EP0049372A1 - Spark plug for internal-combustion engines - Google Patents

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EP0049372A1
EP0049372A1 EP81106944A EP81106944A EP0049372A1 EP 0049372 A1 EP0049372 A1 EP 0049372A1 EP 81106944 A EP81106944 A EP 81106944A EP 81106944 A EP81106944 A EP 81106944A EP 0049372 A1 EP0049372 A1 EP 0049372A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
spark plug
pin
electrically conductive
insulating body
plug according
Prior art date
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Application number
EP81106944A
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German (de)
French (fr)
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EP0049372B1 (en
Inventor
Karl-Hermann Dr. Dipl.-Phys. Friese
Rudolf Pollner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0049372A1 publication Critical patent/EP0049372A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0049372B1 publication Critical patent/EP0049372B1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding

Definitions

  • the invention relates to a spark plug according to the preamble of the main claim.
  • Such spark plugs are generally part of the prior art (DE-.OS 24 04 454, DE-PS 1 208 120), but have the disadvantage that due to the use of completely different materials for insulating body and center electrode between the two can lead to damage to the insulating body Tensions occur.
  • a further advantage is that the spark plug remains functional even after the electrically conductive layer on the original spark-over area has burned off, and the spark plug requires only a slightly higher ignition voltage because it then continues to work as a combined sliding spark-air spark spark plug.
  • spark plugs according to the invention which are formed between the center electrode and the insulating body without a gap, are characterized by the fact that they a) have a very constant heat conduction over the service life and thus an on average unchangeable position of their working temperature range and b) have a larger working temperature range than Spark plugs with a gap between the center electrode and the insulating body.
  • the measures listed in the subclaims permit advantageous developments and improvements of the spark plug specified in the main claim. It is particularly advantageous if the pin is made from the same material from which the insulating body is made, because then the shrinkage behavior when the center electrode and the insulating body are sintered together is ideal and the above-mentioned advantages are optimally exploited. Furthermore, in the design of the electrically conductive layer located on the pin Resistance element an excellent interference wave suppression can be achieved because the resistance element is arranged very close to the spark gap; the electrically conductive layer can also be designed as a spark gap.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a spark plug according to the invention in an enlarged representation
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through part of a spark plug according to the invention, also shown enlarged, the central electrode of which is provided with a head on the ignition side.
  • the spark plug 10 according to the invention shown in Fig. 1 has a metallic housing 11, which has on its outside a screw thread 12 and a hexagon key 13 for installing the spark plug 10 in the engine cylinder head and with its inner bore l4 a large part of a substantially tubular Insulating body 15 includes; the ignition-side end face 16 of this housing 11 carries a hook-shaped ground electrode 17.
  • the insulating body 15 has on its outside shoulders 18 and 19 with which it is fixed in the housing 11 with the interposition of sealing rings 20a and 20b.
  • a connecting bolt 22 and a center electrode 23 with their mutually facing ends are firmly seated in an electrically conductive, known sealing compound 24.
  • the connecting bolt 22 has a thread 25 on its connection-side end section for connecting a power cable, not shown, and at the opposite end section an anchoring 26 for the sealing compound 24.
  • the center electrode 23 is with provided with a head 27 with which it is in contact in the electrically conductive sealant 24 and which rests on a shoulder 28 in the longitudinal bore 21 of the insulating body and fixes the central electrode 23 in the longitudinal direction; this center electrode head 27 can also be equipped with elevations or depressions, not shown, which ensure better anchoring with the sealing compound 24, but can also be omitted.
  • the ignition-side end surface 29 is flush with the insulating body end surface 30, but can also protrude from the ignition-side end of the insulating body 15 in some internal combustion engine types or also protrude in the longitudinal bore 21 of the insulating body.
