DE8515938U1 - Zündkerzenstecker - Google Patents

Description

„20050

29.5- 1985 Wo/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Zündkerzenstecker
Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Zündkerzenstecker nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einem derartigen, aus der DE-OS 29 08 051 "bekannten Zündkerzenstecker ist der einteilige Isolierkörper als Dielektrikum vorgesehen, in dem und auf dem jeweils ein metallischer Zylinder "befestigt ist. Die Zylinder dienen als Kondensatorelektroden eines in den Zündkerzenstecker integrierten Kondensators, der prallel zur Verbindung zwischen Zündkerze und Zündkabel angeordnet ist und zum Zündzeitpunkt entladen wird. Dabei soll der Entladestrom mit dem Zündstrom der Zündkerze kombiniert werden, um einen starken Zündfunken zu erhalten. Mit dem bekannten Isolierkörper als Dielektrikum läßt sich lediglich eine Kapazität des Zündkerzensteckers bis zu 20 pP erreichen, die nur eine unzureichende Energiemenge zu speichern in der Lage ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker mit den kennzeichnenden Merkmalen des HauptanSpruchs ha-fc demgegenüber den Vorteil, daß er wirtschaftIieL· realisierbar Ist, In dem

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mit einem verhältnismäßig kleinen Dielektrikum dem Zündkerzenstecker eine wesentlich höhere Kapazität verliehen werden kann als "bei den "bekannten Ausführungen. Dadurch wird eine so große Verstärkung der Funkenenergie der Zündkerze erreicht, daß sie selbst magere Kraftstoffdampf-Luft-Gemische "bei allen Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine sicher und über eine erforderliche Lebensdauer zu zünden vermag.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Zündkerzensteckers möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Trennflächen der einzelnen Längsabschnitte, die quer durch den Isolierkörper verlaufen, ringartige Elektroisolierelemente angeordnet sind, die fest an den Trennflächen anliegen und aus einem Material bestehen, das bei allen in diesem Bereich des Zündkerzensteckers auftretenden Temperaturen nicht .starr, sondern elastisch ist. Die Elemente können zum Beispiel aus Silicongummi, aus entsprechend eingestelltem Epoxidharz oder aus polymerisierten Kunststoffen bestehen. Die Elektroisolierelemente verhindern sicher Spannungsdurchschläge an ■den Trennflächen des das Dielektrikum des Kondensators bildenden Längsabschnitts des Isolierkörpers, obwohl sich die Trennflächen in Richtung der elektrischen Feldlinien erstrecken an Stellen hoher elektrischer Feldstärke. Es ist außerdem zweckmäßig, wenn die Trennflächen der Längsab— schnitte des Isolierkörpers eine Rauhtiefe R„ kleiner als 30 yum haben. Das kann zum Beispiel mit einer Glasur erreicht werden. Unter Bauhtiefe ist gemäß deutscher lorn (DIH 3+768) der Mittelwert aus den Sinzelrauhheiten Z., bis Z fünf aufeinanderfolgender Einzelmeßstrecken zu verstehen. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise ein Längsab— schnittt des Isolierkörpers zugleich als Dichtkappe ausgebildet sein_s welche auf den Isolator der Zündkerze abdichtend

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aufschiebbar ist. Auch ist von Vorteil, die metallische Umhüllung, welche zumindest teilweise den Isolierkörper umgibt und an der Zündkerze an Masse geschlossen und befestigt ist, zugleich als Entstörmantel vorzusehen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsabschnitt durch

^s einen Zündkerzenstecker in vergrößertem Maßstab.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein Zündkerzenstecker hat einen Isolierkörper, der aus drei Längsabschnitten 1, 2 und 3 gebildet ist und eine durchgehende Längsbohrung h hat. In der Längsbohrung h

ist ein Anschlußteil 5 aus elektrisch leitendem Metall

angeordnet. Im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ragt ein Ende 6 des Anschlußteils 5 aus dem Längsabschnitt 1 des Isolierkörpers, um mit einem nicht dargestellten Zündkabel in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise verbunden zu werden. Das Ende 6 ist mit Gewinde versehen, auf das eine Gewindehülse T geschraubt ist, bis sie mit ihrem Flansch 8 an der äußeren Stirnseite 9 des Isolierkörpers fest anliegt. Dadurch ist das andere Ende 10 des Anschlußteils 5 mit seinem Flansch 11 fest an eine Innenringschulter 12 des Längsabschnitts 3 des Isolierkörpers gezogen- Das Ende 10 des Anschlußteils 5 ist mit einem Sackloch als Aufnahmebohrung 13 versehen, in das ein mit Gewinde versehenes Ende eines Anschlußbolzens lh einer Zündkerze 15 ragt;. Dabei rastet das Gewinde des An— schlußbolzens I^ an einem Federring 16 ein, welcher außen auf dem Ende 10 des Anschlußteils 5 in einer Ringnut 17 angeordnet ist und mit einem Bastabschnitt 18 durch einen Schlitz 19 in die Aufnahmebohrung 13 ragt.

