DE2056235C3

DE2056235C3 - Coil ignition system for the operation of internal combustion engines, with pre-spark gaps connected to their high-voltage lines

Info

Publication number: DE2056235C3
Application number: DE19702056235
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl.-Phys. Dr. 7253 Renningen Siegle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Filing date: 1970-11-16
Publication date: 1976-07-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Spulen-Zündanlage zum Betneb von Brennkraftmaschinen, mit in ihre Hoch-The invention relates to a coil ignition system for operating internal combustion engines, with in their high-

iS Spannungsleitungen eingeschalteten Vorfunkenstrekken. die auf einen vorgegebenen, zwischen 8 kV und 30 kV liegenden Zündspannungsmittelwert ansprechen und von denen jede zwischen ihren zerstäubungsarmen Elektroden-Enden einen Abstand von 1 bis 5 mm,iS voltage lines switched on pre-spark gap. which respond to a predetermined mean ignition voltage value between 8 kV and 30 kV and each of which has a distance of 1 to 5 mm between its low-atomization electrode ends,

so vorzugsweise 1,5 bis 3 mm. hat und die sich jeweils in einem geschlossenen Entladungsraum befinden, der mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist das mit den Elektroden chemisch nicht reagiert. Ferner wird ein Verfahren angegeben zur Herstellung von Elektrodenso preferably 1.5 to 3 mm. and which are each in a closed discharge space, which is filled with pressurized gas with the Electrodes do not react chemically. A method for producing electrodes is also specified

»5 für Vorfunkenstrecken für Zündanlagen zum Betrieb von Brennkraftmaschinen.»5 for pre-spark gaps for ignition systems for operation of internal combustion engines.

Bei Spulen-Zündanlagen für Brennkraftmaschinen ist die Wirkungsweise von Funkenstrecken, welche in die Hochspannungsleitungen unmittelbar vor den Zündkerzen oder auch in die Zündkerzen selbst eingebaut sind, seit langem bekannt.In coil ignition systems for internal combustion engines, the mode of action of spark gaps, which in the High-voltage cables are installed directly in front of the spark plugs or in the spark plugs themselves, known for a long time.

Bei den in der Regel verwendeten Spulen-Zündanlagen steigt die Spannung an den Zündkerzen nur relativ langsam an. bis die Zündspannung an den Kerzenelektroden erreicht ist. Ist die Kerze verschmutzt d. h. hat sich der Keramikkörper, der die Elektroden der Kerze elektrisch voneinander isoliert, beispielsweise mit einer Schicht aus Ruß- und Bleirückständen überzogen oder ist er naß oder verölt so fließt über den dann vorhandenen elektrischen Nebenschluß zu den Zündkerzenelektroden während des Spannungsanstiegs so viel Energie ab. daß die benötigte Zündspannung nicht mehr erreicht wird.
Geeignete Ausbildung des Brennraums im Motor, gute Gemischaufbereitung und richtige Kerzenauswahl können zwar in vielen Motoren die Verschmutzungsgefahr der Kerzen und damit die Gefahr der Zündaussetzer vermindern, bei Zweitakt-, Rotationskolben- und Hochleistungsmotoren ist die Entstehung von Nebenschlußwiderständen jedoch nicht mit Sicherheit auszuschließen. In the coil ignition systems that are usually used, the voltage at the spark plugs only increases relatively slowly. until the ignition voltage is reached on the spark plug electrodes. If the candle is dirty, i.e. if the ceramic body, which electrically insulates the electrodes of the candle from each other, is covered with a layer of soot and lead residues, or if it is wet or oily, then the electrical shunt to the spark plug electrodes then flows during the voltage rise a lot of energy. that the required ignition voltage is no longer achieved.
A suitable design of the combustion chamber in the engine, good mixture preparation and the correct choice of spark plugs can reduce the risk of contamination of the plugs and thus the risk of misfiring in many engines, but the formation of shunt resistances cannot be ruled out with certainty in two-stroke, rotary piston and high-performance engines.

