DE3217951C2 - - Google Patents

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Ernst Dipl.-Ing. 7130 Muehlacker De Linder
Helmut 7143 Vaihingen De Maurer
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Description

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Zündkerze bekannt (DE-PS 9 57 700), deren von einem Metallgehäuse umfaßter Elektroisolator mehrteilig ist; die Unterteilung des Elektro­ isolators verläuft bei dieser Zündkerze koaxial zu seiner Längs­ achse, wobei der brennraumseitige, eine stabförmige Mittelelektrode direkt umfassende Abschnitt aus Keramik und der anschlußseitigee Abschnitt aus einem thermoplastischen Kunststoff (z. B. PTFE) besteht.
Aus der US-PS 34 42 693 ist darüber hinaus eine Zündkerze zu entnehmen, die hinsichtlich der Mehrteiligkeit ihres Elektro­ isolators einen ähnlichen Aufbau wie die Zündkerze gemäß der vor­ stehend genannten DE-PS 9 57 700 hat; ihr anschlußseitiger Abschnitt besteht jedoch aus Keramik.
Weiterhin ist es aus der DE-OS 30 01 711 bekannt, bei Zündkerzen mit Vorkammer leiterbahnförmige Mittelelektroden zu verwenden: Die leiterbahnförmige Mittelelektrode ist dabei auf der Innenseite eines die Vorkammer auskleidenden Isolators aufgebracht und besitzt Unter­ brechungen als Vorfunkenstrecken; über einen rohrförmigen Metallstab ist die Mittelelektrode mit dem Anschlußbereich des Elektroisolators verbunden.
Bei einer anderen Zündkerze mit Vorkammer (DE-OS 31 09 896) ist auf dem zündseitigen Endabschnitt des Elektroisolators eine schichtförmige Mittelelektrode aufgebracht, welche mit dem Zündkerzen-Anschlußbereich über einen Metalldraht in Verbindung steht, der in bekannter Weise durch eine axiale Innenbohrung des Elektroisolators führt.
In einer weiterenVeröffentlichung (JP-Patent-Offenlegungsschrift 52-1 53 046) ist eine Zündkerze beschrieben, deren elektrische Ver­ bindung zwischen Anschlußbolzen und Mittelelektrode von einer elektrischen Widerstandsschicht gebildet und auf der Oberfläche der axialen Innenbohrung des Elektroiso­ lators angeordnet ist.
Bekannt sind auch bereits Zündkerzen, die in ihrem zündseitigen Bereich elektrische Heizelemente besitzen: Das Heizelement ist dabei beispielsweise direkt in die Mittel­ elektrode eingebaut (DE-OS 23 10 586), als Heizwendel zwischen Elektroisolator und Metallgehäuse angeordnet (US-PS 20 46 650), innerhalb des Metallgehäuses mit Ab­ stand ringförmig um die vorragende metallische Mittel­ elektrode fixiert (US-PS 21 30 208), innerhalb des Metall­ gehäuses vor die Funkenstrecke gesetzt (US-PS 17 84 541) und auch in den zündseitigen Endabschnitt des Metallge­ häuses eingebaut (GB-PS 3 14 307). Alle diese Ausführungs­ formen sind sehr teuer und/oder haben eine unerwünscht hohe Wärmekapazität und/oder sind sehr störanfällig.
Es ist auch der Einbau von Sensoren im Bereich von Zünd­ kerzen grundsätzlich nicht mehr neu: Der Einbau von Drucksensoren im zündseitigen Bereich von Zündkerzen ist beispielsweise aus der DE-OS 30 28 188 bekannt; als Sensorelement wird darin ein druckempfindlicher Draht beschrieben. Bei einem anderen bekannten Druck­ sensor für Zündkerzen wird ein piezo-elektrisches Element verwendet (DE-AS 10 15 623).
Aus der DE-OS 29 30 013 ist eine Zündkerze mit einer Ionenstromsonde bekannt, die die elektrische Leitfähig­ keit von zwischen benachbarten Elektroden befindlichen Gasen mißt.
Auch sind schon Zündkerzen bekannt, die in ihrem zünd­ seitigen Abschnitt einen Sauerstoffsensor besitzen (DE-OS 30 28 359); das Sensorelement zum Messen des Sauerstoff­ partialdrucks ist in diesem Falle im rotationssymmetrischen Fuß des Elektroisolators eingebettet und mit dem an­ schlußseitigen Bereich des Elektroisolators über Platin­ leiter verbunden, die als Platinsuspension in dünne Boh­ rungen eingeträufelt sind. Das in dieser Druckschrift beschriebene Sensorelement enthält einen sauerstoffionen­ leitenden Festelektrolyten und ist sandwichförmig aufge­ baut.
Weiterhin ist es bei Zündkerzen bekannt (DE-GM 70 01 121), Temperaturfühler wie z. B. Thermoelemente in Zündkerzen zu integrieren. Veröffentlichungen über spezielle technische Merkmale sind zusätzlich noch in der Beschreibung der Aus­ führungsbeispiele zum Erfindungsgegenstand aufgeführt.
Aus den vorgenannten Veröffentlichungen ist ersichtlich, daß der Aufbau und Einbau derartiger Sensoren bzw. Heiz­ körper in Zündkerzen sehr teuer ist, häufig viel Raum benötigt und selten den praktikablen Einbau mehrerer der­ artiger Bauelemente in einer einzigen Zündkerze ermög­ licht.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze für Brennkraftmaschinen mit einem Elektroisolator zu entwickeln, welcher einen wirtschaftlichen und funktionsgünstigen Einbau und Aufbau von Elektroden, Heizelementen und/oder Sensoren unter Verwendung von für die Massenproduktion geeigneten Einrichtungen erlaubt; die Sensoren und/oder Heizelemente sollen je nach Anwendungsfall baukastenartig in dem Elektroisolator einer solchen Zündkerze miteinander kom­ biniert werden können.