  • the center electrode 23 is composed of an electrically non-conductive pin 23/1 and an electrically conductive, erosion-resistant layer 31 covering this pin 23/1; while the pin 23/1 consists essentially of the same material (e.g. aluminum oxide) as the insulating body 15 and thus has the same shrinkage behavior when sintering together and also has the same thermal expansion behavior as the insulating body 15, the layer 31 consists of a preformed metal-ceramic Mix (e.g. platinum-alumina mixture), but can also only be made of a suitable metal such as e.g. B. exist platinum.
  • a preformed metal-ceramic Mix e.g. platinum-alumina mixture
  • the layer 31 is 0.05 mm thick, but it is mostly reinforced in the area of the ignition-side end section of the center electrode 23, in particular on the center electrode end face 29, but can also be omitted entirely in the area of the end face 29 in certain applications. Such a strengthening of the layer 31 can take place by means of so-called stoving preparations or plasma spraying.
  • the diameter of the center electrode 23 is dimensioned such that it fits without a gap into the ignition-side end section of the insulating body longitudinal bore 21 and forms a firm and tight connection when sintered together with the insulating body 15.
  • the electrically conductive layer 31 located on the cylindrical part of the pin 23/1 is provided with a helical groove 32, and thus forms a resistance element (without reference number), which is very close to the spark gap 33 and consequently an excellent one Interference wave suppression causes.
  • the electrically conductive layer 31 can be applied directly as a coil or as a layer to the pin 23/1 according to a known method; Cermets, aluminum oxide with a platinum metal content, semiconducting oxide layers (for example Fe 2 0 3 / A 1 2 0 3 ) with a platinum metal content can be used as materials.
  • the electrically conductive layer 31 can be provided with a spark gap (not shown); all that is necessary is the layer. 31 to be provided with at least one interruption, which for example runs in a ring around the pin 23/1. If the pin 23/1 provided with the conductive layer 31 is sintered closely into the longitudinal insulator bore 21, the interruption must be filled with a porous layer (not shown); as a porous layer, for example aluminum oxide, magnesium spinel or the like. can be used without flux.
  • a further embodiment is also possible for certain forms of application, namely the use and design of the spark plug as a sliding spark plug.
  • the ignition-side end section of the pin 23/1 is left uncovered by the electrically conductive layer 31; if between pin 23/1 and insulator longitudinal bore 21 in. If there is a gap in the ignition area, a filling of this area with a porous layer made of aluminum oxide or glass can be dispensed with, but this is necessary if the pin 23/1 is sintered all around into the longitudinal insulator bore 21.
  • center electrode 23 can - if different materials for insulating body 15 and pin 23/1 are used - also be influenced in its shrinkage behavior by being pre-sintered slightly before sintering into the longitudinal bore 21 of the insulating body.
  • the pin 23/1 can be manufactured by extrusion, powder pressing or also by thermoplastic injection molding.
  • the spark plug 10 'shown in FIG. 2 differs from the spark plug 10 in FIG. 1 in that its central electrode 23' is provided with a head 27 'which is not inside the longitudinal bore 21 of the insulating body but as an ignition area on the ignition-side end face 30 'of the insulating body 15' rests; due to the abutment of the head 27 'on the end face 30' of the insulator, the position of the center electrode 23 'in the longitudinal bore 21' of the insulator is also fixed.
  • the end face 29 'of the center electrode 23' is preferably also covered with an electrically conductive layer 31 '. Due to the larger diameter of the central electrode end face 29 'compared to the central electrode end face 29 of the spark plug 10 in FIG. 1, the fuel vapor / air mixture entering the spark gap 33' can be fired even more reliably.
  • the remaining structure and the fastening of the center electrode 23 'in the insulating body 15' essentially corresponds to the embodiment of the spark plug 10 shown in FIG. 1.
  • a major advantage of such a center electrode 23 or 23 ' is that the spark plug 10 or 10' remains functional even if parts of the layer 31 or 31 'should have burned away, because then a so-called “combined sliding and Air spark gap "is formed.
  • Such a combined glide and air spark gap requires only a slightly higher ignition voltage than the corresponding pure air spark gap.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

