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Gleitfunkenzündkerze für Niederspannung und Kondensatorentladung Die
Erfindung bezieht .sich auf eine Gleit'funkenzündkerze für Niederspannung und; Kändensatiorentladung
reit einem zwischen .den Elektroden angeordneten Trennkörper, über dessen Oberfläche
der Funke .gleitet, wobei der Abstand zwischen den wirksamen Teilen der Elektroden
kleiner als oder gleich 0,7 mm ist.
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Zündkerzen dieser Art sind bekannt. Bei diesen Kerzen bildet sich
über die Oberfläche des Trennkörpers: ein Funke, .der sich in Form einer Flamme
über einen ,gewissen Bereich in dem Gasgemisch erstreckt und: nicht bloß auf die
Oberfläche nach Art einer Kriechentladung beschränkt ist. Es ist bekannt, daß der
Trennkörper dieser Zündkerze angegriffen wird, woraus sich eine allmähliche Abnutzung
ergibt, oder .daß der Trennkörper zerbröckelt, wenn er aus gewissem nichtleitendem
oder schlecht leitendem Werkstoff besteht. Durch die Erfindung sollen das Anfressen
des Trennkörpers und .das Zerbröckeln des für iihm verwendeten Werkstoffes verringert
werden.
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Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß der Trennkörper aus isolierendem
oder nur wenig leitendem Werkstoff mit einem oder mehreren eingelagerten imetallischen
Verstärkungsteilen oder Verstärkungsschichten gebildet ist.
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Aus der Patentschrift 567 656 ist eine Zündkerze für Hochspannung
bekannt, wobei der Ab-
stand zwischen den Elektroden erheblich größer ist
als -der von 0,7 mm nach der Erfindung. Um einen in verschiedene kleinere
Funken unterteilten Funken zu erhalten, ist dabei eine Anzahl metallener Hilfselektroden
im Isolationswerkstoff zwischen den Hauptelektroden eingebettet. Der Funke bildet
sich entlang einer Oberfläche, die keine Teile hat, die nennenswert herausragen
aus einer hauptsächlieh
glatten Fläche, gebildet von den Hauptelektroden,
den Hilifselektroden und dem dazwischen angeordneten Isolationswerkstoff. Bei Hochspannungszündkerzen
soll der Widerstand zwischen den Hauptelektroden erheblich sein, im Gegensatz zum
Widerstand zwischen den Elektroden einer Niederspannungszündikerze mit Kondensatorentladung
nach der Erfindung. Falls bei einer derartigen bekannten Hochspannungszündkerze
mit Hilfselektroden die freie Oberfläche des Isolationswerkstoffs zwischen zwei
Elektroden, sei. es Haupt-oder Hilfselektroden, durch die Auflagerung von Kohlenteilchen,
Verbrennungsrückständen od. digl. überbrückt wird, -was den Widerstand verringert,
wird zwischen den Elektroden kein Funke gebildet werden. Falls der Funke durch Verwendung
von derartigen Hilfselektroden in Stufen unterteilt ist, wird _ dabei doch ein Funke
entstehen, aber unterteilt um eine Stufe weniger, da diese Stufe Überbrückt ist.
Bei einer derartigen Hochspannungszündkerze ist es wesentlich, daß die Hilfselektroden
eine erhebliche elektrische Kapazität haben, wodurch der Funke ,Stufe nach Stufe
von der einen Hauptelektrode auf die erste Hilfselektrode, danach auf die )zweite
Hilfselektrode usw. überspringt, bis er die andere Hauptelekktrode.erreicht. Deshalb
nehmen derartige bekannte Hilfselektroden in gesamter Stärke mindestens die Hälfte
des Abstandes zwischen den Hauptelektroden ein.
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Nach der Erfindung sollen die Metallteile im Trennkörper vorzugsweise
dünn sein., im Gegensatz zu der Ausführung bei Hochspannungszündkerzen. Die wichtigste
Aufgabe dieser Metallteile ist nach der Erfindung, das Anfressen oder Zerbröckeln
des Trennkörpers zu verringern. Der Trennkörper darf ibel einer Niederspannungszündkerze
nicht zu stark isolieren, er kann deshalb au-s halbleitendem Werkstoff bestehen.