Diese Aufgabe wird bei der Zündkerze gemäß vorliegender Erfindung mittels der im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündkerze möglich; die schichtförmige Ausbildung von Sensoren, Heizelementen und der Elektrode erlaubt bei dieser Art Zündkerze einen besonders kompakten Aufbau.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Zündkerze mit einem Elek­ troisolator, der in Längsrichtung im Metallgehäuse ver­ läuft und ein plättchenförmiges Elektroisolierelement besitzt, auf dem eine schichtförmige Mittelelektrode, ein Heizelement und ein Thermoelement aufgebracht sind und das mittels eines Elektroisolierkörpers dicht im Elektroisolator festgelegt ist,
Fig. 2 die Seitenan­ sicht des Längsschnitts durch die in Fig. 1 dargestellte Zündkerze,
Fig. 3 die Rückseite des in Fig. 2 enthal­ tenen Elektroisolierelementes,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer vergrößert darge­ stellten Zündkerze mit einem Elektroisolator, der eben­ falls in Längsrichtung im Metallgehäuse verläuft und ein Elektroisolierelement besitzt, welches eine schichtför­ mige Mittelelektrode, eine Vorfunkenstrecke und eine Gleitfunkenstrecke trägt,
Fig. 5 die Seitenansicht des Längsschnittes durch die in Fig. 4 dargestellte Ausfüh­ rungsform einer Zündkerze, die
Fig. 6 und 7 zündsei­ tige Endabschnitte von Elektroisolierelementen mit anderen Ausführungsformen von Gleitfunkenstrecken, die
Fig. 8 und 9 die Vorder- bzw. Rückseite des zündseitigen End­ abschnitts eines Elektroisolierelementes mit einer Zwei­ funken-Gleitfunkenstrecke,
Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer vergrößert dar­ gestellten Zündkerze mit einem Elektroisolator, der auch in Längsrichtung im Metallgehäuse eingebaut ist und mehrere sandwichartig zueinander angeordnete Elektro­ isolierelemente hat, welche eine schichtförmige Mittel­ elektrode sowie schichtförmige Sensor- und Heizelemente tragen,
Fig. 11 den zündseitigen Endabschnitt der in Fig. 10 dargestellten Zündkerze in noch weiter ver­ größerter Darstellung,
Fig. 12 den Querschnitt entlang der Linie XII-XII durch den zündseitigen Endabschnitt der Zündkerze nach Fig. 11 und die
Fig. 13 bis 16 Draufsichten und Belegungen der Elektroisolierelemente der in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Zündkerze.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zündkerze 10 besitzt ein Metallgehäuse 11, das an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde 12 und ein Schlüsselsechskant 13 als Mittel für den Einbau der Zündkerze 10 in eine (nicht dargestellte) Brennkraftmaschine aufweist und mit seiner Innenbohrung 14 den Großteil eines im wesentlichen ro­ tationssymmetrischen Elektroisolators 15 umfaßt. Dieser Elektroisolator 15 steht mit seiner kegelstumpfförmigen zündseitigen Stirnfläche 16 auf einem ersten Dichtring 17, welcher auf einem koaxialen Absatz 18 in der Metall­ gehäuse-Innenbohrung 14 aufliegt. Auf einer koaxialen Schulter 19 der Außenseite des Elektroisolators 15 ist ein zweiter Dicht- bzw. Bördelring 20 angeordnet, auf dem ein am anschlußseitigen Endabschnitt des Metallge­ häuses 11 angeformter Bördelrand 21 aufliegt. Der Elek­ troisolator 15 ist infolge der Bördelung und zusätzlich infolge des am Warmschrumpfbereich 21′ des Metallgehäuses 11 erkennbaren, bekannten Warmschrumpfverfahrens fest und abgedichtet im Metallgehäuse 11 fixiert; anstelle dieser Art Fixierung kann der Elektroisolator 15 aber auch mittels anderer bekannter Befestigungs- und Dicht­ mittel (Kitt, Glas) im Metallgehäuse 11 eingebaut sein. Der in der Innenbohrung 14 des Metallgehäuses 11 angeformte Absatz 18 ist im vorliegenden Beispiel derart mit Abstand von der zündseitigen Stirnfläche 22 des Metallgehäuses 11 angeordnet, so daß eine Vorkammer 23 gebildet wird; die Erfindung ist aber nicht auf Zündkerzen 10 mit Vorkammer 23 beschränkt, sie kann ebenso für Zündkerzen Verwendung finden, welche keine Vorkammer 23 haben. In diese Vor­ kammer 23 ragt radial eine Masseelektrode 24, welche am Metallgehäuse 11 in bekannter Weise (z. B. ange­ schweißt) angebracht ist und mit ihren freien Ende einer Mittelelektrode 25 (siehe Fig. 2) gegenübersteht; der zwischen dem freien Ende der Masseelektrode 24 und der Mittelelektrode 25 befindliche Zwischenraum von bei­ spielsweise 0,7 mm bildet die für das Zünden von Kraft­ stoffdampf-Luft-Gemischen dienende Funkenstrecke 26.
Der anschlußseitige Endabschnitt des Elektroisolators 15 ist in bekannter Art auf seiner Außenseite mit mehreren Ringnuten 27 versehen, die als Kriechstrombarriere dienen und deren oberste in bevorzugter Weise zum Ein­ rasten eines Anschlußsteckers 28 dienen kann. Der An­ schlußstecker 28 besteht aus einem warmfesten Material (z. B. Silicongummi), legt sich abdichtend an den An­ schlußbereich des Elektroisolators 15 an und umfaßt ab­ dichtend das elektrische Anschlußkabel 29 für die Mittelelektrode 25, das positive Anschlußkabel 30 und das negative Anschlußkabel 31 für ein im Elektroisolator 15 eingebautes Heizelement 32 (siehe Fig. 3) und auch das Anschlußkabel 33 für einen ebenfalls im Elektroiso­ lator 15 eingebauten Temperaturfühler 34 (siehe Fig. 3). Auf eine genaue Beschreibung der einzelnen (nicht be­ zeichneten) Klemmkontakte der Anschlußkabeln 29, 30, 31 und 33 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet, insbesondere auch deshalb, da sie bereits prinzipiell in der DE-OS 32 06 903 beschrieben wurden und im vorliegen­ den Zusammenhang nicht zur Erfindung gehören. Der Elektro­ isolator 15 hat bei der dargestellten, bevorzugten Aus­ führungsform als Mantel einen rotationssymmetrischen Elektroisolierkörper 35, der - wie bereits beschrieben - auf seiner Außenseite die Schulter 19 und die Ringnuten 27 aufweist, anschlußseits mit den Anschlußstecker 28 versehen werden kann und zündungsseits mit der kegel­ stumpfförmigen Stirnfläche 16 versehen ist; dieser Elektro­ isolierkörper 35 besteht aus einem für Zünfkerzen-Iso­ lierkörper üblichen Keramik-Material (z. B. Aluminium­ oxid) und besitzt eine Längsbohrung 36. In dieser Längs­ bohrung 36, die beispielsweise einen Durchmesser von 6 mm hat ist in Längsrichtung als Träger für nachfolgend aufgeführte Bauelemente ein erstes Elektroisolierelement 37/1 eingebaut; dieses erste Elektroisolierelement 37/1 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. Aluminiumoxid), ist als längliches Plättchen mit einer Breite von 5,8 mm und einer Dicke von 0,8 mm ausgebildet, ragt mit seinem zündseitigen Endabschnitt in die Vorkammer 23 der Zünd­ kerze 10, endet anschlußseits im Endabschnitt der Längs­ bohrung 36 des Elektroisolierkörpers 35 und ist mittels einer bekannten Dichtmasse 38 (z. B. Kitt, Glas, Keramik) in der Längsbohrung 36 des Elektroisolierkörpers 35 fest und dicht eingebaut. Der Einbau des mit Bauelementen versehenen ersten Elektroisolierelementes 37/1 in die Längsbohrung 36 des Elektroisolierkörpers 35 erfolgt bevorzugt in einen bereits fertiggesinterten Elektro­ isolierkörper 35, kann bei Verwendung einer keramischen Dichtmasse 38 aber auch bereits in einen nur vorgesin­ terten Elektroisolierkörper 35 erfolgen; in letzterem Falle ist auch das erste Elektroisolierelement 37/1 mit seinen Bauelementen zunächst nur vorgesintert und wird dann gemeinsam mit dem Elektroisolierkörper 35 und der keramischen Dichtmasse 38 fertiggesintert.
