DE628775C

DE628775C - Spark plug

Info

Publication number: DE628775C
Application number: DEA71816D
Authority: DE
Original assignee: AC Spark Plug Co
Current assignee: Delco Electronics LLC
Priority date: 1933-06-22
Filing date: 1933-11-14
Publication date: 1936-04-16

Description

Zündkerze Die Erfindung richtet sich auf eine Vervollkommnung von Zündkerzen für Verbrennungskraftmaschinen, und zwar von Zündkerzen mit einteiligem, gebranntem Isolator, in dessen äußeren mit Gewinde versehenen Teil seiner Mittelbohrung der eine Teil der zweiteiligen Mittelelektrode eingeschraubt und an seinem inneren Ende durch Kitt abgedichtet ist, während der stabförmige, in den Verbrennungsraum ragende Teil der Mittelelektrode lose von dem engeren Teil der etwa in der Mitte abgesetzten Mittelbohrung umschlossen ist.Spark plug The invention is directed to perfecting Spark plugs for internal combustion engines, namely from spark plugs with one-piece, fired insulator, in the outer threaded portion of its central bore one part of the two-part center electrode is screwed in and on its inner one The end is sealed by putty, while the rod-shaped, into the combustion chamber protruding part of the center electrode loosely from the narrower part of about the middle remote central bore is enclosed.

Dem Bekannten gegenüber kennzeichnet sich die Erfindung wesentlich dadurch, daß die beiden Teile der Mittelelektrode sich lediglich mit ihren Enden berühren .und gegeneinander neigbar sind und daß der eingeschraubte Elektrodenteil den stabförmigen Teil gegen den Absatz der Mittelelektrode des Isolators preßt.The invention is essentially characterized by what is known in that the two parts of the center electrode are only at their ends touch .and are inclined towards each other and that the screwed-in electrode part presses the rod-shaped part against the shoulder of the center electrode of the insulator.

Zwar sind auch die bekannten Zündkerzen geeignet, bis zu einem gewissen Grade die Nachteile zu vermeiden, welche das Verziehen des Isolators beim Brennen für das Zusammensetzen der Zündkerze verschulden kann. Die neue Zündkerze aber gestattet, auch bei ziemlich starken Neigungen der Achsen der beiden Bohrungsteile gegeneinander, die Mittelelektrode ohne Zwang richtig einzusetzen. Außerdem liegt auch darin ein Vorteil, daß die beiden Elektrodenteile kraftschlüssig verbunden sind und daß es keiner weiteren Hilfsmittel außer Kitt bedarf.The known spark plugs are also suitable, up to a certain point Grade to avoid the drawbacks, which are the warping of the insulator when burning for assembling the spark plug. But the new spark plug allows even if the axes of the two borehole parts are quite inclined towards each other, insert the center electrode correctly without being forced. In addition, there is also a Advantage that the two electrode parts are positively connected and that it no further aids apart from putty are required.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; es sind: Fig. i mittlerer Längsschnitt durch die neue Zündkerze, Fig. z Längsschnitt nach Fig. i ohne Kerzenmantel bei etwas geänderter Ausführung. ` Der in dem Außenmetallmantel 5 befindliche Isolierkörper 6 besitzt in seinem Innern eine Mittelbohrung mit einem Absatz 7, der sich zweckmäßig in dem stärker gehaltenen Mittelteil befindet. Die Mittelbohrung besteht aus einem von diesem Absatze aus zum inneren Ende des Isolators führenden Durchlaß 8 für die Elektrode und einem weiteren Teil der Bohrung 9, die sich von dem Absatze aus bis zum äußeren Ende des Isolierkörpers erstreckt. Diese Einlaßöftnung ist mit einem an ihrer Innenseite angebrachten Gewinde zum Zwecke einer starren ineinandergreifenden Verriegelung eines als Anschluß dienenden Haltebolzens io mit dem Isolierkörper und seiner Befestigung innerhalb der Einlaßöftnung ausgestattet. Gelangt zu diesem Zwecke, wie in der Figur dargestellt, ein Innengewinde zur Anwendung, dann kann dieses Innengewinde, wie Fig. i darstellt, über die gesamte Länge des oberen Teiles der Bohrung reichen oder auf deren inneres Ende beschränkt werden, wie dies in Fig. 2 gezeichnet ist.In the drawing is a preferred embodiment of the invention shown; there are: Fig. i middle longitudinal section through the new spark plug, Fig. z Longitudinal section according to Fig. i without the candle casing with a slightly modified design. ` The insulating body 6 located in the outer metal jacket 5 has in its interior a central hole with a paragraph 7, which is conveniently held in the stronger Middle part is located. The central hole consists of one of this paragraph to the inner end of the insulator leading passage 8 for the electrode and a further part of the bore 9, which extends from the paragraph to the outer end of the Insulator extends. This inlet opening has one on its inside attached threads for the purpose of a rigid interlocking lock a retaining bolt serving as a connection with the insulating body and its fastening inside the inlet opening. Arrived for this purpose, as in the figure shown, an internal thread for application, then this internal thread, such as Fig. I represents, extending over the entire length of the upper part of the bore or limited to its inner end are drawn as shown in FIG is.

