DE681354C

DE681354C - Spark plug

Info

Publication number: DE681354C
Application number: DEC52423D
Authority: DE
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1936-02-13
Filing date: 1937-01-27
Publication date: 1939-09-21

Description

Zündkerze Die Erfindung bezieht sich auf Zündkerzen mit einem Gehäuse aus leitendem Material und einer mittleren Elektrode, bei welchen zwischen Elektrode und Gehäuse ein zusammengedrücktes pulverförmiges Isoliermaterial angeordnet ist.Spark plug The invention relates to spark plugs having a housing made of conductive material and a central electrode, in which between electrode and housing a compressed powdery insulating material is arranged.

Solche Zündkerzen sind an sich bekannt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Anordnung hierbei so zu treffen, daß das pulverförmige Isoliermaterial auf einem Teil der Länge des Gehäuses die einzige Isolation zwischen dem Gehäuse und der Elektrode bildet.Such spark plugs are known per se. It has already been suggested been to make the arrangement here so that the powdery insulating material the only insulation between the housing for part of the length of the housing and the electrode forms.

Bei dieser bekannten Anordnung besteht das pulverförmige Isoliermaterial aus gepulvertem Glimmer, welcher den Ringraum zwischen dem Gehäuse und der Elektrode ausfüllt. Die Wirkung dieses Isolierstoffes beschränkt sich aber, obwohl er in diesem Zeitraum zwischen zwei Dichtungsplatten zusammengepreßt wird, im wesentlichen auf das Isolieren.In this known arrangement, there is the powdery insulating material made of powdered mica, which forms the annular space between the housing and the electrode fills out. The effect of this insulating material is limited, although it is in this Period of time between two sealing plates is pressed together, essentially isolating.

Durch die Erfindung wird demgegenüber eine Zündkerze geschaffen, bei welcher der zwischen Gehäuse und Elektrode angeordnete und wenigstens auf einem Teil der Länge J des Gehäuses die einzige Isolierung bildende pulverförmige Stoff neben vorzüglichen Isolierfähigkeiten die Eigenschaft besitzt, daß er sich durch Anwendung entsprechender Drücke zu einem kompakten Körper verfestigen läßt und gleichzeitig einerseits die Elektrode und das Gehäuse fest in ihrer gegenseitigen Lage hält, andererseits einen absolut gasdichten Abschluß bildet und ferner einen sehr guten Wärmeleiter darstellt, der daher die Wärme sehr schnell abführt und unerwünschte Frühzündungen verhindert. Diese Eigenschaft unterscheidet die neue Zündkerze besonders vorteilhaft von solchen mit gewöhnlichem Porzellanisolator.By contrast, the invention creates a spark plug in which the powdery substance, which is arranged between the housing and the electrode and forms the only insulation on at least part of the length J of the housing, has excellent insulating properties and has the property that it can be compacted by applying appropriate pressures Can solidify body and at the same time on the one hand holds the electrode and the housing firmly in their mutual position, on the other hand forms an absolutely gas-tight seal and also represents a very good heat conductor, which therefore dissipates heat very quickly and prevents unwanted premature ignition. This property distinguishes the new spark plug particularly advantageously from those with a conventional porcelain insulator.

Diese verschiedenen Bedingungen erfüllt in besonders vorteilhafter Weise ein Massepulver, das vorzugsweise aus Magnesiumsilicat besteht, welches einer besonderen Aufbereitung unterzogen worden ist, indem es mit einem kleinen Anteil an Calciumborat verschlickert und der Schlicker einer Sprühtrocknung, wie sie in dem Patent 604 691 beschrieben ist, unterzogen worden ist. Durch diese Sprühtrocknung wird das Material in die Form kleiner runder Kügelchen von niedrigem Böschungswinkel überführt. Ein aus in dieserWeise behandeltemGut in dem Ringraum zusammengepreßter Körper hat einen außerordentlich hohen elektrischen Widerstand und behält seine gasdichten und isolierenden Eigenschaften auch dann bei, wenn er Temperaturwechselbeanspruchungen und Beanspruchungen anderer Art, wie sie bei seiner Verwendung in einer Zündkerze vorkommen, unterworfen wird. Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist wegen dieser Eigenschaften auch die Verwendung eines solchen Stoffes für elektrische Isolationszwecke beliebiger Art.These various conditions are met in a particularly advantageous manner Way a bulk powder, which preferably consists of magnesium silicate, which is a has undergone special processing by adding it to a small proportion calcium borate slip and the slip a spray drying, as described in U.S. Patent No. 604,691. Through this spray drying the material is in the form of small round spheres of low Approach angle convicted. A material that has been treated in this way is compressed in the annulus Body has an extraordinarily high electrical resistance and retains its gas-tight and insulating properties even when exposed to thermal shock and stresses of a different nature, such as those encountered when it is used in a spark plug occur, is subjected. A special feature of the invention is because of this Properties also include the use of such a substance for electrical insulation purposes of any kind.