Das erste Elektroisolierelement 37/1 trägt auf seiner ersten Großseite 39 die Mittelelektrode 25, die schichförmig ausgebildet ist, sich leiterbahnförmig vom zündseitigen bis zum anschlußseitigen Abschnitt des ersten Elektroisolierelementes 37/1 erstreckt, da­ bei etwa 2,5 mm breit und gegebenenfalls im Bereich der Funkenstrecke 26 verstärkt ist. Die Mittelelektrode 25 besteht aus einem abbrandfestem Material wie z. B. Platinmetall, dem bevorzugterweise ein Anteil von Keramik (z. B. 30 Vol.-% Aluminiumoxid) hinzugefügt ist. Die Mittelelektrode 25 ist etwa 60 µm dick, kann entspre­ chend der speziellen Anwendung der Zündkerze 10 jedoch in ihren Abmessungen angepaßt werden. Das Aufbringen der Mittelelektrode 25 auf das plättchenförmige, erste Elektro­ isolierelement 37/1 erfolgt nach irgendeinem bekannten Verfahren (z. B. Aufdrucken, Aufwalzen); das erste Elek­ troisolierelement 37/1 befindet sich während des Auf­ bringens der Vorstufe der Mittelelektrode 25 bevorzugt in noch ungesintertem Zustand und wird erst gemeinsam mit der Vorstufe der Mittelelektrode 25 und anderen auf dem ersten Elektroisolierelement 37/1 aufgebrachten, sin­ terfähigen Bauelementen fertiggesintert. Auf der Vor­ stufe der Mittelelektrode 25 wird ein zweites Elektro­ isolierelement 37/2 aufgebracht, das zumindest jedoch den Anschlußbereich der Mittelelektrode 25 und vorzugs­ weise auch denjenigen Bereich unbedeckt läßt, der der Masseelektrode 24 gegenübersteht. Dieses zweite Elektro­ isolierelement 37/2 besteht beispielsweise auch aus Aluminiumoxid oder aus Magnesiumspinell und kann mittels bekannter Verfahren (z. B. Aufdrucken, Aufspritzen) über den gewünschten Bereich der Mittelelektrode 25 aufge­ tragen werden; die Dicke dieses schichtförmigen Elek­ troisolierelementes 37/2 kann beispielsweise 20 µm be­ tragen. Im Bereich der Funkenstrecke 26 kann auf dem ersten Elektroisolierelement 37/1 zusätzlich noch eine (nicht dargestellte) abbrandfeste Schicht (z. B. Berillium­ oxid) aufgebracht werden, die unter dem entsprechenden Be­ reich der Mittelelektrode 25 und auch auf dem umgeben­ den Bereich anzuordnen wäre.
Auf der zweiten Großseite 40 (siehe Fig. 3) des ersten, als Träger dienenden Elektroisolierelementes 37/1 ist im Bereich des zündseitigen Endabschnitts das bereits erwähnte Heizelement 32 angeordnet, das im vorliegen­ den Fall den entsprechenden Randbereich des Elektro­ isolierelementes 37/1 einnimmt und in bevorzugter Weise mäanderförmig gestaltet ist; dieses Heizelement 32 ist schichtförmig ausgebildet, besteht aus einem wärmebe­ ständigen und abbrandfestem Material (z. B. Platin) und ist einschließlich seiner Leiterbahnen 41 und 42 als verarbeitbare, sinterförmige Vorstufe auf die zweite Großseite 40 des Elektroisolierelementes 37/1 mittels eines bekannten Verfahrens (z. B. Aufdrucken) aufge­ tragen. Einzelheiten über diese Art von Heizelementen 32 sind bereits aus der DE-OS 29 13 866 bekannt.
Auf dieser zweiten Großseite 40 des ersten Elektroiso­ lierelementes 37/1 ist auf dem zündseitigen Bereich außer­ dem als Sensorelement 34 ein Temperaturfühler vorzugs­ weise derart angeordnet, daß das Heizelement 32 die Meßstelle des Temperaturfühlers 34 mit Abstand umgibt; ein als schichtförmiges Thermoelement hier gutgeeigneter Temperaturfühler 34 kann beispielsweise einen Schenkel 43a aus Platin und einen anderen Schenkel 43b aus Platin- Rhodium besitzen, wobei diese Schenkel 43a und b vor­ zugsweise 40 Vol.-% keramische Anteile (z. B. Aluminium­ oxid) enthalten können und 8 µm dick sind. Temperatur­ fühler 34 dieser Art sind im Zusammenhang mit Zündkerzen in der DE-OS 32 03 149 veröffentlicht worden, es können aber auch andere bekannte schichtförmige Temperatur­ meßsysteme Anwendung finden.
Das Heizelement 32 und der Temperaturfühler 34 und auch deren Leiterbahnen 41, 42 bzw. Schenkel 43 sind von einem dritten, als Schutzschicht dienendem Elektroisolierele­ ment 37/3 abgedeckt, daß nur die (nicht bezeichneten) An­ schlußbereiche der Leiterbahnen 41, 42 des Heizelementes 32 und die Anschlußbereiche der Schenkel 43a und b des Temperaturfühlers 34 unbedeckt läßt; dieses dritte Elektro­ isolierelement 37/3 entspricht im Material und anzuwen­ dendem Auftragsverfahren im wesentlichen dem zweiten Elektro­ isolierelement 37/2.
Die beschriebene Ausführungsform der Zündkerze 10 läßt sich auf verschiedene Arten variieren:
So kann z. B. das als Träger dienende Elektroisolierele­ ment 37/1 anstatt aus einem Keramikplättchen aus einem Metallplättchen bestehen, welches mit schichtförmigen Elektroisolierelementen überzogen ist; das Metallplättchen, das bevorzugt aus einem Wärme gut leitendem Material (z. B. Kupferlegierung) bestehen kann, könnte beispielsweise mit einer Keramik (Aluminiumoxid, Berilliumoxid), Emaille oder mit Glas (Quarzglas) überzogen sein. Das Metall­ plättchen könnte dabei direkt als Mittelelektrode Ver­ wendung finden und in diesem Falle mit einem abbrand­ festen Abschnitt im Zündbereich versehen werden. Das Metallplättchen kann dann auch als Wärmerohr ausgebil­ det sein, wie es z. B. in der DE-OS 30 08 963 beschrieben ist. Sollen in einer solchen Zündkerze zusätzlich noch Heizelemente und/oder Sensoren eingebaut werden, dann sind diese auf dem elektrisch isolierenden Überzug oder bevorzugt auf mindestens einem separaten Elektroisolier­ element in bekannter Weise aufzubringen und anschließend mit der plättchenförmigen Mittelelektrode zu einem Ver­ bund zusammenzubringen. Die einzelnen Bauelemente können in letzterem Falle beispielsweise durch ein Glaslot miteinander verbunden werden und dann direkt in das Metall­ gehäuse oder auch zunächst in einen rohrförmigen Elektro­ isolierkörper und erst dann in ein Metallgehäuse eingebaut werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Zündkerze 10′, die in ihrem prinzipiellen Aufbau der Zündkerze 10 gemäß der Fig. 1 und 2 entspricht, jedoch eine Kombination einer Luftfunkenstrecke 26′ und einer kombinierten Gleit- und Luftfunkenstrecke 44, 26/1 besitzt und zusätzlich mit einer Vorfunkenstrecke 46 ausgerüstet ist. Dieses Bei­ spiel und auch die in den folgenden Fig. 6 bis 9 dargestellten Gleitfunkenstrecken 44/1 bis 44/3 sollen die guten Anpassungsmöglichkeiten einer schichtförmigen Mittelelektrode 25′ für die verschiedenartigsten Anwen­ dungsfälle aufzeigen.
Die Zündkerze 10′ hat auf der ersten Großseite 39′ ihres ersten, als Träger dienenden Elektroisolierelementes 37/1′ eine leiterbahnförmige Mittelelektrode 25′, die sich in Richtung ihres Anschlußbereiches auch leiterbahnförmig fortsetzt; die Anordnung, das Material und auch die Her­ stellung von Elektroisolierelement 37/1′ und Mittelelek­ trode 25′ entsprechen im wesentlichen den entsprechen­ den Bauteilen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich im Bereich der Vorkammer 23′ auf dem Elektroisolier­ element 37/1′ zwei Funkenstrecken, nämlich eine Luft­ funkenstrecke 26′ und eine kombinierte Gleit- und Luft­ funkenstrecke 44, 26/1. Die Luftfunkenstrecke 26′ dient bei derartigen Zündkerzen 10′ für die Startphase der Brennkraftmaschine, die kombinierte Gleit- und Luftfunken­ strecke 44, 26/1 wirkt demgegenüber erst bekannterweise nach dem Warmlauf der Brennkraftmaschine und zeichnet sich dann durch ein stetes Abbrennen der Verbrennungs­ rückstände von der Gleitfunkenstrecke 44 und durch eine relativ lange Funkenstrecke 44, 26/1 aus, was für die Zugänglichkeit des zu verbrennenden Kraftstoffdampf- Luft-Gemisches von wesentlichem Vorteil ist. Die Mittel­ elektrode 25′ hat aus diesem Grunde im Bereich der Vor­ kammer 23′ eine mäanderförmige Gleitfunkenstrecke 44 und ist in bevorzugter Weise von einer abbrandfesten Schicht 45 (z. B. aus Berilliumoxid) unterlegt. Dem anschlußsei­ tigen Ende der mäanderförmigen Gleitfunkenstrecke 44 steht mit Abstand (Luftfunkenstrecke 26′) die erste Masseelek­ trode 24′ gegenüber und dem zündseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 25′ steht mit Abstand (Luftfunken­ strecke 26/1) eine zweite Masseelektrode 24/1 gegenüber; der mäanderförmige Abschnitt der Mittelelektrode 25′ bildet die Gleitfunkenstrecke 44, von welcher aus der Funke über die zweite Luftfunkenstrecke 26/1 zur zwei­ ten Masseelektrode 24/1 überspringt, also entlang einer kombinierten Gleit- und Luftfunkenstrecke 44, 26/1 verläuft.