Es wird eine Zündkerze (10) für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, die anstelle einer metallischen Mittelelektrode eine Mittelelektrode (23) aufweist, welche aus einem mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (31) überzogenen, elektrisch nicht leitenden Stift (23/1) besteht; der Stift (23/1) ist vorzugsweise spaltfrei in den zündseitigen Endabschnitt der Isolierkörper-Längsbohrung (21) eingebaut und besteht aus einem Material, dessen Schwindungsverhalten und Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen dem des Isolierkörpermaterials aufweist. Vorzugsweise wird für den Stift ebenfalls Isolierkörpermaterial verwendet. Als elektrisch leitfähige Schicht findet bevorzugt ein Metall-Keramik-Gemisch Anwendung, sie kann zusätzlich noch als Widerstandselement und/oder Vorfunkenstrecke ausgebildet sein. Die beanspruchte Zündkerze kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch als Gleitfunken-Zündkerze gestaltet sein.A spark plug (10) for internal combustion engines is proposed which, instead of a metallic central electrode, has a central electrode (23) which consists of an electrically non-conductive pin (23/1) covered with an electrically conductive layer (31); the pin (23/1) is preferably installed without a gap in the ignition-side end section of the insulating body longitudinal bore (21) and consists of a material whose shrinkage behavior and coefficient of thermal expansion essentially have that of the insulating body material. Insulating body material is preferably also used for the pin. A metal-ceramic mixture is preferably used as the electrically conductive layer; it can additionally be designed as a resistance element and / or spark gap. According to a further embodiment, the claimed spark plug can also be designed as a sliding spark plug.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Zündkerzen gehören allgemein zum Stand der Technik (DE-.OS 24 04 454, DE-PS 1 208 120), haben jedoch den Nachteil, daß aufgrund der Verwendung von völlig unterschiedlichen Materialien für Isolierkörper und Mittelelektrode zwischen beiden zur Beschädigung des Isolierkörpers führen könnende Verspannungen auftreten. Weiterhin ist es bekannt (CH-PS 105 078), bei Zündkerzen die Mittelektrode aus einem nichtmetallischen, elektrisch aber leitfähigen Werkstoff mit einem solchen Wärmeausdehnungskoeffizienten herzustellen, der dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Isolierkörpers im wesentlichen entspricht; hierbei können zwar die Verspannungen zwischen Isolierkörper und Mittelelektrode vermieden werden, doch treten aufgrund der zusammentreffenden unterschiedlichen Stoffe unerwünschte Sinterreaktionen auf, die die Funktionssicherheit der Zündkerzen und gegebenenfalls auch deren Lebensdauer verringern können,The invention relates to a spark plug according to the preamble of the main claim. Such spark plugs are generally part of the prior art (DE-.OS 24 04 454, DE-PS 1 208 120), but have the disadvantage that due to the use of completely different materials for insulating body and center electrode between the two can lead to damage to the insulating body Tensions occur. Furthermore, it is known (CH-PS 105 078) to produce the center electrode of spark plugs from a non-metallic, but electrically conductive material with a coefficient of thermal expansion which essentially corresponds to the coefficient of thermal expansion of the insulating body; The tension between the insulating body and the center electrode can be avoided here, but undesirable sintering reactions occur due to the different substances coming together, which can reduce the functional reliability of the spark plugs and possibly also their service life.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,In contrast, the spark plug according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage

