DE112009000214T5

DE112009000214T5 - Dielektrisch verbesserte Zündkerze mit Gewindeteil

Info

Publication number: DE112009000214T5
Application number: DE112009000214T
Authority: DE
Inventors: Matthew B. Findlay Below
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Fram Group IP LLC
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2011-01-20
Also published as: JP2011511420A; WO2009097320A3; JP5438689B2; US20090189505A1; US8058786B2; WO2009097320A2; DE212009000024U1

Abstract

Zündkerze mit kleinem Durchmesser, die Folgendes aufweist:
ein Metallgehäuse, das einen Hauptkörperabschnitt hat, der ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Zwischenbereich hat, die gemeinsam einen Innenhohlraum definieren, wobei der Zwischenbereich eine erste Zone ohne Gewinde, die einen ersten Durchmesserabschnitt definiert, und eine zweite Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der ersten Zone ohne Gewinde angeordnet ist und die einen zweiten Durchmesserabschnitt definiert, der erste Durchmesserabschnitt einen Innenumfang hat, der größer als ein Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, das Metallgehäuse des Weiteren eine dritte Zone mit Gewinde, die benachbart zu der zweiten Zone ohne Gewinde angeordnet ist, und eine vierte Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der dritten Zone mit Gewinde angeordnet ist, die dritte Zone mit Gewinde einen dritten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der kleiner als der Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, und die vierte Zone ohne Gewinde einen vierten Durchmesserabschnitt definiert, der...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Zündkerzen und insbesondere auf eine Zündkerze mit kleinem Durchmesser, die einen verbesserten Isolator hat.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen weisen Zündkerzen eine isolierende Hülse auf, die eine zentrale axiale Bohrung hat, durch die sich eine Mittenelektrode hindurch erstreckt. Die isolierende Hülse ist innerhalb eines Metallgehäuses positioniert und an diesem gesichert, das als eine Montageplattform/Verbindung an einer Brennkraftmaschine dient. Die Metallhülse stützt ferner eine Masseelektrode, die in einem bestimmten beabstandeten Verhältnis relativ zu der Mittenelektrode positioniert ist, um einen Zündfunkenspalt zu definieren. Die Zündkerze ist in üblicher Weise an einem Maschinenzylinderkopf montiert und wird wahlweise aktiviert, um einen Zündfunken zu erzeugen, der ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem zugehörigen Maschinenzylinder zündet.
Kleinere Maschinen, insbesondere jene, die in kompakten Motorfahrzeugen verwendet werden, haben einen minimalen zur Verfügung gestellten Raum für Maschinenkomponenten. Ein Zylinderraum, das heißt der Raum zwischen benachbarten Zylindern, wird auch minimiert, um eine Maschinengröße zu optimieren. Als Ergebnis haben Zündkerzen für kleinere Maschinen im Allgemeinen einen kleinen Durchmesser, zum Beispiel in dem Bereich von 12 mm. Unglücklicher Weise haben Kerzen mit kleinem Durchmesser ein geringes verfügbares Volumen für deren Innenkomponenten, wie zum Beispiel einem Isolator. Als Ergebnis muss die Isolatordicke reduziert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine verbesserte Zündkerze bereitgestellt. Die verbesserte Zündkerze hat einen verbesserten Wärmewiderstand. Die Zündkerze weist ein Metallgehäuse auf, das einen Hauptkörperabschnitt hat. Der Hauptkörperabschnitt weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Zwischenbereich auf, die gemeinsam einen Innenhohlraum definieren. Der Zwischenbereich weist den Zwischenbereich auf, der eine erste Zone ohne Gewinde, die einen ersten Durchmesserabschnitt definiert, und eine zweite Zone ohne Gewinde aufweist und die benachbart zu der ersten Zone ohne Gewinde angeordnet ist, die einen zweiten Durchmesserabschnitt