Durch den binbau von Vortunkenstrecken vor die Zündkerzen kann die Nebenschlußempfindlichkeit von Spulen-Zündanlagen erheblich verringert werden, wennBy building pre-dunk sections in front of the Spark plugs can significantly reduce the shunt sensitivity of coil ignition systems, if

S5 die Zündspannung der Vorfunkenstrecke genügend hoch gehalten und nach dem Durchschlag nahezu voll an die Kerzenelektroden gelegt wird.S5 the ignition voltage of the pre-spark gap is kept high enough and is almost full after the breakdown is placed on the candle electrodes.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt für den Einbau in Spulen-Zündanlagen geeignete preisgünstige VuifuiikciiMi ecken herzustellen, uit: <t!s getrennte Bauelemente in Kerzensteckern auf die Zündkerzen aufgesteckt oder in die Bohrung der Kerzensteine eingebaut werden können. Bekannt sind insbesondere Zündkerzen mit eingebauten Vorfunkenstrecken, deren Gasraum durch eine Bohrung im Anschlußbolzen oder im Gehäuse mit der Außenluft in Verbindung steht (»belüftete Funkenstrecken«). Die elektrischen Daten derartiger Vorfunkenstrecken sind aber über die There has therefore been no lack of attempts to produce inexpensive VuifuiikciiMi corners suitable for installation in coil ignition systems, which means that separate components can be plugged into spark plugs in spark plugs or built into the bores of the spark plugs. In particular, spark plugs with built-in pre-spark gaps are known, the gas space of which communicates with the outside air through a hole in the connecting bolt or in the housing ("ventilated spark gaps"). The electrical data of such pre-spark gaps are, however, about the

2020th

Lebensdauer der Zündkerze hinweg nicht unabhängig von der Zündfolgefrequenz, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit Sie zeigen vielmehr nach Inbetriebnahme durch die Entstehung von Siickouiden eine zunächst mit der Funkenzahl ansteigende Zündspan tnjag und durch Bildung von Kondenswasser im Ent'.adungsraum einen Abfall der Zündspannung auf wirkungslos (deine Werte (< SkV).Life of the spark plug of time not show rather by commissioning the development of Siickouiden tnjag regardless of the Zündfolgefrequenz, the temperature and the humidity, an initially rising with the radio number Zündspan and by formation of condensation Ent'.adungsraum a drop in the ignition voltage on ineffective ( your values (<SkV).

Neben den sogenannten »belüfteten Funkenstrekken« sind auch bereits Vorfunkenstrecken in geschlossenen Entladungsräumen bekannt: ihr Entladungsrau.n ist dabei evakuiert oder mit einem Gas gefüllt (Argon, Neon. Helium. Sauerstoff. Stickstoff). Sie weiten jedoch aüe eine Reihe von runkuoneilen Nachteilen auf. die einzeln oder in Kombination eine verbreitete Anwendung von Vorfunkenstrecken vereitelten:In addition to the so-called “ventilated spark gaps”, pre-spark gaps are also already in closed ones Discharge rooms known: their discharge room is evacuated or filled with a gas (argon, neon, helium, oxygen, nitrogen). However, they widen It has a number of uncomfortable disadvantages. the individually or in combination prevented the widespread use of pre-spark gaps:

1. Der Zündspannungsmittelwert ist nicht hinreichend stabil und/oder zu frequenzabhängig.1. The ignition voltage mean value is not sufficiently stable and / or too frequency-dependent.

2. Die Entladung wird durch Folgefunken energiearm.2. The discharge is low in energy due to secondary sparks.

3. Ein sicheres Zünden magerer Kraftstoff-Luft-Gemische ist nicht gewährleistet3. Reliable ignition of lean fuel-air mixtures is not guaranteed

4. Die Lebensdauer ist nicht groß genug.4. The service life is not long enough.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Spulen-Zündanlage für Brennkraftmaschinen zu entwickeln, deren Vorfunkenstrecke die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, von geeigneter kleiner Baugröße ist und sich wirtschaftlich in einer Massenfertigung herstellen läßtThe invention is on the other hand, the task based on developing a coil ignition system for internal combustion engines whose pre-spark gap the does not have the aforementioned disadvantages, is of a suitable small size and is economical in one Can be mass-produced

