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Zündkerze. Die Erfindung richtet sieh auf die Herstellung von Zündkerzen
für Verbrennungskr-aftmaschinen, insbasondere auf die Isolierkörper, die einen Teil
solcher Geräte bilden. Ein Zweck der Erfindung ist, einen Isolierkörper zu schaffen,
der eine erhöhte dielektrische Stärke unter den hohen Temperaturen in den Verbrennungskraftmaschinen
besitzt und ein Gefüge aufweist, das den Körper befähigt, den plötzlichen Temperaturänderungen
zu widerstehen, ohne zu springen.
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Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben besteht die Erfindung erstens
in einem Isolierkörper, bei dem -das Verhältnisdes Tons, zu den andern in dem fertigen
Körper vorhandenen Bestandteilen, von dem die isolierenden Eigenschaften abhängen,
erhöht ist und bei dem das Verhältnis derjenigen Stoffe, welche dem Ton bei der
praktischen Herstellung von Isolatoren, die gewöhnlich einen ungünstigen Einfiuß
haben, soweit es sich um die Isoliereigenschaften handelt, wenn das Erzeugnis bei
höheren Temperatuyen benutzt werden soll, beigemischt werden, auf ein Mindestmaß
verringert ist. Zweitens wird der Isolierkörper bei seiner Herstellung einer h'ö'heren
Feuertemperatur ausgesetzt, als bisher üblich war, was durch das neue Verhältnis
zwischen den Bestandteilen nötig ist, um ein glasartiges >Gefüge zu ergeben. Drittens
handelt es sich um andere Vervollkommnungen der Isolierkörper für Zündkerzen, die
sich aus der weiteren Beschreibung ergeben werden.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf einen Isolierkörper für Zündkerzen
als neues Erzeugnis, in Gestalt eines plastischen Gemisches aus bestimmten Stoffen,
sondern sie umfaßt die Porzellanmasse selbst, die sich aus der Zusammenstellung
oder Mischung ergibt. Dieses Material ist überall dort nützlich anwendbar, wo es
sich um hohe Isoliereigenschaften bei höheren Temperaturen handelt; sie beansprucht
auch das Verfahren oder die Behandlung zur Erzeugung der Isolierkörper für Zündkerzen
aus einer Mischung der gekennzeichneten Bestandteile, indem er die Mischung geeigneten
Behandlungen während und als Stufe der Erzeugung solcher Körper unterwirft.
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Die Isolierkörper von Zündkerzen für Verbrennungskraftmaschinen bestehen
gewöhnlich aus einer Mischung von plastischem Ton oder Kaolin, der in gewissem Verhältnis
mit nichtplastischen, mehr oder weniger schmelzbaren Stoffen gegossen und in die
richtige Form gebracht, dann getrocknet und endlich einer hohen Temperatur unterworfen
oder gebrannt wird, um die Masse zu verglasen. Die Knetbarkeit der Masse ist durch
den Gehalt an Rohton ermöglicht.
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Der nichtplastische Stoff, gewöhnlicher gemahlener
Kiesel
und Feldspat, wird benutzt, um das Schrumpfen der gegossenen Körper herabzuziehen
und zu regeln, außerdem zu verhindern, daß Sprünge beim Trocknen unter verhältnismäßigniedrigerTemperatur
entstehen, auch bevor sie dem Brennprozeß unterworfen werden, wobei das nicht gebundene
Wasser ausgetrieben wird, nicht das @ chemisch im Ton gebundene Wasser, endlich
unzulässiges Schrumpfen und Verzerren während des Verglasungsvorganges zu verhüten.
Ein schmelzbarer Stoff, gewöhnlich Feldspat, wird benutzt, um das Verglasen der
Masse während des Brennens zu befördern, damit ein hartes, festes und zusammenhängendes
Erzeugnis entsteht, indem der Feldspat bei niedrigerer Temperatur schmilzt als die
anderen Bestandteile.
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Je geringer die Menge des leichter schmelzbaren Stoffes in der Mischung
ist, um so höher muß die Temperatur sein, um das Verglasen der Masse herbeizuführen,
deren Bestandteile der schmelzbare Stoff vorstellt. Der glasartige Zustand des fertigen
Erzeugnisses ist notwendig, damit die Isolierung für 01 und Gase im Betriebe
undurchdringlich ist. Außerdem ist die Anwesenheit von Feldspat erfahrungsgemäß
schädlich, weil sie die isolierenden Eigenschaften bei Zündkerzen unter höheren
Temperaturen herabzieht.
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Hieraus folgt, daß ein möglichst geringes Maß von Feldspat erwünscht
ist, sowohl wegen des unmittelbaren Einflusses auf die Isoliereigenschaften des
fertigen Isolators bei höheren Temperaturen, als auch deshalb, weil die verglasten,
gewöhnlich bei niedrigeren Temperaturen mit hohem Feldspatgehalt gewonnenen Körper
nur kümmerlich dem Bruch bei plötzlichen Temperaturänderungen Widerstand leisten.