definiert, wobei der erste Durchmesserabschnitt einen Innenumfang hat, der größer als ein Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, das Metallgehäuse des Weiteren eine dritte Zone mit Gewinde, die benachbart zu der zweiten Zone ohne Gewinde angeordnet ist, und eine vierte Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der dritten Zone mit Gewinde angeordnet ist, die dritte Zone mit Gewinde einen dritten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der kleiner als der Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, und die vierte Zone ohne Gewinde einen vierten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der Innenumfang des vierten Durchmesserabschnitts kleiner ist als der Innenumfang des dritten Durchmesserabschnitts, wobei der Innenhohlraum eine gestufte Gestaltung hat, die durch den Innenumfang des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Durchmesserabschnitts definiert ist; ein Isolator in dem Metallgehäuse angeordnet ist, der Isolator einen ersten Endabschnitt, der sich von dem ersten Endabschnitt des Metallgehäuses erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der an dem zweiten Ende des Metallgehäuses vorgesehen ist, und einen Zwischenabschnitt hat, der gestaltet ist, um innerhalb der gestuften Gestaltung des Innenhohlraums ausgespart zu sein, und der Zwischenabschnitt sich zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, der Zwischenabschnitt einen ersten Durchmesserbereich, der innerhalb des ersten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen zweiten Durchmesserbereich, der innerhalb des zweiten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen dritten Durchmesserbereich hat, der mit dem dritten Durchmesserabschnitt aufgenommen ist, der erste Durchmesserbereich eine Materialdicke hat, die größer als eine Materialdicke des zweiten Durchmesserbereichs ist; ein Mittendraht innerhalb einer zentralen Bohrung angeordnet ist, die sich durch den Isolator von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt des Isolators erstreckt, der Mittendraht einen Kopfabschnitt hat, der innerhalb des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators positioniert ist; und ein Widerstand in der zentralen Bohrung des Isolators angeordnet ist, der Widerstand mit dem Mittendraht über den Kopfabschnitt in elektrischer Verbindung steht und der Widerstand innerhalb des ersten Durchmesserbereichs und des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators angeordnet ist, wobei eine minimale Dicke von zumindest 2,0 mm des Isolators zwischen dem Widerstand und dem ersten Durchmesserabschnitt und dem zweiten Durchmesserabschnitt des Zwischenbereichs der Metallhülse angeordnet ist und wobei ein Außendurchmesser der dritten Zone mit Gewinde nicht größer als 12 mm ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Zündkerzengestaltung mit kleinem Durchmesser wurde vorteilhafter Weise herausgefunden, dass ein zusätzliches Volumen für das Isolatorbauteil vorgesehen ist. Das heißt, durch Begrenzen der Gesamtanzahl von Gewindegängen an dem Zwischenabschnitt in einem Ausführungsbeispiel auf nicht mehr als sieben kann ein zusätzliches Volumen des Isolatormaterials in dem Innenhohlraum an dem ersten Zwischenabschnitt erreicht werden. Dieses zusätzliche Volumen ermöglicht, dass der Abschnitt des Isolatorbauteils, das bisher einen kleinen Durchmesser hatte, einen größeren Durchmesser hat und infolgedessen eine größere Materialdicke hat. Der größere Durchmesser des Zwischenabschnitts des Isolators sieht verbesserte dielektrische Eigenschaften vor und schützt Innenkomponenten der Zündkerze vor hohen Verbrennungskammertemperaturen, während gleichzeitig eine robuste Anbringung an einem Maschinenkopf bereitgestellt wird. Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen besser ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf korrespondierende Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Aufrissansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer Zündkerze mit kleinem Durchmesser;
