DE4128392C2 - Zündkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Zündkerze ist aus der EP 0 171 994, insbesondere aus der zugehörigen Figur 14 bekannt.

Weil bei diesen Zündkerzen die gemeinsame Achse der Edelmetall-Einsätze die Mittelachse der Mittelelektrode ist, entsprechen die zur Verfügung gestellten Abbrandflächen denen der bisher bekannten Zündkerzen, was diesseitig als nachteilig betrachtet wird. Darüber hinaus ist ihre Fertigung sehr arbeitsintensiv, was wiederum einen hohen Kontrollaufwand bedingt, wordurch sich nicht zuletzt auch hohe Fertigungskosten ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden; insbesondere soll eine Zündkerze zur Verfügung gestellt werden, die vergrößerte Abbrandflächen zur Verfügung stellt, um eine möglichst hohe Funktionsdauer zu erreichen; gleichzeitig muß sie als Masseprodukt durch Mengenfertigung herstellbar sein.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Zündkerze gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltun­ gen der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.

Ein erfindungswesentlicher Unterschied zu dem vorbe­ kannten Stand der Technik besteht darin, daß der Edelmetall­ einsatz durch seine Anordnung nicht vollständig, sondern etwa hälftig vom Endbe­ reich der Masseelektrode umgeben ist. Erfindungsgemäß sind die sich gegenüberliegenden Edelmetalleinsätze auf einer zur Mittelelektrodenachse parallelen Achse derart angeordnet, daß sich die gegenüberliegenden Abbrandflächen der Mittel­ elektrode und der Masseelektrode vergrößern. Eine erfin­ dungswesentliche Idee besteht demnach darin, zum einen den Teilüberschlag auf den Edelmetalleinsatz zu fixieren und gleichzeitig den Abbrand in Richtung Befestigung der Masse­ elektrode zu leiten.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Fig. 1 ist die schematische Wiedergabe, teilweise im Querschnitt, des Spitzenbereichs einer erfindungsgemäßen Zündkerzenausführung.

Fig. 2 ist eine perspektivische Schrägaufsicht auf die Masseelektrodenspitze einer Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Zündkerze.

In Fig. 1 ist eine Zündkerze dargestellt, die im we­ sentlichen aus einem keramischen Isolator 1, einem metalli­ schen Zündkerzenkörper 2, einer Mittelelektrode 3 und einer Masseelektrode 4 besteht. Die Mittelelektrode 3 und die Masseelektrode 4 stehen sich in Richtung Entflammungsraum gegenüber und bilden die Luftfunkenstrecke 5. An der Masse­ elektrode 4 ist ein zusätzlicher Werkstoff 6 angebracht, der bei Funkenüberschlag in der Durchbruchsphase kaum oder gar nicht abbrennt, wobei bevorzugt Edelmetalle, insbesondere Platin oder dessen Legierungen, wie Platin-Iridium-Legierun­ gen verwendet werden.

Die Mittelelektrode 3 besitzt einen Edelme­ talleinsatz 9 in unsymmetrischer Anordnung. Hierbei liegen der Edelmetallvierkantstift 6 und der Edelmetalleinsatz 9 in der Mittelelektrode 3 auf einer Achse, die der Mittelelek­ trodenachse parallel ist und gegenüber dieser in Gegenrich­ tung zur Befestigungsseite der Masseelektrode 4 verschoben ist. Bevorzugt sind hierbei der Edelmetalleinsatz 9 und/oder der Edelmetallvierkantstift 6 derart ausgebildet, daß sie etwa 0,5 bis 1 mm aus den sich gegenüberliegenden Flächen der Elektroden herausragen.

Gemäß Fig. 2 wird ein Vierkantstift 6 beispielsweise aus Platin an der Spitze der Masseelektrode 4 stirnflächig angebracht. Auf diese Weise ist der Vierkantstift nicht vollständig, sondern nur teilweise von dem an sich üblichen Material der Masseelektrode 4 umgeben. Bei flächiger Ver­ schweißung auf der Stirnfläche der Masseelektrode 4 kann Widerstandsschweißen, Impulsschweißen oder Laserschweißen angewendet werden.