daß zum Bruch des Isolierkörpers führen könnende Verspannungen zwischen Mittelelektrode und Isolierkörper und unerwünschte Sinterreaktionen beim Zusammensintern von Mittelelektrdde und Isolierkörper vermieden werden und damit eine gleichmäßige Qualität der Zündkerzen erzielt wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Zündkerze selbst nach Abbrand der elektrisch leitenden Schicht auf dem ursprünglichen Funkenübersprungsbereich die Mittelelektrode funktionsfähig bleibt und die Zündkerze eine nur geringfügig höhere Zündspannung erfordert, weil sie dann als kombinierte Gleitfunken-Luftfunken-Zündkerze weiterarbeitet.that tensions between the central electrode and the insulating body and undesirable sintering reactions when the central electrode and the insulating body are sintered together can be avoided and thus a uniform quality of the spark plugs is achieved. A further advantage is that the spark plug remains functional even after the electrically conductive layer on the original spark-over area has burned off, and the spark plug requires only a slightly higher ignition voltage because it then continues to work as a combined sliding spark-air spark spark plug.

Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäßen Zündkerzen, die zwischen Mittelelektrode und Isolierkörper ohne Spalt ausgebildet sind, dadurch aus, daß sie a) eine über die Lebensdauer sehr konstante Wärmeleitung und damit eine im Durchschnitt unveränderliche Lage ihres Arbeitstemperaturbereichs aufweisen und b) einen größeren Arbeitstemperaturbereichs besitzen als Zündkerzen mit Spalt zwischen Mittelektrode und Isolierkörper.In addition, the spark plugs according to the invention, which are formed between the center electrode and the insulating body without a gap, are characterized by the fact that they a) have a very constant heat conduction over the service life and thus an on average unchangeable position of their working temperature range and b) have a larger working temperature range than Spark plugs with a gap between the center electrode and the insulating body.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündkerze möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stift aus dem gleichen Werkstoff hergestellt wird, aus dem auch der Isolierkörper besteht, weil dann auch noch das Schwindungsverhalten beim Zusammensintern von Mittelelektrode und Isolierkörper ideal ist und die obengenannten Vorteile optimal ausgeschöpft werden. Weiterhin ist bei der Gestaltung der auf dem Stift befindlichen elektrisch leitenden Schicht als Widerstandselement eine hervorragende Störwellenunterdrückung erzielbar, weil das Widerstandselement sehr nahe an der Funkenstrecke angeordnet ist; die elektrisch leitende Schicht kann auch als Vorfunkenstrecke ausgebildet werden.The measures listed in the subclaims permit advantageous developments and improvements of the spark plug specified in the main claim. It is particularly advantageous if the pin is made from the same material from which the insulating body is made, because then the shrinkage behavior when the center electrode and the insulating body are sintered together is ideal and the above-mentioned advantages are optimally exploited. Furthermore, in the design of the electrically conductive layer located on the pin Resistance element an excellent interference wave suppression can be achieved because the resistance element is arranged very close to the spark gap; the electrically conductive layer can also be designed as a spark gap.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden-Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zündkerze in vergrößerter Darstellung und Fig. 2 eine Längsschnitt durch einen Teil einer ebenfalls -vergrößert dargestellten, erfindungsgemäßen Zündkerze, deren Mittelelektrode zündungsseits mit einem Kopf versehen ist.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a longitudinal section through a spark plug according to the invention in an enlarged representation, and FIG. 2 shows a longitudinal section through part of a spark plug according to the invention, also shown enlarged, the central electrode of which is provided with a head on the ignition side.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäß.e Zündkerze 10 besitzt ein metallisches Gehäuse 11, das an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde 12 und ein Schlüsselsechskant 13 für den Einbau der Zündkerze 10 im Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf aufweist und mit seiner Innenbohrung l4 einen Großteil eines im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörpers 15 umfaßt; die zündseitige Stirnfläche 16 dieses Gehäuses 11 trägt eine hakenförmige Masseelektrode 17. Der Isolierkörper 15 hat an seiner Außenseite Schultern 18 und 19, mit denen er unter Zwischenschaltung von Dichtringen 20a bzw. 20b im Gehäuse 11 festgelegt ist. In der Längsbohrung 21 des Isolierkörpers 15 sitzen ein Anschlußbolzen 22 und eine Mittelelektrode 23 mit ihren einander zugekehrten Enden fest in einer elektrisch leitfähigen, an sich bekannten Dichtungsmasse 24. Der Anschlußbolzen 22 hat an seinem anschlußseitigen Endabschnitt ein Gewinde 25 zum Anschluß eines nicht dargestellten Stromkabels und am entgegengesetzen Endabschnitt eine Verankerung 26 für die Dichtungsmasse 24. Die-Mittelelektrode 23 ist mit einem Kopf 27 versehen, mit dem sie in der elektrisch leitfähigen Dichtungsmasse 24 in Kontakt steht und der auf einer Schulter 28 in der Isolierkörper-Längsbohrung 21 aufliegt und die Mittelelektrode 23 in Längsrichtung fixiert; dieser Mittelelektroden-Kopf 27 kann auch mit nicht dargestellten Erhebungen oder Vertiefungen ausgestattet sein, die für eine bessere Verankerung mit der Dichtungsmasse 24 sorgen, kann aber auch entfallen. Die zündseitige Stirnfläche 29 schließt im vorliegenden Beispiel bündig mit der Isolierkörperstirnfläche 30 ab, kann jedoch auch bei einigen Brennkraftmaschinentypen aus dem zündseitigen Ende des Isolierkörpers 15 heraus ragen bzw. auch in der Isolierkörper-Längsbohrung 21 zurückstehen.The spark plug 10 according to the invention shown in Fig. 1 has a metallic housing 11, which has on its outside a screw thread 12 and a hexagon key 13 for installing the spark plug 10 in the engine cylinder head and with its inner bore l4 a large part of a substantially tubular Insulating body 15 includes; the ignition-side end face 16 of this housing 11 carries a hook-shaped ground electrode 17. The insulating body 15 has on its outside shoulders 18 and 19 with which it is fixed in the housing 11 with the interposition of sealing rings 20a and 20b. In the longitudinal bore 21 of the insulating body 15, a connecting bolt 22 and a center electrode 23 with their mutually facing ends are firmly seated in an electrically conductive, known sealing compound 24. The connecting bolt 22 has a thread 25 on its connection-side end section for connecting a power cable, not shown, and at the opposite end section an anchoring 26 for the sealing compound 24. The center electrode 23 is with provided with a head 27 with which it is in contact in the electrically conductive sealant 24 and which rests on a shoulder 28 in the longitudinal bore 21 of the insulating body and fixes the central electrode 23 in the longitudinal direction; this center electrode head 27 can also be equipped with elevations or depressions, not shown, which ensure better anchoring with the sealing compound 24, but can also be omitted. In the present example, the ignition-side end surface 29 is flush with the insulating body end surface 30, but can also protrude from the ignition-side end of the insulating body 15 in some internal combustion engine types or also protrude in the longitudinal bore 21 of the insulating body.

