DE2645034A1 - Zuendvorrichtung, naemlich zuendkerze oder zuendelektrode fuer brenner - Google Patents
Zuendvorrichtung, naemlich zuendkerze oder zuendelektrode fuer brennerInfo
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Description
264503A PATENTANWALT DIPL.-PHYS. HEINRICH SEIDS
62 Wiesbaden · Bierstadter Höhe 15 ■ Postfadi 12068 · Telefon (06121) 56 S3 82
Postsdiedc Frankfurt/Main 1810 08-602 · Bank Deutsdie Bank 395 63 72 · Nass. Sparkasse 108 00 30 65
Wiesbaden, den 05. Oktober 1976 D 230 S/rd
1 S"»
Jacques ',Lucien DJEDDAH 4, Avenue Jules Guesde
F-9233O SCEAUX
Zündvorrichtung, nämlich Zündkerze oder Zündelektrode für Brenner
Priorität: Französische Patentanmeldung
Nr. 75.32 120 vom 21. Oktober 1975
Die Erfindung bezieht sich auf Zündkerzen für Brenner, die auch als Zündelektroden oder einfach als Elektroden bezeichnet werden.
Es ist auch Gegenstand der Erfindung, ein neues Verfahren zur Fabrikation solcher Elektroden, das die Herstellung einfacher
macht und damit dem Gestehungspreis solcher Elektroden gegenüber den herkömmlichen Verfahren vermindert.
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Es ist bekannt, dass solche Elektroden Zubehörteile von solchen Brennern für häuslichen oder industriellen Einsatz sind, bei denen
gasförmige oder flüssige Brennstoffe benutzt werden, wobei die Elektroden dazu dienen, den Brennstoff mit Hilfe eines elektrischen
Funkens zu entflammen.
Solche Zündkerzen oder Elektroden weisen einen generell röhrenförmigen
Isolierkörper aus keramischem Material, beispielsweise Aluminiumoxyd, Steatit, Porzellan o.dgl. auf, durch dessen axialen
Durchlass sich ein Metallstift als elektrische Stromzuführung
und zum Erzeugen des Zündfunkens erstreckt. Dieser Metallstift ist die eigentliche Elektrode.
iDie herkömmlichen Fabrikationsverfahren für solche Zündkerzen oder
Elektroden enthalten einen Verfahrensschritt, bei dem der Metallstift im Isolierkörper unbeweglich befestigt wird, sei es durch
mechanische Mittel wie Schneiden eines Gewindes in das Metall und in den Keramikkörper, oder sei es durch Zementieren des Metall-Stiftes
in den Durchlass des Isolierkörpers oder sei es durch eine Kombination beider Mittel, d.h. einer mechanischen Befestigung
und eines Zementierens oder Verklebens, um die unbewegliche Befestigung des Metallstiftes und die Dichtigkeit der Kerze zu
vervollständigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, diesen herkömmlichen Fabrikationsverfahren eine neuartige, billigere und einfachere
Weise zur Befestigung und bzw. oder unbeweglichen Anbringung des Metallstiftes in der Durchlassöffnung des keramischen Isolierkörpers
zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das Verfahren gemäss
der Erfindung dadurch, dass der Metallstift unter Anwendung axialer Kraftwirkung in die vorher mit kleinen Vorsprüngen oder Zähnen
an der Umfangsfläche ausgebildete Durchlassöffnung des Isolierkörpers
unter Bildung deren Einprägungsspuren in der Oberfläche des Metallstifts eingeführt wird.
Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht in der Tatsache, dass der Fachmann bisher stets der Meinung war, dass es unnötig und
untersagt sei, einen Keramikkörper unter Kraftwirkung zu setzen, und statt dessen bestrebt war, die eigentliche Elektrode mild,
d.h. unter Vermeidung von nennenswerter Kraftwirkung in den Keramikkörper einzuführen und dann mit jeglichen geeigneten Mitteln
in der eingeführten Lage unbeweglich zu machen. Das Einführen unter Kraftwirkung, beispielsweise Einpressen, der Elektrode ist
jedoch ein Arbeitsgang, dessen Durchführbarkeit unerwartet gewesen j
ist, und der sich als sehr wirksam zu Sicherstellung einer festen ί
Verriegelung oder unbeweglichen Befestigung des Stiftes in der
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Durchgangsöffnung des Isolierkörpers sowohl in Längsrichtung als auch bezüglich Verdrehen erwiesen hat. Eine solche Verriegelung
oder Befestigung, die sich selbst in dem Augenblick einstellt, in welchem der Stift in die Durchlassöffnung gezwungen wird, und
die weder Verkleben noch Zementieren noch mechanische Befestigungsmittel wie bei den bekannten Herstellungsverfahren erforderlich
macht, vereinfacht den Zusammenbau der Elektrode beträchtlich und führt zu einem Endprodukt wesentlich geringerer Gestehungskosten
als die nach den herkömmlichen Verfahren gewonnenen Produkte.
Die Vorsprünge in der Durchlassöffnung des Isolierkörpers können gemäss der Erfindung vorzugsweise durch isostatisches Pressen oder
durch Spritzen erzeugt werden, was gestattet, die verschiedensten Profile für diese Vorsprünge zu erhalten und vor allem solche
Vorsprünge über die gesamte Länge oder einen Teil der Länge der Durchlassöffnung im Isolierkörper vorzusehen. Im Gegensatz
hierzu kann man mit den herkömmlichen Verfahren des Ziehens nur Längsvorsprünge erzeugen, die sich über die gesamte Länge des Isolierkörpers
erstrecken, und eine Abstecharbeit ist in solchem Ml notwendig, wo man wünscht, diese Vorsprünge abzukürzen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung gestattet andererseits evtl. einen gezogenen Rohdraht als Metallstift zu benutzen, der keinerlei
Bearbeitung zur Sicherstellung seiner Verankerung im Isoller-
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-a.
körper unterworfen werden muss.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Brennerelektrode der oben
erwähnten Art, die sich dadurch kennzeichnet, dass die Durchlassöffnung des Isolierkörpers Vorsprünge oder Zähne aufweist,
die beim Einpressen des Metallstiftes in die Durchlassöffnung des Isolierkörpers sich in dem Metallstift unter Bildung von
Nuten eingeschnitten haben.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Vorsprünge
oder Zähne auf den Flächen eines nicht zylindrischen Durchlasses, beispielsweise eines solchen mit D-förmigem, ovalem
oder vieleckigem Querschnitt vorgesehen, während der Metallstift ein Profil aufweist, das demjenigen der Durchlassöffnung,
abgesehen von den Vorsprüngen komplementär ist, d.h. ein D-förmiges, ovales oder vieleckiges Profil. In einer solchen Ausführungsform
ist die durch die sich in den Stift einschneidenden Vorsprünge sichergestellte Verdrehsicherung noch durch die besondere Querschnittsform
des Stiftes und der Durchlassöffnung verstärkt. Diese Besonderheit erschwert nicht die Durchführung der Erfindung,
weil das Drahtprofil dem Drahthersteller aufgegeben werden kann, der es dann beim Ziehen roh und mit oder ohne Nachbehandlung ausführen
kann.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann der axiale Durchlass
des Isolierkörpers eine stufenweise Folge von Durchlassteilen aufweisen, wobei die Vorsprünge oder Zähne auf einem dieser
Durchlassteile gebildet sind. Da die Vorsprünge sich dann in einem Teil des Durchlasses befinden können, der in Abstand von den
Enden des Isolierkörpers liegt, bleiben sie unsichtbar, wenn einmal der Metallstift an seinem Platz eingesetzt ist.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform nehmen die jeweiligen Durchmesser der stufenförmigen Durchlassteile von einem Ende zum
anderen Ende des Isolierkörpers ab, und der Metallstift weist mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte auf, die in Länge und
Durchmesser jeweils demjenigen des Durchlasses im Isolierkörper entsprechen.
