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Zündkerze Die Erfindung betrifft eine Zündkerze, deren die Mittelelektrode
aufnehmender Isolierkörper an seinem Schaft eine bundartige Verstärkung hat, die
mittels eines Schraubringes in der hülsenartigen, die äußere Masseelektrode tragenden
Metallfassung festgeklemmt wird, und zwischen der Verstärkung und dem inneren verdickten
Ende des Isolierkörpers eine Einschnürung hat. Das Neue besteht in einer besonderen
Durchbildung des inneren Endes des Isolierkörpers zu dem Zweck, daß ganz bestimmte
Erwärmungsverhältnisse in dem Isolierkörper eintreten, um die Kohlenstoffablagerung
an dem inneren Ende des Isolierkörpers möglichst zu vermeiden, so daß die Lebensdauer
der Zündkerze verlängert wird.. Bisher hat man diese Aufgabe lediglich durh besondere
Ausbildung der Elektroden zu lösen versucht und hat der Ausbildung des Isolierkörpers
nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Man begnügte sich damit, den Isolierkörper derart
auszubilden, daß er eine genügende Isolation zwischen den Elektroden darstellte
und möglichst gleichförmig elektrisch beansprucht wurde.
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Nach der Erfindung wird zwecks Vermeidung der Kohlenstoffablagerung
an dem Isolierkörper das innere Ende desselben mit einer zylindrischen Einschnürung
versehen, die sich unmittelbar an die am innersten Ende vorgesehene Verdickung anschließt.
Diese zylindrische Einschnürung verhindert eine zu starke Wärmeabführung von dem
innersten verdickten Ende des Isolierkörpers. Dieses verdickte Endebleibt daher
vollständig heiß, um eine vollständige Verbrennung irgendwelchen Kohlenstoffes zu
gewährleisten, welcher sich etwa am Isolierkörper ablagern sollte.
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Ferner wird zwecks allmählichen Temperaturabfalles in dem Isolierkörper
zwischen Stellen höherer und niedrigerer Temperatur desselben die Richtungsänderung
an der Außenseite des Isolierkörpers durch Kurven ausgedrückt. Das innere Ende des
Isolierkörpers-umfaßt demnach zwischen jenem verdickten Ende, aus welchem die mittlere
Elektrode herausragt, und jener Fläche, an welcher der Isolierkörper auf dem Sitz
im Mantel der Kerze aufsitzt, eine im wesentlichen zylindrische Einschnürung, die
von dem innersten Ende des Körpers durch eine einzige Verdickung getrennt ist, und
diese zylindrische Einschnürung geht in die Sitzfläche des Körpers durch eine allmähliche
Erweiterung über. Das innerste Ende des Isolierkörpers läuft nach Art eines Kegelstumpfes
aus, und zwisehen
dem verjüngten Ende dieses Kegelstumpfes und
der zylindrischen Einschnürung des Körpers ist nur eine einzige Erweiterung vorgesehen.
Die Länge zwischen dem innersten Ende des Isolierkörpers und dieser Erweiterung
ist mindestens so groß als die Länge der zylindrischen Einschnürung. Wenn der Mantel
der Kerze nahe dem inneren Ende mit einer Bohrung von kleinerem Durchmesser versehen
ist als der Hauptteil des Mantels, der den Hauptkörper der Kerze umschließt, so
befindet sich der verstärkte Teil, der an dem Isolierkörper zwischen dem inneren
Ende und der zylindrischen Einschnürung angeordnet ist, in dieser Bohrung von kleinerem
Durchmesser.
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Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele dar.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch eine Kerze, in welcher der Isolierkörper
mit seinem inneren Ende über das innere Ende des Mantels herausragt, und Abb. 2
ist ein ähnlicher Querschnitt, in welchem das innere Ende des Mantels über das innere
Ende des Isolierkörpers hervorsteht.