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß das Gas im Entladungsraum der Vorfunkenstrecke aus Stickstoff mit einer Reinheit von mindestens 98% und/oder Argon mit einer Reinheit von mindestens 99% besteht und weniger als 5 · 10 -^} % Verunreinigungen wie Wasser. Sauerstoff und Halogene enthält, daß ferner dieses Gas unter einem Druck von I bis 10 at. vorzugsweise von 2 bis 5 at, steht und daß schließlich mindestens eine der Elektroden der Vorfunkenstrecke im Bereich des Funkenüberschlags zu mehr als 90 Gewichtsprozent aus einem Nitrid eines der Metalle Al, Ce. Hf, La. Nb. Ta, Ti, V und Zr oder aus einer Mischung von Nitriden dieser Metalle mit einem Oxid- oder Oxinitridgehalt besteht der einem Sauerstoffgehalt von weniger als 25 Atomprozent der Verbindung entspricht.This object is achieved according to the invention in that the gas in the discharge space of the pre-spark gap consists of nitrogen with a purity of at least 98% and / or argon with a purity of at least 99% and less than 5 · 10 - ^} % impurities such as water. Oxygen and halogens, that this gas is also under a pressure of 1 to 10 at., Preferably 2 to 5 at, and that finally at least one of the electrodes of the pre-spark gap in the area of the sparkover to more than 90 percent by weight of a nitride of one of the metals Al, Ce. Hf, La. Nb. Ta, Ti, V and Zr or a mixture of nitrides of these metals with an oxide or oxynitride content that corresponds to an oxygen content of less than 25 atomic percent of the compound.

Die Überschläge an diesen Vorfunkenstrecke haben einen steilen Spannungsanstieg zur Folge, der bewirkt, daß die Zündenergie nicht Ober etwaige Nebenschlußwiderstände abfließt sondern vollständig zum Überschlag an den Zündkerzen führtThe flashovers at this pre-spark gap result in a steep increase in voltage, which causes that the ignition energy does not flow through any shunt resistances but completely to the flashover leads to the spark plugs

Bei Wahl eines oben beschriebenen Füllgases liefern sie eine folgefunkenfreie Nachentladung von 0,2 bis 1 ms Dauer, die ohne Einlaufzeit und unabhängig von dci Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Funkenfolgefrequenz mindestens während der Lebendauer einer Zündkerze aufrechterhalten bleibt, und zwar bei äußeren Abmessungen, die den Einbau der Vorfunkenstrecken in Zündkerzenstecker oder in eine Bohrung der Zündkerzensteine gestatten.If one of the filling gases described above is selected, they deliver a subsequent spark-free post-discharge of 0.2 to 1 ms duration, without running-in time and independent of the ambient temperature, humidity and the spark repetition frequency is maintained for at least the life of a spark plug, namely with external dimensions, the installation of the pre-spark gaps in spark plug connector or in a Allow the spark plug blocks to be drilled.

Als Füllgas für die in der Regel in Glasriihrchen eingeschmolzenen Vorfunkenstrecken hat sich Stick stoff mit einem Reinheitsgrad von mindestens 98% besonders bewährt Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, dem Stickstoff bis zu 10%. vorzugsweise 0,5 bis 2% Wasserstoff zuzusetzen. Dies empfiehlt sich z. B. dann, wenn der Innendurchmesser des Gasraurnes der Vorfunkenstrecke kleiner als 5 mm iüt. Durch die Wasserstoffbeinnengung wird in diesem Fall die Frequenzunabhängigkeit der Nachentlndung bis zu Frequenzen von 150Hz trotz der kleinen Innendurchmesser der Gasräume aufrechterhalten.Stick substance with a purity of at least 98% especially proven Under certain circumstances it can be useful to add up to 10% of the nitrogen. preferably 0.5 to add up to 2% hydrogen. This is recommended e.g. B. when the inner diameter of the gas space Spark gap smaller than 5 mm iüt. In this case, the hydrogenation makes the Post-ignition frequency independence up to frequencies of 150Hz despite the small inner diameter of the gas spaces maintained.

Andererseits wird aber durch Erhöhung des Wasserstoffzusatzes auf mehr als 10% die Spannung der Nachentladung erhöht und dadurch die Dauer der Nachentladung bei gleichzeitiger Erhöhung der Absiäubrate verkürzt, weil in diesem Fall bereits ein wesentlicher Teil des loneristromcs von Wasicrstufiioncn und nicht mehr von Stickstoffionen getragen wird.On the other hand, however, by increasing the addition of hydrogen the voltage of the post-discharge increases to more than 10% and thereby the duration of the Secondary discharge is shortened while increasing the suction rate, because in this case already a essential part of the loneristromcs of Wasicrstufiioncn and is no longer carried by nitrogen ions.