In dem anschlußseitigen Bereich der leiterbahnförmigen Mittelelektrode 25′ ist - wie bei Gleitfunkenstrecken bevorzugt üblich - die bereits erwähnte Vorfunkenstrecke 46 angeordnet; sie wird durch eine Unterbrechung in der Mittelelektrode 25′ gebildet, ist 1,5 mm breit und be­ vorzugt ebenfalls mit einer abbrandfesten Schicht 45′ unterlegt. Umgeben ist die Vorfunkenstrecke 46 von einer keramischen Kapsel 47, die in der Längsbohrung 36′ des Elektroisolierkörpers 35′ fixiert ist und ein Loch 48 aufweist, welches sich im Elektroisolierkörper 35′ in einer Bohrung 49 fortsetzt und die Vorfunkenstrecke 46 belüftbar macht. Für den Fall, daß eine (nicht darge­ stellte) dichtgekapselte Vorfunkenstrecke Verwendung fin­ den soll (siehe z. B. DE-OS 20 56 235), so kann eine solche anstelle der offenen Vorfunkenstrecke 46 in der leiterbahn­ förmigen Mittelelektrode 25′ eingebaut werden. Die Vor­ funkenstrecke 46 bzw. ihre Kapsel 47 wird zündseits durch die Dichtmasse 38′ begrenzt, welche das Elektro­ isolierelement 37/1′ abdichtend im Elektroisolierkörper 35′ festlegt.
Die Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Gleit­ funkenstrecke 44/1, und zwar eine solche, die mehrere schlitzartige Unterbrechungen 50 im zündseitigen Bereich der Mittelelektrode 25′/1 hat; diese Gleitfunkenstrecke 44/1 ist ebenfalls mit einer abbrandfesten Schicht 45/1 unterlegt. Der übrige Aufbau und die Anordnung der Gleit­ funkenstrecke 44/1 entspricht der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Vorfunkenstrecke 44.
Die in der Fig. 7 dargestellte, auch mehrfach unterbrochene Gleitfunkenstrecke 44/2 zeigt elektrisch leitende Flächen 51 in Kreisform; die leiterbahnförmige Mittelelektrode ist mit 25/2 bezeichnet. Auch diese Gleitfunkenstrecke 44/2 ist mit einer abbrandfesten Schicht 45/2 unterlegt.
In den Fig. 8 und 9 sind die zündseitigen Bereiche einer ersten und einer zweiten Großseite 39′/1 und 40′/1 eines Elektroisolierelementes 37/1′a gezeigt. Auf der ersten Großseite 39′/1 ist eine leiterbahnförmige Mittel­ elektrode 25′/3 mit einer Gleitfunkenstrecke 44/3 an­ geordnet, in deren Bereich sich im Elektroisolierelement 37/1′a ein Durchgangsloch 44/3 befindet; ein in dem Be­ reich des Durchgangsloches 44/3 passierender elektri­ scher Funke kann durch dieses Durchgangsloch 44/3 zur zweiten Großseite 40′/1 des Elektroisolierelementes 37/1′a hindurchtreten und hier über einen kurzen leiterbahnför­ migen Mittelelektroden-Abschnitt 25′/3a weitergeleitet werden. Bei dieser Ausführungsform einer Mittelelek­ trode 25′/3, 25′/3a ist gegenüber dem Mittelelektroden- Abschnitt 25′/3a eine zusätzliche (nicht dargestellte) Masseelektrode anzuordnen.
Auf der (nicht dargestellten) zweiten Großseite 40′ des Elektroisolierelementes 37/1′ ist ein schichtför­ miges Heizelement und gegebenenfalls auch ein schicht­ förmiger Temperaturfühler aufgebracht, welche mittels eines schichtförmigen Elektroisolierelements bedeckt sind; auch die Dichtmasse 38′ beiderseits des Elektro­ isolierelements 37/1′ ist elektrisch isolierend und kann durch Zugabe von metallischen Anteilen (z. B. Aluminium-Pulver) bei Bedarf in ihrem Wärmeleitver­ mögen eingestellt werden.
In den Fig. 10 bis 12 ist eine Zündkerze 10′′ darge­ stellt, bei welcher der Elektroisolator 15′′ sich von den Elektroisolatoren 15, 15′ der vorstehenden Ausfüh­ rungsbeispiele dadurch unterscheidet, daß er außer einem ersten, als Träger dienendem Elektroisolierelement 37/1′′ noch ein zweites und ein drittes als Träger dienendes Elektroisolierelement 37/2′′ bzw. 37/3′′ und außerdem die Elektroisolierelemente 37/1′′, 37/2′′ und 37/3′′ auf Abstand haltende Elektroisolierelemente 37/4′′ und 37/5′′ in der Längsbohrung 36′′ seines rohrartigen Elektro­ isolierkörpers 35′′ abgedichtet umfaßt hält; eine andere Abweichung dieser Ausführungsform von Zündkerzen 10′′ liegt in der Art ihrer Masseelektroden 24′′/1 und 24′′/2. Einzelheiten der Anordnungen sind aus den noch weiter vergrößert dargestellten Fig. 11 und 12 und Einzelheiten der Belegung der Elektroisolierelemente 37/1′′, 37/2′′, 37/3′′ sind beispielhaft aus den Fig. 13 bis 16 entnehmbar.
Das erste Elektroisolierelement 37/1′′ ist wiederum plättchenförmig und besteht beispielsweise wieder aus Aluminiumoxid. Auf der ersten Großseite 39′′ dieses Elektroisolierelementes 37/1′′ (siehe Fig. 13) ist eine leiterbahnförmige Mittelelektrode 25′′ aufgebracht, welche zündungsseits im Bereich der Vorkammer 23′′ endet, dabei ein dieses erste Elektroisolierelement 37/1′′ durch­ dringendes Durchgangsloch 52/1 umfaßt und in bevorzugter Weise durch dieses Durchgangsloch 52/1 schichtförmig auf die zweite Großseite 40′′ des Elektroisolierelemen­ tes 37/1′′ hindurchreicht; das Durchgangsloch 52/1 hat einen Durchmesser von 2 mm und von der zündseitigen Kante 53/1 dieses ersten Elektroisolierelementes 37/1′′ einen Abstand von 10 mm. Der zwischen dem ringförmigen Abschnitt der Mittelelektrode 25′′ und dem Elektroiso­ lierkörper 35′′ befindliche Bereich und bevorzugt auch ein anschlußseitiger, nur den Anschlußbereich der Mittel­ elektrode 25′′ unbedeckt lassender Bereich dieses ersten Elektroisolierelementes 37/1′′ sind mit Elektro­ isolierschichten 54/1a bzw. 54/1b abgedeckt, die bei­ spielsweise auch aus Aluminiumoxid bestehen und durch Aufdrucken hergestellt sein können; die Elektroisolier­ schichten 54/1a und b sind etwa 2 µm dick.