Die Ziffer ii bezeichnet die isolierte Elektrode der Zündkerze, welche an ihrem inneren Ende einen verbreiterten flachen Ansatz i2 besitzt, der auf dem Absatz 7 aufliegt. Diese Elektrode geht durch .den Durchlaß 8 hindurch und paßt genau in diesen Durchlaß, da der Durchmesser des Durchlasses nur um so viel denjenigen der Elektrode übertrifft, wie erforderlich ist, um ein leichtes Einbringen in den Isolierkörper zu ermöglichen. Die Elektrode sitzt lose in diesem Durchlaß, d. h. es befindet sich kein Kitt zwischen der Elektrode und der inneren Wandung, des Durchlasses; aus dieser Anordnung ergibt sich, daß die Elektrode die Möglichkeit besitzt, sich während ihrer Erwärmung unabhängig von dem Isolierkörper auszudehnen, und daß die Ausdehnung und Zusammenziehung der Elektrode das innere Ende des Isolierkörpers, welches sich sehr viel weniger ausdehnt als die metallische Elektrode,' keinen Beanspruchungen aussetzt, wie es der Fall sein würde, wenn die Elektrode in dem Durchlaß, durch dessen Länge sie sich erstreckt, festgekittet wäre.The number ii denotes the insulated electrode of the spark plug, which at its inner end has a widened flat extension i2, which on the Paragraph 7 is applied. This electrode goes through the passage 8 and fits exactly in this passage, since the diameter of the passage is only so much that of that The electrode surpasses what is required for easy insertion into the Allow insulating body. The electrode is loosely seated in this passage, i. H. there is no cement between the electrode and the inner wall, the passage; from this arrangement it follows that the electrode has the ability to expand during their heating independently of the insulating body, and that the Expansion and contraction of the electrode the inner end of the insulator, which expands much less than the metallic electrode, 'no stresses exposes, as it would if the electrode were in the passageway, through the length of which it extends would be cemented in place.