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In dem In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Isolierkörper an seinem zündkabelseitigen Ende den hülsenförmigen Längsabsehnitt 1 auf aus keramischem Isolierstoff "beispielsweise Aluminiumoxid oder aus einem Duroplasten oder Thermoplasten mit ausreichender Wärmebeständigkeit. Das der Stirnseite 9 angewandte Ende des Längsabschnitts 1 ist als Flansch 20 verbreitert und hat eine als Trennfläche 21 bezeichnete Stirnseite. Sie verläuft quer zur Längsachse des Isolierkörpers und somit des Zündkerzensteckers. Die Trennfläche 21 des Längsab— Schnitts 1 hat eine Oberfläche, deren Rauhciefe R„ möglichst kleiner als 30 ,um, bevorzugt kleiner als 5 /Um sein soll. Diese geringe Rauhtiefe läßt sieh am besten durch eine auf die Trennfläche 21 aufgebrachte Glasur (nicht dargestellt) erzielen, die eine Schichtdicke von weniger als J+0 /um hat und beispielsweise aus einer handelsüblichen Glaspaste Hr. 9137 der Firma Dupont herstellbar ist.

Ein erstes Elektroisolierelement 22, das die Form einer Ringscheibe hat, liegt an der Trennfläche 21 des Längsabschnitts 1 mit einer Stirnseite dicht an. An der anderen Stirnseite des Elektroisolierelements 22 liegt eine als Trennfläche 23 bezeichnete Stirnseite des Längsabschnitts 2 dicht an. Der Längsabschnitt 2 ist in Form einer Zylinderhülse als dielektrisches Bauteil ausgebildet. Seine andere Stirnseite bildet ebenfalls eine quer zur Längsachse des Isolierkörpers verlaufende Trennfläche 2k, an der ein zweites Elektroisolierelement 25 dicht anliegt. Es hat ebenfalls die Forji einer Ringscheibe. Das zweite Elektroisolierelement 25 liegt mit seiner dem dielektrischen Bauteil 2 abgewandten Stirnseite an der Stirnseite 26 des Längsabschnitts 3 des Isolierkörpers an.

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Die beiden Elektroisolierelemente 22 und 25 bestehen aus einem Material, das bei allen in diesem Bereich des Zündkerzensteckers auftretenden Temperaturen elastisch ist. Ein solches Elektroisolierelement 22 bzw. 25 kann beispiel:*iweise aus einer Ringscheibe aus Silicongummi bestehen, die beispielsweise eine Dicke von 1 mm und eine Shore-Härte von 50 hat. Die Dicke derartiger Elektroisolierelemente 22, 25 kann auch zwischen 0,1 bis 0,2 mm liegen. An Stelle des Silicongummis kann ein Material verwendet werden, das flüssig, weich oder viskos auf zwei Trennflächen (zum Beispiel Positionen 21 und 26; 21 und 2^; 23 und 24 oder 23 und 26) aufgetragen und nach dem Zusammenfügen der Längsabschnitte 1 bis 3 des Isolierkörpers gegebenenfalls einer nachbehandlung (zum Beispiel Polymerisation) unterworfen wird. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Epoxidharz oder ähnliches, welches entsprechend der geforderten Elastizität

eingestellt ist und dem gegebenenfalls in bekannter Weise Füllstoffe wie Aliuminiumoxid, Talkum, Silikat zur Kompensation des unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens der Längsabschnitte 1 bis 3 des Isolierkörpers hinzugefügt worden sind. Ebenso können die Elektroisolierelemente 22, 25 als Ringscheiben aus polymerisiertem Kunststoff beispielsweise Polyimid, Polykarbonat, Polyester, Polytretrafluorähtylen, Polyvinylchlorid ausgebildet sein.

