EP0078954A1 - Spark plug for an internal-combustion engine - Google Patents

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EP0078954A1
EP0078954A1 EP82109767A EP82109767A EP0078954A1 EP 0078954 A1 EP0078954 A1 EP 0078954A1 EP 82109767 A EP82109767 A EP 82109767A EP 82109767 A EP82109767 A EP 82109767A EP 0078954 A1 EP0078954 A1 EP 0078954A1
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insulating body
spark plug
combustion chamber
metal core
plug according
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EP82109767A
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Friedrich Dr. Esper
Karl-Hermann Dr. Friese
Walter Dr. Gohl
Peter Sternad
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Robert Bosch GmbH
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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
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/16—Means for dissipating heat
    • 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

Abstract

Es wird eine Zündkerze vorgeschlagen, die sich dern thermischen Belastungen der Brennkratmaschine weitgehend anpaßt, sodaß bei niedriger Belastung keine Zündaussetzer infolge von Nebenschlüssen entstehen und bei hoher Belastung keine Glühzündungen auftreten. Die Zündkerze enthält im brennraumseitigen Abschnitt ihres Isolierkörpers einen Metallkern, der bei noch kalter Brennkraftmaschine einen Spalt gegenüber dem Isolierkörper bildet und somit eine starke Wärmeableitung verhindert; infolge dieser Gestaltung erreicht der brennraumseitige Endabschnitt des Isolierkörpers schnell eine Temperatur, bei der elektrisch leitfähige Ablagerungen verbrannt (Freibrenntemperatur), damit Nebenschlüsse und demzufolge Zündaussetzer verhindert werden. Bei betriebswarmer Zündkerze dehnt sich der Metallkern jedoch aus, legt sich mit einem Großteil seiner Oberfläche an die Oberfläche des Isolierkörpers, leitet viel Wärme ab und vermeidet damit Glühzündungen; der Metallkern bleibt bei allen Betriebszuständen der Zündkerze in festem Zustand. Durch einen dünnen Boden des Isolierkörpers, durch Verzicht auf eine separate wärmeableitende Mittelelektrode, bzw. durch eine wenig wärmeableitende, separate Mittelelektrode und durch Wahl eines bei niedrigen Temperaturen wenig warmeleitenden Materials für den Isolierkörper ist dieses Verhalten der Zündkerze noch zu optimieren.A spark plug is proposed which largely adapts to the thermal loads on the flame-cutting machine, so that no misfires occur as a result of shunts at low loads and glow ignitions do not occur at high loads. The spark plug contains a metal core in the combustion chamber-side section of its insulating body, which forms a gap in relation to the insulating body when the internal combustion engine is still cold and thus prevents strong heat dissipation; As a result of this design, the combustion chamber-side end section of the insulating body quickly reaches a temperature at which electrically conductive deposits burn off (free-burning temperature), so that shunts and misfire are prevented. When the spark plug is warm, however, the metal core expands, lies with a large part of its surface on the surface of the insulating body, dissipates a lot of heat and thus avoids glow ignition; the metal core remains in a solid state in all operating states of the spark plug. This behavior of the spark plug can still be optimized by a thin bottom of the insulating body, by dispensing with a separate heat-dissipating center electrode, or by a less heat-dissipating, separate center electrode and by choosing a material that is not very heat-conducting at low temperatures.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs - wie sie schon aus der US-Patentschrift 2 603 200 bekannt ist. Bei der in dieser US-Patentschrift (siehe Figur 10) beschriebenen Zündkerze enthält die Isolierkörper-Längsbohrung ein flüssiges Metall (z.B. Qu-ecksilber) oder ein niedrig schmelzendes Metall (Wismut, Zinn, Blei, Antimon), das während der normalen Betriebstemperatur flüssig ist; Zündkerzen dieser Art erreichen während der Startphase der Brennkraftmaschine am brennraumseitigen Endabschnitt ihres Isolierkörpers erst nach relativ langer Zeit eine Temperatur von 400° bis 4+50° C (sogenannte Freibrenntemperatur), weil der Wärmeübergang vom Isolierkörper zu dem genannten Metall in der Isolierkörper-Längsbohrung schon in der Warmlaufphase sehr gut ist; dadurch, daß der brennraumseitige Abschnitt des Isolierkörpers relativ lange unterhalb der Freibrenntemperatur bleibt, werden elektrisch leitfähige Ablagerungen (z.B. Ruß) auf diesem Isolierkörperbereich erst relativ spät abgebrannt, wodurch bis zum Erreichen der Freibrenntemperatur zu Zündaussetzern führen könnende elektrische Nebenschlüsse entstehen bzw. bestehen bleiben. Sofern derartige Zündkerzen außerdem eine dünne Bohrung zwischen dem flüssigen Metall und der Funkenstrecke aufweisen, tritt zudem häufig dadurch ein Kurzschluß auf, daß flüssiges Metall durch die Bohrung hindurchwächst, eine Brücke in Richtung Masseelektrode bildet und zu einem Kurzschluß führen kann.The invention relates to a spark plug for internal combustion engines according to the type of the main claim - as is already known from US Pat. No. 2,603,200. In the spark plug described in this U.S. patent (see Figure 10), the longitudinal bore of the insulator contains a liquid metal (e.g. mercury) or a low melting metal (bismuth, tin, lead, antimony) which is liquid during normal operating temperature ; Spark plugs of this type only reach a temperature of 400 ° C to 4 + 50 ° C (so-called free-burning temperature) at the combustion chamber end section of their insulating body after a relatively long time, because the heat transfer from the insulating body to the metal mentioned in the longitudinal bore of the insulating body is very good in the warm-up phase; Because the section of the insulating body on the combustion chamber side remains relatively long below the free-burning temperature, electrically conductive deposits (e.g. soot) are only burned off relatively late on this area of the insulating body, as a result of which misfiring can occur or remain until the free-burning temperature is reached. If such spark plugs also have a thin bore between the liquid metal and the spark gap, a short circuit often occurs because liquid metal grows through the bore, forms a bridge towards the ground electrode and can lead to a short circuit.

