DE1206210B - Niederspannungs-Gleitfunkenzuendkerze fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerze für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerze für Brennkraftmaschinen.
• Es ist eine Zündkerze dieser Art bekannt, die mit einer hitzebeständigen, als hülsenförmiger Hohlkörper ausgebildeten, Massenelektrode und mit einer hitzebeständigen scheibenförmigen Mittelelektrode versehen ist. Die Massenelektrode ist dabei mit dem wesentlichen Teil ihrer Länge in eine Bohrung des Kerzenkörpers eingepaßt und ragt mit dem übrigen Teil ihrer Länge aus dem Kerzenkörper heraus, während die Mittelelektrode, mit ihrer äußeren Stirnfläche an dem verbreiterten Kopf eines mittleren Stromzuführungsschaftes anliegend, unter Zwischenschaltung eines Isolierkörpers gegen die Massenelektrode axial angedrückt wird, und der Hohlraum zwischen dem Stromzuführungsschaft und der Massenelektrode mit Isoliermasse ausgefüllt ist. Bei dieser bekannten Zündkerze weist die Scheibenelektrode den gleichen Außendurchmesser wie die Massenelektrode auf und wird gegen den als dünne Scheibe ausgebildeten Isolierkörper und unter Vermittlung desselben gegen die Stirnfläche der die Massenelektrode bildenden Hülse mittels einer Mutter angedrückt, die auf einen im Bereich des hinteren Endes des Elektrodeneinsatzes angeordneten Gewindeteil des mittleren Stromzuführungsschaftes aufgeschraubt ist und den Elektrodeneinsatz für sich zwischen dem verbreiterten Kopf des Stromzuführungsschaftes und der Mutter in starrer Einspannung hält. Bei in dieser Weise ausgebildeten Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerzen, bei denen der axiale Abstand der beiden Elektroden im allgemeinen nicht mehr als 0,3 mm betragen darf, da sonst die Kerze nicht mehr einwandfrei arbeitet, müssen die einander zugekehrten Flächen der Elektroden und der zwischen ihnen angeordneten dünnen Isolierscheibe zur Vermeidung irgendwelcher Hohlräume völlig eben und dichtschließend aufeinanderliegen und ständig gegeneinander gepreßt werden, was jedoch schon von der Fertigung her, aber auch infolge der Wärmedehnungen und Zusammenziehungen der Elektroden und der Isolierscheibe beim Betrieb nur schwierig erreichbar ist. Dazu kommt, daß die Betriebstemperaturen dem Bestand der Isolierscheibe insofern schädlich sind, als sie bei Isolierkörpern aus Glas oder keramischen Werkstoff, die an sich schon brüchig sind und zur Rißbildung neigen, leicht Risse hervorrufen.
• Diese Schwierigkeiten bestehen auch bei einer weiterhin bekannten Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerze, bei der der Elektrodeneinsatz ebenfalls durch eine auf einen Gewindeteil des mittleren Stromzuführungsschaftes aufgeschraubte Mutter für sich zwischen dem verbreiterten Kopf des Stromzuführungsschaftes und der Mutter starr eingespannt ist und die sich von der vorstehend erläuterten Zündkerze dadurch unterscheidet, daß die mittlere Scheibenelektrode, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser, ohne Vermittlung einer sich auch auf die hülsenförmige Massenelektrode abstützenden Isolierscheibe unmittelbar von der den Hohlraum der Massenelektrode ausfüllenden Isoliermasse eingefaßt wird. Auch bei dieser bekannten Ausbildung besteht die Gefahr, daß die Einspannung des Elektrodeneinsatzes in sich durch die wiederholten Wärmedehnungen und Zusammenziehungen beeinträchtigt und hierdurch die Betriebsdauer der Kerze verringert wird. Außerdem besteht bei zu starker Einspannung des Elektrodeneinsatzes die Möglichkeit, daß der Funken zwischen der Mutter und der hülsenförmigen Massenelektrode auf die nicht eingespannte Rückseite des Elektrodeneinsatzes durchschlägt.
• Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Schwierigkeiten beseitigt und eine Verbesserung derartiger Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerzen erreicht werden, durch die insbesondere eine Verlängerung der Betriebsdauer der Kerze herbeigeführt wird. Demgemäß besteht die Erfindung in der Vereinigung folgender Merkmale: a) Der Isolierkörper ist mit seinem Rand in eine Ansenkang der Bohrung der Massenelektrode derart passend eingesetzt, daß ihre äußeren Stirnflächen bündig sind; b) als axiale Andrückkraft dient in an sich bekannter Weise eine nahe dem anschlußseitigen Ende des Stromzuführungsschaftes im kalten Bereich der Kerze angeordnete Federung; c) der Innendurchmesser der hülsenförmigen Massenelektrode ist in an sich bekannter Weise größer als der Außendurchmesser der Mittelelektrode.
• Durch diese Kombination wird gegenüber den bekannten Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerzen mit Elektrodeneinsatz der Vorteil einer besonders zweckmäßigen Anordnung der einzelnen Teile des Elektrodeneinsatzes erreicht, der sich insbesondere in der über den Kerzenkörper hinausragenden Masseelektrodenhülse zeigt, wodurch das zu entzündende Kraftstoff-Luftgemisch ungehindert durch den Kerzenkörper von dem an der Stirnseite des Elektrodeneinsatzes entstehenden Gleitfunken erfaßt werden kann. Die federnde Anordnung der Mittelelektrode unterstützt die günstige Zündwirkung durch einen gleichmäßigen, den Wärmedehnungen folgenden Dichtdruck auf die Isolierscheibe, wodurch die Lebensdauer der Kerze verlängert wird.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen Schnitt durch die Kerze darstellt.
• Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Gleitfunkenzündkerze einen durch eine Porzellanfüllung 8 isolierten metallischen Kerzenkörper 6 sowie einen an dem Kerzenkörper 6 gleichachsig mit diesem befestigten Kegel 9 aus Kunststoff auf. In die Porzellanfüllung 8 und den Kegel 9 ist ein Stahlrohr 10 eingesetzt, das einen mittleren Stromzuführungsschaft 7 umschließt. Dieser ist an seinem zündseitig aus dem Kerzenkörper 6 herausragenden Ende mit einem verbreiterten Kopf versehen, der sich mit seiner hinteren, eben ausgebildeten Ringfläche gegen den Elektrodeneinsatz anlegt. Dieser besteht aus der Mittelelektrode 1, der Masseelektrode 2, der Isolierscheibe 4 und der Isolierfüllung 5. Die Mittelelektrode 1 ist durch eine Scheibe aus hitzebeständigem Metall, z. B. Wolfram oder thoriertem Wolfram gebildet, während die Masseelektrode 2, wie an sich bekannt, aus einer Hülse aus ebenfalls hitzebeständigem Metall besteht. Diese Metallhülse 2 ist mit einem wesentlichen Teil ihrer Länge in den Kerzenkörper 6 eingepaßt und an dem aus dem Kerzenkörper herausragenden Ende mit einer Ansenkung zur Aufnahme der als Lochscheibe ausgebildeten Isolierscheibe 4 versehen. Die Isolierscheibe 4, welche die Funkengleitfläche bildet, ist in die Ausnehmung der Hülse bzw. Masseelektrode 2 bündig eingepaßt. Ihr Durchmesser ist dabei etwas kleiner als der Außendurchmesser der Masseelektrode 2, so daß an dieser ein dünner Rand 3 verbleibt. Zwischen der Masseelektrode 2 und dem mittleren Stromzuführungsschaft 7 ist in an sich bekannter Weise die Isolierfüllung 5 angeordnet, die z. B. aus mit Borsilikat behandeltem Glas besteht und bis zur Höhe der Ausnehmung für die Isolierscheibe 4 reicht, die sich somit teilweise gegen die Isolierfüllung 5 und teilweise gegen das Metall der Masseelektrode 2 abstützt. Das Material der Isolierfüllung 5 kann dadurch eingebracht werden, daß das sie bildende Glas in der Elektrode 2 verdichtet wird, die in einer entsprechenden Vorrichtung gehalten ist. Die Elektroden 1 und 2 brauchen nicht unbedingt genau kreisförmigen Querschnitt zu haben. Dieser Querschnitt kann vielmehr den besonderen Anordnungen der Verbrenungskammer angepaßt sein. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit brauchen die Elektroden ferner nicht aus massivem hitzebeständigem Metall hergestellt zu sein, sondern können durch Auflöten eines dünnen überzuges aus Wolfram auf einen Stahlkörper hergestellt sein. Die Isolierscheibe 4 legt sich genau in ihre in der Masseelektrode 2 angeordnete Ausnehmung ein; die Mittelelektrode hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser der Isolierscheibe 4 ist. Ferner braucht die Isolierscheibe 4 nicht genau die Form eines flachen Hohlzylinders zu haben, sie kann vielmehr eine der Elektrode entsprechende Form haben und die Masseelektrode 2 gegebenenfalls auch ganz ausfüllen und dadurch die Isolierfüllung 5 ersetzen. Die Isolierscheibe 4, auf der die Funken gleiten, besteht vorzugsweise aus einem Material, das bis zu 1000° C hitzebeständig ist, d. h. das bis zu dieser Temperatur erhitzt werden kann, ohne daß es schmilzt oder zerfällt oder sich physikalisch auf irgendeine Art ändert. Beispielsweise kann dieses Material Porzellan, gesintertes Aluminium oder durch Ton agglomeriertes Aluminium usw. sein.
