DE2302640A1 - SPARK PLUG - Google Patents
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/48—Sparking plugs having means for rendering sparks visible
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
to.to.
!:«.■.';,",;«., ^!gegangen mw.l· 7^> 19·Januar 1973 !: «. ■. ';,",; «., ^! Gone mw. L · 7 ^> 19 · January 1973
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Gunson's Colorplugs Limited, London / EnglandGunson's Colorplugs Limited, London / England
Zündkerzespark plug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze mit einem rohrförmigen Metallgehäuse,von dem ein Teil mit einer Gehäuseelektrode versehen ist oder diese bildet ,und in dem eine Mittelelektrode befestigt ist, die mit Abstand von dem Metallgehäuse angeordnet ist und sich in Axialrichtung dieses Metallgehäuses erstreckt, wobei die Mittelelektrode von der Gehäuseelektrode durch eine Funkenstrecke getrennt ist.The invention relates to a spark plug having a tubular Metal housing, part of which has a housing electrode is provided or forms this, and in which a center electrode is attached, which is spaced from the metal housing is arranged and extends in the axial direction of this metal housing, the center electrode from the housing electrode is separated by a spark gap.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine vergrößerte mechanische Festigkeit und verbesserte Betriebseigenschaften aufweist.The invention is based on the object of creating a spark plug of the type mentioned at the outset which has an enlarged mechanical Has strength and improved operating properties.
Eine erfindungsgemäße Zündkerze umfaßt ein rohrförmiges Metallgehäuse ,van dem ein Teil mit einer Gehäuseelektrode versehen ist oder diese darstellt,und in dem eine Mittelelektrode befestigt ist, die mit Abstand von dem Metallgehäuse angeordnet ist und sich in Axialrichtung dieses Metallgehäuses erstreckt, wobei die Mittelelektrode von der Gehäuseelektrode durch eine Funkenstrecke ge-A spark plug according to the invention comprises a tubular metal housing one part of which is provided with or represents a housing electrode and in which a center electrode is attached, which is arranged at a distance from the metal housing and extends in the axial direction of this metal housing, wherein the center electrode from the housing electrode through a spark gap
''S t'' S t
trennt 4&Ά/und einen ringförmigen durchscheinenden Isolator, der in dem Gehäuse befestigt und gegenüber diesem abgedichtet istseparates 4 & Ά / and an annular translucent insulator which is fixed in the housing and sealed against it
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und der von dem Gehäuse auf Kompression belastet ist, wobei sich die Mittelelektrode durch den Isolator hindurcherstreckt und gegenüber diesem abgedichtet ist jund wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses über einen vorgegebenen Temperaturbereich wesentlich größer ist als der des Isolators..and which is loaded in compression by the housing with the center electrode extending through the insulator, and is sealed against this jund where the coefficient of thermal expansion of the housing is significantly greater than that of the isolator over a given temperature range.
Die vorstehend verwendete Bezeichnung "durchscheinender Isolator" soll auch durchsichtige Isolatoren einschließen. Derartige durchsichtige Isolatoren sind die bevorzugten Isolatoren.The term "translucent insulator" used above is intended to include clear insulators. Such clear insulators are the preferred insulators.
Die Mittelelektrode kann sich durch das Innere eines hohlen zylindrischen Isolators hindurcherstrecken und gegenüber diesem abgedichtet sein und der hohle zylindrische Isolator ist seinerseits in dem durchscheinenden Isolator befestigt und gegenüber diesem abgedichtet, wobei sich der hohfe zylindrische Isolator nach außen aus dem durchscheinenden Isolator heraus erstreckt .The center electrode may extend through and across from the interior of a hollow cylindrical insulator be sealed and the hollow cylindrical insulator is in turn fixed in the translucent insulator and sealed against it, the hollow cylindrical insulator extends outwardly from the translucent insulator.
Der hohle zylindrische Isolator kann aus Keramikmaterial bestehen. Der hohle zylindrische Isolator kann an der Mittelelektrode mit Hilfe eines Glasteils befestigt sein.The hollow cylindrical insulator can be made of ceramic material. The hollow cylindrical insulator can be attached to the center electrode by means of a piece of glass.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient des durchscheinenden Isolators ist vorzugsweise über den vorgegebenen Temperaturbereich gleich dem Ausdehnungskoeffizienten der Mittelelektrode.The coefficient of thermal expansion of the translucent insulator is preferably equal to the expansion coefficient of the center electrode over the specified temperature range.