Das in Form von Talk oder Speckstein verwendete Isoliermaterial soll praktisch frei von Verunreinigungen sein, welche sonst seinen dielektrischen Widerstand verringern würden, insbesondere frei von Eisenverbindungen und den meisten Natriumverbindungen.The insulating material used in the form of talc or soapstone should be practically free of impurities, which would otherwise reduce its dielectric resistance especially free from iron compounds and most sodium compounds.

Jedenfalls ist Voraussetzung, daß die verwendeten Isolierstoffe zwar. gebundenes Wasser, jedoch kein freies Wasser enthalten und daher unter dem Einfluß der Temperaturen, welchen der Isolierstoff beim Gebrauch in der Kerze ausgesetzt ist, kein Wasser verlieren.In any case, it is a prerequisite that the insulating materials used. Bound water, but not contain free water and therefore under the influence the temperatures to which the insulating material is exposed during use in the candle is not to lose water.

In den Abbildungen sind beispielsweise Ausführungsformen von Zündkerzen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch eine dieser Ausführungsformen, Abb.2 ebenfalls einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der neuen Kerze und Abb. 3 eine weitere Ausführungsform derselben mit einem in anderer Weise ausgebildeten Abschirmteil.For example, the figures show embodiments of spark plugs Shown according to the invention, namely Fig. i shows a longitudinal section through a of these embodiments, Fig.2 also shows a longitudinal section through another embodiment of the new candle and Fig. 3 a further embodiment of the same with one in another Way trained shielding part.

Bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Zündkerze mit einem Gehäuse io von üblicher Bauart, welches mit einem Schraubengewinde i i versehen ist, um das Einschrauben der Kerze in die Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Das Gehäuse weist eine mittlereBohrung i2 auf, welche nahe ihrem inneren Ende einen Schultervorsprung 13 besitzt, auf welchem ein Isolierring 14 aus Glimmer o. dgl. aufruht. Die Elektrode 15 springt mit ihrem Endteil 16 so weit vor, daß dieses sich in der den Übergang des Funkens ermöglichenden Lage in bezug auf die in dem Gehäuse angeordneten Elektroden 17 befindet.The embodiment shown in Fig. I is a spark plug with a housing io of conventional design which is provided with a screw thread ii to enable the plug to be screwed into the combustion chamber of an internal combustion engine. The housing has a central bore i2 which, near its inner end, has a shoulder projection 13 on which an insulating ring 14 made of mica or the like rests. The electrode 15 protrudes with its end part 16 so far that it is in the position that enables the transition of the spark with respect to the electrodes 17 arranged in the housing.

Ein Leiter i8 von irgendeiner geeigneten Bauart steht in elektrischem Kontakt mit der Elektrode 15 und erstreckt sich in Richtung nach außen bis zu einem Verbindungsteil i9, welches zu einem Leiter 2o führt, der von einem Isolierglied 2i an dem inneren Ende eines Abschirmgehäuses 22 gehalten wird, welches wieder mit dem Gehäuse io durch ein mit Schraubengewinde versehenes kragenförmiges Teil 2o fest verbunden ist. Das äußere Ende 24 des Leiters 20 erstreckt sich in den Kanal 25 des Abschirmgehäuses und kann in geeigneter Weise mit einem durch dieses hindurchführenden Leiter verbunden werden.A conductor i8 of any suitable type is in electrical contact with the electrode 15 and extends outwardly to a connecting portion i9 which leads to a conductor 2o held by an insulating member 2i at the inner end of a shield case 22, which is again firmly connected to the housing io by a collar-shaped part 2o provided with a screw thread. The outer end 24 of the conductor 20 extends into the channel 25 of the shielding housing and can be connected in a suitable manner to a conductor passing therethrough.

Innerhalb der- Bohrung 12 und oberhalb des Ringes 14 ist eine Muffe 26 angeordnet, die auf die Elektrode 15 aufgeschraubt ist und auf dem Ring 14 aufruht. Um die Muffe 26 und um das untere Ende des Leiters 18 herum befindet sich das zusammengepreßte Pulver 27 mit den oben beschriebenen Eigenschaften.Within the bore 12 and above the ring 14 there is a sleeve 26 which is screwed onto the electrode 15 and rests on the ring 14. Around the sleeve 26 and around the lower end of the conductor 1 located 8 around the compressed powder 27 with the above-described properties.