Die Mittelelektrode 23 setzt sich aus einem elektrisch nicht leitfähigem Stift 23/1 und einer diesem Stift 23/1 überziehenden elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Schicht 31 zusammen; während der Stift 23/1 im wesentlichen aus dem gleichen Material besteht (z.B. Aluminiumoxid) wie der Isolierkörper 15 und damit das gleiche Schwindungsverhalten beim Zusammensintern und auch das - gleiche Wärmeausdehnungsverhalten wie der Isolierkörper 15 besitzt, besteht die Schicht 31 vordrucksweise aus einem Metall-Keramik-Gemisch (z. B. Platin-Aluminiumoxid-Gemisch), kann aber auch nur aus einem geeigneten Metall wie z. B. Platin bestehen. Die Schicht 31 ist 0,05 mm dick, sie wird jedoch im Bereich des zündseitigen Endabschnitts der Mittelelektrode 23, insbesondere auf der Mittelelektroden-Stirnfläche 29 zumeist verstärkt, kann bei bestimmten Anwendungsfällen jedoch im Bereich der Stirnfläche 29 auch ganz entfallen. Ein solches Verstärken der Schicht 31 kann mittels sogenannter Einbrennpräparate oder Plasmaspritzen erfolgen. Der Durchmesser der Mittelelektrode 23 ist so bemessen, daß er spaltfrei in den zündseitigen Endabschnitt der Isolierkörper-Längsbohrung 21 hinein paßt und beim Zusammensintern mit dem Isolierkörper 15 eine feste und dichte Verbindung bildet.The center electrode 23 is composed of an electrically non-conductive pin 23/1 and an electrically conductive, erosion-resistant layer 31 covering this pin 23/1; while the pin 23/1 consists essentially of the same material (e.g. aluminum oxide) as the insulating body 15 and thus has the same shrinkage behavior when sintering together and also has the same thermal expansion behavior as the insulating body 15, the layer 31 consists of a preformed metal-ceramic Mix (e.g. platinum-alumina mixture), but can also only be made of a suitable metal such as e.g. B. exist platinum. The layer 31 is 0.05 mm thick, but it is mostly reinforced in the area of the ignition-side end section of the center electrode 23, in particular on the center electrode end face 29, but can also be omitted entirely in the area of the end face 29 in certain applications. Such a strengthening of the layer 31 can take place by means of so-called stoving preparations or plasma spraying. The diameter of the center electrode 23 is dimensioned such that it fits without a gap into the ignition-side end section of the insulating body longitudinal bore 21 and forms a firm and tight connection when sintered together with the insulating body 15.

Es sei erwähnt, daß die auf dem zylinderförmigen Teil des Stiftes 23/1 befindliche elektrisch leitfähige Schicht 31 mit einer wendelförmigen Nut 32 versehen ist, und somit ein Widerstandselement (ohne Bezugszeichen) bildet, welches sehr nahe an der Funkenstrecke 33 liegt und demzufolge eine hervorragende Störwellunterdrückung bewirkt.It should be mentioned that the electrically conductive layer 31 located on the cylindrical part of the pin 23/1 is provided with a helical groove 32, and thus forms a resistance element (without reference number), which is very close to the spark gap 33 and consequently an excellent one Interference wave suppression causes.

Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform eines Widerstandselementes kann die elektrisch leitfähige Schicht 31 direkt als Wendel oder auch als Schicht auf den Stift 23/1 nach bekanntem Verfahren aufgebracht werden; als Materialien können beispielsweise Cermets, Aluminiumoxid mit Platinmetall-Anteil, halbleitende Oxidschichten (z. B. Fe2 0 3/A1203) mit Platinmetall-Anteil Verwendung finden.In another embodiment of a resistance element, not shown, the electrically conductive layer 31 can be applied directly as a coil or as a layer to the pin 23/1 according to a known method; Cermets, aluminum oxide with a platinum metal content, semiconducting oxide layers (for example Fe 2 0 3 / A 1 2 0 3 ) with a platinum metal content can be used as materials.