• Vorzugsweise können Isoliermaterialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstante angewendet werden. Die Elektroden werden durch einen konstanten Zwischenraum in der Größenordnung von 0,3 bis 2 mm, je nach der Art des Isoliermaterials, voneinander getrennt.
• Auf das anschlußseitige Ende des mittleren Stromzuführungsschaftes 7 ist ein an sich bekanntes Federdosenpaket 11 aufgesetzt, das die Mittelelektrode 1 über den verbreiterten Kopf des Schaftes 7 in dauernder dichter Anlage an der Isolierscheibe 4 hält. Die Wölbungen zweier aufeinanderfolgender Federdosen sind einander entgegengesetzt, und die Federdosen stützen sich auf das anschlußseitige Ende der Kerze ab. Sie drücken dabei eine Dichtung 12 zusammen, die aus Polytetrachloräthylen bestehen kann; die Federdosen werden durch eine Schraubenmutter 13, die auf den Stromzuführungsschaft 7 aufgeschraubt ist, unter Spannung gehalten.
• Die Gleitfunkenfläche der Isolierscheibe 4 ist emailliert.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Niederspannungs-Gleitfunkenzündkerze für Brennkraftmaschinen, mit einer hitzebeständigen, als hülsenförmiger Hohlkörper ausgebildeten Massenelektrode, welche mit dem wesentlichen Teil ihrer Länge in eine Bohrung des Kerzenkörpers eingepaßt ist und mit dem übrigen Teil ihrer Länge aus dem Kerzenkörper herausragt, sowie einer hitzebeständigen scheibenförmigen Mittelelektrode, welche, mit ihrer äußeren Stirnfläche an dem verbreiterten Kopf eines mittleren Stromzuführungsschaftes anliegend, unter Zwischenschaltung eines Isolierkörpers gegen die Massenelektrode axial angedrückt wird, wobei der Hohlraum zwischen dem Stromzuführungsschaft und der Massenelektrode mit Isoliermasse ausgefüllt ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Der Isolierkörper ist mit seinem Rand in eine Ansenkung der Bohrung der Massenelektrode derart passend eingesetzt, daß ihre äußeren Stirnflächen bündig sind; b) als axiale Andrückkraft dient in an sich bekannter Weise eine nahe dem anschlußseitigen Ende des Stromzuführungsschaftes im kalten Bereich der Kerze angeordnete Federung; c) der Innendurchmesser der hülsenförmigen Massenelektrode ist in an sich bekannter Weise größer als der Außendurchmesser der Mittelelektrode.
2. 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Raum zwischen der Massenelektrode und dem Stromzuführungsschaft ausfüllende Isoliermasse mit dem Isolierkörper aus einem Stück besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 857 705, 885 030, 891340, 891341, 897 633, 898 325, 912161; französische Patentschriften Nr. 1079 272, 1l41062,1141095; österreichische Patentschrift Nr. 175107; britische Patentschriften Nr. 536 460, 713 006, 719 628, 724 016, 724 260, 744 412; USA.-Patentschrift Nr. 2 684 665. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1054 899.