DEP0056048DA - Zündkerze mit keramischem Isolierkörper - Google Patents

Description

>tich.vorts Xittlose Abdichtung der Mittelelektrode

lüc/to 5336 21.9*1949

Anlage zur Patent» Anmeldung ρ &(p O

Robert Bosch G.m.b.H_ei Stuttgart-»!*, ^orststraße 9

Zündkerze mit keramischem Isolierkörper,

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze und ein iOrti2u.ng0verfs.hren für Zündkerzen mit keramischem Isolierkörper und mindestens einer lSlektrode (S!ittelelektrode)_e die von der Kopfseite des Isolierkörpers her in eine Längsbohrung desselben eingesetzt und mindestens auf der Kopfseite gasdicht mit dem Isolierkörper verbunden ist und die in der IVuhe des Isolierkörperfußes eine konische Schulter aufweist, welche einer Gegenechulter in der Län^sbohrung des Isolierkörpers gegenüberliegt«

Bei einer bekannten Zündkerzenbnuart dieser Art besteht die Kittel» elektrode aus mehreren Teilen verschiedenen Merkstoffes<> Das aus dem FuS des Isolierkörpers herausredende Ende der Eittelelektrode wird dabei zuerst in die Längsbohrung des Isolierkörpers von der Kopfseite her eingesteckt^ bis es mit einer Schulter auf der Gegensöhulter der Isolierkörpsrlängsbohrung aufliegt» Dann wird, ebenfalls von der Kopfseite h.<§T₉ ein schmelzbares Bolzenstück eingeführt und daran anschlieseend gosehisolsen? so dass es sich mit dem fußseitijen Enddtlidk verbindet und einen Abschnitt der i&ngsborhung gut ausfüllt. Nach dem ,ibkuhlen dieses Zwischenstücks wird als zweites Zwischenstück ein Itetallbolzen mit Spiel eingesetzt und der Spielspalt mit Graphit ausgefällte ochlieSlioh wird de? kopfseitige Bndteil der Mitte!elektrode in di® Bohrung eingeschraubt und giß ichzeitig darin

Dieser Auf« und Einbau der Ütüttelel'ektrode ist sehr teuer und daher unwirtschaftlich, Ausserdem besteht dabei die Gefahr? dass die ichul·*»

ter des fußseitigen Bnd-tiickes der ϊ/dttelelektrode bei starker .Värme beanspruchung der Kerze im Betrieb gegen ihre Gegenschulter drückt u dabei den Isolierstein sprengt.

Ferner sind Ziindkerzen bekannt * bei denen die !.".ittelelektrode von der Fußseite des Isolierkörpers her in diesen eingesetzt ist und siemit einer in der 3ähe ihre3 unteren iindes vorgesehenen konischen ochulter gegen eine entsprechende Gegenschulter am Isolijrkörper anlegt. Hierdurch soll die Abdichtung zwischen Elektrode und Isolierkörper bewirkt werden, jedoch ist e-sjdabei erforderlich, dass am Kopfer.de der lose im Isolierkörpor geführten Slektrode eine Federkraft angreift,welche die komischen Schultern auch dann fest gegeneimmderpreout, wenn sich durch die im Betrieb auftretende ürtfärmun, die :.:ittelelektrode stärker ausdehnt als der Isolierkörper. Die Kerzen dieser Art sind wegen der erforderlichen Anordnung der Feder nicht nur νerhältnismässig teuer₉ sonoern auch bei den hohen Betriebsbeaiispruchungen praktisch unbrauchbar, da die Federspannung bei den im Betrieb auftretenden hohen Temperaturen bald nachlässt, wodurch die Ä-erze undicht wird.

