DE3820555A1 - Zuendkerze fuer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze die ein äußeres Ge­ häuse, eine Mittelelektrode, die elektrisch von dem Gehäuse isoliert ist, und die einen oberen Endabschnitt und einen bodenseitigen Endabschnitt hat, und die ferner eine im we­ sentlichen U-förmige Seitenelektrode aufweist, deren hori­ zontaler Teil eine Funkenstrecke mit dem bodenseitigen End­ abschnitt der Mittelelektrode bildet, und deren beiden ver­ tikalen Teile fest mit dem äußeren Gehäuse verbunden sind.

Zündkerzen der vorbeschriebenen Art, d.h. Zündkerzen, die mit einer U-förmigen Seitenelektrode bzw. Masseelektrode versehen sind, sind beispielsweise aus US-PS 22 96 033 be­ kannt, in der eine U-förmige Masseelektrode aus einem hohlen rohrförmigen Teil aus einem ersten Material angegeben ist, welches mit einem zweiten Material gefüllt ist. Das erste Material kann beispielsweise eine Nickellegierung sein, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Erosion und Korrosion hat, und das zweite Material kann beispielsweise Kupfer sein, das gute Wärmeleitungseigenschaften hat.

Die Elektroden der Zündkerze und insbesondere die Seiten­ elektrode der Zündkerze sind einem Verschleiß durch Erosion und Korrosion ausgesetzt. Dieser Verschleiß kann dadurch herabgesetzt werden, daß die Temperatur der Elektroden so niedrig wie möglich gehalten wird, und dies kann beispiels­ weise dadurch erzielt werden, daß die Elektroden mit einem Kupferteil versehen werden, wie dies in der vorstehend genannten US-PS 22 96 033 angegeben ist.

Bei einer der Ausbildungsformen nach der vorstehend genannten US-PS ist der Mittelabschnitt des horizontalen Teils einer U-förmigen Seitenelektrode, d.h. der Abschnitt der Seiten­ elektrode, der der Erosion durch die Funken ausgesetzt ist, mit einer Edelmetallplatte (die einen höheren Widerstand gegen Erosion und Korrosion bietet) dem bodenseitigen End­ abschnitt der Mittelelektrode gegenüberliegend, versehen, und die Seitenelektrode weist einen durchgehenden Kupferkern auf.

Der Nachteil bei einer solchen Auslegung ist darin zu sehen, daß in der Praxis die Funken die Seitenelektrode selbst auch in der Nähe der quer liegenden Seiten der Edelmetall­ platte erodieren, und wenn das äußere rohrförmige Teil der Seitenelektrode einmal an einer einzigen Stelle erodiert ist, d.h. wenn die Funken den Kupferkern erreichen, wird die Seitenelektrode schnell in einem solchen Ausmaß zer­ stört, daß das normale Arbeiten der Zündkerze nicht mehr hergestellt werden kann.

Ein weiterer Nachteil bei den üblichen U-förmigen Seiten­ elektroden ist darin zu sehen, daß das relativ voluminöse horizontale Teil der Elektrode sich über ihre gesamte Länge hinweg in unmittelbarer Nähe der Funkenstrecke zwischen der Mittelelektrode und der Seitenelektrode befindet. Dieses horizontale Teil stellt somit eine Behinderung für die leichte und schnelle Ausbreitung des Flammenkerns (erzeugt durch die Funken) in der Brennkammer dar.

Die Erfindung zielt im wesentlichen darauf ab, eine Zünd­ kerze mit einer U-förmigen Seitenelektrode bereitzustellen, bei der die Ausbreitung des Flammenkerns in der Brennkammer im Vergleich zu üblichen Zündkerzen gleicher Bauart ver­ bessert wird.

Ferner bezweckt die Erfindung, eine Zündkerze mit einer U- förmigen Seitenelektrode bereitzustellen, bei der der Verschleiß der Seitenelektrode im Vergleich zu ähnlichen üblichen Aus­ legungen herabgesetzt wird, oder in anderen Worten ausge­ drückt, eine Zündkerze bereitzustellen, die eine längere Standzeit als eine übliche Zündkerze gleicher Bauart hat.