Wenn die Verstärkungsteile, die nach der Erfindung im TrennkGrper verwendet werden,
dünn, sind, wird das Metall bei Verwendung der Zündkerze verdampft und, zerstäubt
werden, zugleich mit der Anfressung des eigentlichen Trennkörperwerkstoffs. Deshalb
wird dieses Metall sich zum Teil auf dem, Trennkörper in der Nähe ablagern. Dadurch
verringert sich der Widerstand zwischen . den Elektroden. In der Praxis hat es@
sich gezeigt, diaßdies für Niederspannungszündkerzen von Vorteil ist. In dieser
Hinsicht unterscheidet sich also eine Niederspannungszündkerze mit direkter Kondensatorentladung
er'heblic'h von einer Hochspannungszündkerze.
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Nach der .genannten Patentschrift wird der Werkstoff des Trennkörpers
durch ,die Hilfselektroden nicht verstärkt, sondern eher geschwächt werden, da die
Hilfselektroden den Werkstoff des Trennkörpers in eine Anzahl dünnere Teile untertei-len,
die bei verschiedenen der gezeichneten Ausführungsbeispiele nur schwach mit dem
übrigen Teil des Trennkörpers- verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sindi die metallischen Verstärkungsschichten
angenähert senkrecht zu der wirksamen Fläche des Trennkörpers angeordnet und erstrecken
sich in dem. Trennkörper über die .größte wirksame Tiefe hinaus, bis zu der der
Trennkörper im, Betrieb angegriffen wird. _ Die Zeichnung stellt in Fig. i und 2
in Ansicht, teilweise im Schnitt, zwei verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar; Eig.3 zeigt in stark vergrößertem Maßstab eine Einzelheit des in den Fig. i
und 2 in einem Kreis angedeuteten Teiles der Zündkerze.
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Die in Fig. i und 2 ,dargestellte Zündkerze enthält eine Anschlußklemme
i, einen Isolationskörper 2 und ein Gehäuse 3 mit einem, Gewindestutzen 4, der in
einen Metallkörper der Maschine od., dgl. eingeschraubt wird, in .der die Kerze
verwendet werden soll. Der wirksame Teil der Kerze ist im unteren Teil der Fig.
i und 2 im: Schnitt dargestellt. 5 ist eine innere Elektrode, . die kreisförmigen
Querschnitt haben 'kann und mit der Anschlußklemme i leitend verbunden ist. Eine
äußere ringförmige Elektrode6 umschließt die innereElektrode 5 vollständig und ist
von ihr in einem Abstandvon. 0,7 mm .oderweniger getrennt. Die äußere Elektrode
6 ist mit dem Metallkörper der Maschine od. dgl. durch den Gewindestutzen 4 des
Kerzengehäuses 3 leitend verbunden.. Zwischen den Elektroden 5 und 6 isst ein Trennkörper
7 angebracht, der aus nichtleitendem oder nur wenig leitendem Werkstoff besteht.
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Bei der Ausführungsform nach: E,ig. 2 erstreckt sich der wirksame
Tenl der Zündkerze ein kurzes Stück in die Maschine, während die Elektroden 5 und-
6 und .der Trennkörper 7 so ausgebildet sind, daß der Flammenfunke an einem Punkt
.der zylindrischen Oberfläche gebildet wird.
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Die .beschriebene Zündkerze wirkt in folgender Weise: Wenn eine Kondensatorentladung
in dem Zündsystem stattfindet, bildet sich auf der Oberfläche des Trennkörpers 7
zwischen .den Elektroden 5 und 6 ein flammenartiger Gleitfunke, der die Zündung
.des brennbaren Gasgemisches einleitet, das mit der Zündkerze in Berührung ist.
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Fig. 3 der Zeichnung zeigt, in welcher Weise der Trennkörper zwischen
den 'beiden Elektroden gemäß der Erfindung verstärkt werden kann. Die Fig. 3 gibt
den in Figg. i in .denkleinen Kreis eingeschlo,ssenen Teil in größerem Maßstab wieder.