In Abwandlung kann der Stift auf seinem Teil, der für den Eingriff
mit den Vorsprüngen vorgesehen ist, eine Verzahnung oder Rändelung aufweisen, um die zum Einführen des Stiftes erforderliche Kraft zu
verringern.
Nach einer weiteren Abwandlung bei der Ausführung der Erfindung weist der Isolierkörper einen Durchlass mit drei Stufen auf,
dessen mittlerer Teil mit vermindertem Durchmesser in Vergleich
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mit den äusseren Durchlassteilen ausgebildet und mit Vorsprüngen versehen ist. Der Metallstift weist einen mittleren Abschnitt auf,
der bezüglich Durchmesser und Länge etwas kleiner bzw. leicht grosser als der mittlere Teil des Durchlasses ist. Hierdurch wird
einerseits sichergestellt, dass der an seinem Platz angebrachte Stift eine Verriegelung oder Festlegung in Längsrichtung, aber
nicht gegen Verdrehen erhält, weil nämlich der mittlere Abschnitt nach einer Seite hin sich an einen ersten Endabschnitt grösseren
Durchmessers als derjenige des mittleren Durchlassteiles und nach der anderen Seite an einen zweiten Endabschnitt ebenfalls grösseren
Durchmessers anschliesst und weil ein Kragen grösseren Durchmessers
als derjenige des mittleren Teiles zwischen dem Mittelabschnitt und dem zweiten Endabschnitt des Stiftes ausgebildet ist.
Wenn man so erhöhte axiale Widerstandsfähigkeit anstrebt, und
unter Voraussetzung, dass die Festlegung gegen Verdrehen keine unbedingte Notwendigkeit ist, kann der Mittelabschnitt des Metallstiftes
einen Durchmesser haben, der etwas unterhalb desjenigen des mittleren Durchlass-Abschnitts ist, derart, dass kein Eingriff
mit den Vorsprüngen erfolgt.
Wenn man aber andererseits wünscht, den Stift auch gegen Verdrehen
festzulegen, könnte man auf dem Stift eine Platte ausbilden, die
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geeignet ist, sich in einen am Ende des Isolierkörpers ausgebildeten
Spalt einzulegen.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
die Figuren 1 und 1' eine Elektrode in einer ersten Ausführungsform
der Erfindung in perspektivischer Darstellung bzw. Vorderansicht vor dem Einführen des
Metallstiftes in den Isolierkörper;
die Figur 2 einen axialen Schnitt durch den Isolierkörper gemäss Figur 1;
Figur 3 einen axialen Schnitt durch eine
Elektrode in zweiter Ausführungsform der Erfindung;
die Figuren 4 bis 6 drei andere Ausführungsformen der
Erfindung im Schnitt bzw. in perspektivischer Darstellung;
die Figur 61 eine Elektrode nach Figur 6 in axialem
Schnitt nach Einsetzen des Metallstiftes; und
die Figur 7 eine Ausführungsvariante der Elektrode nach Figur 6 in axialem Schnitt.
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In allen Figuren ist der keramische Isolierkörper mit 10 und der Metallstift mit 12 bezeichnet. Gemäss den Figuren 1, 1· und 2
weist der Isolierkörper 10 einen axialen Durchlass 14 auf, der an einem Ende des Isolierkörpers in einer Öffnung 16 mit vermindertem
Durchmesser und nach innen vorstehende axialen Vorsprüngen oder Zähnen 18 endet. Der Isolierkörper kann durch
isostatisches Pressen hergestellt werden, was ermöglicht, den Durchlass mit seinen Stufen 14 und 16 und den Vorsprüngen 18 im
Teil 16 einstückig herzustellen. Man könnte aber auch einen solchen Isolierkörper ziehen oder strangspritzen. Jedoch würde
dann der Durchlass gleichmässigen Durchmesser aufweisen und die Vorsprünge würden sich vom einen Ende zum anderen Ende des Isolierkörpers
erstrecken. Die Vorsprünge könnten dann durch einen; Nachbehandlungsgang auf einen Teil ihrer Länge weggenommen werden,
Der Stift 12 hat einen zur Durchlassöffnung 16 komplementären
Durchmesser. Er wird von hinten in den Isolierkörper eingeführt, d.h. vom Ende des Durchlasses 14. Er wird dann derart in die
Öffnung 16 gedrückt, dass die Vorsprünge 18 ihre Spur in die Metalloberfläche einschneiden. Der Stift ist dann sowohl in
Längsrichtung als auch gegen Verdrehen im Isolierkörper festgelegt.