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Es hat sich herausgestellt, daß etwa 6o Prozent Rohton in der Mischung
enthalten sein soll, um die erforderliche Plastizität für die verschiedenen Vorgänge
des Formens, Knetens u. dgl. für die richtige Gestalt der Isolatoren zu bieten,
während eine Feldspatmengej von io Prozent bis herab zu 5 Prozent ausreicht, um
ein richtiges Verglasen zu sichern, wenn sie dem gehörigen Brennprozeß unterworfen
werden, ohne die Isoliereigenschaften der Isolatoren ernstlich herabzuziehen. Diese
Menge sichert erfahrungsgemäß das beste Gleichgewicht zwischen der unvermeidlichen
Verschlechterung der Isoliereigenschaft in dem fertigen Erzeugnis durch den Feldspat
einerseits und der Notwendigkeit einer übermäßig hohen Brenntemperatut vermöge ihrer
Verminderung der Feldspatmenge andererseits.
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Hieraus folgt, daß eine Gemischmenge von 40 Prozent für die nichtplastischen
Stoffe frei bleibt, und es hat sich herausgestellt, daß eine solche Menge von nichtplastischem
Stoff notwendig ist, um das Springen und unzulässige Schrumpfen der gewonnenen und
geformten Isolierkörper während des Trocknens vor dem Brennen zu verhüten. Wird
Kiesel allein bis zu 30, 35 oder q0 Prozent benutzt, so sind die gebrannten Isolatoren
nicht gleichförmig genug in ihrem Gefüge, indem .der Kiesel zum großen Teil die
gleiche Beschaffenheit behält, in der er eingeführt ist, weil der Kiesel in dem
geschmolzenen Feldspat während -des Brennens nur langsam löslich ist.
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Die Erfindung sieht demnach die Benutzung von kalziniertem Ton als
nichtplastischen Bestandteil der Mischung zum Erzeugen der Isolierkörper vor, entweder
allein oder zusammen mit einer viel geringeren Menge von Kiesel als die erwähnten
3o oder 35 Prozent. Somit wird die Menge des Kiesels in dem fertigen Erzeugnis stark
vermindert, und die Menge des Tons desjenigen Körpers, welchem die Isoliereigenschaften
bei erhöhten Temperaturen zu verdanken sind, wird stark erhöht. Bleibt man z. B.
bei 6o Prozent Rohton oder ungeglühtem Ton und io Prozent Feldspat, so werden 2o
Prozent kalzinierter Ton benutzt, so daß der Betrag von Kiesel auf io Prozent vermindert
wird; werden nur kalzinierter Ton und Feldspat als nichtplastische Bestandteile
des Gemisches benutzt, so ist der Kiesel ganz und gar ausgeschaltet.
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Es sei bemerkt, daß der kalzinierte Ton durch Erhitzen des rohen oder
gewöhnlichen plastischen Tons bei einer Temperatur gewonnen wird, welche das chemisch
gebundene Wasser darin austreibt. Diese Erhitzung des Tons bewirkt, daß er seine
plastischen Eigenschaften verliert, eine nichtplastische Masse wird, und da dieser
Ton nachträglich Wasser aufnimmt, so erleichtert das nicht gebundene Wasser, das
gewöhnlich in dem unkalzinierten Ton enthalten ist, die Vorgänge, die notwendig
sind, um den Isolierkörpern vor denn. Trocknen und Brennen die richtige Form zu
geben.
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Endlich befinden sich der rohe oder unkalzinierte Ton und der kalzinierte
Ton genau in derselben Verfassung; sie sind in jeder Beziehung gleich, nachdem der
Brennprozeß vollzogen ist, so daß die fertigen Isolierkörper nach dem angemeldeten
Verfahren vollständig aus Ton bestehen, der durch die Benutzung von etwa io Prozent
oder weniger Feldspat und Kiesel, wenn Kiesel überhaupt benutzt ist, verglast ist.
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Bei der Herstellung eines Isolators für Zündkerzen gemäß der Erfindungwerden
die zugehörigen Mengen von rohem unkalzinierten Ton, von kalziniertemTon (und Kieseloder
anderen nichtplastischen Stoffen, wenn solche benutzt werden) und Feldspat gemischt
und in irgendeiner Zerkleinerungsvorrichtungbis zuder gehörigenFeinheit gemahlen
und innig gemischt. Nach dem Mahlen erhalten die Isolierkörper ihre richtige
Gestalt
aus der Mischung durch irgendein Gießformverfahren o. dgl. Dann werden die Körper
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen getrocknet, damit das mechanisch beigemengte
Wasser ausgetrieben wird, das entweder in dem Rohton enthalten oder bei der früheren
Behandlung zur Erleichterung der Bearbeitung , der Mischung zugegeben war; dann
brennt man bei der erforderlichen Temperatur, welche die der gewöhnlichen Porzellanherstellung
etwa um 40 Prozent übersteigt. .