Die Zündkerze nach der Erfindung zeichnet sich im wesentli­ chen dadurch aus, daß der Mittelabschnitt des horizontalen Teils der Seitenelektrode derart verformt wird, daß der Mittelabschnitt näher an dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode als die seitlichen Abschnitte des horizonta­ len Teils der Seitenelektrode liegt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Zündkerze nach der Erfindung sind beispielsweise folgende:

Die im wesentlichen U-förmige Seitenelektrode ist ent­ weder aus einem einzigen Material hergestellt, oder sie besteht aus einer äußeren Schicht und einem inne­ ren Kern, die aus unterschiedlichen Materialien her­ gestellt sind, oder der Mittelabschnitt des horizon­ talen Teils der Seitenelektrode ist aus einem einzigen Material hergestellt und die Seitenabschnitte des horizontalen Teils und die beiden vertikalen Teile der Seitenelektrode bestehen aus einer äußeren Schicht und einem inneren Kern, die aus unterschiedlichen Ma­ terialien hergestellt sind.

• - Der innere Kern der Seitenelektrode ist aus einem Ma­ terial hergestellt, das gute Wärmeleitungseigenschaf­ ten hat, und die anderen Teile der Seitenelektrode sind aus einem Material hergestellt, das eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erosion und Korrosion hat.
• - Die Oberfläche des Mittelabschnittes des horizontalen Teils der Seitenelektrode, der sich in der Nähe des bodenseitigen Endabschnitts der Mittelelektrode be­ findet, ist mit einer Edelmetallplatte oder einem Edelmetalleinsatz versehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 und 2 Seitenansichten der Zündkerze nach der Erfindung in Teilschnittdarstellung, und

Fig. 3 eine Unteransicht der Zündkerze nach der Erfindung.

Wie sich aus der Zeichnung ersehen läßt, weist die Zünd­ kerze nach der Erfindung im wesentlichen folgendes auf: Ein äußeres Gehäuse 1, 1 a, eine Mittelelektrode 2, die im Innern des Gehäuses 1, 1 a vorgesehen ist und von dem Gehäuse 1, 1 a durch den Isolator 3 elektrisch isoliert ist, und eine im wesentlichen U-förmige Masseelektrode bzw. Seitenelektrode 4.

Die U-förmige Seitenelektrode 4 weist ein horizontales Teil 4 a 4 b und zwei vertikale Teile 4 c auf. Mit der Bezugsziffer 4 a ist der Mittelabschnitt und mit der Bezugsziffer 4 b sind die beiden seitlichen Abschnitte des horizontalen Teils 4 a, 4 b der U-förmigen Seitenelektrode dargestellt.

Wie üblich sind die beiden vertikalen Teile 4 c der Seiten­ elektrode 4 fest mit dem äußeren Gehäuse 1 verbunden, so daß der elektrische Strom von dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 2 durch die Funkenstrecke 6 und durch die U-förmige Seitenelektrode 4 zu dem Gehäuse 1 fließen kann.

Um die Ausbreitung des Flammenkerns in der Brennkammer zu verbessern und die Standzeit der Zündkerze nach der Erfin­ dung zu verlängern, ist der Mittelabschnitt 4 a des horizon­ talen Teils 4, 4 b der im wesentlichen U-förmigen Seiten­ elektrode 4 bei 4 d derart verformt, daß der Mittelabschnitt 4 a näher am bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 2 als die seitlichen bzw. querliegenden Abschnitte 4 b des horizonta­ len Teils 4 a, 4 b der Seitenelektrode 4 liegt, wie dies aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist.

Die Oberfläche des Mittelabschnitts 4 a des horizontalen Teils 4 a, 4 b der Seitenelektrode 4, die sich in der Nähe des boden­ seitigen Endabschnitts der Mittelelektrode 2 befindet, ist eine im wesentlichen ebene Fläche.

In Fig. 1 besteht die Seitenelektrode 4 aus einer äußeren Schicht aus einem Material, das eine hohe Widerstandsfähig­ keit gegen Erosion und Korrosion hat, wie z.B. eine Nickelle­ gierung und aus einem durchgehenden inneren Kern 5, der beispielsweise aus Kupfer besteht, und der gute Wärmeleitungs­ eigenschaften hat, und der daher die Fähigkeit hat, die Wärme schneller abzuführen, die durch den elektrischen Strom im Mittelabschnitt 4 a der Seitenelektrode erzeugt wird.