2 ist eine Schnittansicht entlang Linien 2-2 von 1;
3 ist eine Stirnansicht der Zündkerze von 1;
4 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer Zündkerze, die an einer Brennkraftmaschine montiert ist; und
5 stellt Ansichten von 1 bis 3 dar, in denen nicht beschränkende beispielhafte Abmessungen gezeigt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit einem anfänglichen Bezug auf 1 bis 3 ist eine Zündkerze mit kleinem Durchmesser, die gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, im Allgemeinen mit einem Bezugszeichen 2 angezeigt. Die Zündkerze 2 weist eine elektrisch isolierende Hülse oder einen Isolator 4 auf, der einen ersten Endabschnitt 6, einen zweiten Endabschnitt 7 und einen Zwischenabschnitt 8 hat. Der Isolator 4 weist eine axiale Bohrung 15 auf, die sich zwischen dem ersten Endabschnitt 6 und dem zweiten Endabschnitt 7 erstreckt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Zündkerze 2 eine erste Elektrode 17 auf, die in einem oberen Abschnitt (nicht separat bezeichnet) der axialen Bohrung 15 angeordnet ist. Die erste Elektrode 17 weist einen ersten Endbereich oder vorderen Bereich (Spitzenbereich) 18, der sich über den ersten Endabschnitt 6 des Isolators 4 hinaus erstreckt, und einen zweiten Endbereich 19 auf. Der erste Endbereich 18 und der zweite Endbereich 19 sind durch den Zwischenbereich 20 miteinander verbunden. Die Zündkerze 2 weist ferner eine zweite Elektrode oder einen Mittendraht 24 auf, der in einem unteren Abschnitt (nicht separat bezeichnet) der axialen Bohrung 15 angeordnet ist. Die zweite Elektrode 24 weist einen ersten Endbereich oder Kopfabschnitt 26 auf, der sich zu einem zweiten Endbereich 27 durch einen Zwischenbereich 28 erstreckt. Die zweite Elektrode 24 weist einen vorderen Abschnitt (Spitzenabschnitt) 30 auf, der an dem zweiten Endbereich 27 vorgesehen ist. Die erste Elektrode 17 und die zweite Elektrode 24 sind durch einen Widerstand 32 elektrisch verbunden. In einem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 17 und 24 mit dem Widerstand 32 durch ein leitfähiges Glas 33 oder deren Äquivalente elektrisch verbunden. Wie dargestellt ist, hat der obere Abschnitt der axialen Bohrung einen größeren Durchmesser, um den Widerstand derart aufzunehmen, dass ein Widerstand mit größerem Durchmesser darin eingesetzt werden kann. In anderen Worten ist der Durchmesser des Widerstands größer als der des Mittendrahts. Jedoch und wie nachstehend diskutiert wird, kann der Isolator eine ausreichende Dicke um den Widerstand herum aufweisen. In einem nicht beschränkenden beispielhaften Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Widerstands ungefähr 4,0 mm oder liegt innerhalb eines Bereichs zwischen 3 bis 4,5 mm, wie in 5 dargestellt ist, wobei die Dicke des Isolators, die den Widerstand umgibt, zumindest 2,0 mm beträgt. Natürlich können andere Bereiche angewandt werden, die innerhalb des Schutzumfangs der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung fallen.
Der Isolator 4 erstreckt sich zumindest teilweise in einer Metallhülse oder einem Gehäuse 39. Das Metallgehäuse 39 weist einen Hauptkörper 40 auf, der ein erstes Ende 42, ein zweites Ende 43 und einen Zwischenbereich 44 hat, die gemeinsam einen Innenraum oder einen zentralen Hohlraum 47 definieren. Das Metallgehäuse 39 weist ferner eine Masseelektrode 50 auf. Die Masseelektrode 50 weist ein erstes Segment 51, das sich von dem zweiten Ende 43 des Hauptkörpers 40 erstreckt, ein zweites oder gekrümmtes Segment 52 und ein drittes Segment 53 auf. Das dritte Segment 53 ist von dem Spitzenabschnitt 30 beabstandet und erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu diesem, um einen Zündfunkenspalt „G” zu definieren.