Anstelle eines Widerstandselementes oder auch zusätzlich zum Widerstandselement kann die elektrisch leitfähige Schicht 31 mit einer Vorfunkenstrecke (nicht dargestellt)versehen werden; dazu ist es nur nötig, die Schicht. 31 mit mindestens einer Unterbrechung zu versehen, die beispielsweise ringförmig um den Stift 23/1 verläuft. Falls der mit der leitfähigen Schicht 31 versehene Stift 23/1 eng in der Isolator-Längsbohrung 21 eingesintert ist, dann ist die Unterbrechung mit einer porösen Schicht (nicht dargestellt) auszufüllen; als poröse Schicht kann beispielsweise Aluminiumoxid, Magnesium-Spinell o.ä. ohne Flußmittel Verwendung finden.Instead of a resistance element or also in addition to the resistance element, the electrically conductive layer 31 can be provided with a spark gap (not shown); all that is necessary is the layer. 31 to be provided with at least one interruption, which for example runs in a ring around the pin 23/1. If the pin 23/1 provided with the conductive layer 31 is sintered closely into the longitudinal insulator bore 21, the interruption must be filled with a porous layer (not shown); as a porous layer, for example aluminum oxide, magnesium spinel or the like. can be used without flux.

Gemäß der Erfindung ist auch eine weitere Ausführungsform für bestimmte Anwendungsformen möglich, nämlich die Verwendung und Gestaltung der Zündkerze als Gleitfunken-Zündkerze. Dafür wird der zündseitige Endabschnitt des Stiftes 23/1 unbedeckt von der elektrisch leitfähigen Schicht 31 belassen; falls zwischen Stift 23/1 und Isolator-Längsbohrung 21 im. Zündbereich ein Spalt vorhanden ist, kann auf eine Auffüllung dieses Bereichs mit einer porösen Schicht aus Aluminiumoxid oder Glas verzichtet werden, die jedoch erforderlich ist, sofern der Stift 23/1 ringsrum in die Isolator-Längsbohrung 21 eingesintert wird.According to the invention, a further embodiment is also possible for certain forms of application, namely the use and design of the spark plug as a sliding spark plug. For this purpose, the ignition-side end section of the pin 23/1 is left uncovered by the electrically conductive layer 31; if between pin 23/1 and insulator longitudinal bore 21 in. If there is a gap in the ignition area, a filling of this area with a porous layer made of aluminum oxide or glass can be dispensed with, but this is necessary if the pin 23/1 is sintered all around into the longitudinal insulator bore 21.

Anstelle der beschriebenen Ausführungsform des Einbaus der Mittelelektrode 23 im Isolierkörper 15 ist es auch möglich, die Mittelelektrode 23 fertigzusintern, und dann anschließend mittels der elektrisch leitfähigen Dichtungsmasse 24 in der Isolierkörper-Längsbohrung 21 dicht und fest einzubauen; bei dieser Ausführungsform ist ein enger Spalt (nicht dargestellt) zwischen Mittelelektrode 23 und Isolator-Längsbohrung 21 möglich. Der Mittelelektroden-Stift 23/1 kann - sofern unterschiedliche Materialien für Isolierkörper 15 und Stift 23/1 Anwendung finden - auch dadurch in seinem Schwindungsverhalten beeinflußt werden, daß er vor dem Einsintern in die Isolierkörper-Längsbohrung 21 leicht vorgesintert wird.Instead of the described embodiment of installing the center electrode 23 in the insulating body 15, it is also possible to finish-sinter the center electrode 23 and then subsequently to install it tightly and firmly in the insulating body longitudinal bore 21 by means of the electrically conductive sealing compound 24; In this embodiment, a narrow gap (not shown) between the center electrode 23 and the longitudinal insulator bore 21 is possible. The center electrode pin 23/1 can - if different materials for insulating body 15 and pin 23/1 are used - also be influenced in its shrinkage behavior by being pre-sintered slightly before sintering into the longitudinal bore 21 of the insulating body.

Je nach Gestaltung des Stiftes 23/1 kann er durch Strangpressen, Pulverpressen oder auch durch thermoplastisches Spritzpressen hergestellt werden.Depending on the design of the pin 23/1, it can be manufactured by extrusion, powder pressing or also by thermoplastic injection molding.