Der durchscheinende Isolator ist vorzugsweise eine durch" sichtige Glasscheibe. Weiterhin erstreckt sich das Gehäuse vorzugsweise in Axialrichtung über die entgegengesetzten Stirnflächen der Scheibe hinaus.The translucent insulator is preferably one by " visible glass pane. Furthermore, the housing preferably extends in the axial direction over the opposite end faces the disc.
Das Gehäuse kann eine einstöckige Konstruktion sein. Alternativ kann der Teil des Gehäuses, der mit der Gehäuseelektrode ausgebildet oder versehen ist, lösbar mit dem Teil des GehäusesThe housing can be a one-story construction. Alternatively may be the part of the housing that is formed with the housing electrode or is provided releasably with the part of the housing
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verbunden sein, der mit dem Isolator versehen ist. Im letzteren Fall kann der mit der Gehäuseelektrode versehene Teil des Gehäuses in den anderen Teil eingeschraubt sein und kann eine nichtzylindrische innere Oberfläche für den Eingriff eines Werkzeuges aufweisen.be connected, which is provided with the insulator. In the latter case, the part of the housing provided with the housing electrode be screwed into the other part and may have a non-cylindrical inner surface for the engagement of a Have tool.
»
Das Gehäuse kann mit einer Gehäuseelektrode versehen sein, die mit diesem Gehäuse nicht einstückig ausgebildet ist und die sich
in Radialrichtung in das Innere des Gehäuses erstreckt.»
The housing can be provided with a housing electrode which is not formed in one piece with this housing and which extends in the radial direction into the interior of the housing.
Alternativ kann die Gehäuseelektrode einstjßckig mit dem Gehäuse ausgebildet sein und die Mittelelektrode weist einen sich in Radialrichtung erstreckenden Endteil auf, der von der Gehäuseelektrode durch die Funkenstrecke getrennt ist.Alternatively, the housing electrode can be integral with the housing be formed and the center electrode has a radially extending end portion from the housing electrode is separated by the spark gap.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements and developments of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 Eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Zündkerze, das ein einstöckiges Gehäuse aufweist.Fig. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a spark plug having a Has one-story housing.
Fig. 2 Eine Draufsicht auf die Ausfuhrungsform der Zündkerze nach Fig. 1.'Fig. 2 is a plan view of the embodiment of Spark plug according to Fig. 1. '
Fig. 3 Eine Querschnittsansicht eines Teils eines3 is a cross-sectional view of part of a
zweiten Ausführungsbeispiels der Zündkerze,second embodiment of the spark plug,
s
das ein zweistöckiges Gehäuse aufweist. s
which has a two-story housing.
Fig. ij Eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Teils.FIG. Ij is a plan view of the part shown in FIG.
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Pig. 5 Eine Querschnittsansicht des anderen Teils des zweiten Ausführungsbeispiels.Pig. Fig. 5 A cross-sectional view of the other part of the second embodiment.
Fig. 6 Eine Draufsicht dieses anderen Teils.Figure 6 is a plan view of this other part.
Pig. 7 Querschnittsansichten von dritten und vierten und 8 Ausführungsbeispielen der Zündkerze.Pig. 7 cross-sectional views of third and fourth and 8 exemplary embodiments of the spark plug.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zündkerze umfaßt ein rohrförmiges Metallgehäuse 10 mit einem ein Außengewinde aufweisenden zylindrischen Teil 11, der in ein Gewindeloch im Block eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors einschraubbar ist. Teil 11 ist mit einer nichteinstöckigen Gehäuseelektrode 12 versehen, die sich in Radialrichtung in das Innere des Gehäuses erstreckt.The spark plug shown in Figures 1 and 2 comprises a tubular metal housing 10 with an external thread cylindrical part 11 which can be screwed into a threaded hole in the block of an internal combustion engine (not shown) is. Part 11 is with a non-single tier case electrode 12 provided, which extends in the radial direction into the interior of the housing.