Auf der zweiten Großseite 40′′ dieses ersten Elektroiso­ lierelementes 37/1′′ ist als Sensorelement 55 eine an sich bekannte Ionenstromsonde angeordnet (siehe Fig. 14), die zwischen ihren schichtförmigen Elektroden 56/1 und 56/2 die elektrische Leitfähigkeit der Verbrennungs­ gase mißt und im vorliegenden Fall ihre mit einem Ab­ stand von 2 mm angeordneten Elektroden 56/1 und 56/2 im Bereich der Vorkammer 23′′ liegen hat. Diese Elektroden 56/1 und 56/2 und auch deren zum Anschlußbereich des ersten Elektroisolierelementes 37/1′′ führenden, schicht­ förmigen, elektrischen Verbindungsleiter 57/1 und 57/2 enthalten Platinmetall und vorzugsweise auch Anteile an keramischem Material - wie dies auch bei den Mittel­ elektroden 25, 25′, 25′′ der Fall ist. Um Verfälschungen der Meßsignale dieser Ionenstromsonde 55 zu vermeiden, sind unter Freilassung ihrer Elektroden 56/1 und 56/2 die elektrischen Verbindungsleiter 57/1 und 57/2 bis hin zum Elektroisolierkörper 35′′ mittels einer Elektro­ isolierschicht 54/1c abgedeckt, die im wesentlichen den Elektroisolierschichten 54/1a und 54/1b entspricht.
Die beiderseits des ersten Elektroisolierelementes 37/1′′ angeordneten vierten und fünften Elektroisolierelemente 37/4′′ bzw. 37/5′′ haben in bevorzugter Weise etwa die gleiche Breite wie das erste Elektroisolierelement 37/1′′, lassen den Anschlußbereich auf dem ersten Elektroisolier­ element 37/1′′ jedoch unbedeckt und enden zündungsseits an der Vorkammer 23′′; die Dicke dieser Elektroisolier­ elemente 37/4′′ und 37/5′′ stellen die Länge der Funken­ strecken 26′′/1 und 26′′/2 dar und sind beispielsweise jeweils 0,8 mm lang. Die Elektroisolierelemente 37/4′′ und 37/5′′ bestehen aus einem keramischem Material (z. B. Aluminiumoxid).
Am vierten Elektroisolierelement 37/4′′ liegt flach das zweite, als Träger dienende Elektroisolierelement 37/2′′ an (siehe Fig. 15), das in seiner Breite und Dicke etwa dem ersten Elektroisolierelement 37/1′′ ent­ spricht, zündungsseits auch bündig mit seiner Kante 53/2 mit der Kante 53/1 des ersten Elektroisolierelementes 37/1′′ abschließt, jedoch anschlußseits mit dem vierten Elektroisolierelement 37/4′′ endet. Die dem ersten Elektro­ isolierelement 37/1′′ zugewendete erste Großseite dieses zweiten Elektroisolierelementes 37/2′′ ist mit 58 und die dem ersten Elektroisolierelement 37/1′′ abgewendete zweite Großseite ist mit 59 bezeichnet. Das zweite Elektroisolierelement 37/2′′ weist ein Durchgangsloch 52/2 auf, das axial zum Durchgangsloch 52/1 im ersten Elektroisolierelement 37/1′′ liegt und auch etwa dessen Durchmesser hat; die Oberfläche des Durchgangsloches 52/2, ein kleiner ringförmiger Bereich auf der ersten Großseite 58 dieses Elektroisolierelementes 37/2′′ um dieses Durchgangsloch 52/2 herum und ein kurzer schicht­ förmiger, elektrischer Verbindungsleiter 24′′/1l auf der zweiten Großseite 59 dieses Elektroisolierelementes 37/2′′ stellen die erste Masseelektrode 24′′/1 dieser Zündkerze 10′′ dar. Der kurze Verbindungsleiter 24′′/1l steht über eine Hartlötstelle 60 mit einer auf der zündseitigen Stirnfläche 16′′ des Elektroisolierkörpers 35′′ aufgebrachten, elektrisch leitenden Verbindungs­ schicht 61 in Kontakt, welche z. B. auch aus Platin­ metall mit Keramikanteilen bestehen kann und mit dem Absatz 18′′ im Metallgehäuse 11′′ in bevorzugter Weise über einen Dichtring 17′′ in elektrischer Verbindung steht.
Auf der zweiten Großseite 59 dieses Elektroisolierele­ mentes 37/2′′ sind außer der ersten Masseelektrode 24′′/1 zusätzlich noch ein schichtförmiges Heizelement 32′′/2 und als Sensorelement 34′′/2 eine Sonde zum Messen des Sauerstoffpartialdruckes im Brenn- bzw. Abgas der Brenn­ kraftmaschine angeordnet.
Das Heizelement 32′′/2 ist im wesentlichen derart aufge­ baut wie das Heizelement 32 gemäß der Fig. 3, es unter­ scheidet sich von letzterem nur dadurch, daß seine elek­ trische Rückleitung direkt an den kurzen Verbindungs­ leiter 24′′/1l der ersten Masseelektrode 24′′/1 ange­ schlossen ist und demzufolge nur einen einzigen, zum Anschlußbereich dieses Elektroisolierelementes 37/2′′ führenden, schichtförmigen, elektrischen Verbindungs­ leiter 32′′/2l benötigt. Dieses Heizelement 32′′/2 dient zum Erwärmen des zu zündenden Brenngases der Brennkraftmaschine, aber auch zum Temperieren des Sauer­ stoffsensors 34′′/2 auf diesem Elektroisolierelement 37/2′′.
Für diesen Sauerstoffsensor 34′′/2 ist mit 1,5 mm Ab­ stand von dem diesseitigen Bereich der schichtförmigen, ersten Masseelektrode 24′′/1, die infolge ihres Platin­ metall-Anteils katalytisch auf das Meßgas wirkt und gleichzeitig als erste Elektrode des Sauerstoffsensors 34′′/2 dient, eine zweite Elektrode 62 schichtförmig auf der zweiten Großseite 59 aufgebracht; diese zweite Elektrode 62 besteht aus einem Material, welches kata­ lytisch weniger aktiv ist als das Material der ersten Elektrode 24′′/1 und z. B. in bekannter Weise Gold sein kann. Die zweite Elektrode 62 steht über einen schicht­ förmigen, elektrischen Verbindungsleiter 62l mit dem An­ schlußbereich der zweiten Großseite 59 in elektrischer Verbindung. Der als erste Elektrode des Sensors 34′′/2 dienende Bereich der ersten Masseelektrode 24′′/1 und die zweite Elektrode 62 des Sensors 34′′/2 einschließlich des zwischen beiden befindlichen Spaltes sind mit einer Schicht eines Sauerstoffionen leitenden Festelektrolyten 63 unterlegt, der in bekannter Weise z. B. aus Zirkondioxid bestehen kann. Sauerstoffsensoren dieser Art, die nach dem potentiometrischen Meßprinzip arbeiten, sind bei­ spielsweise bekannt aus der DE-OS 28 55 012; auf die Dar­ stellung einer elektroisolierenden, porösen Schutzschicht auf dem Sauerstoffsensor 34′′/2, die beispielsweise aus Magnesiumspinell bestehen kann und auch zum Stand der Technik gehört, sowie auch auf eine elektrisch isolieren­ de Schutzschicht auf dem Heizelement 32′′/2 wurde in dieser Fig. 15 aus Gründen der Übersichtlichkeit ver­ zichtet. Es sei erwähnt, daß anstelle einer porösen Schutzschicht auf dem Sauerstoffsensor 34′′/2 auch die Festelektrolytschicht 63 treten kann, sofern sie porös gestaltet ist und ihre beiden Elektroden 24′′/1 und 62 gemeinsam überdeckt. Ergänzend sei hinzugefügt, daß in den elektrischen Verbindungsleiter 62l der zweiten Elektrode 62 eine (nicht dargestellte) Widerstands­ schicht eingebaut werden kann, die PTC-Charakteristik hat und als Temperaturkompensator des Sauerstoffsen­ sors 34′′/2 wirken würde (siehe DE-OS 31 38 547); das Heizelement 32′′/2 für ein Konstanthalten der Arbeits­ temperatur des Sauerstoffsensors 34′′/2 könnte in diesem Falle entfallen.