Das Metallgehäuse 39 sieht eine robuste Montieranordnung zum Sichern der Zündkerze 2 an einem Maschinenzylinderkopf 55 vor. Wie in 4 gezeigt ist, weist der Zylinderkopf 55 einen Zündkerzenaufnahmeabschnitt 57 auf, der einen ersten Endabschnitt 58, einen Zwischenabschnitt 59 (ein Abschnitt davon weist ein Gewinde auf) und einen zweiten Endabschnitt 60 hat. Der zweite Endabschnitt 60 ist an einem ausgesparten Abschnitt 61 offen, der einen oberen Abschnitt einer Brennkammer definiert.
Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Zwischenbereich 44 des Metallgehäuses 39 eine erste Zone 70 ohne Gewinde, die einen Durchmesserabschnitt 71 definiert, eine zweite Zone 74 ohne Gewinde, die einen zweiten Durchmesserabschnitt 75 definiert, eine dritte Zone 78 mit Gewinde, die eine reduzierte Anzahl von Gewindegängen hat (zum Beispiel ungefähr sieben Gewindegänge oder weniger) und einen dritten Durchmesserabschnitt 79 definiert, und eine vierte Zone 82 ohne Gewinde auf, die einen vierten Durchmesserabschnitt 83 definiert. Wie gezeigt ist, ist der Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts 75 kleiner als der erste Durchmesserabschnitt 71. Der Innenumfang des dritten Durchmesserabschnitts 79 ist kleiner als der zweite Durchmesserabschnitt 75. Der Innenumfang des vierten Durchmesserabschnitts 83 ist kleiner als der dritte Durchmesserabschnitt 79. Bei dieser Anordnung hat der zentrale Hohlraum 47 ein gestuftes Profil mit sich allmählich verringernden Innenumfangsdurchmessern, die sich von der ersten Zone 70 zu der vierten Zone 82 erstrecken.
Gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Zwischenabschnitt 8 des Isolators 4 mit einer Reihe von Stufen ausgebildet, die zu dem Stufenprofil des zentralen Hohlraums 47 korrespondieren. Insbesondere weist der Zwischenabschnitt 8 einen ersten Durchmesserbereich 90 mit einem ersten gestuften Segment 93 auf, das einen zweiten Durchmesserbereich 94 bereitstellt. Der zweite Durchmesserbereich 94 weist ein zweites gestuftes Segment 97 auf, das einen dritten Durchmesserbereich 98 bereitstellt. Der dritte Durchmesserbereich 98 weist ein drittes gestuftes Segment 101 auf, das einen vierten Durchmesserbereich oder vorderen Bereich (Spitzenbereich) 102 des Isolators 4 bereitstellt. Wie gezeigt ist, ist der Außenumfang des zweiten Durchmesserbereichs 94 kleiner als der erste Durchmesserbereich 90. Der Außenumfang des dritten Durchmesserbereichs 98 ist kleiner als der zweite Durchmesserbereich 94. Der Außenumfang des vierten Durchmesserbereichs 102 ist kleiner als der dritte Durchmesserbereich 98. Bei dieser Anordnung wird ein gestuftes Profil ähnlich dem gestuften Profil des Metallgehäuses 30 erzeugt.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Außenumfang des ersten, des zweiten und des dritten Bereichs des Isolators 4 im Wesentlichen gleich wie der Innenumfang des ersten, des zweiten bzw. des dritten Abschnitts des Metallgehäuses 39. Der erste Durchmesserbereich 90 ist innerhalb des ersten Durchmesserabschnitts 71 aufgenommen, der zweite Durchmesserbereich 94 ist innerhalb des zweiten Durchmesserabschnitts 75 aufgenommen und der dritte Durchmesserbereich 98 ist innerhalb des dritten Durchmesserabschnitts 79 aufgenommen. Der vierte Durchmesserbereich 102 ist tatsächlich von dem vierten Durchmesserabschnitt 83 beabstandet, um eine Aussparung oder einen Becher 104 an dem zweiten Ende 43 des Metallgehäuses 39 auszubilden. Schließlich ist eine Dichtung 105 an dem dritten gestuften Segment 101 vorgesehen. Die Dichtung 105 dichtet den zentralen Hohlraum 47 ab, um zu verhindern, dass Verbrennungsprodukte Innenabschnitte der Zündkerze 2 beschädigen.