Der abbrandfeste Vierkantstift 6 kann in einer Nut der Stirnfläche der Masseelektrode 4 angeordnet sein; vorteilhafterweise wird er jedoch stumpf an der Stirnseite der Masseelektrode 4 angeschweißt, wobei der Stift in die Fläche der Stirnseite derart eingedrückt wird, daß er etwa hälftig, wie in Fig. 2 angezeigt, von der Masseelektrode 4 umfaßt wird.

Als Werkstoff der Masseelektrode 4 wird ein für Zünd­ kerzen allgemein verwendetes Material, beispielsweise die an sich bekannten Nickellegierungen verwendet. Sie kann auch als Zweistoffelektrode ausgebildet sein, wobei der Mantel aus einer abbrandfesten Nickellegierung und der Kern aus einem gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise aus Kupfer, bestehen. Hierdurch wird von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß die Masseelektrode durch den gut wärmeleitenden Kern eine niedrigere Tempera­ tur besitzt, so daß möglicher thermischer Verschleiß sowie die Belastung der Verbindung zwischen Vierkantstift 6 und Spitze der Elektrode 4 durch unterschiedliche Wärmeausdeh­ nungkoeffizienten vermindert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Stift 6 so ausgebildet bzw. in der Stirnfläche der Masse­ elektrode 4 angeordnet, daß er beispielsweise 0,5 bis 1 mm aus dieser Fläche hervorragt.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann einerseits das Edelmetall, im vorliegenden Fall Platin, in geringer Menge verwendet werden, was sich daraus ergibt, daß die bevorzug­ ten Seitenmaße des Vierkantstifts 6 nur 0,6 bis 1,0 mm, bevorzugt etwa 0,8 mm, betragen, andererseits jedoch Stand­ festigkeit und ähnliche Zündkerzeneigenschaften erreicht werden, die sonst nur bestenfalls mit wesentlich größerem Edelmetallaufwand erreichbar sind.

Versuche in Stationär-Gasmotoren haben Standzeiten von größer als 750 h bei äußerst geringem Abbrand der Masseelek­ trode ergeben.

Diese Untersuchungen stimmen überein mit der Lebens­ dauer von erfindungsgemäßen Zündkerzen in Personenwagen von größer als 60 000 km.

Claims (4)

1. Zündkerze mit einer Mittelelektrode (3) und einer am Metallgehäuse (2) der Zündkerze befestigten, eine abgewinkelte Form aufweisenden Masseelektrode (4), wobei die Mittelelektrode (3) und die Masseelektrode (4) im Bereich der Funkenstrecke (5) je einen stiftförmigen Edelmetalleinsatz (9, 6) aufweisen und die Achsen dieser Einsätze auf einer parallel zur Mittelachse der Mittelelektrode (3) verlaufenden gemeinsamen Achse angeordnet sind und wobei die Mittelelektroden- Einsatz (9) aus der Stirnfläche der Mittelelektrode (3) herausragt und der Masseelelektroden-Einsatz (6) aus der der Stirnfläche der Mittelelektrode gegenüberliegenden Fläche der Masseelektrode (4) in Richtung Mittelelektrode (3) herausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse der Edelmetall-Einsätze (9, 6) gegenüber der Mittelachse der Mittelelektrode (3) in Richtung auf ihre der Befestigungsseite der Masseelektrode (4) abgewandte Seite verschoben ist, und daß der Edelmetalleinsatz (6) der Masseelektrode (4) in deren Stirnfläche angeordnet ist.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseelektroden-Einsatz (6) in der Ebene senkrecht zur gemeinsamen Achse eine Vierkant-Form aufweist.

3. Zündkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierkant-Form des Masseelektroden-Einsatzes (6) etwa zur Hälfte vom Material der Masseelektrode (4) umgeben ist.

4. Zündkerze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenlängen (Seitenmaße) des Vierkantstiftes (6) in der Ebene senkrecht zur gemeinsamen Achse 0,6 bis 1,0 mm betragen.