Am fünften Elektroisolierelement 37/5′′, das an der ersten Großseite 39′′ des ersten Elektroisolierelemen­ tes 37/1′′ anliegt, liegt andererseits das dritte als Trägerelement dienende Elektroisolierelement 37/3′′ (s. Fig. 16); dieses Elektroisolierelement 37/3′′ hat ebenfalls ein mit dem Durchgangsloch 52/1 im ersten Elektroisolierelement 37/1′′ fluchtendes Durchgangs­ loch 57/3, eine zweite Masseelektrode 24′′/2 und ein Heizelement 32′′/3, die den entsprechenden Elementen 24′′/1 bzw. 32′′/2 auf dem zweiten Elektroisolierelement 37/2′′ im wesentlichen entsprechen; die zündseitige Kante 53/3 dieses dritten Elektroisolierelementes 37/3′′ schließt ebenfalls bündig mit der zündseitigen Kante 53/1 des Elektroisolierelementes 37/1′′ ab. Während sich auf der zweiten Großseite 65 dieses dritten Elek­ troisolierelementes 37/3′′ nur ein ringförmiger Abschnitt der zweiten Masseelektrode 24′′/2 befindet, ist auf der ersten Großseite 64 außer dem Großteil der zweiten Masse­ elektrode 24′′/2 und dem Heizelement 32′′/3 einschließlich deren elektrischer Verbindungsleiter 24′′/2l bzw. 32′′/3l zusätzlich noch als Sensorelement 34′′/3 ein Drucksensor aufgebracht. Auch dieser Drucksensor 34′′/3 hat einen schichtförmigen Aufbau und kann beispielsweise einen sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten 66 besitzen, der als Schicht über einen Abschnitt der zweiten Masse­ elektrode 24′′/2 als erste Elektrode und einer zweiten schichtförmigen Elektrode 67 liegt und derart porös ist, so daß eine sogenannte Knudsen-Diffusion bewirkt wird (siehe britische Patentanmeldung 20 49 952 und DE-OS 31 22 861). An die beiden Elektroden 24′′/2 und 67, die mit einem Abstand von 1,5 mm voneinander angeordnet sind, ist eine konstante Gleichspannung (ca. 1 Volt) angelegt; die zweite Elektrode 67 des Drucksensors 34′′/3 kann - wie auch die als erste Elektrode dienende Masseelektrode 24′′/2 - aus einem Platinmetall mit Keramik-Anteilen be­ stehen. Dieser Drucksensor 34′′/3 kann wahlweise aber auch als ein Meßfühler für den Sauerstoffpartialdruck des Meßgases dienen, der nach dem bekannten Grenzstrom- Prinzip arbeitet. Auf die Darstellung einer elektrisch isolierenden Schutzschicht für das Heizelement 32′′/3 wurde in dieser Fig. 16 aus Gründen der Übersichtlich­ keit verzichtet; eine solche Schutzschicht, die in be­ kannter Weise aus Aluminiumoxid bestehen kann, würde den Kontaktbereich des elektrischen Verbindungsleiters 24′′/2l unbedeckt lassen. Mit diesem Kontaktbereich des elektrischen Verbindungsleiters 24′′/2l steht die zweite Masseelektrode 24′′/2, das Heizelement 32′′/3 und das Sensorelement 34′′/3 über die Hartlötstelle 60, die elektrisch leitfähige Verbindungsschicht 61 auf der Stirnfläche 16′′ des Elektroisolierkörpers 35′′ und den Dichtring 17′′ in elektrischer Bindung mit dem Metallge­ häuse 11′′.
Für den Fall, daß das Sensorelement 34′′/3 temperatur­ kompensiert ausgeführt werden soll bzw. muß, kann auf einem der als Träger dienenden Elektroisolierelemente 37/1′′, 37/2′′ oder 37/3′′ ein Temperaturfühler aufge­ bracht werden (siehe z. B. Fig. 3) oder in den zur zweiten Elektrode 67 gehörenden schichtförmigen, elek­ trischen Verbindungsleiter 67l ein (nicht dargestelltes) Widerstandselement mit PTC-Charakteristik eingebaut werden - wie es auch bereits beim Sauerstoffsensor 34′′/2 (siehe Fig. 15) beschrieben wurde.
Anstelle von als Träger dienenden Elektroisolierelementen 37/2′′, 37/3′′, welche gemäß vorstehender Ausführungsbei­ spiele Sauerstoffmeßfühler tragen, können gegebenenfalls auch plättchenförmige Festelektrolyten (z. B. aus Zirkon­ dioxid) Verwendung finden (siehe DE-OS 28 55 012 und DE-OS 29 07 032, DE-OS 29 09 201); auch bei diesen Aus­ führungsformen können Heizelemente, Temperaturfühler und ähnliches auf den Trägern aufgebracht werden.
Für den festen und dichten Einbau der beschriebenen Elektroisolierelemente 37/1′′, 37/2′′, 37/3′′, 37/4′′ und 37/5′′ in den rohrförmigen Elektroisolierkörper 35′′ wird wieder eine geeignete Dichtmasse 38′′ verwendet; der Zusammenhalt der genannten Elektroisolierelemente 37/1′′ bis 37/5′′ wird in bekannter Weise entweder durch Zu­ sammensintern oder durch ein umfassendes Eingießen in einen (nicht dargestellten) Glasschmelzfluß bewirkt. Die geringe Breite der Elektroisolierelemente 37/1′′ bis 37/5′′ gestattet es, daß der beschriebene Verbund der Elektroisolierelemente 37/1′′ bis 37/5′′ einschließlich des Elektroisolierkörpers 35′′ in einem Metallgehäuse 11′′ handelsüblicher Bauform untergebracht werden kann.
Es versteht sich, daß die in den vorstehenden Beispielen gezeigten Zündkerzen 10, 10′, 10′′ auch dahingehend er­ gänzt werden können, daß in ihrem jeweiligen Metallge­ häuse 11, 11′, 11′′ in bekannter Weise Wärmerohre oder als Wärmerohre ausgebildete erste Dichtringe angebracht werden (siehe DE-OS 31 09 896 und DE-OS 27 15 943); auch ist es möglich, in die leiterbahnförmigen Mittel­ elektroden 25, 25′, 25′′ (nicht dargestellte) elektri­ sche Widerstandsstrecken einzubauen. Natürlich können im Bereich der Vorkammern 23, 23′, 23′′ die Zündung von Kraftstoffdampf-Luft-Gemischen begünstigende Kataly­ sator-Schichten (nicht dargestellt) aufgebracht werden, z. B. Schichten aus Nickel, Platin oder Rhodium, ge­ gebenenfalls mit keramischen oder glasartigen Zusätzen. Auch kann die Vorkammer 23, 23′, 23′′ bei Bedarf in be­ kannter Weise teilweise zündseitig geschlossen oder mit Flammleitmitteln versehen werden.