Die in Fig. 2 dargestellte Zündkerze 10' unterscheidet sich gegenüber der Zündkerze 10 in Fig. 1 dadurch, daß ihre Mittelelektrode 23' mit einem Kopf 27' versehen ist, welcher nicht innerhalb der Isolierkörper-Längsbohrung 21 sondern als Zündbereich auf der zündseitigen Stirnfläche 30' des Isolierkörpers 15' aufliegt; infolge der Anlage des Kopfes 27' an der Isolierkörper-Stirnfläche 30' ist die Lage der Mittelelektrode 23' in der Isolierkörper-Längsbohrung 21' ebenfalls festgelegt. Die Stirnfläche 29' der Mittelelektrode 23' ist bevorzugterweise ebenfalls mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 31' bedeckt. Aufgrund des größeren Durchmessers der Mittelelektroden-Stirnfläche 29' gegenüber der Mittelelektroden-Stirnfläche 29 der Zündkerze 10 in Fig. 1 ist ein noch sichereres Zünden des in die Funkenstrecke 33' gelangenden Kraftstoffdampf-Luft-Gemisches zu bewirken. Der übrige Aufbau und die Befestigung der Mittelelektrode 23' im Isolierkörper 15' entspricht im wesentlichen der Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Zündkerze 10.The spark plug 10 'shown in FIG. 2 differs from the spark plug 10 in FIG. 1 in that its central electrode 23' is provided with a head 27 'which is not inside the longitudinal bore 21 of the insulating body but as an ignition area on the ignition-side end face 30 'of the insulating body 15' rests; due to the abutment of the head 27 'on the end face 30' of the insulator, the position of the center electrode 23 'in the longitudinal bore 21' of the insulator is also fixed. The end face 29 'of the center electrode 23' is preferably also covered with an electrically conductive layer 31 '. Due to the larger diameter of the central electrode end face 29 'compared to the central electrode end face 29 of the spark plug 10 in FIG. 1, the fuel vapor / air mixture entering the spark gap 33' can be fired even more reliably. The remaining structure and the fastening of the center electrode 23 'in the insulating body 15' essentially corresponds to the embodiment of the spark plug 10 shown in FIG. 1.

Ein wesentlicher Vorteil einer derart ausgebildeten Mittelelektrode 23 bzw. 23' ist, daß die Zündkerze 10 bzw. 10' selbst dann funktionsfähig bleibt, wenn auch Teile der Schicht 31 bzw. 31' weggebrannt sein sollten, weil dann eine sogenannte "kombinierte Gleit- und Luftfunkenstrecke" gebildet ist. Eine solche kombinierte Gleit- und Luftfunkenstrecke erfordert nur eine geringfügig höhere Zündspannung als die entsprechende reine Luftfunkenstrecke.A major advantage of such a center electrode 23 or 23 'is that the spark plug 10 or 10' remains functional even if parts of the layer 31 or 31 'should have burned away, because then a so-called "combined sliding and Air spark gap "is formed. Such a combined glide and air spark gap requires only a slightly higher ignition voltage than the corresponding pure air spark gap.

Bei Verwendung gleicher Materialien für Isolierkörper 15, 15' und Mittelelektroden-Stiften 23/1 bzw. 23/1' werden darüber hinaus beim Zusammensintern dieser Stoffe unerwünschte Sinterreaktionen vermieden, die zu Verspannungen, gegebenenfalls auch zur Zerstörung des Isolierkörpers 15, 15' führen können.If the same materials are used for insulating bodies 15, 15 'and center electrode pins 23/1 or 23/1', undesired sintering reactions are also avoided when these materials are sintered together, which can lead to tension, possibly also to the destruction of the insulating body 15, 15 ' .

Es sei erwähnt, daß im Falle von Mittelelektroden 23 bzw. 23' ohne in der Schicht 31 bzw. 31' befindliche Nut 32 bzw. 32', d. h. ohne Kombination der Mittelelektrode 23, 23' mit einem Widerstandselement, ein nicht dargestelltes Widerstandselement in die elektrisch leitfähige Dichtungsmasse 24, 24' integriert werden kann, wie es z. B. aus der Deutschen Patentschrift 22 45 404 bekannt ist. Im übrigen sind auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die zur Fig. 1 genannten Ausführungsformen der Widerstandselemente und Vorfunkenstrecken möglich.It should be mentioned that in the case of center electrodes 23 or 23 'without a groove 32 or 32' located in the layer 31 or 31 ', i. H. Without combining the center electrode 23, 23 'with a resistance element, a resistance element, not shown, can be integrated into the electrically conductive sealant 24, 24', as is the case for. B. is known from German Patent 22 45 404. Otherwise, the embodiments of the resistance elements and spark gaps mentioned for FIG. 1 are also possible in the exemplary embodiment according to FIG. 2.