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In der Ausführungsform nach Figur 3 sind die Vorsprünge 18 vom
Äusseren des Isolierkörpers her unsichtbar. Hierzu sind sie in einem mittleren Teil des in drei Stufen 20, 22 und 24 im Isolierkörper
10 ausgeführten Durchlass angeordnet. Unter der Bedingung, dass diese drei Durchlassabschnitte 20, 22, 24 vom einen Ende
zum anderen Ende des Durchlasses abnehmende Durchmesser haben, lässt sich ein solcher Isolierkörper leicht durch isostatisches
Pressen herstellen.
Der Metallstift 12 weist seinerseits drei Abschnitte 26, 28 und 30 auf, deren Durchmesser im wesentlichen komplementär denjenigen
der drei Durchlassteile 20, 22 und 24 sind. Der mittlere Abschnitt 28 hat eine im wesentlichen gleiche Länge, wie der Durchlassabschnitt
22. Der Stift 12 wird von hinten her in den Durchlass des Isolierkörpers gepresst, bis die zwischen den aufeinanderfolgenden
Abschnitten 26, 28 und 30 gebildeten Schultern in Anlage gegen die von den aufeinanderfolgenden Durchlassteilen
20, 22, 24 gebildeten Schultern kommen.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist ein flexibler elektrischer
Leiter 32, der zur Stromzuführung für die Elektrode dient, in ein rohrförmiges Ende 34 des Metallstiftes 12 eingesetzt. Dieses
rohrförmige Ende 34 verlängert sich durch einen mittleren Abschnitt
36 grösseren Durchmessers. Der Isolierkörper 10 seinerseits weist
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einen Durchlass 38 auf, der für freies Durchlassen des flexiblen
elektrischen Leiters 32 und des rohrförmigen Teiles 34 ausreichend
weit ist, und eine Öffnung 40 mit im wesentlichen gleichem Durchmesser
wie der Abschnitt 36 des Stiftes, wobei diese öffnung 40
mit Längsvorsprüngen 18 versehen ist.
Für die Montage einer solchen Elektrode wird der Metallstift vorher
mit seinem flexiblen Leiter verbunden und von vorne her in den Isolierkörper 10 eingepresst, derart, dass sich die Vorsprünge
18 in den Abschnitt 36 einschneiden.
Um das Festlegen gegen Verdrehen des Metallstiftes 12 im Isolierkörper
10 zu verstärken, kann die mit den Vorsprüngen 18 versehene öffnung einen nicht kreisförmigen Querschnitt, beispielsweise
einen D-förmigen Querschnitt, aufweisen, wie dies in Figur 5 gezeigt ist, oder auch einen ovalen oder vieleckigen Querschnitt.
Desgleichen weist dann der mittlere Abschnitt 36 des Stiftes, der mit den Vorsprüngen 18 in Eingriff komeen soll, einen komplementären
Querschnitt zur öffnung 40 auf. Wenn der Stift 12 in seine endgültige Stellung gebracht ist, wird er sowohl durch
die Wirkung der VorSprünge 18 wie auch durch das Zusammenwirken
des Abschnittes 36 mit der öffnung 40 gegen Verdrehen gesichert.