Claims (12)

1. Zündkerze für Brennkraftmaschinen, mit einem rohrförmigen Metall­ gehäuse, das an seiner Außenseite Mittel für den Einbau in Brenn­ kraftmaschinen aufweist und mit seiner Innenbohrung zumindest einen Teil eines aus mehreren, parallel zueinander angeordneten Teilen bestehenden Elektroisolators fest und abgedichtet umfaßt, der zumindest teilweise aus Keramik besteht und dessen zündseitiger Endabschnitt eine Mittelelektrode aufweist, die innerhalb einer Längsbohrung des Elektroisolators abgedichtet eingebaut ist, anschlußseits elektrisch mit dem Anschlußbereich der Zündkerze in Verbindung steht und brennraumseits mindestens einer Masseelektrode mit Abstand (Funkenstrecke) gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Achsrichtung der Längsbohrung (36, 36′, 36′′) des Elektroisolators (15, 15′, 15′′) ein Elektroisolierelement (37/1, 37/1′, usw.) erstreckt, das als Träger für eine schichtförmige Mittel­ elektrode (25, 25′, 25′′) und für mindestens ein schichtförmiges Sensorelement (34, 55, 34′′/2, 34′′/3) und/oder für mindestens ein Heizelement (32, 32′′/2, 32′′/3) sowie deren anschlußseits führende, schichtförmige Verbindungsleiter dient.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroisolierelemente (37/1, usw.) des Elektroisolators (15, 15′, 15′′) platten- oder schichtförmig sind.
3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine schichtförmige Mittelelektrode (25′/3, 25′′) tragende Elektro­ isolierelement (37/1′a, 37/1′′) im Bereich der Mittelelektrode (25′/3, 25′′) ein Durchgangsloch (52, 52/1) hat, welches sich in der Nähe einer zusätzlichen Masseelektrode (24′′/1) befindet.
4. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (34′′/2, 34′′/3) ein Gassensor ist.
5. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (34′′/3) ein Drucksensor ist.
6. Zündkerze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassensor (34′′/2, 34′′/3) und/oder der Drucksensor (34′′/3) einen sauerstoffionen-leitenden Festelektrolyten (63, 66) aufweist.
7. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (34) ein Temperaturfühler ist.
8. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (55) eine Ionenstromsonde ist.
9. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (26, 26′, 26/1, 26′′/4, 26′′/5) zwischen Mittelelektrode (25, 25′, 25′′) und mindestens einer Masseelektrode (24, 24′, 24/1, 24′′/1, 24′′/2) innerhalb des zündseitigen Endabschnitts des Metall­ gehäuses (11, 11′′) angeordnet ist.
10. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (24′′/1l, 24′′/2l) der elektrischen Rückleitung des Heizelementes (32′′/2, 32′′/3) als Masseelektrode der Funkenstrecke (26′′/4, 26′′/5) dient.
11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich in der Längsbohrung (36′′) des Elektroisolators (35′′) außer dem die schichtförmige Mittelelektrode (25′′) tragenden Elektroisolierelement (37/1′′) mindestens noch ein zusätzliches, axial verlaufendes Elektroisolierelement (37/2′′, 37/3′′) befindet, das als Träger von Sensoren (34′′/2, 34′′/3, 55) und/oder Heizele­ menten (32′′/2) und/oder Masseelektroden (24′′/1, 24′′/2) dient.
12. Zündkerze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den als Träger dienenden Elektroisolierelementen (37/1′′, 37/2′′, 37/3′′) schichtförmige Elektroisolierelemente (37/4′′, 37/5′′) befinden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144919A1 (de) * 2001-09-12 2003-05-22 Siemens Ag Vorrichtung umfassend einen piezoelektrischen Aktor

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181543A (ja) * 1984-09-28 1986-04-25 Aisin Seiki Co Ltd 内燃エンジンの空燃比制御装置
EP0225713A1 (de) * 1985-11-25 1987-06-16 General Motors Corporation Zündkerze mit Thermoelement und Verfahren zu deren Herstellung
JPH0624150Y2 (ja) * 1989-04-03 1994-06-22 日本特殊陶業株式会社 温度および圧力センサ付きスパークプラグ
DE4415938C2 (de) * 1994-05-05 2000-02-24 Heraeus Electro Nite Int Gassensor
US6204594B1 (en) 1998-06-12 2001-03-20 Cooper Automotive Products, Inc. Spark plug with pressure sensor
US6094990A (en) * 1998-06-30 2000-08-01 Cooper Automotive Products, Inc. Spark plug with concentric pressure sensor
US6049161A (en) * 1998-10-08 2000-04-11 Federal-Mogul World Wide, Inc. Installation configuration for a spark plug
FR2797721B1 (fr) * 1999-08-18 2001-10-19 Daniel Drecq Bougie d'allumage equipee d'un capteur de pression, et moteur thermique equipe de telles bougies
DE19940455C2 (de) * 1999-08-25 2003-06-18 Bosch Gmbh Robert Zündeinrichtung,insbesondere Zündkerze für Ottomotoren, und Verfahren zur Lackierung derselben
DE10047498A1 (de) * 2000-09-26 2002-04-18 Bosch Gmbh Robert Zündkerze kompakter Bauart und Herstellungsverfahren
AT410150B (de) * 2001-06-05 2003-02-25 Jenbacher Ag Zündkerze einer brennkraftmaschine
DE10127917C1 (de) * 2001-06-08 2002-12-12 Bosch Gmbh Robert Gassensor, insbesondere Lambdasonde
US20030175584A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Electric Fuel Ltd. Battery pack holder for metal-air battery cells
US7169489B2 (en) 2002-03-15 2007-01-30 Fuelsell Technologies, Inc. Hydrogen storage, distribution, and recovery system
US20030234010A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-25 Redmond Scott D. Methods and apparatus for converting internal combustion engine (ICE) vehicles to hydrogen fuel
US7022968B1 (en) * 2003-10-21 2006-04-04 National Semiconductor Corporation Optical sensor that measures the light output by the combustion chamber of an internal combustion engine
US6994073B2 (en) * 2003-10-31 2006-02-07 Woodward Governor Company Method and apparatus for detecting ionization signal in diesel and dual mode engines with plasma discharge system
US8434431B2 (en) 2005-11-30 2013-05-07 Ford Global Technologies, Llc Control for alcohol/water/gasoline injection
US8132555B2 (en) 2005-11-30 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Event based engine control system and method
US7730872B2 (en) 2005-11-30 2010-06-08 Ford Global Technologies, Llc Engine with water and/or ethanol direct injection plus gas port fuel injectors
US7877189B2 (en) 2005-11-30 2011-01-25 Ford Global Technologies, Llc Fuel mass control for ethanol direct injection plus gasoline port fuel injection
US7293552B2 (en) 2005-11-30 2007-11-13 Ford Global Technologies Llc Purge system for ethanol direct injection plus gas port fuel injection
US7594498B2 (en) 2005-11-30 2009-09-29 Ford Global Technologies, Llc System and method for compensation of fuel injector limits
US7302933B2 (en) 2005-11-30 2007-12-04 Ford Global Technologies Llc System and method for engine with fuel vapor purging
US7406947B2 (en) 2005-11-30 2008-08-05 Ford Global Technologies, Llc System and method for tip-in knock compensation
US7640912B2 (en) 2005-11-30 2010-01-05 Ford Global Technologies, Llc System and method for engine air-fuel ratio control
US7357101B2 (en) 2005-11-30 2008-04-15 Ford Global Technologies, Llc Engine system for multi-fluid operation
US7412966B2 (en) 2005-11-30 2008-08-19 Ford Global Technologies, Llc Engine output control system and method
US7647916B2 (en) 2005-11-30 2010-01-19 Ford Global Technologies, Llc Engine with two port fuel injectors
US7395786B2 (en) 2005-11-30 2008-07-08 Ford Global Technologies, Llc Warm up strategy for ethanol direct injection plus gasoline port fuel injection
US7665452B2 (en) 2006-03-17 2010-02-23 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control