Eine Mittelelektrode 13 ist in dem Gehäuse 10 mit Abstand befestigt und erstreckt sich in Axialrichtung dieses Gehäuses. Die Mittelelektrode 13 und die Gehäuseelektrode 12 sind voneinander durch eine Funkenstrecke 14 getrennt.A center electrode 13 is fixed in the housing 10 at a distance and extends in the axial direction of this housing. The center electrode 13 and the case electrode 12 are from each other separated by a spark gap 14.
Das Gehäuse 10 weist an ihrem von dem inneren des Motors entfernten Ende einen sechseckförmigen Teil 15 auf, in dem eine ringförmige durchsichtige Glas-Isolatorscheibe 16 abgedichtet befestigt ist. Die Mittelelektrode 13 erstreckt sich in der Mitte durch die Isolatorscheibe 16 und ist gegenüber dieser abgedichtet. The housing 10 has at its remote from the interior of the engine End of a hexagonal part 15, in which an annular transparent glass insulator disk 16 is sealed is attached. The center electrode 13 extends in the middle through the insulator disk 16 and is sealed off from the latter.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses 10 ist über den gesamten Betriebstemperaturbereich im wesentlichen größer als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolatorscheibe 16, während der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolatorscheibe 16 im wesentlichen gleich dem der Mittelelektrode 13 über diesem Betriebstemperaturbereich ist. Beispielsweise kann der thermischeThe coefficient of thermal expansion of the housing 10 is substantially greater over the entire operating temperature range as the coefficient of thermal expansion of the insulator disk 16, while the coefficient of thermal expansion of the insulator disk 16 is substantially the same as that of the center electrode 13 over this operating temperature range. For example, the thermal
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Ausdehnungskoeffizient α des Gehäuses 10 im Bereich von 130 bis 160 χ 10 '/0C liegen, während der thermische Ausdehnungskoeffizient von sowohl der Isolatorscheibe als auch der Mittelelektrode 13 im Bereich von 90 bis 105 x 10 '/0C liegen kann. Das Gehäuse kann beispielsweise aus bleifreiem weichem Stahl, beispielsweise einem niedrig gekohlten Stahl hergestellt sein,' wie er unter der Bezeichnung E.N. 1 A bekannt ist, während das Glas der Isolatorscheibe 16 ein gesintertes Borsilikat-Glas sein kann. Die Mittelelektrode 13 kann aus einer Eisen-Nickel-Legierung hergestellt sein.The expansion coefficient α of the housing 10 can be in the range from 130 to 160 χ 10 '/ 0 C, while the thermal expansion coefficient of both the insulator disk and the center electrode 13 can be in the range from 90 to 105 x 10' / 0 C. The housing can for example be made of lead-free soft steel, for example a low-carbon steel, as it is known under the designation EN 1A, while the glass of the insulator disk 16 can be a sintered borosilicate glass. The center electrode 13 can be made of an iron-nickel alloy.
Die Isolatorseheibe l6 wird durch das Gehäuse über den gesamten Betriebstemperaturbereich einer Kompressionsbeanspruchung ausgesetzt, und zwar beispielsweise durch Aufschrumpfen des Gehäuses 10 auf die Isolatorscheibe 16. Aufgrund dieser Kompressionsbeanspruchung und der Auswahl der oben erwähnten thermischen Ausdehnungskoeffizienten werden hermetische Abdichtungen zwischen der Mittelelektrode 13 und der Isolatorseheibe l6 sowie der Isolatorscheibe l6 und dem Gehäuse 10 ohne die Verwendung irgendwelcher speziellen Abdichtungsmittel erreicht, während die Gefahr, daß das Glas der Isolatorscheibe 16 springt oder zerbricht, verringert ist.The isolator washer l6 is subjected to compressive stress through the housing over the entire operating temperature range, namely, for example, by shrinking the housing 10 onto the insulator disk 16. Because of this compressive stress and the selection of the above-mentioned coefficients of thermal expansion are hermetic seals between the center electrode 13 and the insulator disk l6 and the insulator disk l6 and the housing 10 without using any Special sealing means achieved, while the risk that the glass of the isolator disk 16 cracks or breaks is reduced is.