Bei Zündspannung unter 12 000VoIt können die Gasräume der Vorfunkenstrecken anstatt mit Stickstoff auch mit Argon mit einem Reinheitsgrad von 99% oder mit Mischungen aus Argon und Stickstoff und gegebenenfalls einem Zusatz von bii zu iö%. vor^ugs weise 0.5 bis 2% Wasserstoff oder Edelgasen gefüllt sein.If the ignition voltage is below 12,000 volts, the gas spaces of the pre-spark gaps can also be filled with argon with a purity of 99% or with mixtures of argon and nitrogen and possibly an addition of up to 10% instead of nitrogen. preferably 0.5 to 2% hydrogen or noble gases must be filled.

Welches der genannten Gase auch immer als Füllgas verwendet wird, seine Verunreinigungen (H2O, O2 und Halogen) müssen in jedem Fall unter 5- ΙΟ-³ % liegen, da sie zu einem Anstieg der Brennspannung der Nachentladung, zur Entstehung von Folgefunken bei der Nachentladung und zur Bildung eines Belags auf der Wand des die Elektroden der yorfunkenstrecken umgebenden Röhrchens durch Verstäubung des Elcktrodenmateriais führen.Whichever of the gases mentioned is used as the filling gas, its impurities (H2O, O2 and halogen) must in any case be below 5- ΙΟ- ³ %, as they lead to an increase in the voltage of the post-discharge and to the development of secondary sparks during post-discharge and lead to the formation of a deposit on the wall of the tube surrounding the electrodes of the spark gaps by dusting the electrode material.

Je nach Anwendungsfall liegt der Druck des Füllgases zwischen I und 10 at vorzugsweise zwischen 2 und 5 at.Depending on the application, the pressure of the filling gas is between 1 and 10 at, preferably between 2 and 5 at.

Wie bereits erwähnt wurde, betragen die Abslände zwischen den freien Enden der Elektroden der Vorfunkenstrecken 1 bis 5 mm und vorzugsweise 1.5 bis 3 mm, um die Spannung der Nachentladung möglichst niedrig zu halten, d. h. auf Werten von weniger als '/4 der Zündspannung, vorzugsweise weniger als '/io der Zündspannung der Vorfunkenstrecken. Die Elektroden können dabei im wesentlichen stift- oder nagelkopfförmig ausgebildet sein, damit sie auch in enge Gasräume noch leicht eingebaut werden können. Der Stiftdurchmesser beläuft sich auf etwa 2 mm, der Durchmesser des Nagelkopfes auf bis zu 5 mm. Bei Gasräumen mit größerem Innendurchmesser können die Elektroden auch platten- oder topfförmig ausgebildet sein.As already mentioned, the land areas are between the free ends of the electrodes of the pre-spark gaps 1 to 5 mm and preferably 1.5 to 3 mm in order to keep the voltage of the post-discharge as low as possible, i.e. H. to values less than '/ 4 the ignition voltage, preferably less than 1/10 of the ignition voltage of the pre-spark gaps. The electrodes can be designed essentially in the shape of a pin or nail head so that they can also be used in narrow gas spaces can still be easily installed. The pin diameter is about 2 mm, the diameter of the Nail head up to 5 mm. In the case of gas spaces with a larger internal diameter, the electrodes also be plate-shaped or pot-shaped.

Als Werkstoffe für die Elektroden dienen erfindungsgemäß die zerstäubungsarmen Nitride der Metalle Al, Ce, Hf, La, Nb, Ta, Ti, V und Zr oder Mischungen von Nitriden dieser Metalle mit einem Oxid- oder Oxidnitridgehalt der einem Sauerstoffgehalt von weniger als 25 Atomprozent der Verbindung entspricht. Als besonders brauchbar haben sich Elektroden für die Vorfunkenstrecken erwiesen, die im Bereich des Funkenüberschlags mindestens 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 99 Gewichtsporzent Zirkonnitrid enthalten. According to the invention, the materials used for the electrodes the low-atomization nitrides of the metals Al, Ce, Hf, La, Nb, Ta, Ti, V and Zr or mixtures of Nitrides of these metals with an oxide or oxide nitride content of an oxygen content of corresponds to less than 25 atomic percent of the compound. Electrodes have proven to be particularly useful for Pre-spark gaps have been proven to be at least 90 percent by weight in the area of the sparkover, preferably contain 99 percent by weight of zirconium nitride.