Zwischen -den beiden Elektroden 5 und 6 befindet sich der Trennkörper 7. Der Flammenfunke
blildet sich längs der wirksamen Oberfläche B. Der Werkstoff des Trennkörpers wird
dabei angefressen, so daß er ,zerbröckelt oderausgehöhlt wird und der Flammenfunke
immer tiefer zwischen den Elektrodenentsteht. Die Elektroden selbst werden .dabei
ebenfalls etwas angefressen. Die dargestellte Zündkerze ist aber noch, verw-endun"o"sfähmg,
bis der Funke sich ungefähr längs der in Fig. 3 mdt 9 bezeichneten gestrichelten
Linie bildet.
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In dem Trennkörper 7 ist eine Anzahl metallischer Verstärkungen io,
ii und 12 angebracht, die sich schichtenweise von der wirksamen Oberfläche 8 des
-Trennkörpers 7 noch eine -gewisse
Strecke über die Linie 9 hinaus
erstrecken. Bei den dargestellten Zündkerzen, .deren Elektroden kreisförmig begrenzt
sind, besitzen die Metalleinlagen vorteilhaft ringförmige Gestalt, so. daß sie einen
gleichmäßigen Abstand voneinander und von den Elektroden 5 und 6 auf ihrem, ganzen
Umfang besitzen. Die Metalleinlagen können aus .dünnen Metallfolien oder dünner
Metallgaze bestehen. Links von dem Verstärkungsteil i i ist der Trennkörper als
aus amorpher Masse, z. B. aus Asbest, bestehend angedeutet, die zunächst zusammen
.mit den Verstärkungsteilen ohne gegenseitigen Zusammenhalt eingebracht werden kann,
worauf sie durch Wärmebehandlung gefestigt werden kann. An der rechten Seite des
Verstärkungsteiles i i besteht der Trennkörper aus Lagen oder Schichten, z. B. von
Glimmerstückchen od. ,ägl. Der Verstärkungsteil 12 bildet eine Trennschicht zwischen
den Glimmerstückchen, die parallel ,zu .dem Teil i i links von 12 und parallel zu
der Wand der Elektrode 5 rechts von dem Teil 12 verlaufen. Diese Glimmerstückchen
haben eine sehr beträchtliche Neigung zum Zerbröckeln @in der Nähe der wirksamen
Fläche 8, wenn die Zündkerze in Betrieb ist. Dies wird in wirksamer Weise verhindert
durch die in FIg. 3 gezeigten Verstärkungsteile.
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Statt der Metallfolien könnte man auch Meitallschichten an den Schichten
des Isoliermaterials vorsehen, z. B. durch Aufspritzen oder Niederschlagen aus dem.
dampfförmigen Zustand. Andererseits wäre es auch möglich, den Trennkörper aus Schichten
von Verstärkungsmaterial au(fzubauen:, das an einer Seite oder an beiden Seiten
mit Isoliermaterial versehen wird. Das Vexhältnis zwischen der Gesamtdicke des Verstärkungsmaterials
und derjenigen des Isoliermaterials, gemessen an der wirksamen Oberfläche :8 über
den Abstand zwischen den Elektnaden 5 und 6 ist vorzugsweise kleiner als 2. Die
Verstärkungsteile haben keinen nachteiligen Einfluß auf die Bildung des Flammenfunkens,
bilden aber eine wirksame Verstärkung, so daß der Trennkörper sich weniger rasch
abnutzt. Wenn ;das vorstehend angegebene Verhältnis zwischen der Gesamtstärke des
Verstärkungsm@aterials und der Gesamtstärke des Isoliermaterials gewählt wird, ist
man sicher, daß das Verstärkungsmaterial praktisch in dem. gleichen Ausmaß angefressen
wird wie das Isoliermaterial, so daß die wirksame Fläche 8 fast eben bleifben wird
bis zu der Linie 9 hin, wodurch ein sicherer Betrieb gewährleistet wird.
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Metalle, die sich besonders für die Herstellung der Verstärkungsteile
eignen, sind Eisen, Kupfer und Edelmetalle, wie Silber, oder Legierungen dieser
Metalle. Die Verstärkungsteile können untereinander leitend verbunden sein. Wenn
eine solche Verbindung wünschenswert ist, wird sie vorzugsweise innen im. Trennkörper
7 hinter der Linie 9 hergestellt.