Das dielektrische Bauteil 2, das zu einem Kondensator des Zündkerzensteckers gehört, hat die Form eines Hohlzylinders und umgibt mit seinem Abschnitt der Längsbohrung h konzentrisch einen Anschnitt des Anschlußteils 5 nahe dessen kerzenseitigem Ende. Die Trennflächen 23 und 2^ des dielektrischen Bauteils 2 weisen ebenfalls so eine geringe Rauhtiefe R₂ auf wie die der oben beschriebenen Trennfläche 21 des ersten Längsabschnitts 1, Sie können auch mit einer entsprechenden, an sich bekannten und nicht näher dargestellten Glasur beschichtet sein. Die Umfangsflache 27 des dielektrischen Bau-

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tells hat in bevorzugter Weise einen Durehmesser, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Flansches des Längsabschnitts 1 des Isolierkörpers. Sowohl die Umfangsfläche 27 als auch die Oberfläche des zum dielektrischen Bauteil 2 gehörenden Abschnitts der Längsbohrung h sind mit einer nicht dargestellten den elektrischen Kontakt unterstützenden Oberflächenbeschichtung versehen, die beispielsweise aus einer Silber-Palladium-Legierung bestehen kann und 10 ^_um dick ist. Das dielektrische Bauteil "2 besteht aus einem Material mit einer Dielektriziäts— konstanten £ ^ von 100 bis 500. Das dielektrische Bauteil 2 kann beispielsweise aus einer Mischung von Calciumtitanat, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Wismutoxid und Bleititanat bestehen oder nur aus Calciumtitanat und Strontiumtitanat. Ein handelsüblicher geeigneter Stoff wird beispielsweise von der japanischen Firma Murata unter Typ QQ oder UF geliefert. Das dielektrische Bauteil 2 ist so bemessen, daß der Zündkerzenstecker eine Kapazität von 50 bis 500 pF aufweist, bevorzugt aber eine Kapazität von 120 bis 1*00 pF hat.

Der an dem Elektroisolierelement 25 anliegende Längsabschnitt 3 des Isolierkörpers besteht aus einem ausreichend elastischen Isolierstoff, um mit seinem rohrförmigen Endabschnitt 28 zugleich als Dichtkappe auf den Isolator 29 der Zündkerze 15 abdichtend aufschiebbar zu sein. Der End— abschnitt 28 ist verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet. Seine Innenwand 30 begrenzt in Umfangsrichtung den Anschlußraum 31 zwischen Zündkerzenanschlußbolzen 1h und Anschlußteil 5· Sie geht von der Innenringschulter 12 aus, an welcher der Flansch 11 des Anschlußteils 5 dicht gehalten ist. Der Außenmantel des Längsabschnitts 3 hat an seinem am Elektroisolierelement 25 anliegendem Ende dessen Außendurchmesser, geht in einem Mittelabschnitt 32 in einen S sich verjüngenden konischen Abschnitt über und setzt

sich im zylindrischen Abschnitt kleineren Durchmessers des Endabschnitts 28 fort.

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Ein Steckergehäuse 33 als äußere metallische Umhüllung ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet. Es ist soweit über den Isolierkörper geschoben, daß in seiner Innenbohrung 3h der Flansch 20 des Längsabschnitts 1, das dielektrische Eauteil 2 vollständig und der mit dem Außen— durchmesser des Elektroisolierelements 25 versehene Endabschnitt des Längsabschnitts 3 aufgenommen sind. Ein sich erweiternder Endabschnitt 35 der Innenbohrung 3^ bei gleichbleibendem Außendurchmesser des Steckergehäuses 33 bildet einen Aufsteckabschnitt 36 des Zündkerzensteckers auf den Sechskant 37 der Zündkerze 15- Der Aufsteckabschnitt 36 ist mit schmalen parallelen Längssehlitzen 38 versehen. Der Aufsteckabschnitt 36 des Steckergehäuses 33 ist durch den Sechskant 37 der Zündkerze 15 an Masse geschlossen. Der Aufsteckabschnitt 36 kann auch in an sich bekannter Weise am freien. Ende aufgeweitet sein und eine Spannfeder tragen, um einen guten Kontakt zu dem als Masseanschluß dienenden Sechskant 37 zu erreichen. Auch könnte das freie Ende des Aufsteckabschnitts 36 auf den metallischen Übergang vom Sechskant 37 zum Isolator 29 der Zündkerze 15 hin aufgeschraubt sein, um am ganzen Umfang des Aufsteckabschnitts 36 einen möglichst gleichmäßigen und dichten Anschluß zu erhalten. Das Steckergehäuse 33 ist am Isolierkörper 1 bis 3 durch einen um die Außenseite des Flansches 20 des ersten Längsabschnitts 1 des Isolierkörpers gelegten Rand 39 gehalten (beispielsweise durch Bördeln). Durch den Rand 39 ist auch ein Ende einer Abdichttülle kO gehalten. Sie ist auf den aus dem Steckergehäuse 33 ragenden Abschnitt des ersten Längsabschnitts 1 gezogen. Ihr anderes Ende umgibt in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise abdichtend den Endabscbnitt des ebenfalls nicht dargestellten Zündkabels.