Bei der Herstellung der Elektroden wird i. B. auf einen Elektrodengrundkörper aus Wolfram oder aus einem anderen geeigneten Metall eines der Metalle Al, Ce, Hf, La, Nb. Ta, Ti, V oder Zr oder eine Mischung aus mehreren dieser Metalle aufgebracht und mindestens oberflächlich in einer Stickstoff- oder Ammoniakatmosphäre in ein Nitrid des betreffenden Metalls verwandelt. During the manufacture of the electrodes i. B. on an electrode body made of tungsten or another suitable metal of one of the metals Al, Ce, Hf, La, Nb. Ta, Ti, V or Zr or a mixture of several of these metals is applied and at least superficially converted into a nitride of the metal in question in a nitrogen or ammonia atmosphere.

Andere Möglichkeiten bestehen darin, die Nitride auf die Elektrodenkörper durch Plasmaspitzen oder durch Abscheidung aus der Gasphase unmittelbar aufzutragen. Other possibilities are to apply the nitrides to the electrode body through plasma tips or through Deposition from the gas phase to be applied immediately.

Besonders geeignet sind auch Elektroden, die Nitride zu mindestens 90 Gewichtsprozent in gesinterter Form enthalten, mit der Maßgabe, daß der Durchmesser der Sinterteilchen auf der Elektrodenoberfläche kleiner ist als der Durchmesser der ZündfnnWpn an ihrenElectrodes that contain at least 90 percent by weight of nitrides in sintered form are also particularly suitable included, with the proviso that the diameter of the sintered particles on the electrode surface is smaller than the diameter of the ZündfnnWpn at their

zu obto whether

Fußpunkten.Base points.

Durch die Kombination der in der erfindungsgcmiißen Vorfunkenstrecke angewendeten Merkmale ist es möglich geworden, eine Vorfunkenstrecke zu schaffen. die die gestellten Anforderungen bei einer Spulen-Zündanlage vollständig erfüllt.Due to the combination of the features used in the pre-spark gap according to the invention, it is has become possible to create a pre-spark gap. which meet the requirements of a coil ignition system completely fulfilled.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely shows

Fig. 1 eine Vorfunkenstrecke mit in ein Glasröhrchen eingeschmolzenen Elektroden in vergrößertem Maßstab,1 shows an enlarged pre-spark gap with electrodes melted into a glass tube Scale,

F i g. 2 einen Zündkerzenstecker mit eingebauter Vorfunkenstrecke und Entstörwiderstand im Schnitt undF i g. 2 a section of a spark plug connector with built-in pre-spark gap and interference suppression resistor and

Fig.3 eine Zündkerze mit in eine Bohrung im Zündkerzenstein eingebauter Vorfunkenstrecke ebenfalls im Schnitt.3 also shows a spark plug with a pre-spark gap built into a hole in the spark plug brick on average.

Die Elektroden einer Vorfunkenstrecke nach F i g. 1 sind in ein Glasröhrchen 10 mit einem Außendurchmesser von 4,5 mm und mit einer Länge von 20 mm eingeschmolzen. Die Elektroden bestehen aus je einem Grundkörper aus Wolframdraht 11, der durch die Glasröhrchenwand nach außen geführt ist. Innerhalb des Glasröhrchens 10 sind auf die freien Enden der Wolframdrähte 11 im Bereich des Funkenüberschlags Überzüge 12 aus 99 Gewichtsprozent Zirkonnitrid durch Plasmaspritzen aufgebracht, wobei der Sauerstoffgehalt des Nitrids nach dem Aufspritzen weniger als 25 Atomprozent der Verbindung beträgt. Der Abstand zwischen den freien Enden der Zirkonnitrid-Elektroden 12 beträgt 2 mm, die Gasfüllung des Röhrchens besteht aus 98% Stickstoff und 2% Wasserstoff, die unter einem Druck von 4 at stehen.The electrodes of a pre-spark gap according to FIG. 1 are in a glass tube 10 with an outer diameter of 4.5 mm and a length of 20 mm melted down. The electrodes each consist of one Base body made of tungsten wire 11, which is led through the glass tube wall to the outside. Inside of the glass tube 10 are on the free ends of the tungsten wires 11 in the area of the sparkover Coatings 12 made of 99 percent by weight zirconium nitride are applied by plasma spraying, the oxygen content of the nitride after spraying is less than 25 atomic percent of the compound. the Distance between the free ends of the zirconium nitride electrodes 12 is 2 mm, the gas filling of the The tube consists of 98% nitrogen and 2% hydrogen, which are under a pressure of 4 at.