«egen ihrer angegebenen Mängel haben diese bekannten Xerzenbauartea keine Verbreitung gefunden*

In der fraxis werden vielmehr in der Regel Zündkerzen verwendet, bei denen die aus zwei itetallstiften zusammengesetzte Mttelelektrode voi der Kopfseite des Isoliersteins her als vorgeferti ter Teil in die Längsbohrung des dteins eingesetzt, z.B. eingeschraubt, und dabei gleichzeitig über die gn ze Länge dieser Bohrung eingekittet wird. Der fußseitige Abschnitt der ;:ittelelektrode ist dabei zylindrisch . und erstreckt sich, ohne eine Schulter oder einen Absatz aufzuweisen mindestens|uber die Hälfte der jteinlänge. Die Herstellung dieser handelsüblichen Zündkerzen ist verhältnismässig einfach. Auch die Ab® dichtung zwischen Xittelelektrode und Isolierkörper ist hierbei ausreichend. Indessen besteht nach der Wachteil₀ dass sich bei der Fertigung dieser Kerzen erhebliche Streuungen der «Vlrmewerte der einzelnen Kerzen.untereinander ergeben* wenn nichtb©sondere ₉ die Fertigung vet teuer ie Vorkehrungen getroffen werden₉ diese otreuungei in vcrnünfti 'e*n (}Milizen zu halten_e

Die unzulässig hohen Streuvserte riihren davon her» dass sich die Län^sbohrungen injden aus keramischen .Massen hergestellten Isolierkörpern im Durchmesser nicht ohne erhebliche Toleranzschwankungen herstellen lassen» Bei der Herstellung der Mittelelektroden können fein® Durchmessertoleranzen ohne nennenswerten Aufwand leicht eingehalten werden. Infolge der verhHltnismässig ^rossen Abweichungen der Durchmesser der Lan sbohrung im Isolierkörper fällt der .Spalt zwischen der Llittelelektrode und der .".a^d der Längsbohrung bei den Kerzen verschieden breit aus. Dieser Spalt wird zwar beim Hinsetzen der Ilittelelektrode in den Isolierkörper durch Kitt auagifillt. üie unterschiedliche Stärke der Kittschicht veränä ert aber die .V>rmeabei 2a~ssvGrh£ltniiJse zwischen riittelelektrode und Isolierkörper und damit auch die ,Virmewerte der einzelnen Kerzen untereinander recht wese tlich. t'.an hat diesem Mangel abgeholfen_f indem man die Isolierkörper n'Ch den Durohmessern ihrer Längsbohrungen in mehrere Gruppea sortierte und der Anzahl dieser Gruppen entsprechend Mittelelektro» den mit verschioder.cn Aussendurchmessern herstellte. Auf diese .'/eise konnte die Paarung von Isolierkörpern und Mittelelektroden derart durchgeführt werden» da@s beim Zusammenbau der Paare die erwähnten opaltbreiten weitgehend übereinstimmten« «)ie dabei notwendige Vcrmessun^s- und Sortierarbeit sowie die Herstellung und La erhaltung verschiedener! mit dem blossen Auge ohne zusätzliche Sonde^maßnahmen nicht voneinander zu unterscheidender Mittelelektroden@ sind nicht nur Anlass von Fehlsrquellen und A/i stand en § sondern verteuern auch die

Die Aufgabe_f deren Lösung die JSrfindung anstrebt₉ besteht nun vornehmlich darint Zündkerzen derjgingangs erwähnten. Art mit praktisch weitgehend gleichen .Värmevmrten in Kasseferti rung mit leicht er» reichbaren Abmessungetoleranzen der Einzelteile» jedoch ohne umstand liehen zusätzlichen Arbeits-» Zeit-p oder Lageraufwand herzustellen.

der Erfindung lässt sich dieses ,Ziel dadurch erreichen, daß der fußseitige Abschnitt der ^itteltlektrode» der sich an den im Isolierkörper befestigten Abschnitt anechliesst^derart frei durch die Läng®b@»wig hindurchra^t_$ dass zwischen seiner konischen Schul-

ter und der Ge gen schult er aia Fußende jener Bohrung fcei allen 3etri :bszuständen der Kerze ein feiner Irosselspalt verbleibt_s der das 3ir.dringen heisour Gase in den Haue zwischen Bohrun^swand und dem fußoeitigen Abschnitt der I.'.ittelelektrode mindestens bei b etri;bs» warraer Kerze verhindert.