Das innere Ende des als Anschluß dienenden Haltebolzens io liegt nach dem fertigen Einbau der Teile auf dem Ansatz 12 auf, drückt diesen Ansatz 12 auf den Absatz 7 nieder und hält die Elektrode i i in ihrer Stellung im Durchlaß 8 fest. Sobald der Haltebolzen an seinem Platz angebracht ist, wird im allgemeinen eine geringe Menge Kitt durch die Einlaßöffnung g aufgetragen, nachdem die Elektrode eingeschoben worden ist, wodurch bei. 13 ein wirksamer Abschluß um den Ansatz i2 und das innere Ende des Haltebolzens herum geschaffen wird. Ein Teil dieses Kittes wird auch während .der Einbringung des als Anschluß dienenden Haltebolzens nach oben in die Zwischenräume zwischen dem Gewinde des unteren Teils des Haltebolzens io und dem Innengewinde der Einlaßöffnung g gepreßt, wodurch ein noch vollkommenerer und wirksamerer Abschluß geschaffen wird. Weiterhin kann Kitt danach noch, wie bei 14 angedeutet ist, in den Raum zwischen dem oberen, schwächer gehaltenen Teil dieses Bolzens und der Innenwandung der Einlaßöffnungg eingebracht werden, wobei diese Verkittung vorgenommen wird, nachdem das innere Ende des Bolzens io an seinem Platze festgekittet worden ist. Das äußere Ende des Bolzens io besitzt bei r5 zwecks Aufnahme der üblichen Anschlußmutter zum Anlegen eines elektrischen Stromzuführungskabels und Herstellung einer leitenden Verbindung mit .der inneren Elektrode der Zündkerze ein Gewinde. Das innere Ende des Bolzens ist bei 16 abgerundet, um Seitendruck auf den Ansatz 12 für den Fall zu verhindern, daß die Achsen der beiden' Durchlässe 8 und 9 nicht parallel und nicht miteinander ausgerichtet sind, wie dies häufiger vorkommt. Das untere Ende des Bolzens io steht zwar in Berührung mit dem Ansatz, derart, daß eine leitende metallische Verbindung für die Zuführung elektrischen Stromes vorhanden ist, aber der Bolzen und die untere Elektrode bilden nicht ein zusammenhängendes Stück, woraus sich ergibt, daß ihre Anbringung den Isolierkörper, vor allem dessen inneres Ende, keinen Beanspruchungen unterwirft, die ein Zerspringen oder sonstige Beschädigungen des Isolierkörpers herbeiführen könnte.The inner end of the retaining bolt serving as a connection lies behind the finished installation of the parts on the approach 12, this approach 12 presses the paragraph 7 down and holds the electrode i i in its position in the passage 8. Once the retaining bolt is in place, a small amount of putty applied through the inlet port g after the electrode has been inserted, whereby at. 13 an effective conclusion to the approach i2 and creating the inner end of the retaining bolt around. Part of this putty is also after .the introduction of the retaining bolt serving as a connection above in the spaces between the thread of the lower part of the retaining bolt io and the internal thread of the inlet opening g, making an even more perfect and more effective closure is created. Furthermore, putty can still be used afterwards, as with 14 is indicated in the space between the upper, weaker part of this Bolt and the inner wall of the inlet openingg are introduced, these Putty is made after the inner end of the bolt io in place has been cemented. The outer end of the bolt has io at r5 for the purpose of receiving the usual connection nut for attaching an electrical power supply cable and making a conductive connection with .the inner electrode of the spark plug a thread. The inner end of the bolt is rounded at 16 to allow side pressure on to prevent the approach 12 in the event that the axes of the two 'passages 8 and 9 are not parallel and not aligned with each other, as is more common occurs. The lower end of the bolt io is in contact with the approach, such that a conductive metallic connection for the supply of electrical There is a current, but the bolt and the lower electrode do not form one coherent piece, from which it follows that their attachment the insulating body, especially its inner end, not subject to any stresses that would cause it to burst or other damage to the insulator.