Der Kondensator des Zündkerzensteckers besteht aus dem dielektrischen Bauteil 2, das nur einen verhältnismäßig kurzen Längsabschnitt des Isolierkörpers bildet sowie aus

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dem vom dielektrischen Bauteil 2 umschlossenen Abschnitt des Anschlußteils' 5 und dem das dielektrische Bauteil 2 umgebenden Abschnitt des Steckergehäuses 33 als Kondensatorelektroden. Der Kondensator 2, 5» 33 ist parallel zur Funkenstrecke der Zündkerze 15 geschaltet. Zur sicheren elektrischen Verbindung des walzenförmigen Abschnitts des Anschlußteils 5 mit dem dielektrischen Bauteil 2 sovie des dielektrischen Bauteils 2 mit dem das Bauteil 2 umfassenden Steckergehäuse 33 ist zwischen den jeweiligen gegenüberliegenden Flächen der Teile 5 und 2 sowie 2 und 33 eine Kontakthülse 1*1 bzw. k2 angeordnet. Die Kontakthülsen kl und h2. können jeweils beispielsweise aus einem Stahlgitter geringer Maschenweite (zum Beispiel 200 bis 300 ,um) bestehen, das 0,1 bis 0,5 mm dick ist. An Stelle der Kontakthülsen h"\ und ^2 können auch andere den elektrischen Kontakt zwischen den Kondensatorteilen 5_S 2, 33 mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungsverhalten unterstützende Mittel verwendet werden, beispielsweise eine elektrisch leitfähige Gußmasse, Graphitpackungen oder ähnliches.

Die beschriebene Ausführungsfor™ des Zündkerzensteckers kann als teilgeschirmter Zündkerzenstecker angesehen Herden. Er kann auch als Zwischenstecker dienen, auf dessen Ende 6 ein Zündkerzenstecker steckbar ist.

Bei einem Zündkerzenentstörstecker ist ein Entstörwiderstand zwischen dem Anschlußende des Anschlußteils 5 für die Zündkerze und dem Anschlußende 6 für das Zündkabel angeordnet. Dazu ist das AnschluJEteil 5 derart unterteilt, daß das kerzenseitige Ende durch das dielektrische Bauteil 2 bis in den ersten Längsabschnitt 1 des Isolierkörpers ragt und im Bohrungsanschnitt h des Längsabsehnitts Π mit einem Ende des dort untergebrachten Entstörwiderstands elektrisch leitend und mechanisch verbunden ist. Das andere Ende des Entstör— Widerstands ist dann in an sich "bekannter Yeise an ein Anschlußteil des Zündkabels angeschlossen.

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Das Steckergehäuse 33 "bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl eine Kondensatorelektrode als auch einen Entstörmantel des Zündkerzensteckers. Bei einem Zündkerzenstecker mit Entstörwiderstand ist das Steckergehäuse 33 als Entstörmantel noch über den den Entstörwiderstand und dessen Anschlußbereich zum Zündkabel umfassenden ersten Längsabschnitt 1 des Isolierkörpers zu verlängern.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Zündkerzenstecker
Zusammenfassung