Die hermetischen Dichtungen weisen eine große physikalische Festigkeit auf, und zwar aufgrund der Tatsache, daß Glas bei einer Kompressionsbelastung eine größere Festigkeit aufweist als bei einer Zugbelastung. Bevor das Glas zum Springen gebracht werden kann oder zerbrochen werden kann, müssen die vorsätzlich eingeführten Kompressionsbeanspruchungen überwunden werden. The hermetic seals have great physical strength due to the fact that glass is used a compression load has a greater strength than a tensile load. Before the glass cracked can become or can be broken, the intentionally introduced compression loads must be overcome.
Wie es aus Fig. 1 zu erkennen ist, erstreckt sich der Teil des Gehäuses in Axialrichtung über jede der entgegengesetzten Stirnflächen 20, 21 der Isolatorscheibe l6 hinaus. Diese Konstruktion wird verwendet, um störende Randeffekte zu vermeiden.As can be seen from Fig. 1, the part extends of the housing in the axial direction beyond each of the opposite end faces 20, 21 of the insulator disk l6. These Construction is used to avoid annoying edge effects.
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Es ist verständlich, daß bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zündkerze die beim Zünden erfolgende Verbrennung in Axialrichtung durch die Isolatorscheibe 16, die sehr dünn sein kann, betrachtet werden kann und daß die Farbe dieser Verbrennung die Verbrennungscharakteristika in jedem der jeweiligen Zylinder des Motors anzeigt.It will be understood that in the case of the one shown in FIGS Spark plug the combustion that takes place during ignition in the axial direction through the insulator washer 16, which is very thin can be considered and that the color of this combustion can be the combustion characteristics in each of the respective ones Engine cylinder.
In den Figuren 3 bis 6 ist eine Zündkerze gezeigt, deren Gehäuse aus lösbar miteinander verbundenen Teilen 22, 23 besteht. In dem Teil 22, der eine sechseckige Form aufweists ist eine ringförmige durchsichtige Glas-Isolatorscheibe 24 abgedichtet befestigt, durch die sich in Axialrichtung eine Mittelelektrode 25 erstreckt, die an dieser Isolatorscheibe 24 befestigt ist. Wie im Fall der Konstruktion nach den Figuren 1 und 2 ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Teils 22 über den gesamten Betriebstemperaturbereich im wesentlichen größer als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolatorscheibe 24, während der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolatorscheibe 24 im wesentlichen gleich dem der Mittelelektrode 25 über diesem Betriebstemperaturbereich ist.In FIGS. 3 to 6, a spark plug is shown, the housing of which consists of parts 22, 23 detachably connected to one another. In the portion 22 having a hexagonal shape s an annular transparent glass insulator disc 24 is sealed secured, extending in the axial direction of a center electrode 25 through the secured at this insulator disk 24th As in the case of the construction according to Figures 1 and 2, the coefficient of thermal expansion of the part 22 over the entire operating temperature range is substantially greater than the coefficient of thermal expansion of the insulator disk 24, while the coefficient of thermal expansion of the insulator disk 24 is essentially equal to that of the center electrode 25 over this operating temperature range is.
Der Teil 22 weist bei 26 ein -Innengewinde auf, in das ein Außengewindeteil 30 des Teils 23 eingeschraubt ist. Der Teil 30 ist mit einer nicht einstöckigen Gehäuseelektrode 31 ver^- sehen, die sich in Radialrichtung in das Innere des Teils 23 erstreckt und die von der Mittelelektrode 25 durch eine Funkenstrecke getrennt ist.The part 22 has an internal thread at 26 into which an external thread part 30 of the part 23 is screwed. The part 30 is provided with a non-single-tier housing electrode 31 see, which extends in the radial direction into the interior of the part 23 and that of the center electrode 25 through a spark gap is separated.
Der Teil 23 ist außerdem mit einem zylindrischen Außengewindeteil 32 versehen, so daß er in den Block einer (nicht gezeigten) Verbrennungsmaschine eingeschraubt werden kann. Der Teil 32 weist eine nicht zylindrische Innenoberfläche 33 für den Eingriff eines Werkzeuges auf, so daß die Teile 22, 23 lösbar miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können.The part 23 is also provided with a cylindrical externally threaded part 32 so that it can be inserted into the block of a (not shown) Internal combustion engine can be screwed. Part 32 has a non-cylindrical inner surface 33 for engaging a tool so that the parts 22, 23 are releasable can be connected and separated from each other.