Zur Herstellung der Zündkerzen genäss der ,Orfindung kar.n nyoh einem we'.teren Jrfindunjs^edanken in vorteilhafter weise ein Ferti>-jungs» verfuhren angewendet werden,welches darin besteht_s dass die Xittelelektrode in zwei getrennten, zuvor an ihren späteren üerühruiv-sflachen für eine Verlötung vorbereiteten Teilen in den Isolierkörper eingesetzt und der kopfeeiti^e Mittelelektrodeivfceil dabei gasdicht im Isolierkörper befestigt wird, w or af der fußseitigc Llitteleleklroder.teil duroh Minwirkun_f3 aaf sein äusseres Snde mitia-eiiior komischen Schulter fost ;jegen die 3ege»"iSChulter im Isolierkörper gezogen wird und die beiden Teile der iuittelelektrode zweckmäsei^ durch Hochfre« quenzerviärniung miteinander verlötet werden»

,Veitere i.lerkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Armprlichen zu entnehmen.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Auüführungsbeispiele des Brfindese 2s zeijtt

Fig« 1 das erste Beispiel im Längsschnitt durch d er. Isolierkörper einer Zündkerze mit eingesetzter !.'.ittelelektrode und

Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel im vergrösserten Längsschnitt durch das uiitere Ende eines Isolierkörpers.

Der Isolierkörper 1 hat eine .längsbo^ung 2_f deren unterstes Ende im Fuß des Isolierkörpers durch eine konische Schulter 5 verengt ist« Die in die Lä.igsborhufeg 2 eingesetzte ilittelelektrode besteht aus einem Oberteil 4 und einem Unterteil 5» Der Unterteil 5 ruht mit seiner kord.sehen Ausser.ochulter 6 auf der Irinenschulter 3 des Isolierkörpers auf«. Der Oberteil 4 ist in ein Gewinde 7 des Isolier»

körpers eingeschraubt! nachdem ein erhärfbarer Kitt auf das Gewinde aufgestrichen worden ist. Beim Einschrauben des· Oberteils 4 greift eine Län^sbohrung 8 über einen abgesetzten Zapfen 9 am oberen .inde tags Klektrodenunterteils 5. In die Bohrung 8 ist ein Lötmittel für die spätere Verbindung der Alektrodenteile 4₉5 eingebracht»

Vor dem Verlöten der Teile A» 5 wird zunächst dor Elektrodeftteil 5 durch eine anjs-einem aus dem Isolierkörper vorstehenden Ende angreifende Kraft nach unten gezoger»* so dasa die konischen ,Schultern 3 ua 6 fest aufeinander liegen. Hierauf wird das Lot an der Verbindung stelle Q₉ 9 beispielsweise durch Hochfrequenzer .ärmung geschmolzen worauf der Strom ausgeschaltet wird. Durch dies© Erwärmung der Mittorelektrode wird gleichzeitig der Dichtungskitt am Gewinde 7 getrocknet« Die Zugbelastung des Sle/ctrodenteiles 5 wird solange aufrecht erhalten_f bis die Lötverbindung fest_f das Lot alao erstarrt ist. Durch die Schrumpfung der i/üttelelektrode beim Abkühlen entsteht zwischenken konischen Schultern 3 und 5 ein feiner Drosselspalt₈ der sich beim Betrieb der Kerze mit zunehmender Erwärmung der Teilzunehmend verengt _f aber nicht satt schliesst_f so dasa eia sprengen des Isolierkörpers verhindert wird»

Die konischen Schultern 3 und 6 haben einen spitzen Kegelwinkel» der vorteilhaft kleiner als 60° ist. Hierdurch werden zwei Vorteile erreicht! Der beim Abkühlen der Llittelelektrode entstehende Spalt zwischen den Schultern 3 und 6 bleibt wesentlich kleiner_s als wenn der Kegelwinkel stumpf wäre. Überdies wird die Herstellung der Längsbohrung 2 im Isolierkörper insofern erleichtert ₉ als diese Bohrung durch eine Formnadel beim Herstellen des Isolierkörpers gebildet wird» die sich leichter au© dem roheraPormling herausziehen lässt, wem; der Kegelwinkel möglichst spitz ist_e