Weiterhin sind bereits Zündkerzen bekannt, die in Verbindung mit ihrer Mittelelektrode in der Isolierkörper-Längsbohrung einen Metallkern haben, welcher aus Kupfer oder Silber besteht und als Pulver oder Stange in die Isolierkörper-Längsbohrung eingebracht, erwärmt und derart eingepresst wird, daß ein enger Kontakt zwischen dem Metallkern und dem Isolator erreicht wird; auch diese Zündkerzen weisen den Nachteil bezüglich der Freibrenntemperatur bei Start oder lang andauerndem Leerlauf der Brennkraftmaschine auf (britische Patentschrift 547 119).Furthermore, spark plugs are already known which, in conjunction with their central electrode in the longitudinal bore of the insulating body, have a metal core which is made of copper or silver and which is introduced as a powder or rod into the longitudinal bore of the insulating body, heated and pressed in such that close contact between them the metal core and the insulator is reached; These spark plugs also have the disadvantage with regard to the free-burning temperature at the start or when the internal combustion engine is idling for a long time (British patent 547 119).

Auch ist bereits bei Zündkerzen bekannt, in die Isolierkörper-Längsbohrung einen z.B. aus Silber bestehenden Metallkern mittels Schleuderguß spaltlos einzubringen (DE-PS 1 207 709 = US-PS 3 113 232) oder in die Isolierkörper-Längsbohrung einen aus Kupfer oder Nickel bestehenden Metallkern spaltlos einzupressen, dem Stoffe hinzugefügt wurden, um das Wärmeausdehnungsverhalten von Metallkern und Isolierkörper einander anzupassen (US-PS 3 061 756); auch diese beiden Ausführungsformen von Zündkerzen weisen den Nachteil auf, daß sie aufgrund der guten Wärmeableitung während der Startphase oder bei Leerlauf der Brennkraftmaschine erst relativ spät bzw. überhaupt nicht ihre Freibrenntemperatur erreichen.It is also known for spark plugs to insert a e.g. to insert a metal core consisting of silver without a gap by centrifugal casting (DE-PS 1 207 709 = US-PS 3 113 232) or to press a metal core consisting of copper or nickel without a gap into the insulating body longitudinal bore, to which substances have been added in order to increase the thermal expansion behavior of the metal core and Insulating bodies to adapt to each other (US Pat. No. 3,061,756); These two embodiments of spark plugs also have the disadvantage that, due to the good heat dissipation during the starting phase or when the internal combustion engine is idling, they reach their free-burning temperature only relatively late or not at all.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie in der Startphase schnell auf die Freibrenntemperatur von 400/4500 C kommt, demzufolge elektrisch leitfähige Ablagerungen auf dem brennraumseitigen Abschnitt des Isolierkörpers verbrennen, wodurch mit zu Zündaussetzern führende, elektrisch leitfähige Nebenschlüsse verhindert werden; wie auch bei den zum Stand der Technik gehörenden Zündkerzen unterbleibt auch bei der erfindungsgemäßen Zündkerze ein Auftreten von Glühzündungen bei hohen Betriebstemperaturen, weil sie in diesem Temperaturbereich eine gute Wärmeableitung vom brennraumseitigen Abschnitt des Isolierkörpers aufweisen. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die erfindungsgemäße Zündkerze für eine größere Anzahl verschiedener Brennkraftmaschinen geeignet ist als es bei bekannten Zündkerzen der Fall ist, weil sich nämlich der Wärmefluß in der erfindungsgemäßen Zündkerze weitgehend der jeweiligen thermischen Belastung anpaßt.The spark plug according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it quickly in the starting phase on the free burning temperature of 400/450 0 C comes, consequently burn electrically conductive deposits on the combustion chamber side portion of the insulating body, thereby preventing misfiring, electrically conductive shunts; As with the spark plugs belonging to the prior art, glow ignition does not occur at high operating temperatures in the spark plug according to the invention, because in this temperature range they have good heat dissipation from the combustion chamber-side section of the insulating body. A further advantage is that the spark plug according to the invention is suitable for a larger number of different internal combustion engines than is the case with known spark plugs, because the heat flow in the spark plug according to the invention largely adapts to the respective thermal load.