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In Figur 7 ist eine Zündkerze 34 gezeigt, die im wesentlichen gleich der Zündkerze nach den Figuren 1 und 2 ist und die daher nicht ausführlich beschrieben wird, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.In Figure 7, a spark plug 34 is shown, which essentially is the same as the spark plug according to FIGS. 1 and 2 and which is therefore not described in detail, with the same reference numerals denote the same parts.
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform ist jedoch keine getrennte Gehäuseelektrode 12 vorgesehen und der Endteil des zylindrischen Teils 11 bildet eine einstöckige Gehäuseelektrode. Die Mittelelektrode 13 weist stattdessen einen sich in Radialrichtung erstreckenden Endteil 35 auf, der von der Gehäuseelektrode durch eine Funkenstrecke 14 getrennt ist.In the embodiment shown in Figure 7, however no separate housing electrode 12 is provided and the end part of the cylindrical part 11 forms a one-piece housing electrode. The center electrode 13 instead has a radially extending end portion 35 from the Housing electrode is separated by a spark gap 14.
In Figur 8 ist eine Zündkerze 36 gezeigt, die im wesentlichen der Zündkerze nach Figur 7 entspricht und die daher nicht ausführlich beschrieben wird, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.FIG. 8 shows a spark plug 36 which essentially corresponds to the spark plug according to FIG. 7 and is therefore not detailed will be described, wherein like reference numerals designate like parts.
In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Mittelelektrode 13 durch das Innere eines dünnwandigen aus Aluminiumoxyd oder einem anderen Keramikmaterial bestehenden zylindrischen Isolators 37 und ist gegenüber diesem mit Hilfe eines ringförmigen Glasblockes 40 abgedichtet, der entweder durchsichtig oder undurchsichtig sein kann. Der hohle zylindrische Isolator 37 ist abgedichtet an einer ringförmigen durchsichtigen Glasisolatorschexbe 41 befestigt, die ihrerseits in dem Metallgehäuse Io abgedichtet befestigt ist. Wenn das für den Block 40 verwendete Glas durchsichtig ist, kann es aus dem gleichen Material bestehen, wie das der Scheibe 4l.In the embodiment shown in Figure 8 extends the center electrode 13 through the interior of a thin-walled aluminum oxide or other ceramic material cylindrical insulator 37 and is sealed against this by means of an annular glass block 40, which either can be transparent or opaque. The hollow cylindrical The isolator 37 is sealed to an annular transparent glass isolator bracket 41, which in turn is shown in FIG the metal housing Io is attached in a sealed manner. If that for The glass used for the block 40 is transparent, it can be made of the same material as that of the disc 4l.
Der hohle zylindrische Isolator 37 und der Glasblock 40 erstrecken sich nach Jai&en aus der Scheibe 4l heraus und weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Axiallänge auf, die ungefähr dem dreifachen der Dicke der Scheibe 4l gleicht. Auf diese Weise wird durch die in Figur 8 gezeigte Ausführungs-The hollow cylindrical insulator 37 and the glass block 40 extend in the direction of Jai & en out of the disk 41 and, in the exemplary embodiment shown, have an axial length which is approximately three times the thickness of the disk 41. In this way, the embodiment shown in FIG.
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form die Kriechweglänge vergrößert, d.h. die Länge des Kurzschlußkreises zwischen der mit der Hochspannung verbundenen Mxttelelektrode 13 und dem geerdeten Metallgehäuse 10. Somit trägt diese Ausführungsform zur Verhinderung von Kriechströmen über die Scheibe 4l bei, wenn die Bedingungen an der Funkenstrecke l4 einen Anstieg der Spannung auf einen ungewöhnlich hohen Wert bewirken^ bevor der Überschlag an der Funkenstrecke erfolgt.form increases the creepage distance, i.e. the length of the short circuit between the Mxttelelectrode 13 connected to the high voltage and the earthed metal housing 10. Thus this embodiment contributes to the prevention of leakage currents via the disc 4l when the conditions at the spark gap l4 an increase in tension to an unusual one cause a high value ^ before the flashover occurs at the spark gap.
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Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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| GB254872*[A GB1373424A (en) | 1972-01-19 | 1972-01-19 | Sparking plug |
Publications (3)
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| DE2302640C3 DE2302640C3 (en) | 1976-01-29 |
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Also Published As
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| DE2302640B2 (en) | 1975-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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