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- 12 -
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 und 6' weist der Isolierkörper
10 einen abgestuften Durchlass auf, bei dem die mittlere1*'
öffnung 44 geringeren Durchmesser als die äusseren Durchlassteile 42 und 46 aufweist. Diese mittlere Öffnung ist auch mit sich axial
erstreckenden Vorsprüngen 18 versehen. Die Durchlassteile 42 und 44 sind durch isostatisches Pressen geformt, während der Öffnungsteil
46 durch eine Nachbehandlung gebildet wird. Der Stift 12 weist drei aufeinanderfolgende Abschnitte 48, 50 und 52 auf,
von denen der erste Abschnitt einen dem Durchlassteil 42 komplementären Durchmesser und die beiden folgenden Abschnitte einen
kleineren Durchmesser als der mittlere Durchlassteil 44 aufweisen. Die Länge des Abschnittes 50 ist geringfügig grosser als diejenige
des Durchlassteiles 44. Der erste und zweite Abschnitt 48 und 50 sind durch eine ringförmige Schulter 5i voneinander getrennt,
während der zweite und dritte Abschnitt 50 und 52 über einen Kragen 56 aufeinanderfolgen, dessen Durchmesser grosser als
derjenige des Abschnittes 50 ist. Der Kragen bildet somit eine nach der Schulter 54 hin gerichtete Schulter 58 und eine mit
geringer Konizität vom Abschnitt 52 her kommende Flanke 60.
Zum Zusammenbau einer solchen Elektrode führt man das Ende 52 des Stiftes in den Durchlassteil 42 des Isolierkörpers ein, dann
presst man den Kragen 56 durch den mittleren Durchlassteil 44, bis er über die zwischen den Durchlassteilen 46 und 44 gebildete
Schulter 62 gelangt. Der Metallstift 12 ist dann aufgrund des
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Zusammenwirkens seiner Schultern 54 und 58 mit denjenigen zwischen
den Durchlassabschnitten des Isolierkörpers gegen jegliche axiale Verschiebung gesichert. Wenn der Stift einmal an seinen
Platz eingepresst ist, kann er sich frei drehen, aber er ist in Längsrichtung verriegelt. In anderen Worten, in solchen Fällen,
wo die Festlegung gegen Verdrehen nicht gefordert wird, kann man dem Abschnitt 50 einen etwas geringeren Durchmesser geben
als derjenige des Durchlassteiles 44, so dass dieser Abschnitt
nicht in Eingriff mit den Vorsprüngen 18 kommt.
Das Festlegen gegen Verdrehen am Stift kann in der in Figur 7 gezeigten Abwandlung erzielt werden. Die Elektrode ist in dieser
Ausführung praktisch gleich derjenigen nach Figur 6. Der einzige Unterschied besteht in der Tatsache, dass der Stift 12 eine
Platte 70 aufweist, die sich bei an seinem Platz angebrachten Stift in einen diametralen Schlitz 72 am freien Ende des Durchlassteiles
42 einlegt.
-Patentansprüche-
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Claims (10)
1) !Verfahren zum Herstellen von Zündkerzen oder Zündelektroden
^-"^ für Brenner des Typs mit im wesentlichen rohrförmigem Isolier- ■
'· körper aus keramischem Material wie Aluminiumoxyd, Steatit,
Porzellan o.dgl., durch dessen axialen Durchlass sich ein Metallstift als elektrische Stromzuführung und zum Erzeugen
des Zündfunkens erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der !
Metallstift unter Anwendung axialer Kraftwirkung in die vorher
. ι
mit kleinen Vorsprüngen oder Zähnen an der Umfangsflache aus- j
gebildete Durchlassöffnung des Isolierkörpers unter Bildung j
«on Einprägungsspuren der Vorsprünge bzw. Zähne in der Ober- ; fläche des Metallstiftes eingeführt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper und dessen innere Vorsprünge durch isostati-
' sches Pressen direkt geformt werden.
3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von Gegenverjüngungen im Durchlass der vorgefertigte
Isolierkörper einer Nachbehandlung unterworfen wird.