Es wird ein Zündkerzenstecker vorgeschlagen, der geeignet ist, eine Zündkerze zum sicheren Zünden auch tqü mageren Kraftstoffdampf-Luft-Gemisehen zu unterstützen. Der Zündkerzenstecker hat eine äußere an Masse leg"bare metallische Umhüllung (33), die einen in Längsa"bsehnitte (i, 2, 3) unterteilten Isolierkörper umfaßt, durch dessen Längsbohrung (^). sich ein mit Zündkabel- und Zündkerzenanschluß in Verbindung stehendes metallisches Anschlußteil (5) erstreckt. Ein von der metallischen Umhüllung (33) umgebener Längsal)schnitt (2) des Isolierkörpers besteht aus dielektrischem Material und bildet gemeinsam mit der metallischen Umhüllung (33) und dem metallischen Anschlußteil (5) einen Kondensator, der eine Kapazität von 50 "bis 500, vorwiegend 120 "bis tOO pF "besi-bz-b. Um z-wiscnen Anschluß teil (5) und Umhüllung (33) jeweils aus Metall in den Bereichen, der Txennflachen (21, 23; 2l·, 26) der Längsabschnitte (1, 2₃ 3) des Isolierkörpers elektrische Überschläge auszuschließen, sind zwischen den Trennflächen (21₃ 23 und 2h, 26) ringförmige Elektroisolierelemente (22; 25) angeordnet, die "bei allen Temperaturen des Zündkerzensteckers elastisch sind wie zum Beispiel Silicongummi, Epoxidharz oder poly— merisierter Kunststoff,

Claims (1)

1. B.

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   ROBEET BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

   Ansprüche

   1. .Zündkerzenstecker mit einer äußeron an Masse legbaren metallischer Umhüllung und einem inneren mit Zündkabel- und Zündkerzenanschluß in Verbindung stehenden metallischen Ansehlußteil, das in einem Isolierkörper aus eine hohe Wärmebeständigkeit und eine Dielektrizitätskonstante aufweisendem Material angeordnet ist, wobei Umhüllung, Ansehlußteil und als Dielektrikum dazwischen liegender Isolierkörper einen Kondensator "bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper aus mehreren Längsabschnitten (1, 2 und 3) "besteht, von denen mindestens ein Längsabschnitt (2) als dem Zündkerzenstecker eine Kapazität von 50 bis 5OO pF verleihendes Dielektrikum ausgebildet ist, welches mindestens einen Abschnitt des metallischen Anschlußteils (5) umfaßt.

   2. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (5» 2, 33) eine Kapazität von bis UOO pF hat.

   3. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich quer durch den Isolierkörper (1, 2, 3) erstreckenden Trennflächen (21, 23; 2h, 26) der Längsabschnitte (1, 2, 3) ringartige Elektroisolierelemente

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   (22; 25) angeordnet sind, die fest an den zugewandten Trennflächen (21, 23; 2k, 26) anliegen und aus einem Material "bestehen, das "bei allen in diesem Bereich des Zündkersensteckers auftretenden Temperaturen elastisch ist.

   k. Zündkerzenstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartigen Elektroisolxerelemente (22; 25) aus Silicongummi bestehen.

   5· Zündkerzenstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartigen Elektroisolxerelemente (22; 25) aus einem auf die Trennflächen (21, 23; 2k, 26) flüssig, weich oder viskos aufgebrachten Material bestehen, das nach dem Zusammenfügen der beteiligten Längsabschnitte (1,2 und 3) des Isolierkörpers gegebenenfalls einer Nachbehandlung unterworfen worden ist.

   6. Zündkerzenstecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß d"ie ringartigen Elektrcisolierelemente (22; 25) aus Epoxidharz bestehen mit gegebenenfalls in bekannter Weise zugefügten Füllstoffen zur Kompensation des unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens der beteiligten Längsabschnitte (1, 2, 3) des Isolierkörpers.

   J. Zündkerzenstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartigen Elektroisolierelemente (22; 25) aus polymerisierten Kunststoffen bestehen.

   8. Zündkerzenstecker nach einem der Ansprüche 3 bis T, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen (21, 23; 2k, 26) der beteiligten Längsabschnitte (1, 2, 3) des Isolierkörpers eine Rauhtiefe (R₂) kleiner als 30 /um haben.

   9. Zündkerzenstecker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen (21, 23; 2k, 26) der beteiligten Längsabschnitte (1, 2, 3) des Isolierkörpers eine bevorzugte Rauhtiefe (R₂) kleiner als 5 ,um haben.

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   10. Zündkerzenstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen (21, 23; 2k, 26) der Längsabschnitte (1, 2, 3) mit einer Glasurschicht versehen sind.

   11. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sündkersenendseitige Längsabschnitt (3) des Isolierkörpers in eine auf den Isolator (29) einer Zündkerze (15) aufschiebbare Dichtkappe (28) übergeht.

   12. Zündkerzenstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Umhüllung (33) als Entstörmantel auf einem an Masse angeschlossenen Abschnitt (3T) einer Zündkerze (15) befestigbar i

   · ■ · ■ t ··· axt ■ ■ c ■ .