Claims (12)

1. Zündkerze für Brennkraftmaschinen, mit einem metallischen, rohrförmigen Gehäuse, das an seinem zündseitigem Ende eine Masseelektrode trägt und mit seiner Innenbohrung einen Isolierkörper abgedichtet umfaßt, welcher eine Längsbohrung aufweist, in die anschlußseits ein Anschlußbolzen ragt und die ein mit dem Anschlußbolzen in Kontakt stehendes, elektrisch leitendes Material enthält, welches hohe Anteile an nichtmetallischem Stoff besitzt und zündungsseits mit einer von der Masseelektrode durch die Funkenstrecke getrennten,.im Isolierkörper eingebauten Mittelelektrode in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (23, 23') ein zumindest teilweise auf seinem Mantel mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (31, 31') überzogener Stift (23/1, 23/1') aus einem elektrisch nicht leitendem Werkstoff ist, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient dieses den Stift (23/1, 23/1') bildenden Werkstoffes im wesentlichen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Isolierkörpers (15, 15') entspricht.1. Spark plug for internal combustion engines, with a metallic, tubular housing which carries a ground electrode at its ignition end and comprises an insulating body sealed with its inner bore, which has a longitudinal bore, into which a connector bolt protrudes into the connector side and which is in contact with the connector bolt , contains electrically conductive material, which has high proportions of non-metallic material and is on the ignition side in electrical connection with a central electrode separated from the ground electrode by the spark gap and installed in the insulating body, characterized in that the central electrode (23, 23 ') is at least partially on its jacket with an electrically conductive layer (31, 31 ') coated pin (23/1, 23/1') made of an electrically non-conductive material, the heat from expansion coefficient of this material forming the pin (23/1, 23/1 ') corresponds essentially to the coefficient of thermal expansion of the insulating body (15, 15'). 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Mittelelektrode (23, 23') und Isolierkörper (15, 15') eine Sinterverbindung ist.2. Spark plug according to claim 1, characterized in that the connection between the center electrode (23, 23 ') and insulating body (15, 15') is a sintered connection. -3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stift (23/1, 23/1') bildende Werkstoff beim Sintervorgang ein im wesentlichen gleiches oder anpaßbares Schwindungsverhalten aufweist. -3 . Spark plug according to Claim 1 or 2, characterized in that the material forming the pin (23/1, 23/1 ') has a substantially identical or adaptable shrinkage behavior during the sintering process. 4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (23/1, 23/1') im wesentlichen aus dem gleichen Werkstoff besteht wie der Isolierkörper (15, 15').4. Spark plug according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pin (23/1, 23/1 ') consists essentially of the same material as the insulating body (15, 15'). 5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (31, 31') auf dem Stift (23/1, 23/1') aus einem Metall-Keramik-Gemisch besteht.5. Spark plug according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrically conductive layer (31, 31 ') on the pin (23/1, 23/1') consists of a metal-ceramic mixture. 6. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (23/1, 23/1') am anschluß-oder zündseitigem Endabschnitt einen Kopf (27, 27') aufweist.6. Spark plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pin (23/1, 23/1 ') has a head (27, 27') on the connection-side or ignition-side end section. 7. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (31, 31') auf der zündseitigen Stirnfläche (29, 29') bzw. am zündseitigen Endabschnitt des Stiftes (23/1, 23/1') verstärkt ist.7. Spark plug according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrically conductive layer (31, 31 ') on the ignition-side end face (29, 29') or on the ignition-side end portion of the pin (23/1, 23/1 ') is reinforced. 8. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (31, 31') auf einem Teil der zylindrischen Oberfläche der Stiftes (23/1, 23/1') als Widerstandselement ausgebildet ist.8. Spark plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrically conductive layer (31, 31 ') on a part of the cylindrical surface of the pin (23/1, 23/1') is formed as a resistance element. 9. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (31, 31') auf einem Teil ihrer zylindrischen Oberfläche des Stiftes (23/1, 23/1') mindestens eine Unterbrechung als Vorfunktenstrecke aufweist.9. Spark plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrically conductive layer (31, 31 ') on a part of its cylindrical surface of the pin (23/1, 23/1') has at least one interruption as a Vorfunk stretch. 10. Zündkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die als Vorfunkenstrecke wirkende Unterbrechung der elektrisch leitfähigen Schicht (31, 31') mit einer porösen Schicht ausgefüllt ist.10. Spark plug according to claim 9, characterized in that the interruption of the electrically conductive layer (31, 31 ') acting as a spark gap is filled with a porous layer. 11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (31) den zündseitigen Endabschnitt der zylindrischen Oberfläche des Stiftes (23/1) unbedeckt läßt.11. Spark plug according to one of claims 1 to 5 or 7 to 10, characterized in that the electrically conductive layer (31) leaves the ignition-side end portion of the cylindrical surface of the pin (23/1) uncovered. 12. Zündkerze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zündseitige Endabschnitt der zylindrischen Oberfläche des Stiftes (23/1) eine poröse Keramikschicht trägt.12. Spark plug according to claim 11, characterized in that said ignition-side end portion of the cylindrical surface of the pin (23/1) carries a porous ceramic layer.
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