Bei der Zündkerze nach Fig. 1 ist die Oberfläche des Mittel­ abschnittes 4 a des horizontalen Teils 4 a, 4 b der Seitenelek­ trode 4, die sich in der Nähe des bodenseitigen Endabschnitts der Mittelelektrode 2 befindet, vorzugsweise mit einer Edel­ metallplatte oder einem Edelmetalleinsatz 7 versehen, welcher die obere Fläche der äußeren Schicht des bei 4 d verformten Mittelabschnittes 4 a gegen eine Funkenerosion schützt.

Aufgrund der Verformung des Mittelabschnittes 4 a des hori­ zontalen Teils 4 a, 4 b der Seitenelektrode 4 sind die seit­ lichen Wände 4 d des verformten Teils weiter von dem boden­ seitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 2 als bei einer üblichen ähnlichen Zündkerze entfernt und die Funken sind nicht fähig die seitlichen Wände 4 d in einem solchen Maße zu erodieren, daß der innere Kupferkern 5 der Seiten­ elektrode erreicht wird. Die Standzeit der Zündkerze wird hierdurch wesentlich erhöht.

Da zugleich die beiden Seitenabschnitte 4 b des horizontalen Teils 4 a, 4 b der Seitenelektrode 4 weiter von der Funken­ strecke 6 als bei den üblichen Zündkerzen entfernt sind, die mit einer U-förmigen Seitenelektrode versehen sind, wird die schnelle Ausbreitung des Flammenkerns (erzeugt durch die Funken) in der Brennkammer verbessert.

Die Zündkerze nach Fig. 2 weist im wesentlichen die gleichen Bauteile wie jene nach Fig. 1 auf. Eine Ausnahme ist darin zu sehen, daß sie nicht mit einer Edelmetallplatte oder einem Edelmetalleinsatz 7 versehen ist und daß anstelle eines durch­ gehenden Kupferkerns diese Zündkerze mit einem nicht durchge­ henden Kupferkern 5 a versehen ist, d.h. daß bei dieser Zünd­ kerze der Mittelabschnitt 4 a′ des horizontalen Teils 4 a′, 4 b der Seitenelektrode 4 aus einem einzigen Material herge­ stellt ist.

Prinzipiell ist das Material, das für den Mittelabschnitt 4 a′ der Seitenelektrode 4 nach Fig. 2 verwendet wird, das gleiche jenes Materials, das für die äußere Schicht der Ab­ schnitte 4 b und 4 c verwendet wird, d.h. ein Material, das eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erosion und Korrosion hat. Man könnte jedoch eine Zündkerze derart auslegen, daß der Abschnitt 4 a′ aus einem Material besteht, das eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Erosion und Korrosion als das Material hat, das für die Schicht der Abschnitte 4 b und 4 c der Seitenelektrode verwendet wird.

Bei der Zündkerze nach Fig. 2 kann die Erosion des Mittelab­ schnittes 4 a′ der Seitenelektrode 4 nicht innerhalb eines angemessenen Zeitraumes den inneren Kupferkern 5 a errei­ chen, da der Mittelabschnitt 4 a′ im Gegensatz zu der Aus­ legung nach der US-PS 22 96 033 vollständig aus einem Material hergestellt ist, das eine hohe Widerstandsfähig­ keit gegen Erosion und Korrosion hat. Die Standzeit einer solchen Zündkerze ist daher beträchtlich im Vergleich zu einer üblichen Zündkerze gleicher Bauart erhöht.