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einstecköffnung 17 nur an ihrem unteren Ende mit Gewinde versehen und der -als Anschluß dienende Haltebolzen 18 innen hohl ausgebildet; er besitzt Öffnungen oder Schlitze an seinem unteren Ende. Nachdem der als Anschluß dienende Bolzen eingebracht worden ist, wird Kitt unter Druck in die innere Bohrung dieses Bolzens eingepreßt, wobei dieser Kitt durch die Schlitze ig austritt und in den Zwischenräumen zwischen den Gewinden oder den entsprechenden sonstwie ausgebildeten ineinandergreifenden Teilen emporsteigt. Der Kitt bildet bei 2o einen Abschluß zwischen dem als Anschlußklemme dienenden Haltebolzen und dem Durchlaß 17, durch welchen dieser Bolzen hindurchgeführt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das äußere Ende des Bolzens so gestaltet, daß es -für die Aufnahme einer federnden Klemme -eines stromzufÜhrenden Kabels geeignet ist, statt, wie dies in Fig: i der Fall ist, zu dem Zwecke der Aufnahme einer Anschlußmutter mit Gewinde versehen zu sein.In the embodiment shown in Figure 2, the insertion opening 17 provided with thread only at its lower end and the -as a connection Retaining bolt 18 is hollow on the inside; he has openings or slits on his lower end. After the bolt serving as a connection has been introduced, is Putty pressed into the inner bore of this bolt under pressure, this putty through the slots ig exits and in the spaces between the threads or the corresponding otherwise formed interlocking parts rises. At 2o the putty forms a seal between the one serving as a connection terminal Holding bolt and the passage 17 through which this bolt is passed. In this embodiment, the outer end of the bolt is designed so that it -for the inclusion of a resilient clamp -a power supply cable suitable is, instead of, as is the case in Fig: i, for the purpose of receiving a connecting nut to be threaded.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der Ansatz 12 der Elektrode ii innerhalb des stärker gehaltenen Mittelteils des Isolierkörpers 6, ebenso wie auch der innere Teil des Bolzens io (oder 18), der sich in engster Berührung mit der Irinen`vandung des Durchlasses 9 (oder 17) befindet, und die beiden Teile stehen in unmittelbarer Berührung, Metall auf Metall. Es ergibt sich infolgedessen, daß die von den Verbrennungsgasen mitgeteilte und durch die Elektrode ii fortgeleitete Wärme zu verhältnismäßig massigen Metallteilen geführt und daher ein großer Teil dieser Wärme durch das volle Mittelteil des Isolierkörpers verteilt wird, in den Zündkerzenmantel abfließt und schließlich an die Atmosphäre, den Zylinderkopf und den Kühlwassermantel des Motors abgegeben wird. Die konstruktiven Ausführungen der Erfindung gewährleisten daher eine wirksamere Ableitung der Wärme von der inneren Elektrode und eine raschere Abgabe der Wärme an den Zündkerzenmantel, als bisher bei derartigen Zündkerzen erzielt wurde.The approach lies in the preferred embodiment of the invention 12 of the electrode ii within the more strongly held central part of the insulating body 6, as well as the inner part of the bolt io (or 18), which is in the narrowest Contact with the Irinen`vandung of the passage 9 (or 17) is, and the two Parts are in direct contact, metal on metal. It follows as a result that communicated by the combustion gases and passed on through the electrode ii Heat led to relatively massive metal parts and therefore a large part this heat is distributed through the full central part of the insulator into the Spark plug shell drains and finally to the atmosphere, the cylinder head and the engine's cooling water jacket. The constructive designs of the Invention therefore ensure a more effective Dissipation of heat from the inner electrode and a more rapid release of heat to the spark plug shell, than was previously achieved with such spark plugs.

