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Gleitfunkenzündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung Gleitfunkenzünd@kerzen
haben zwei oder mehr Elektroden, zwischen denen sich als Zwischenschicht eine Masse
befindet, über deren Oberfläche der Zündfunke gleitet.
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Diese Zwischenschicht besteht naturgemäß aus einer Masse mit anderen
Materialeigenschaften als diejenigen der Elektroden, im besonderen ist ihr Ausdehnungskoeffizient
üblicherweise kleiner als derjenige der Elektroden. Das kann dazu führen, daß sich
beim Gebrauch zwischen den Elektroden und der Zwischenschicht ein Luftspalt bildet,
der für das ordnungsgemäße Arbeiten der Zündkerze sehr unerwünscht ist. Das niederländische
Patent 6--643 beschreibt, wie dieser Nachteil vermieden werden kann. Nach
,diesem Patent wird ein organischer Stoff gesondert zwischen .die ,angrenzenden
Flächen der Elektroden und der Zwischenschicht eingeführt. Dieser Stoff nimmt die
ofenerwähnten Unterschiede in der Ausdehnung auf und verhindert so das Entstehen
eines Luftspaltes.
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Für die Erzeugung eines Gleitfunkens ist es notwendig, daß der Stoff
der Zwischenschicht eine gegebene Oberflächenleitfähigkeit hat und diese auch trotz
des im Gebrauch eintretenden Wegbrennens beibehält. Das niederländische Patent
5472-3
gibt eine Anzahl Maßnahmen zur Erreichung dieses Zweckes an.
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Nach der Erfindung verfährt man wie folgt: Als Grundstoff für die
Zwischenschicht werden Asbest, Glasfasern oder ein ähnliches Material verwendet.
Diese Grundstoffe bilden eine zusammenhängende Masse, die genügend elastisch ist,
um die Bildung von Luftspalten zu verhindern. Diese vorzugsweise faserige oder faserhaltige
Masse wird .dann mit
einem Stoff oder Stoffen imprägniert, welche
einerseits die Poren ausfüllen oder an Ort und Stelle, in situ, die Bildung solcher
Füllstoffe verursachen und andererseits die gewünschte Oberflächenleitfähigkeit
ergeben. Durch die Imprägnierung kann die Grundmasse auch chemisch verändert werden,
bis sie günstigere Eigenschaften annimmt.' Die Imprägnierungsmittel können gasförmig
oder flüssig sein. Im letzteren Falle können es geschmolzene Stoffe oder kolloidale
oder wirkliche Lösungen sein.
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Man kann beispielsweise in die Masse eine Lösung von konzentrierter
Chromsäure einpressen. Eine in dieser Weise imprägnierte Zwischenmasse hat bei den
im Gebrauch auftretenden Temperaturen immer die ausreichende Oberflächenleitfähigkeit.
Dasselbe gilt für Borsäurelösungen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht ,darin, daß
durch eine Behandlung bei geeigneter Temperatur Borsilicate mit dem Asbest gebildet
werden, wenn Asbest als Grundstoff benutzt ist. Lösungen von Natrium-Ammonium-Phosphaten
-haben eine ähnliche Wirkung. Die chemische Veränderung des Grundstoffes bildet
ein Merkmal der Erfindung.
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Man kann auch durch stufenweise Behandlung erreichen,» daß sich geeignete
Stoffe in den Poren ,der Grundmasse bilden. Die Grundmasse wird beispielsweise erst
mit einer Silber-Nitrat-Lösung und dann mit Salzsäure behandelt. Das gebildete Silberchlorid
dringt in die Poren ein, und man erhält auf diese Weise eine beständige Oberflächenleitfähigkeit,
selbst wenn ständig ein Abbrennen stattfindet.
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Als ein sehr vorteilhaftes Verfahren hat sich ergeben, die Masse zunächst
mit einer flüssigen niedrigmolekularen organischen Siliciumverbindung, Silikonverbindung,
zu imprägnieren. Die Behandlung der imprägnierten Masse in der Hitze löst eine Polymerisation
aus und die Bildung von Siliciumverbindungen. Durch die Wärmezersetzung im Gebrauch
entsteht die Oberflächenleitfähigkeit. Anstatt gebrauchsfertige niedrigmolekulare
organische Siliciumverbindungen zu verwenden, kann man .auch aufeinanderfolgend
eine Anzahl Stoffe anwenden, aus denen sich in der Zwischenmasse die erwähnten Verbindungen
bilden.