Eine typische 12 mm Zündkerze mit einem Standardgewindeabschnitt hat einen vorgegebenen Bereich zum Messen eines Innendurchmessers an der Gewinderegion (zum Beispiel der dritte Durchmesserabschnitt 98). Durch Begrenzen der Gewindezone auf ungefähr sieben bis elf (7–11) oder auf einen nicht beschränkenden Bereich von 5–15 Gewindegängen oder weniger hat der zweite Durchmesserabschnitt 75 einen vergrößerten Durchmesser. Für eine 12 mm Zündkerze kann der Durchmesser des zweiten Durchmesserabschnitts 75 über einen üblichen Messbereich vergrößert sein. Es wurde herausgefunden, dass ein Maximum von ungefähr sieben (7) Gewindegängen und von zumindest ungefähr fünf (5) Gewindegängen ausreichend sind, um die Zündkerze 2 an dem Zylinderkopf 55 zu sichern, so dass noch ein Widerstand gegenüber einem Lockern aufgrund einer Schwingung vorhanden ist. Somit kann durch Begrenzen der Gesamtanzahl von Gewindegängen an dem Zwischenabschnitt 44 der Außendurchmesser der zweiten Zone 74 vergrößert werden, wodurch sich eine korrespondierende Vergrößerung des Volumens des zentralen Hohlraums 47 an dem zweiten Durchmesserabschnitt 75 ergibt. Zum Beispiel kann der Außendurchmesser der zweiten Zone 74 auf zumindest 12,07 mm vergrößert werden, wie in 5 dargestellt ist. Natürlich sind andere Abmessungen und Bereiche zu betrachten, die auch innerhalb des Schutzumfangs der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung fallen.
Das vergrößerte Volumen, das heißt der Durchmesser des zweiten Durchmesserabschnitts 75, ermöglicht eine korrespondierende Vergrößerung des Volumens, das heißt des Durchmessers des zweiten Durchmesserbereichs 94 des Isolators 4. Das heißt, der zweite Durchmesserbereich 94 hat einen Durchmesser in dem Bereich ähnlich dem Bereich des zweiten Durchmesserabschnitts 75. In diesem Fall ermöglicht das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass der Isolator 4 für eine Zündkerze mit 12 mm Durchmesser eine Dielektrikumskonstante hat, die sich der einer größeren Zündkerze, zum Beispiel einer Zündkerze mit 14 mm Durchmesser oder größer, annähert. Demgemäß vergrößert sich durch Vergrößern der Größe des zweiten Durchmesserbereichs 94 die Dielektrikumskonstante des Isolators 4 um 30%, woraus sich ein zusätzlicher Schutz für den Widerstand 32 ergibt. Zum Beispiel ist ein Dielektrikumswert eines Isolators einer üblichen 12 mm Zündkerze 31 kV, während ein Dielektrikumswert einer 14 mm Kerze 38 kV beträgt. Jedoch sieht das beispielhafte Ausführungsbeispiel, das in 1 bis 5 dargestellt ist, einen Isolator mit einem vergrößerten Dielektrikumswert von ungefähr 30% vor, bezogen auf den einer üblichen 12 mm Kerze. Zusätzlich können durch Vergrößern des Durchmessers des zweiten Durchmesserbereichs 94 die erste Elektrode 17 und die zweite Elektrode 24 für einen größeren Bereich von Zündkerzengrößen bereitgestellt werden, um Herstellungs- und Lagerungskosten zu reduzieren, wobei immer noch mehrere Wärmebereiche abgedeckt werden.