Bei der Herstellung von Zündkerzen wird den.Isolierkörpern aus Porzellan oder irgendeinem anderen gleichwertigen Material ihre endgültige Form gegeben, mit den Durchlässen 8 und 9 und dem Absatz 7, bevor die Isolierkörper glasiert und fertiggebrannt werden. Da das verwendete Material ungebrannt nur eine geringe Härte besitzt, ist eine natürliche Folge, daß die Durchlässe nicht immer die vollkommene Form erhalten und nicht immer parallel und gleichachsig ausfallen; diese und ähnliche Unvollkommenheiten werden während des Brennprozesses eher noch vermehrt als vermindert. Weiterhin und vor allem dann, wenn, wie dies oft der Fall ist, der als Anschlußklemme dienende Haltebolzen und die Elektrode aus einem einzigen Stück bestehen, oder wenn die Elektrode an den Bolzen angeschweißt ist, besteht die Möglichkeit, daß sich bei dem Einbau solcher Teile mehr oder minder bedeutende Verbiegungen oder Verformungen ergeben, z. B. dann, wenn die beiden Achsen nicht zusammenfallen. So kommt es, daß sich, wenn die verwendeten Teile nicht eine nahezu vollkommene Form besitzen, der Einbau mehr oder weniger schwierig gestattet, daß oft Verbiegungen der metallischen Elektrode und innere Spannungen entstehen, die häufig das Zerspringen des Isolierkörpers herbeiführen, wobei es vorkommt, daß die Zerstörung und Beschädigung des Isolierkörpers erst nach der Fertigstellung der Zündkerze eintreten, da die inneren Spannungszustände nicht unmittelbar zum Zerstören des Isolierkörpers zu führen brauchen. Eine manchmal versuchte Lösung der Aufgabe, das Auftreten von Spannungszuständen in dem Isolierkörper zu vermeiden, hat darin bestanden, daß man dem Durchlaß für das untere Ende der aus einem Stück bestehenden Zentralelektrode einen viel größeren Durchmesser ergeben hat als der Elektrode selbst; aber diese Ausführungsart macht die Auskittung des Zwischenraumes zwischen der Elektrode und der Innenwandung des Durchlasses erforderlich, wodurch ein Zustand geschaffen wird, der mit großer Wahrscheinlichkeit infolge der Ausdehnung der Elektrode in ihrer Längsrichtung, wie sie durch die Erwärmung der Zündkerze während ihres Gebrauchs eintritt, zum Zerspringen des unteren Endes des Isolationskörpers führt, da das Material, aus welchem der Isolierkörper besteht, einen geringen Ausdehnungskoeffizientenbesitzt und sich, wenn überhaupt, nur ganz wenig ausdehnt, wogegen sich die metallische Elektrode, wenn die Zündkerze durch die heißen Verbrennungsgase innerhalb des Verbrennungsraumes des Motors erwärmt wird, in beträchtlichem Maße ausdehnt.In the manufacture of spark plugs, porcelain insulators are used or any other equivalent material given their final shape with the passages 8 and 9 and the paragraph 7, before the insulating body is glazed and fired will. Since the material used has only a low degree of hardness when not fired a natural consequence that the passages do not always get the perfect shape and do not always turn out to be parallel and coaxial; these and similar imperfections are increased rather than decreased during the firing process. Furthermore and especially when, as is often the case, the one serving as a connection terminal Retaining bolt and the electrode consist of a single piece, or if the electrode is welded to the bolt, there is a possibility that during installation such parts result in more or less significant bends or deformations, z. B. when the two axes do not coincide. So it happens that if the parts used do not have an almost perfect shape, the installation more or less difficult to allow bending of the metallic electrode often and internal stresses arise, which often cause the insulator to burst, it happens that the destruction and damage of the insulating body only after the completion of the spark plug occur because the internal stress states do not need to lead directly to the destruction of the insulating body. One tried sometimes Solution to the problem of the occurrence of stress states in the insulating body avoiding has consisted in opening the passage for the lower end of the out give a piece of existing central electrode a much larger diameter has as the electrode itself; but this embodiment makes the puttying of the Space required between the electrode and the inner wall of the passage, whereby a condition is created which is very likely due to the Expansion of the electrode in its longitudinal direction as it is caused by the heating of the Spark plug enters during its use, causing the lower end of the Insulating body leads, since the material from which the insulating body is made, has a low coefficient of expansion and, if at all, only completely expands little, whereas the metallic electrode expands when the spark plug through heats the hot combustion gases inside the engine's combustion chamber is expanded to a considerable extent.

