium particles with a chromium content of less than 20 percent by weight of the total mixture usually an insulator, while a similar mixture, which is 40% or more contains metallic chromium, represents an electrical conductor. Used appropriately a metal is used for the electrodes, which is known to be the cause of spark erosion withstands. Chromium is a particularly suitable metal in this regard.

Obwohl die aus der Mittelelektrode, dem Kerzenkörper und dem Trennkörper gebildete Einheit verschiedene Formen haben kann, so ist es doch zweckmäßig, die einzelnen Teile als konzentrische Rohre auszubilden. Das innerste Rohr, das auch eine Stange sein kann, besteht ebenso wie das äußerste Rohr aus dem Elektrodenwerkstoff, während das Zwischenrohr von isolierendem Stoff gebildet wird und den Trennkörper bildet. Die Rohre werden zweckmäßig an Ort und Stelle aus Pulver geformt und ebenfalls an Ort und Stelle verdichtet und gebrannt.Although those from the center electrode, the plug body and the separating body The unity formed can have different forms, it is nevertheless expedient to use the to train individual parts as concentric tubes. The innermost pipe, that too can be a rod, consists just like the outermost tube of the electrode material, while the intermediate tube is formed by insulating material and the separating body forms. The tubes are conveniently molded in place from powder and likewise compacted and burned in place.

Der weiteren Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung dient die Zeichnung. In dieser ist Fig. 1 ein schematischer Schnitt durch eine Zündkerze, Fig. 2 ein Grundriß zu Fig. 1, Fig.3 ein schematischer Schnitt durch einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Anordnung in größerem Maßstab.The further explanation of an embodiment of the invention the drawing serves. In this Fig. 1 is a schematic section through a spark plug, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a schematic section through a part the arrangement shown in Fig. 1 on a larger scale.

Gemäß Fig. 1 bis 3 besitzt die Zündkerze eine stabförmige Mittelelektrode 1 aus leitendem Stoff, weldher aus einem gesinterten Gemisch von Aluminiumoxyd und metallischem Chrom im Verhältnis von 40 Gewichtsteilen Chrom zu 60 Gewichtsteilen Aluminiumoxyd besteht. Die Mittelelektrode 1 umgibt ein hülsenförmiger Trennkörper 2 aus den gleichen Bestandteilen im Verhältnis von 20 Teilen Chrom zu 80 Teilen Aluminiumoxyd. Der Trennkörper 2 wird wieder von einem hülsenförmigenKerzenkörper3 von der gleichen Zusammensetzung wie die Mittelelektrode 1 umgeben. Die Stärke des Trennkörpers 2 und damit die Länge der Gleitfunkenstrecke 4 beträgt etwa 10 mm. Infolge der Anwesenheit von Metallteilchen im Trennkörper 2 ist die tatsächlich wirksame Zündfunkenstrecke zwischen der Mittelelektrode 1 und dem Kerzenkörper 3 jedoch kürzer, so daß ein größerer Abstand zwischen den Teilen 1 und 3 möglich ist.According to FIGS. 1 to 3, the spark plug has a rod-shaped center electrode 1 made of conductive material, weldher made of a sintered mixture of aluminum oxide and metallic chromium in the ratio of 40 parts by weight of chromium to 60 parts by weight Aluminum oxide. The center electrode 1 is surrounded by a sleeve-shaped separating body 2 from the same components in a ratio of 20 parts of chromium to 80 parts Aluminum oxide. The separating body 2 is again held by a sleeve-shaped candle body 3 surrounded by the same composition as the center electrode 1. The strength of the Separating body 2 and thus the length of the sliding spark gap 4 is approximately 10 mm. As a result of the presence of metal particles in the separating body 2, this is actually true effective ignition spark gap between the center electrode 1 and the plug body 3 but shorter, so that a greater distance between parts 1 and 3 is possible.

Die Stirnseite des Trennkörpers 2 ist mit einer Oberflächenschicht oder einer Imprägnierung eines halbleitenden Oxvds wie z. B. Nickel-Zink-Oxyd versehen.The end face of the separating body 2 is provided with a surface layer or an impregnation of a semiconducting Oxvds such. B. provided nickel-zinc oxide.

Die erfindungsgemäße Zündkerze ist mechanisch widerstandsfähig. Ihre Teile passen in ihren Wärmeausdehnungseigenschaften gut zusammen. Die Verbindung zwischen den Teilen ist gasdicht und dauerhaft. Die Funkenstrecke ist länger als bei den bisherigen Luftspaltfunkenstrecken.The spark plug according to the invention is mechanically resistant. Her Parts fit together well in terms of their thermal expansion properties. The connection between the parts is gas-tight and durable. The spark gap is longer than with the previous air gap spark gaps.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Spark plug for internal combustion engines, characterized. that the center electrode (1), separator (2) and candle body (3) are made of ceramic material with added metal and the metal content de; Separating body (2) is just below and that of the center electrode (1) and plug body (3) is just above the limit above which the sintered mixture is electrically conductive.

2. Spark plug according to claim 1, characterized in that the separating body (2) contains the same metal as the center electrode (i) and the plug body (3).

3. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the additional metal Chrome is.

4. Spark plug according to claim 3, characterized in that the chromium content in the separating body (2) about 20% and in: center electrode (1) and plug body (3) about 40%.

5. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that that the ceramic mass consists of alumina in a manner known per se.

6. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition-side End face (4) of the separating body (2) in a known manner with a semiconducting Metal oxide, in particular with zirconium dioxide, is coated. Considered publications: German patents No. 846 485, 865 720, 834 362, 872 089, 405 342; Swiss Patent Nos. 193,725, 235,845, 227,000; British patents no. 684 384,536,460. Earlier patents considered: German Patent No. 916 137.