Zusätzlich und wie dargestellt ist, ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine Zündkerze gerichtet, die eine mehrfach gestufte Tiefengestaltung hat, wobei die Zündkerze in eine 12 mm Öffnung geschraubt ist und eine minimale Dicke von 2,16 mm rund um den Widerstand der Zündkerze vorgesehen ist. Des Weiteren und in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Gewindegängen in dem Gewindeabschnitt auf sieben begrenzt.
Zu diesem Punkt sollte angemerkt werden, dass bei der vorstehend beschriebenen Zündkerzengestaltung in vorteilhafter Weise herausgefunden wurde, dass ein zusätzliches Volumen für den Isolator bereitgestellt wird. Das heißt, durch Begrenzen der Gesamtanzahl von Gewindegängen an dem Zwischenabschnitt auf nicht mehr als ungefähr sieben wird ein zusätzliches Volumen in dem zentralen Hohlraum erhalten. Dieses zusätzliche Volumen ermöglicht, dass der korrespondierende Abschnitt des Isolators, der bisher einen kleinen Durchmesser hatte, einen größeren Durchmesser hat. Der größere Durchmesser des Zwischenabschnitts des Isolatorbauteils sieht verbesserte dielektrische Eigenschaften vor und schützt Innenkomponenten der Zündkerze vor hohen Verbrennungskammertemperaturen, während gleichzeitig eine robuste Anbringung an einem Maschinenkopf bereitgestellt wird.
Eine Reihe von nicht beschränkenden Abmessungen einer beispielhaften Zündkerzengestaltung (z. B. 12 mm) ist in 5 gezeigt, wobei die Abmessungen in mm gezeigt sind.
Obwohl vorstehend in Bezug auf die dargestellten beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, sollte es angemerkt werden, dass verschiedene Änderungen und/oder Modifikationen bei der Erfindung ohne Abweichung von deren Schutzumfang gemacht werden können. Zum Beispiel kann, während die Zündkerze mit kleinem Durchmesser mit 7 Gewindegängen gezeigt ist, der Gewindebereich ungefähr 4–8 Gewindegänge, 5–7 Gewindegänge, 5–6 Gewindegänge oder andere aufweisen. Schließlich können auch ohne Beschränkung weniger als 5 Gewindegänge eine geeignete Verbindung zu einem Maschinenkopf bereitstellen. Zusätzlich kann, während die Zündkerze mit mehreren Innenelektroden gezeigt ist, eine einzelne Elektrode, die sich in einer Länge der Zündkerze erstreckt, auch angewandt werden. Des Weiteren sollte angemerkt werden, dass die vorstehend beschriebenen Bereiche nur zu einem beispielhaften Ausführungsbeispiel zugehörig sind und diese verändert werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Schließlich kann, während eine Kerze mit kleinem Durchmesser von 12 mm beschrieben ist, die vorliegende Erfindung auch bei Zündkerzen mit 14 mm Durchmesser oder anderen angewandt werden. Im Allgemeinen ist es nur beabsichtigt, dass die Erfindung durch den Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche beschränkt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
DIELEKTRISCH VERBESSERTE ZÜNDKERZE MIT GEWINDETEIL
Eine Zündkerzengestaltung mit kleinem Durchmesser ist bereitgestellt. Bei der Gestaltung wurde herausgefunden, dass ein zusätzliches Volumen für das Isolatorbauteil bereitgestellt wird. Das heißt, durch Begrenzen der Gesamtanzahl von Gewindegängen an dem Zwischenabschnitt gemeinsam mit einer Grenze des Gesamtdurchmessers der Zündkerze kann ein zusätzliches Volumen des Isolatormaterials in einem Innenhohlraum eines Metallgehäuses der Zündkerze erreicht werden. Dieses zusätzliche Volumen ermöglicht, dass ein Abschnitt des Isolatorbauteils einen größeren Durchmesser und infolgedessen eine stärkere Materialdicke aufweist. Der größere Durchmesser des Isolators sieht verbesserte dielektrische Eigenschaften vor und schützt Innenkomponenten der Zündkerze vor hohen Verbrennungskammertemperaturen, während gleichzeitig eine robuste Anbringung der Zündkerze an einem Maschinenkopf bereitgestellt wird.