US7578281B2 (en) 2006-03-17 2009-08-25 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control
US7665428B2 (en) 2006-03-17 2010-02-23 Ford Global Technologies, Llc Apparatus with mixed fuel separator and method of separating a mixed fuel
US7779813B2 (en) 2006-03-17 2010-08-24 Ford Global Technologies, Llc Combustion control system for an engine utilizing a first fuel and a second fuel
US7255080B1 (en) * 2006-03-17 2007-08-14 Ford Global Technologies, Llc Spark plug heating for a spark ignited engine
US7740009B2 (en) 2006-03-17 2010-06-22 Ford Global Technologies, Llc Spark control for improved engine operation
US8015951B2 (en) 2006-03-17 2011-09-13 Ford Global Technologies, Llc Apparatus with mixed fuel separator and method of separating a mixed fuel
US7581528B2 (en) 2006-03-17 2009-09-01 Ford Global Technologies, Llc Control strategy for engine employng multiple injection types
US8267074B2 (en) 2006-03-17 2012-09-18 Ford Global Technologies, Llc Control for knock suppression fluid separator in a motor vehicle
US7389751B2 (en) * 2006-03-17 2008-06-24 Ford Global Technology, Llc Control for knock suppression fluid separator in a motor vehicle
US7933713B2 (en) 2006-03-17 2011-04-26 Ford Global Technologies, Llc Control of peak engine output in an engine with a knock suppression fluid
US7647899B2 (en) 2006-03-17 2010-01-19 Ford Global Technologies, Llc Apparatus with mixed fuel separator and method of separating a mixed fuel
US7533651B2 (en) 2006-03-17 2009-05-19 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing knock and preignition in an internal combustion engine
US7681554B2 (en) 2006-07-24 2010-03-23 Ford Global Technologies, Llc Approach for reducing injector fouling and thermal degradation for a multi-injector engine system
US7287509B1 (en) 2006-08-11 2007-10-30 Ford Global Technologies Llc Direct injection alcohol engine with variable injection timing
US7909019B2 (en) 2006-08-11 2011-03-22 Ford Global Technologies, Llc Direct injection alcohol engine with boost and spark control
US7461628B2 (en) 2006-12-01 2008-12-09 Ford Global Technologies, Llc Multiple combustion mode engine using direct alcohol injection
US20080206107A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Honeywell International Inc. Gas sensor apparatus for automotive exhaust gas applications
US7805992B2 (en) * 2007-03-27 2010-10-05 Honeywell International Inc. Gas sensor housing for use in high temperature gas environments
DE102007027319A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-18 Beru Ag Zündkerze und Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze
US8214130B2 (en) 2007-08-10 2012-07-03 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle propulsion system utilizing knock suppression
US7676321B2 (en) 2007-08-10 2010-03-09 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle propulsion system utilizing knock suppression
US7971567B2 (en) 2007-10-12 2011-07-05 Ford Global Technologies, Llc Directly injected internal combustion engine system
US8118009B2 (en) 2007-12-12 2012-02-21 Ford Global Technologies, Llc On-board fuel vapor separation for multi-fuel vehicle
US8550058B2 (en) 2007-12-21 2013-10-08 Ford Global Technologies, Llc Fuel rail assembly including fuel separation membrane
US8141356B2 (en) 2008-01-16 2012-03-27 Ford Global Technologies, Llc Ethanol separation using air from turbo compressor
US7845315B2 (en) 2008-05-08 2010-12-07 Ford Global Technologies, Llc On-board water addition for fuel separation system
US8353159B2 (en) * 2009-05-06 2013-01-15 Shapiro Robert L Combustion engine with heat recovery system
DE102009027581B4 (de) * 2009-07-09 2021-02-11 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Messvorrichtung umfassend eine Messsonde und eine Befestigungsvorrichtung
JP5179545B2 (ja) * 2010-07-06 2013-04-10 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサ
JP2013545257A (ja) * 2010-12-06 2013-12-19 フラム・グループ・アイピー・エルエルシー ファウリング防止点火プラグおよび製造方法
DE102013022015B4 (de) * 2013-12-20 2021-07-15 Abb Schweiz Ag Magnetomechanischer Sensor zur paramagnetischen Sauerstoffmessung
MX2016008049A (es) * 2013-12-20 2018-01-23 Tetra Laval Holdings & Finance Sensor de la conductividad, y bomba que comprende tal sensor.
US11002700B2 (en) 2017-11-21 2021-05-11 Honeywell International Inc. High temperature gas sensor
DE102017221517A1 (de) 2017-11-30 2019-06-06 Robert Bosch Gmbh Zündkerze mit verlängertem Gehäuse und Masseelektrode an der Gehäuseinnenseite
US10815896B2 (en) * 2017-12-05 2020-10-27 General Electric Company Igniter with protective alumina coating for turbine engines
US11280278B2 (en) * 2020-07-06 2022-03-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a series gap igniter with a passive pre-chamber
US11545816B2 (en) 2020-11-04 2023-01-03 Federal-Mogul Ignition Gmbh Spark plug with multiple spark gaps

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957700C (de) * 1957-01-17 Nienburger Metallwarenfabrik Adolf Thies G.m.b.H., Nienburg/Weser Zündkerze, insbesondere abgeschirmte Zündkerze für Brennkraftmaschinen
DE267606C (de) *
US1784541A (en) * 1929-06-19 1930-12-09 Rouillard Rene Heated spark-plug holder
GB314307A (en) * 1929-06-24 1930-05-08 Eugene Hamm Improvements in spark plugs
US2046650A (en) * 1934-06-02 1936-07-07 Eclipse Aviat Corp Ignition mechanism
US2130208A (en) * 1936-03-03 1938-09-13 Vincent William John Sparking plug
DE1015623B (de) * 1955-11-04 1957-09-12 Erich Brosa Druckmesserzuendkerze
US2963620A (en) * 1959-08-27 1960-12-06 Gen Lab Associates Inc Sensing igniter
US3442693A (en) * 1966-04-15 1969-05-06 Champion Spark Plug Co Method for making an insulator
DE7001121U (de) * 1970-01-15 1970-06-18 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Zuendkerze mit thermoelement und anschlussvorrichtung.
DE2310586A1 (de) * 1973-03-02 1973-09-27 Nippon Denso Co Hochspannungszuendkerze fuer brennkraftmaschinen
JPS52153046A (en) * 1976-06-16 1977-12-19 Hitachi Ltd Spark plug
FR2432097A1 (fr) * 1978-07-26 1980-02-22 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif de reglage automatique de l'allumage d'un moteur a allumage commande
JPS5826157B2 (ja) * 1979-07-28 1983-06-01 日産自動車株式会社 酸素センサ素子内蔵型点火栓
DE3001711A1 (de) * 1980-01-18 1981-07-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensoranordnung
DE3008963A1 (de) * 1980-03-08 1981-09-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Hochspannungszuendkerze
DE3028188A1 (de) * 1980-07-25 1982-02-25 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor
DE3109896A1 (de) * 1981-03-14 1982-09-30 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Zuendkerze fuer fremdgezuendete brennkraftmaschinen
DE3122861A1 (de) * 1981-06-10 1982-12-30 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur messung des absolutdrucks von luft
DE3138547A1 (de) * 1981-09-28 1983-04-07 Bosch Gmbh Robert Temperaturregeleinrichtung fuer einen sauerstoffuehler
DE3203149A1 (de) * 1982-01-30 1983-08-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Temperaturfuehler fuer brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144919A1 (de) * 2001-09-12 2003-05-22 Siemens Ag Vorrichtung umfassend einen piezoelektrischen Aktor

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Publication number Publication date
DE3217951A1 (de) 1983-11-17
US4489596A (en) 1984-12-25

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