Bei dem Beispiel nach Fig. 2 ist der Spitzenwinkel des Kegels 6 etwas kleiner als der des Kegele 3» Hierdurch wird erreichte dass sich die das Eindringen heiaser Gase in den Spalt zwischen Kittelelektrode und oteinhbohrung verhindernde Drosselstelle mit Sicherheil möglichst nahe am Steinfußend® befindet ₉ so dass die von den heissen Gasen beaufschlagten Flächen des Steins und der Kittelelektrode möglichst klein sind.

Claims (1)

1. Ansprüches

   1„ Zündkerze mit keramischem Isolierkörper und mindestens einer Elektrode (Mittelelektrode)j die von der Kopfseite des Isolierkörpers her in eine Längsführung desselben eingesetzt und mindestens auf der Kopfseite gasdicht mit dem Isolierkörper verbunden ist und die in der Iiähe des Isolierkörperfuoses eine konische Schulter aufweistg weiche einer Gegenschulter in der Längsbohrung des Isolierkörpers gegenüberliegt_t dadurch gekennzeichnet, dass der fußseitige Abschnitt der iiittelelektrode_B d er sich an den im Isolierkörper befestigten Abschnitt anschliess^ derart frei durch die Längßbohrung hindurchrägt_s dass zwischea seiner konischen Schulter und der Gegenschulter am Fußende ;jener Bohrung bei allem Betriebszuständen der Kerze ein feiner Drosseiskalt verbleibt, der das Eindringen heisser Gase in den Raum zwischen Bohrungswand und dem fußseitigen Abschnitt der I.littelelektrode mindeotene bei betriebswarmer Kerze verhindert»

   2„ Verfahren zur Fertigung von Zündkerzen nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet 9 dass die lüttelelektrode in zwei getrennten_β zuvoi an ihren späteren Berührungsflächen für eine Verlötung vorbereiteten Teilen (4*5) in den Isolierkörper (1) eingesetzt und der kopfaeitige Xittelelektrodenteil (4) dabei gasdicht im Isolierkörper befestigt wird, worauf der fußseitige Tiittelelektrodent eil (5) durch Einwirken auf sein äusseres Ende mit seiner konischen Schulter (6) fest gegen die Gegenschulter (3) im Isolierkörper gezogen wird und die beiden Teile (4*5) der ülittelelektrode zw^eckmässig durch Hochfrequenzerwärmung miteinander verlötet werden©

   3« Verfahren nach Anspruch 2_f dadurch ^kennzeichnet₉ dass die Zugeinwirkung am fußseitigen :.iittelelektrodenende erst nach dem siehe ren Haften der Lotung aufgehoben wird«

   4. Zündkerze nuch Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet ₉ dass sowohl dig konische 3ciiulter (6) am fußseitigen Teil (5) der Tiittelelektrode als auch die Gegenschulter (3) ia der Längsborhung (2) des Iso«« lierkörpers (1) einenjs-pitzen Kegelwinkel hat_e

   zündkerze nach Anspruch 4; dadurch gekennzeichnet* d aso der Zmgeh winkel der beiden konischen ochulterf lachen (3*6) kleiner als 60° ist«

   6. zündkerze nach jedem der Ansprüche 4 oder 5_t dadurch gekennzeichnet ^ dasb die konisahen Schultern (3_f6) verschiedene Kegel« winkel haben*

   7. Zündkerze nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel inkel der Schulterfläche (6) am fußseitigen Mttelelektrodenteil (5) etwas spitzer ist als der Kcgelwinkol der Gegensehulter« fläche (3)ο

   8. Ausbildung der zweitiiligen Mittelelektrode für Zündkerzen ₉ die nachdem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet» dass der eine derjb-eiden Blektrodenteile in eine Längsbohrung -des anderen einfasste

   9» Zündkerze nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet_f dass sich die Lär.^sbohrung im kopfseitigen Teil der I-littelelektrode befindet«