Claims

Zündkerze mit kleinem Durchmesser, die Folgendes aufweist: ein Metallgehäuse, das einen Hauptkörperabschnitt hat, der ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Zwischenbereich hat, die gemeinsam einen Innenhohlraum definieren, wobei der Zwischenbereich eine erste Zone ohne Gewinde, die einen ersten Durchmesserabschnitt definiert, und eine zweite Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der ersten Zone ohne Gewinde angeordnet ist und die einen zweiten Durchmesserabschnitt definiert, der erste Durchmesserabschnitt einen Innenumfang hat, der größer als ein Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, das Metallgehäuse des Weiteren eine dritte Zone mit Gewinde, die benachbart zu der zweiten Zone ohne Gewinde angeordnet ist, und eine vierte Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der dritten Zone mit Gewinde angeordnet ist, die dritte Zone mit Gewinde einen dritten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der kleiner als der Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, und die vierte Zone ohne Gewinde einen vierten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der Innenumfang des vierten Durchmesserabschnitts kleiner ist als der Innenumfang des dritten Durchmesserabschnitts, wobei der Innenhohlraum eine gestufte Gestaltung hat, die durch den Innenumfang des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Durchmesserabschnitts definiert ist; einen Isolator, der in dem Metallgehäuse angeordnet ist, wobei der Isolator einen ersten Endabschnitt, der sich von dem ersten Endabschnitt des Metallgehäuses erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der an dem zweiten Ende des Metallgehäuses vorgesehen ist, und einen Zwischenabschnitt aufweist, der gestaltet ist, um innerhalb der gestuften Gestaltung des Innenhohlraums ausgespart zu sein, und sich der Zwischenabschnitt zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, der Zwischenabschnitt einen ersten Durchmesserbereich, der innerhalb des ersten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen zweiten Durchmesserbereich, der innerhalb des zweiten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen dritten Durchmesserbereich hat, der in dem dritten Durchmesserabschnitt aufgenommen ist, der erste Durchmesserbereich eine Materialdicke hat, die größer als eine Materialdicke des zweiten Durchmesserbereichs ist; einen Mittendraht, der innerhalb einer zentralen Bohrung angeordnet ist, die sich durch den Isolator von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt des Isolators erstreckt, wobei der Mittendraht einen Kopfabschnitt hat, der innerhalb des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators positioniert ist; und einen Widerstand, der in der zentralen Bohrung des Isolators angeordnet ist, wobei der Widerstand mit dem Mittendraht über den Kopfabschnitt in elektrischer Verbindung steht und der Widerstand innerhalb des ersten Durchmesserbereichs und des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators angeordnet ist, wobei eine minimale Dicke von zumindest 2,0 mm des Isolators zwischen dem Widerstand und dem ersten Durchmesserabschnitt und dem zweiten Durchmesserabschnitt des Zwischenbereichs des Metallgehäuses angeordnet ist und wobei ein Außendurchmesser der dritten Zone mit Gewinde nicht größer als 12 mm ist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der erste Durchmesserbereich einen Außenumfang aufweist, der größer als ein Außenumfang des zweiten Durchmesserbereichs ist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die zentrale Bohrung einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt hat, wobei der obere Abschnitt größer als der untere Abschnitt ist und der Widerstand in dem oberen Abschnitt der zentralen Bohrung angeordnet ist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Gewindezone 4 bis 8 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Gewindezone 5 bis 7 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Gewindezone 5 bis 6 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Gewindezone 7 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Gewindezone 5–15 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser des Widerstands zumindest 4,0 mm beträgt.