Der in Fig.2 im Schnitt gezeichnete Zündkerzen-Kabelanschlußstecker besieht im wesentlichen aus einem Isolierkörper 15, der von einem Metallmantel 16 umgeben ist. Innerhalb des Isolierkörpers 15 befindet sich ein Kontaktstück 17 mit einer Klemmfeder 18. An das Kontaktstück 17 schließt sich eine Vorfunkenstrekke 19 gemäß F i g. 1 an, die ihrerseits in einer Schutzhülle 20 aus einem dünnen Silikonschlauchabschnitt sitzt Im Anschluß an die Vorfunkenstrecke 19 befindet sich im Isolierstoffteil 15 des Steckers noch ein 1000-Ohm- Entstörwiderstand 21 und eine Schraubstechspitze 22, gegen welche der Widerstand 21 durch eine Schraubenfeder 23 abgestützt ist, die zugleich auch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Schraubstechspitze 22 und dem Widerstand 21 herstellt Die Teile J 7 bis 23 — mit Ausnahme der Klemmfeder 18 — sind vom Kunststoffteil 15 des Steckers umpreßt.The spark plug cable connector shown in section in FIG consists essentially of an insulating body 15, which is surrounded by a metal jacket 16 is surrounded. A contact piece 17 with a clamping spring 18 is located within the insulating body 15 the contact piece 17 closes a pre-spark gap 19 according to FIG. 1, in turn, in a Protective cover 20 made from a thin silicone hose section is seated in connection with pre-spark gap 19 there is also a 1000-ohm interference suppression resistor 21 and a screw-in tip in the insulating material part 15 of the plug 22, against which the resistor 21 is supported by a helical spring 23, which at the same time also creates an electrically conductive connection between the screw-in tip 22 and the resistor 21 The parts J 7 to 23 - with the exception of the clamping spring 18 - are pressed around by the plastic part 15 of the connector.

Die in F i g. 3 im Schnitt gezeichnete Zündkerze besteht aus einem Kerzengehäuse 25 mit Eiinschraubgewinde 26, Masseelektrode 27 und mit einer Kupferasbestdichtung 28 und außerdem aus einem KerzensteinThe in F i g. 3 spark plug drawn in section consists of a spark plug housing 25 with a screw-in thread 26, ground electrode 27 and with a copper asbestos seal 28 and also made of a candle stone

29 mit einer Bohrung von 5 mm Durchmesser. In den unteren Bereich dieser Bohrung ist eine Mittelelektrode29 with a bore of 5 mm in diameter. In the lower part of this hole is a center electrode

30 aus Nickel und ein Druckbolzen 31 aus Stahl mit Hilfe eines elektrisch leitenden Glasschmelzflusse«; 32 eingekittet. An dem Druckbolzen 31 ist eine Vorfunkenstrekke 33 abgestützt, die mit einer Anschlußelektrode 33' in eine Bohrung im Druckbolzen 31 eingreift und mit einer Anschlußelektrode 33" in einer Vertiefung eines unter dem Druck einer Feder 34 stehenden Tellers 35 aufsitzt. Das der Vorfunkenstrecke 33 abgewandte Ende der Feder 34 ist gegen ein in den Kerzenstein 29 eingekittetes Schraubstück 36 mit einem Anschlußbolzen 36' und einer Anschlußmutter 37 abgestützt30 made of nickel and a pressure pin 31 made of steel with the aid of an electrically conductive glass melt flow "; 32 cemented. On the pressure bolt 31 a Vorfunkenstrekke 33 is supported, which with a connection electrode 33 'in a hole in the pressure bolt 31 engages and with a connection electrode 33 "in a recess of a below the pressure of a spring 34 standing plate 35 is seated. The end of the pre-spark gap 33 facing away from Spring 34 is against a screw piece 36 cemented into the plug block 29 with a connecting bolt 36 'and a connecting nut 37 supported

Die Vorfunkenstrecke 33 im Zündkerzenstein 29 ist genauso aufgebaut wie die Vorfunkenslirecken nach F i g. 1 und 2. Dies gilt sowohl hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen als auch hinsichtlich ihres inneren Aufbaus, d. h. hinsichtlich ihres Elektrodenwerkstoffs und ihres Elektrodenabstands, der in der Funkenstrecke herrschenden Druckverhältnisse und der Zusammenset zung des Gases bzw. Gasgemisches im Innern des Glasröhrchens, in welches die Vorfunkenstrecke eingebaut ist.The preliminary spark gap 33 in the spark plug block 29 is constructed in the same way as the preliminary spark gap F i g. 1 and 2. This applies both to their external dimensions and to their internal dimensions Construction, d. H. with regard to their electrode material and their electrode spacing in the spark gap The prevailing pressure conditions and the composition of the gas or gas mixture inside the Glass tube in which the pre-spark gap is built.