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Man kann zuerst die Grundmasse in der beschriebenen Weise imprägnieren
und .dann die imprägnierte Masse zwischen die Elektroden bringen. Es empfiehlt sich
aber, zunächst die Zündkerze aufzubauen, zumindest denjenigen Kerzenteil mit der
Grundmasse zwischen den Elektroden, und dann die Imprägnierungsstoffe einzupressen.
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Es würde natürlich keinen Sinn haben, das Einpressen längere Zeit
hindurch oder mit einem höheren Druck durchzuführen, als notwendig ist, um die Poren
in demjenigen Teil der Grundmasse zu imprägnieren und/oder die chemische Veränderung
in diesem Teil der Grundmasse hervorzurufen, der zwischen .den wirksamen Teilen
der Elektroden liegt. Es leuchtet ein, daß das zuletzt erwähnte Verfahren, nämlich
die Imprägnierung in der schon vollständig oder teilweise zusammengestellten Zündkerze,
besonders dann möglich ist, wenn die Masse an sich schon genügend Elastizität und
Bildsamkeit besitzt, um in der richtigen Weise eingebracht zu werden. Die Imprägnierung
dient dann nur dazu, die Oberflächenleitfähigkeit zu erzeugen. Schließlich ist es
ebenfalls einleuchtend, daß die Grundmasse, die, vorzugsweise faserhaltig ist, zuerst
teilweise außerhalb der Zündkerze imprägniert werden kann, um eine gute Elastizität
und Bildsamkeit zu erhalten, und daß die Masse nach ihrer Einführung in die Zündkerze
weiter imprägniert werden kann, um eine gute Oberflächenleitfähigkeit zu erhalten.
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Nachstehend werden eine Anzahl Ausführungsbeispiele angegeben, um
die Erfindung daran im einzelnen 'zu erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
Bei den Beispielen wurde so vorgegangen, daß .ein Zündelement einer Zündkerze mit
faserigem Material, wie Asbest, Glaswolle oder anderen hitzebeständigen Fasermassen,
die schon teilweise vorbereitet waren, ,gefüllt wurde und daß dann das Irnprägnierungsmittel
durch Anwendung eines Vakuums in die Masse eingebracht wurde. Beispiel I Eine .gesättigte
Lösung von Chromsäure wird während i bis io Minuten, unter einem Druck von 4 at
eingepreßt, die überschüssige Chromsäure entfernt und die Masse ungefähr
30 Minuten bei So' getrocknet. Beispiel II Eine gesättigte Lösung von Chromsäure
wird etwa 5 Minuten unter einem Druck von 4 at eingepreßt, und unmittelbar danach
wird eine Lösung von Bleinitrat etwa 15 Minuten unter einem Druck von 6 at eingepreßt,
worauf die Masse etwa 2 Stunden bei ungefähr go° getrocknet wird. Beispiel'III Eine
gesättigte Lösung von Borsäure wird während i bis 30 Minuten unter dem Druck von
o bis 2o at eingepreßt und die Masse während i Stunde bei 14o° getrocknet. Beispiel
IV -Eine Lösung von Natriumacetat wird während 5 Minuten unter einem Druck von 4
at eingepreßt und die Masse während i Stunde bei i4o° getrocknet. Beispiel V Eine
Lösung von Natriumacetat wird während 5 Minuten unter einem Druck von 4 at eingepreßt.
Wenn die Masse während i Stunde bei i4o°.getrocknet ;ist, wird sie mit einer Wasserstoffflamme
abgebrannt, derart, daß die Oberfläche der Masse eine Temperatur von 300° annimmt.
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Beispiel VI Ein Kondensat von Alkyl-Phenol-Formaldehyd wird während
io Minuten bei io at eingepreßt
und die Masse darauf während i Stunde
bei 24o° gebacken.
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Beispiel VII Eine Mischung von So °/o Dimethyl-Silicium-Trichlorid
und So °/o Methyl-Silicium-Trichlorid wird während io Minuten bei 6 at eingepreßt.