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Nach Abb. i hat die Zündkerze einen Mantel io der gewöhnlichen Art
mit -Außengewinde ii auf dem in den Zylinder einzusetzenden Teil. Die Bohrung an
dem inneren Ende der Fassung oder des Mantelteiles, der in den Zylinder der Brennkraftmaschine
eingeschraubt wird, ist bei 12 etwas kleiner ausgebildet als die Hauptbohrung des
Mantels, und es entsteht dadurch eine Schulter 13 zur Aufnahme einer Packung 1q.,
auf welcher der Isolierkörper 15 der Kerze sitzt. Zu diesem Zweck hat dieser Isolierkörper
15 an seiner Hauptverstärkung 17 eine als Sitzfläche dienende Schulter 16 in Eingriff
mit der Abdichtung 1q.. Diese bundartige Hauptverstärkung 17 des Isolierkörpers
15 hat auch eine nach oben gerichtete Schulter oder Sitzfläche 18, gegen welche
eine andere Abdichtung ig durch eine Schraubenhülse 2o gedrückt wird, die in den
oberen Teil des Mantels in bekannter Weise eingesetzt ist. Eine Elektrode 21 durchsetzt
den Isolierkörper und steht an ihrem inneren Ende 22 in Funkenabstand von der Masseelektrode
23, welch letztere mit dem inneren Ende des Mantels io vereinigt ist.
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Die bis jetzt beschriebene Anordnung der Kerze ist bekannt und ist
hier nur zur Erläuterung des Merkmales gegeben, das die Neuheit der Erfindung enthält.
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Nach Abb. i ragt das innere Ende 25 des Isolierkörpers aus dem Ende
des Mantels io heraus. Von diesem freien Ende 25 des Isolierkörpers aus verdickt
sich dieser kegelstumpfförmig, wie bei 26 angedeutet, zu einer Verdickung 27, welch
letztere in jenem Teil 12 des Mantels liegt, der die geringere Bohrung aufweist.
An die Verdickung 27 schließt sich ein kegelförmiger Teil an, wie bei 28 angedeutet.
Diese kegelförmige Einziehung 28 ist jedoch kürzer als die Länge des Kegelstumpfes
26, und der Neigungswinkel der Kegelfläche 28 zur Waagerechten ist demnach etwas
größer. Über diesem Kegelstumpf 28 ist an dem Isolierkörper eine im wesentlichen
`zylindrische Einschnürung 29 angeordnet, und auch diese ist, in der Achsrichtung
des Isolierkörpers gemessen, länger als der Kegelstumpf 28, jedoch nicht länger
als der Kegelstumpf 26. Von dem oberen Ende dieser zylindrischen Einschnürung 29
erweitert sich der Isolierkörper wieder in Gestalt eines Kegelstumpfes 3o bis zur
Sitzfläche 16 hin. Nach Abb. i ist der größere Teil dieser Erweiterung
30 schwächer kegelförmig gehalten als der unmittelbar an den zylindrischen
Teil 29 sich ansetzende kegelförmige Teil 31.
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Die in Abb. 2 gezeigte Anordnung ist ähnlich der in Abb. 1 dargestellten.
Der Hauptunterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist darin zu sehen, daß
nach Abb. 2 der Hals i i' des Mantels sich tiefer nach abwärts erstreckt als das
freie Ende des Isolierkörpers der Kerze. Bei einer solchen Anordnung wird vorgezogen,
die Verdickung 27' über jene Stelle der Bohrung 12' des Mantels zu legen, die den
kleineren Durchmesser aufweist, und nicht innerhalb dieser Bohrung, wie in Abb.
i gezeigt. Bei dieser Anordnung nach Ab'b. 2 ist auch der zylindrische Teil 20'
kürzer ausgebildet als in der ersten Ausführungsform. Immerhin ist aber auch bei
dieser Ausführungsform der zylindrische Teil 29' länger als der Kegelstumpf 28.
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Bei diesen Ausführungsformen der Zündkerze ist der Durchmesser der
Mittelelektrode 21 über die. ganze Länge der Elektrode im wesentlichen derselbe.
Es fehlt namentlich eine Verstärkung der Elektrode an jenem Ende, an welchem die
letztere aus dem Isolierkörper in den Verbrennungsraum herausragt. Jede Verstärkung
der Elektrode nahe dem freien Ende derselben und namentlich jede Verstärkung, die
sich in Berührung mit dem Isolierkörper befinden würde, ist nachteilig. Die Elektrode
ist nämlich gewöhnlich aus einem Material von höherer Wärmeleitfähigkeit als der
Isolierkörper, und der verstärkte Teil nahe dem inneren Ende der Elektrode würde
also ein Übermaß von Hitze auf jenen Teil des Körpers übertragen, der sich damit
in Berührung befindet.