Anstatt der Verwendung von in ein Glasröhrchen eingebauten Vorfunkenstrecken, die zum Einbau in eine Bohrung in einem Zündkerzenstein bestimmt sind, kann auch eine Vorfunkenstrecke in einen Kerzenstein eingebaut werden, dessen Bohrung selbst den Gasraum der Vorfunkenstrecke bildet Die Mittelelektrode der Kerze und ihr Anschlußbolzen können dabei nach bekannten Verfahren mit Hilfe eines Glasschmelzflusses vakuumdicht in den Kerzenstein eingekittet oder eingelötet sein.Instead of using pre-spark gaps built into a glass tube, which can be built into a A hole in a spark plug brick can also be a pre-spark gap in a spark plug brick The center electrode of the Candle and its connecting bolt can be made by known methods with the aid of a glass melt flow vacuum-tight cemented or soldered into the candle stone.

Die Herstellung derartiger Zündkerzen ist aber schwierig und teurer als diejenige von normalen Zündkerzen mit einer zur Aufnahme einer in sich geschlossenen Vorfunkenstrecke, die in die Bohrung des Zündkerzensteins einzubauen istThe production of such spark plugs is difficult and more expensive than that of normal ones Spark plugs with a self-contained pre-spark gap that is inserted into the bore of the Spark plug block is to be installed

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

! Spice ignition system sun operation of internal combustion engines, with pre-spark gaps connected to their high-voltage lines, which respond to a predetermined ZSadspsnnungsmitteSwert lying between 8 and 3OkV and each of which has a distance of! up to 5 mm. preferably 14 to 1 mm. and which are each located in a closed discharge space that is filled with pressurized gas that does not chemically react with the electrodes, characterized by the combination of the following features:

a) The gas in the cargo hold consists of nitrogen with a purity of at least 98% and / or argon with a purity of at least 99% and contains less than 5 10 " ³ % impurities such as water. Oxygen and halogens;

b) the gas in the discharge space is under a pressure of 1 to 10 au, preferably 2 to 5 at;

c) at least one of the electrodes of the pre-spark gap consists of more than 90 percent by weight in the area of the sparkover a nitride of one of the metals Al, Ce. Hf, La, Nb. Ta, Ti. V and Zr or from a mixture of nitrides of these metals with an oxide or Oxynitride content, which has an oxygen content of less than 25 atomic percent of the Connection corresponds.

2. Ignition system according to claim I, characterized in that the gas in the discharge space up to 10%, preferably 0.5 to 2%. of hydrogen and / or of noble gas are added.

3. Ignition system according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the electrodes the pre-spark gap in the area of the sparkover at least 90 percent by weight, preferably Contains 99 percent by weight of zirconium nitride.

4. Process for the production of electrodes for pre-spark gaps for ignition systems for operation of internal combustion engine !; according to any one of claims 1 to 3, characterized in that on one Electrode base Al, Ce. Hf, La, Nb, Ta.Ti, V. Zr or mixtures of these metals applied or inserted into it and at least on their Surface can be transformed into nitrides of the metals mentioned.

5. A method for producing electrodes for pre-spark gaps for ignition systems for operating internal combustion engines according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a nitride of the metals Al, Ce, Hf, La, Nb, Ta, Ti, V, Zr on an electrode base or mixtures of nitrides of these metals uiiiiuuc'iuai applied by plasma spraying.

6. Process for the production of electrodes for pre-spark gaps for ignition systems of internal combustion engines according to one of claims 1 to 3, characterized in that the nitrides on one Electrode base body, preferably in the area of the sparkover, by deposition from the Gas phase are applied.

7. Ignition system with pre-spark gaps whose

Electrodes are produced according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least one of the electrodes nitrides to minde-meme <H) percent by weight in sintered form contains with the proviso that the diameter of the sintered particles on the electrode surface is smaller im than the diameter of the ignition sparks at their base points