Danach wird das Zündelement in Dampf während 15 bis 6o Minuten aufgehängt
und darauf während i bis io Stunden bei 24o° getrocknet. Gegebenenfalls kann für
diesen Zweck Dampf unter einem Druck von 4 at verwendet werden. Beispiel VIII Hitzebeständiger
Lack auf der Grundlage von Siliciumverbindungen wird durch Anwendung eines Vakuums
während 30 Minuten und danach durch Überdruck während 30 Minuten in
das Element eingeführt, das dann während 12 Stunden hei 2..1o° gebacken wird. Beispiel
IX Zunächst wird eine Blei-Nitrat-Lösung während 5 Minuten unter einem Druck von
4 at und danach io-bis 2oprozentige Schwefelsäure während 15 Minuten unter einem
Druck von 6 at in die Masse eingeführt, worauf die Masse i Stunde lang bei 14o°
getrocknet wird. Beispiel X Eine Blei-Nitrat-Lösung -wird während 5 Minuten unter
einem Druck von 4 .at und danach eine Lösung von io- bis 2oprozentiger Salzsäure
während 15 Minuten unter .einem Druck von io at in das Element eingeführt, worauf
die Masse i Stunde lang bei 14o° getrocknet wird. D-ie Salzsäure kann in die Masse
auch unter einem Druck von 6 at eingeführt werden. Beispiel XI EineLösung von ziemlich
konzentriertemSilbernitrat wird während 5 Minuten bei 4. at eingeführt und die Masse
danach während i Stunde bei 14o° getrocknet.
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Beispiel XII Eine Lösung von Natriumacetat wird während 5 Minuten
bei 4 at und danach .eine Lösung von io- bis 2oprozentiger Salzsäure während 15
Minuten bei 6 at eingepreßt, worauf die Masse i Stunde lang hei i4o° getrocknet
wird. Beispiel XIII Eine Lösung von Silbernitrat wird während 5 Minuten bei 4 at
und danach eine Lösung von io- bis 2oprozentiger Salzsäure während 15 Minuten bei
6 at eingepreßt, worauf die Masse bei i4o° i Stunde lang getrocknet wird. BeispielXIV
Eine Mischung aus einer So- Abis 2oprozentigen Silber-Nitrat-Lösung und einer 2o-
bis 8oprozentigen Blei-Nitrat-Lösung wird während 5 Minuten bei 4 at und danach
io- bis 2oprozentige Salzsäure während 15 Minuten bei io at in das Element gepreßt,
worauf die Masse bei i4o° i Stunde lang getrocknet wird.
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Die Faserstoffe, wie Asbest, Glaswolle u. dgl., können auch durch
anderes Isoliermaterial, z. B. Glimmer, ersetzt werden. Weitere Beispiele hierfür
sind nachstehend angegeben. Beispiel XV Ein Kondensat von Allcyl-Phenol-Formaldehyd
wird während io Minuten bei io at eingepreßt, und dann wird die Masse i Stunde lang
bei 2oo° getrocknet. Bei spielXVI Ein Kondensat von Alkyl-Phenol-Formaldehyd wird
in die Masse eingeführt, zuerst unter Vakuum und dann durch Anwendung von Druck.
Diese doppelte Behandlung wird nochmals wiederholt, und dann wird die Masse während
i *Stunde bei 24o° gebacken. Beispiel XVII Die Behandlung war die gleiche
wie bei Beispiel VII, die Masse bestand jedoch, wie vorstehend angegeben, aus Glimmer.
Beispiel XVIII Das Zündelement wird während 45 Minuten in einen besonderen Raum
unter einem Vakuum von etwa o,i mm Quecksilbersäule eingeführt, und danach wird
ein hitzebeständiger Lack auf der Grundlage von Siliciumverbindungen in diesen Raum
eingebracht. Das Einfüllen wird während weiterer 5 Minuten fortgesetzt und die Masse
dann unter einen Druck von 2 bis 4 at gebracht, der i Stunde lang aufrechterhalten
wird. Die Masse wird i Stunde lang bei i2o° getrocknet und dann während io Stunden
bei 25o° gebacken.