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Der kegelstumpfförmige Teil 26 nahe dem freien Ende des Isolierkörpers
trägt dazu bei, Wärme von .dem freien Ende fortzuschaffen, da ja der Rauminhalt
des Isolierkörpers sich
von .dem freien Ende desselben gegen das
obere Ende des Kegelstumpfes hin erweitert. Es wird demnach die übermäßige Hitze,
die ja gerade an .der Spitze des Isolierkörpers sich am stärksten fühlbar machen
würde, verringert, und die Gefahr der Vorzündung, die durch eine solche übermäßige
Erhitzung an dem freien Ende herbeigeführt würde, wird vollständig vermieden. In
der vorzugsweise benutzten und hier dargestellten Ausführungsform verstärkt sich
der Isolierkörper von dem freien Ende 25 über den Kegelstumpf 26 hin allmählich,
und es findet demnach auch eine allmähliche Temperaturerniedrigung gegen den stärkeren
Teil dieses Kegelstumpfes 26 hin statt.
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Die Verdickung 27 zwischen dem Kegel 26 und dem Kegel 28 ist abgerundet.
Würde an jenem Teil, an welchem die beiden Kegel 26, 28 aneinanderstoßerr, ein scharfer
Grat vorhanden sein, so würde, namentlich infolge der Nähe dieses scharfen Grates
an dem freien, starkerhitzten Ende des Isolierkörpers, auch an dieser scharfen Kante
eine überhitzung zu befürchten sein, die zur Vorzündung Anlaß geben könnte.
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Die zur Einschnürung führende Kegelfläche 28, verbunden mit dem zylindrischen
Teil 29, bildet nun eine verhältnismäßig lange Oberflächenzone, die stark geilug
erhitzt ist, um Ruß oder Kohlenstoff in anderer Form, der sich daran ansetzen könnte,
abzubrennen. Dabei ist jedoch die Temperatur nicht hoch genug, um den dauernden
Niederschlag dieses Kohlenstoffes an den Isolierkörper an dieser Stelle herbeizuführen.
Es bildet also diese Zone gewissermaßen eine Isolationsfläche, welche unter gewöhnlichen
Arbeitsbedingungen auf einer Temperatur zwischen 480 und 700° C erhalten wird. Infolge
der zylindrischen Einschnürung 29 .wird der Querschnitt des Isolierkörpers an dieser
Stelle verringert, und damit verringert sich auch die Möglichkeit, zu viel Hitze
von dem freien Ende 25 des Isolierkörpers zur Sitzfläche 16 abzuleiten. Da genügend
Wärme von dem freien Ende 25 auf den Teil bis zur Sitzfläche 16 übertragen wird,
so kann diese Fläche nicht so weit abgekühlt werden, daß sich an ihr 'Kohlenstoff
ansetzen könnte, der nur an der Oberfläche haftenbleiben würde. Alle Richtungsänderungen
der Oberflächenteile des Isolierkörpers sind nicht etwa scharfe Winkeländerungen,
sondern allmähliche Änderungen, und es befindet sich an der Außenfläche des Isolierkörpers
weder ein nach außen vorspringender Winkel, der leicht überhitzt werden könnte und
Vorzündung herbeiführen könnte, noch ein. nach innen vorspringender Winkel, der
so groß wäre, daß durch ihn eine scharfe Grenze der Temperaturänderung, d. h. ein
scharfer Temperatursturz, herbeigeführt werden könnte. Diese scharfe Temperaturänderung
würde vielleicht zur Spaltung oder Rissebildung an dem Isolierkörper Anlaß geben.
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Wie erwähnt, wird bei einem Isolierkörper, dessen freies Ende unter
dem freien Ende des Mantels liegt, vorgezogen, die Verdickung 27 innerhalb des abgesetzten
Bohrungsteiles z2 des Mantels anzuordnen. Befindet sich diese Verdickung unter dem
abgesetzten Teil oder über ihm, so sind die Verhältnisse weniger vorteilhaft. Wenn
jedoch, wie in Abb. 2 gezeigt, der Isolierkörper nicht unter das freie Ende des
Mantels heraus vorsteht, so wird vorgezogen, die Verdickung 27' in dem Mantel, und
zwar über dem Teil mit der kleineren Bohrung, anzuordnen.