Oberhalb des zusammengepreßten Pulvers 27 ist ein Isolierglied 28, welches aus Porzellan oder anderem geeigneten Material bestehen kann, angeordnet. Dieses kann durch irgendwelche geeigneten Vorrichtungen an Ort und Stelle gehalten werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Flansch 29 des Gehäuses nach innen umgebogen und hält so eine auf dem .oberen Ende des Körpers 28 aufliegende Dichtung 30 fest. Die Teile werden durch den Körper aus zusammengepreßtem Pulver genügend sicher zusammengehalten, jedoch ist es zweckmäßig, noch eine Anordnung zu treffen, um den Zutritt von Feuchtigkeit zu dem zusammengepreßten Pulver zu vermeiden.Above the compressed powder 27, an insulating member 28, which can consist of porcelain or other suitable material, is arranged. This can be held in place by any suitable means. In the embodiment shown, a flange 29 of the housing is bent inward and thus holds a seal 30 resting on the upper end of the body 28 in place. The parts are held together sufficiently securely by the body of compressed powder, but it is expedient to make an arrangement in order to avoid the access of moisture to the compressed powder.

Bei der in Abb. a dargestellten Ausführungsform sind viele der Einzelteile identisch oder im wesentlichen identisch mit den in Abb. i gezeigten und daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet; diese brauchen daher nicht nochmals besonders beschrieben zu werden. Die Bohrung 12' des Gehäuses, das in Fig. 2 dargestellt ist, ist an ihrem oberen Ende etwas erweitert, so daß sich hier ein Schultervorsprung 31 zusätzlich zu dem Schultervorsprung i3' ergibt. Innerhalb dieses erweiterten Teils der Bohrung befindet sich das untere Ende eines Isoliergliedes 32, welches aus Porzellan oder einem entsprechenden Werkstoff bestehen kann und welches sich nach oben bis zu dem Anschluß 33 erstreckt. Die Elektrode 15' besitzt bei der dargestellten Ausführungsform eine mit ihr aus einem Stück bestehende Erweiterung 34 an Stelle der Muffe 26, welche in der gleichen Weise, wie dies oben beschrieben wurde, durch zusammengepreßtes Material 27' umgeben wird, welch letzteres ebenfalls das untere Ende des Isoliergliedes 32 umgibt und in seiner .Lage hält. Das obere Ende des Körpers 27 aus zusammengepreßtem Massepulver kann durch eine Dichtung 30' und einen nach innen gebogenen. Flansch 29 in ähnlicher Weise wie durch den Dichtungsring 30 und den Flansch 29, die oben im Zusammenhang mit Abb. i beschrieben wurden, gegen Feuchtigkeit geschützt werden.In the embodiment shown in Fig. A, many of the component parts are identical or substantially identical to those shown in Fig. I and are therefore given the same reference numerals; they therefore do not need to be described again in particular. The bore 12 'of the housing, which is shown in FIG. 2, is somewhat widened at its upper end, so that here a shoulder projection 31 results in addition to the shoulder projection i3'. Within this enlarged part of the bore is the lower end of an insulating member 32, which can consist of porcelain or a corresponding material and which extends upwards to the connection 33. In the embodiment shown, the electrode 15 'has a one-piece extension 34 instead of the sleeve 26, which is surrounded in the same way as described above by compressed material 27' , the latter also being the lower end of the insulating member 32 surrounds and holds in its .Lage. The upper end of the body 27 of compressed bulk powder can pass through a seal 30 'and an inwardly bent one. Flange 29 can be protected from moisture in a manner similar to that by the sealing ring 30 and flange 29 described above in connection with Figure i.

Ein Leiter 18' von geeigneter Bauart erstreckt sich von der Elektrode 15' nach dem Anschluß 33. Dieser Leiter kann kompakt, hohl oder auch zweistückig ausgebildet sein.A conductor 18 'of suitable construction extends from the electrode 15 'after the connection 33. This conductor can be compact, hollow or two-piece be trained.

In Abb. 2 ist ein Abschirmgehäuse nicht dargestellt, jedoch kann ein solches ebenso vorgesehen sein und mittels des Gewindes 35 befestigt werden.In Fig. 2 a shielding housing is not shown, but a such can also be provided and fastened by means of the thread 35.

In Abb. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher kein Porzellanisolator verwendet wird. Die Teile, welche den in Abb. i vorhandenen entsprechen, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet.In Fig. 3, a further embodiment is shown in which no porcelain insulator is used. The parts which correspond to those in Fig. I are denoted by similar reference numerals.