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 9, wobei die Gewindezone nicht mehr als 7 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 10, wobei die zentrale Bohrung einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt hat, wobei der obere Abschnitt größer als der untere Abschnitt ist und der Widerstand in dem oberen Abschnitt der zentralen Bohrung angeordnet ist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser, die Folgendes aufweist: ein Metallgehäuse, das einen Hauptkörperabschnitt hat, der ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Zwischenbereich hat, die gemeinsam einen Innenhohlraum definieren, wobei der Zwischenbereich eine erste Zone ohne Gewinde, die einen ersten Durchmesserabschnitt definiert, und eine zweite Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der ersten Zone ohne Gewinde angeordnet ist und die einen zweiten Durchmesserabschnitt definiert, der erste Durchmesserabschnitt einen Innenumfang hat, der größer als ein Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, das Metallgehäuse des Weiteren eine dritte Zone mit Gewinde, die benachbart zu der zweiten Zone ohne Gewinde angeordnet ist, und eine vierte Zone ohne Gewinde aufweist, die benachbart zu der dritten Zone mit Gewinde angeordnet ist, die dritte Zone mit Gewinde einen dritten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der kleiner als der Innenumfang des zweiten Durchmesserabschnitts ist, und die vierte Zone ohne Gewinde einen vierten Durchmesserabschnitt definiert, der einen Innenumfang hat, der Innenumfang des vierten Durchmesserabschnitts kleiner ist als der Innenumfang des dritten Durchmesserabschnitts, wobei der Innenhohlraum eine gestufte Gestaltung hat, die durch den Innenumfang des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Durchmesserabschnitts definiert ist; einen Isolator, der in dem Metallgehäuse angeordnet ist, wobei der Isolator einen ersten Endabschnitt, der sich von dem ersten Endabschnitt des Metallgehäuses erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der an dem zweiten Ende des Metallgehäuses vorgesehen ist, und einen Zwischenabschnitt aufweist, der gestaltet ist, um innerhalb der gestuften Gestaltung des Innenhohlraums ausgespart zu sein, und sich der Zwischenabschnitt zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, der Zwischenabschnitt einen ersten Durchmesserbereich, der innerhalb des ersten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen zweiten Durchmesserbereich, der innerhalb des zweiten Durchmesserabschnitts aufgenommen ist, und einen dritten Durchmesserbereich hat, der in dem dritten Durchmesserabschnitt aufgenommen ist, der erste Durchmesserbereich eine Materialdicke hat, die größer als eine Materialdicke des zweiten Durchmesserbereichs ist; einen Mittendraht, der innerhalb einer zentralen Bohrung angeordnet ist, die sich durch den Isolator von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt des Isolators erstreckt, wobei der Mittendraht einen Kopfabschnitt hat, der innerhalb des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators positioniert ist; und einen Widerstand, der in der zentralen Bohrung des Isolators angeordnet ist, wobei der Widerstand mit dem Mittendraht über den Kopfabschnitt in elektrischer Verbindung steht und der Widerstand innerhalb des ersten Durchmesserbereichs und des zweiten Durchmesserbereichs des Isolators angeordnet ist, wobei eine minimale Dicke von zumindest 2,0 mm des Isolators zwischen dem Widerstand und dem ersten Durchmesserabschnitt und dem zweiten Durchmesserabschnitt des Zwischenbereichs des Metallgehäuses angeordnet ist und wobei ein Außendurchmesser der dritten Zone mit Gewinde nicht größer als 12 mm ist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 12, wobei ein Durchmesser des Widerstands zumindest 4,0 mm beträgt.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 13, wobei die Gewindezone nicht mehr als 7 Gewindegänge aufweist.
Zündkerze mit kleinem Durchmesser nach Anspruch 14, wobei die zentrale Bohrung einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt hat, wobei der obere Abschnitt größer als der untere Abschnitt ist und der Widerstand in dem oberen Abschnitt der zentralen Bohrung angeordnet ist.