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4) Zündelektrode für Brenner, hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und von einem Typ mit im
wesentlichen rohrförmigem Isolierkörper aus keramischem Material wie Aluminiumoxyd, Steatit, Porzellan o.dgl., durch
dessen axialen Durchlass sich ein Metallstift als elektrische Stromzuführung und zum Erzeugen des Zündfunkens erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass im Durchlass (14, 16; 38, 40; 42, 44, 46) des Isolierkörpers (10) Vorsprünge oder Zähne
(18) ausgebildet sind, die sich unter Bildung von nutförmigen Spuren in das Metall des Stiftes (12) während des Einpressens
dieses Stiftes (12) in den Durchlass des Isolierkörpers (10) eingeschnitten haben.
5) Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge oder Zähne (18) auf den ümfangsflächen eines nicht
zylindrischen Durchlasses (40 in Figur 5), beispielsweise mit D-förmigem, ovalem oder vieleckigem Querschnitt, und der
Metallstift (bei 36 in Figur 5) ein dem Durchlass (40) abgesehen von den Vorsprüngen (18) komplementäres Profil, beispielsweise
D-förmiges, ovales oder vieleckiges Profil aufweist.
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26A5034
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6) Zündelektrode nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der axiale Durchlass des Isolierkörpers (10) eine Folge von abgestuften Durchlassteilen (14, 16; 20, 22, 24;
38, 40; 42, 44, 46) aufweist, wobei die Vorsprünge oder Zähne (18) auf einem dieser Durchlassteile (16; 22; 40; 44;)
angebracht sind.
7) Zündelektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Durchmesser der abgestuften Durchlassteile (20,
22, 24) vom einen Ende zum anderen Ende des Isolierkörpers (10) abnehmenden Durchmesser aufweisen, und der Metallstift
(12) mehrere, aufeinanderfolgende Abschnitte (26, 28, 30) aufweist, die in Länge und Durchmesser jeweils den Durchlassteilen·
(20, 22, 24) entsprechen.
8) Zündelektrode nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Stift (12) an seinem mit den Vorsprüngen;
(18) in Eingriff gebrachten Teil mit Verzahnung oder Rändelung vorgebildet ist.
9) Zündelektrode nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Isolierkörper (10) einen Durchlass mit drei Stufen aufweist, dessen Mittelteil (44) einen ge-
709818/0285
Dipl.-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt. Bierstadter Höhe 15 . Postfadi 5105 - 6200 Wiesbaden 1 · ® (0 6121) 5653
Ή.
ringeren Durchmesser als die Endteile (42, 46) aufweist, und rait Vorsprüngen (18) versehen ist, während der Metallstift
(12) einen mittleren Abschnitt (50) mit etwas geringerem Durchmesser und wenig grösserer Länge als der mittlere
Durchlassteil (44) hat, und zur Bildung einer Festlegung des Stiftes (12) im Isolierkörper (10) in axialer Richtung, jedoch
nicht gegen Verdrehen, der mittlere Abschnitt (50) des Stiftes (12) nach einer Seite über eine Schulter (54) an
einen Endabschnitt (48) grösseren Durchmessers angeschlossen ist, und nach der anderen Seite über einen eine Schulter
(58) bildenden Kragen (56) in einen zweiten Endabschnitt (52) gleichen oder kleineren Durchmessers übergeht, wobei
der grösste Durchmesser des Kragens (56) grosser als der Innendurchmesser des mit den Vorsprüngen (18) besetzten
Durchlassteiles (44) des Isolierkörpers (10) und der Durchmesser des mittleren Stiftabschnittes (50) unter Berücksichtigung
der Vorsprünge (18) kleiner als der des mittleren Durchlassabschnittes (44) ist.
10) Zündelektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Stift (12) eine Platte (70) und am einen Ende des Isolierkörpers
(10) ein diametraler Schlitz (72) zur Aufnahme dieser Platte (70) als Verdrehsicherung des Stiftes (12) im Isolierkörper
(10) ausgebildet sind.
709818/0288
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Free format text: FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-ING. B.COM. LUDERSCHMIDT, W., DIPL.-CHEM. DR.PHIL.NAT. MEHLER, K., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. WEISS, C., DIPL.-ING.UNIV., PAT.-ANWAELTE, 6200 WIESBADEN |