Die Bohrung 1a" ist oberhalb des Schultervorsprungs 13" zylindrisch gestaltet. Ein Leiter 36 erstreckt sich von der Mittelelektrode 15" zu dem Anschluß 37. Um das äußere Ende des Leiters 36 herum ist insbesondere zwecks Isolierung desselben gegen den Dichtungsring 30" und den Flansch 29" eine Isoliermuffe 38 aus Glimmer o. dgl. angeordnet. Zwischen dem Flansch 29" und der Verbindung 37 befinden sich, wie dargestellt, Glimmerringe 39. Auf dem Gehäuse io" ist mittels des Gewindes 35' ein Abschirmgehäuse 40 mit einem Futter 41 befestigt.The bore 1a "is cylindrical above the shoulder projection 13" designed. A conductor 36 extends from the center electrode 15 "to the terminal 37. Around the outer end of the conductor 36 is in particular for the purpose of insulation thereof against the sealing ring 30 "and the flange 29" an insulating sleeve 38 made of mica or the like. Arranged. Between the flange 29 "and the connection 37 are as shown, mica rings 39. On the housing io "is by means of the thread 35 ' a shield case 40 is fixed with a chuck 41.

Obwohl vorstehend drei Ausführungsformen der Kerze, die sämtlich auf dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken beruhen, im einzelnen beschrieben und dargestellt worden sind, sind selbstverständlich auch andere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung vorhanden.Although above three embodiments of the candle, all on based on the basic concept of the invention, described and illustrated in detail are of course also other possible embodiments of the invention available.

Zahlreiche der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung, wie er in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, abzuweichen, abgeändert werden.Many of the features of the described embodiments can without from the basic idea of the invention, as it is characterized in the claims, to deviate.

Dieser Grundgedanke der Erfindung besteht immer, wie dies oben beschrieben wurde, in der Verwendung des zusammengepreßten Pulvers 27 zur Erfüllung der Funktionen der Abdichtung, des Haltens der Teile in ihrer richtigen gegenseitigen Lage, der Isolierung und der guten Wärmeableitung.This basic idea of the invention always exists, as described above in the use of the compressed powder 27 to perform the functions the sealing, the holding of the parts in their correct mutual position, the Insulation and good heat dissipation.

Obwohl mit einigem Erfolg auch andere Massepulver für diesen Zweck Verwendung finden können, erweist sich doch ein in der beschriebenen Weise aus Magnesiumsilicat, welches mit Calciumborat behandelt worden ist, bestehendes Pulver als den meisten anderen pulverförmigen Stoffen überlegen.Other bulk powders have been used for this purpose with some success Can be used, but turns out to be made of magnesium silicate in the manner described, which has been treated with calcium borate, more existing powder than most superior to other powdery substances.

Der Körper aus zusammengepreßtem Pulver kann im wesentlichen auf der gesamten Länge des Gehäuses angeordnet werden, jedoch ist es besonders zweckmäßig, wenn er, wie dargestellt, vor allem am inneren Ende der Kerze angebracht wird, wo er dem Druck der Gase und der Wärme ausgesetzt ist. An dem äußeren Ende, welches kühler bleibt, kann ein Körper aus üblichem geeignetem Porzellan o. dgl. vorgesehen «,erden, ohne die Gefahr von Gas- oder von Stromverlusten zu laufen, welche an sich leicht am inneren Ende einer Zündkerze für einen Motor von hoher Kompression und von hoher Leistung auftreten.The body of compacted powder can be substantially on the the entire length of the housing, but it is particularly useful if it is attached mainly to the inner end of the candle, as shown, where he is exposed to the pressure of gases and heat. At the far end, which remains cooler, a body made of conventional suitable porcelain o. The like. Provided «, Without running the risk of gas or electricity losses, which per se easily on the inner end of a spark plug for an engine of high compression and of high performance occur.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Spark plug with a housing made of conductive material and a central electrode, with a compressed one between the electrode and the housing powdery insulating material is arranged, which is at least on a part of the Length of the housing is the only insulation between the housing and the electrode forms, characterized in that this insulating material is one which under the influence of that exerted on it after its introduction into the space Pressure, as its particles interlock, solidify into a solid body, which creates a solid and gas-tight connection between the housing and the center electrode forms, and that the powdery insulating material consists primarily of magnesium silicate consists, which slips with a small amount of calcium borate and one Subjected to spray drying in the sense of patent 6o4 691 and so in the shape smaller round beads of low angle of repose has been transferred.

2. Spark plug according to claim i, characterized in that the point at which the from the Compressed powder formed body the only insulation between the housing and the electrode forms, is located near the inner end of the candle, while a porcelain insulator is arranged at the outer end.

3. Insulator for electrical insulation purposes of any kind, characterized in that it consists of powdered insulating material is pressed into a solid body and that it is made of magnesium silicate consists, which slips with a small amount of calcium borate and one Subjected to spray drying in the sense of patent 6o4 691 and so in the shape smaller round beads of low angle of repose has been transferred.