Es ist noch zu erwähnen, daß die Lage der U-förmigen Seiten­ elektrode bezüglich der Mittelelektrode im Vergleich zu dem dargestellten Beispiel unterschiedlich gewählt werden kann. Die U-förmige Seitenelektrode könnte beispielsweise seitlich bzw. in Querrichtung bezüglich der Mittelelektrode angeordnet werden. Die Funkenstrecke würde dadurch einen Abschnitt der Seitenwand der Mittelelektrode und durch den seitlich verformten Mittelabschnitt des horizontalen Teils der Seitenelektrode definiert. In diesem Fall könnten zwei U-förmige Seitenelektroden pro Zündkerze vorgesehen sein, d.h. daß auf jeder der beiden Seiten der Mittelelektrode eine derartige U-förmige Seitenelektrode vorgesehen ist.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Zündkerze an, die ein äußeres Gehäuse 1, 1 a, eine Mittelelektrode 2, einen Isolator 3 und eine im wesentlichen U-förmige Seitenelektrode 4 aufweist, die mit einem inneren Kern 5 versehen ist. Der Mittelabschnitt 4 a des horizontalen Teils 4 a, 4 b der Seiten­ elektrode ist derart verformt, daß der Mittelabschnitt 4 a dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 2 näher als die seitlichen Abschnitte 4 b des horizontalen Teils 4 a, 4 b der Seitenelektrode 4 liegt. Die obere Fläche des bei 4 d verformten Teils des Mittelabschnitts 4 a ist vorzugsweise mit einer Edelmetallplatte oder einem Edelmetalleinsatz ver­ sehen. Die Zündkerze hat eine erhöhte Standzeit im Vergleich zu üblichen Zündkerzen gleicher Bauart.

Claims (9)

1. Zündkerze mit einem äußeren Gehäuse (1, 1 a) einer Mittelelektrode (2) die elektrisch von dem Gehäuse (1, 1 a) isoliert ist, und die einen oberen Endabschnitt und einen bodenseitigen Endabschnitt hat, und mit einer im wesentli­ chen U-förmigen Seitenelektrode (4) deren horizontales Teil (4 a, 4 b) eine Funkenstrecke (6) mit dem bodenseitigen End­ abschnitt der Mittelelektrode (2) bildet, und deren beiden vertikalen Teile (4 c) fest mit dem äußeren Gehäuse (1, 1 a) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (4 a) des horizontalen Teils (4 a, 4 b) der Seitenelektrode (4) derart (4 d) verformt ist, daß der Mittelabschnitt (4 a) näher zu dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode (2) als die Seitenabschnitte (4 b) des horizontalen Teils (4 a, 4 b) der Seitenelektrode (4) liegt.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Mittelabschnittes (4 a) des hori­ zontalen Teils (4 a, 4 b) der Seitenelektrode (4), die dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode (2) näher liegt, eine im wesentlichen ebene Fläche ist.

3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im wesentlichen U-förmige Seitenelektrode (4) aus einem einzigen Material hergestellt ist.

4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen U-förmige Seiten­ elektrode (4) aus einer äußeren Schicht und einem inneren Kern (5) besteht, die aus unterschiedlichen Materialien her­ gestellt sind.

5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (4 a′) des hori­ zontalen Teils (4 a′, 4 b) der Seitenelektrode (4) aus einem einzigen Material hergestellt ist, und daß die Seitenab­ schnitte (4 b) des horizontalen Teils (4 a′, 4 b) und die beiden vertikalen Teile (4 c) der Seitenelektrode (4) aus einer äuße­ ren Schicht und einem inneren Kern (5 a) bestehen, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.

6. Zündkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (4 a′) des horizontalen Teils (4 a′, 4 b) der Seitenelektrode (4) und die äußere Schicht der seit­ lichen Abschnitte (4 b) des horizontalen Teils (4 a′, 4 b) und der beiden vertikalen Teile (4 c) der Seitenelektrode (4) aus ein und demselben Material hergestellt sind.

7. Zündkerze nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Kern (5, 5 a) der Seitenelektrode (4) aus einen Material besteht, das gute Wärmeleitungsei­ genschaften hat.

8. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Abschnitte der Seitenelektrode (4) aus einem Material hergestellt sind, das eine hohe Widerstands­ fähigkeit gegen Erosion und Korrosion hat.

9. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Mittelabschnittes (4 a) des horizontalen Teils (4 a, 4 b) der Seitenelektrode (4), die dem bodenseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode (12) näherliegt, mit einer Edelmetallplatte oder einem Edelmetall­ einsatz (7) versehen ist.