Bei der Erfindung ist es infolge des Umstandes, daß der untere Teil der Zentralelektrode unabhängig von ihrem oberen Teil ist, möglich, die beiden Teile in Durchlässen, die sogar beträchtlich aus der Richtung liegen oder sonstwie unvollkommen ausgefallen sind, anzubringen, ohne daß irgendeiner der beiden Teile der Zentralelektrode dadurch Beanspruchungen unterliegt oder daß innere Spannungszustände in dem Isolierkörper hervorgerufen werden. Weiterhin ergibt sich die Möglichkeit, den Durchlaß 8 für die eigentliche untere Elektrode mit einem viel geringeren Durchmesser herzustellen, als dies bisher der Fall gewesen ist, nämlich nur so viel weiter, als der Durchmesser der Elektrode beträgt, daß die Einführung der Elektrode gelingt. Dadurch wird die Verkittung dieses unteren Teiles überflüssig, und es werden Beschädigungen des Isolierkörpers verhütet, die sich sonst infolge der Ausdehnung der Elektrode in ihrer Längsrichtung während der Erwärmung der Zündkerze ergeben könnten. Daß lediglich ein verhältnismäßig kurzes Stück des als Anschlußklemme dienenden Bolzens io (oder 18) mit Gewinde versehen und durch ineinandergreifende Teile starr mit dem Isolierkörper verbunden ist, vermindert die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer auf eine derartige Ausdehnung zurückführenden Beschädigung dieses Teils des Isolierkörpers, wie sie innerhalb dieses kurzen Stücks des Bolzens io (oder 18) als Folgeerscheinung der Erwärmung dieses Stückes durch Wärmezuleitung von dem Ansatz i-und der Elektrode i i her eintreten könnte. Selbstverständlich erreicht das innere mit Gewinde versehene Ende des als Anschlußklemme dienenden Haltebolzens io (oder 18) niemals auch nur annähernd die Temperatur der Elektrode i i, da der größere Teil der zugeleiteten Wärme zum Zündkerzenmantel und zum Motorengehäuse abgeleitet wird. Nichtsdestoweniger ist ein ausgesprochener Vorteil bezüglich der Vermeidung von inneren Spannungszuständen im Isolierkörper dadurch erzielt, daß das mit Gewinde versehene Stück im Verhältnis zur Gesamtlänge dieses Teiles kurz gehalten ist.In the invention, it is due to the fact that the lower part the central electrode is independent of its upper part, possible the two parts in passages that are even considerably out of direction or otherwise imperfect have failed to be attached without either of the two parts of the central electrode thereby subject to stresses or that internal stress conditions in the insulating body be evoked. Furthermore, there is the possibility of the passage 8 for make the actual lower electrode with a much smaller diameter, than has hitherto been the case, namely only so much wider than the diameter of the electrode is that the introduction of the electrode succeeds. This will make the Puttying of this lower part is superfluous, and there will be damage to the insulating body prevents the otherwise as a result of the expansion of the electrode in its longitudinal direction during the heating of the spark plug. That only a proportionate Provide a short piece of the bolt io (or 18) serving as a connection terminal with a thread and is rigidly connected to the insulating body by interlocking parts the likelihood of occurrence of one attributable to such an expansion Damage to that part of the insulator as it does inside this short piece of the bolt io (or 18) as a consequence of the heating of this piece Heat supply from the approach i- and the electrode i i could occur. Of course reaches the inner threaded end of the terminal serving Retaining bolt io (or 18) never even close to the temperature of the electrode i i, because the greater part of the heat transferred to the spark plug shell and to the engine housing is derived. Nonetheless, there is a definite advantage in terms of the Avoidance of internal stresses in the insulator achieved in that the threaded piece is short in relation to the total length of that piece is held.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Spark plug with one-piece burnt insulator, in its outer threaded part of its central bore the "one part." screwed in the two-part center electrode and through at its inner end Putty is sealed, while the rod-shaped in the combustion chamber protruding part of the center electrode from the narrow part of the approximately in the middle Central bore is loosely enclosed, characterized in that the two Only touch parts of the center electrode with their ends and can be tilted towards each other. and that the screwed-in electrode part (io) against the rod-shaped part (ii) presses the shoulder of the central bore of the isolator.

2. Spark plug according to claim i, characterized in that the outer part (io, 18) of the center electrode at its the rod-shaped, gene part touching end and in the middle of its shaft in diameter is tapered for the inclusion of putty.

3. Spark plug according to claim 2, characterized in that that the screw-in part (io, 18) of the center electrode is tubular and is provided with at least one opening (i9) that of its taper on End formed annulus (13) connects to the inside of the pipe.