Ein zusätzlicher Vorteil ist bei solchen Zündkerzen gegeben, die im Bereich ihres brennraumseitigen Isolierkörper-Abschnitts eine enge Bohrung aufweisen, weil bei der erfindungsgemäßen Zündkerze kein schmelzflüssiges Metall aus dieser Bohrung austritt und demzufolge keine Brücke in Richtung Masseelektrode gebildet wird.An additional advantage is given in the case of spark plugs which have a narrow bore in the region of their insulating body section on the combustion chamber, because no molten metal emerges from this bore in the spark plug according to the invention and consequently no bridge is formed in the direction of the ground electrode.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündkerze möglich; besonders vorteilhaft ist es für ein schnelles Erreichen der Freibrenntemperatur dieser in der Startphase befindlichen Zündkerze, wenn der brennraumseitige Endabschnitt des Isolierkörpers dünnwandig gestaltet ist und/oder ein Isolierkörper-Material mit bei niedrigen Temperaturen schlechter Wärmeleitfähigkeit verwendet wird. Bei einigen Anwendungsfällen kann der Einbau einer in den Boden des Isolierkörpers eingefügten, separaten Mittelelektrode aus einem derartigen Material zweckmäßig sein, das bei niedrigen Temperaturen Wärme-nur schlecht abführt. - Die erfindungsgemäße Zündkerze erlaubt außerdem erhebliche Fertigungskosteneinsparungen (Lohn, Stoff, Anlagen, Energie), ermöglicht eine einfacher zu erzielende Fertigungssicherheit und hat eine hohe Lebensdauer infolge von geringer, auf Erosion und Korrision zurückzuführende Änderung des Elektrodenabstandes.The measures listed in the subclaims enable advantageous developments and improvements of the spark plug specified in the main claim; It is particularly advantageous for the free-burning temperature of this spark plug, which is in the start-up phase, to be reached quickly if the end section of the insulating body on the combustion chamber side is thin-walled and / or if an insulating body material with poor thermal conductivity is used at low temperatures. In some applications, it may be expedient to install a separate center electrode made of a material which is inserted into the bottom of the insulating body and which dissipates heat poorly at low temperatures. - The spark plug according to the invention also allows considerable Ferti Saving costs (wages, material, systems, energy), enables easier manufacturing safety and has a long service life due to small changes in the electrode spacing due to erosion and corrosion.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung .sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; es zeigen Figur 1 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt durch den brennraumseitigen Abschnitt einer im kalten Zustand befindlichen Zündkerze (Isolierkörper-Metallkern dient gleichzeitig als Mittelelektrode), Figur 2 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt durch den brennraumseitigen Abschnitt der im betriebsvarmen Zustand befindlichen Zündkerze nach Figur 1, Figur 3 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt durch den brennraumseitigen Endabschnitt eines Zündkerzen-Isolierkörpers mit Metallkern und einer in den Boden des Isolierkörpers eingefügten separaten metallischen Mittelelektrode, Figur 4 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt durch den brennraumseitigen Endabschnitt eines Zündkerzen-Isolierkörpers mit Metallkern und einer in den Boden des Isolierkörpers eingefügten separaten, elektrisch leitfähigen Mittelelektrode, die keramische Anteile hat, und Figur 5 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt durch den brennraumseitigen Endabschnitt eines Zündkerzen-Isolierkörpers mit Metallkern und einer in den Boden des Isolierkörpers eingefügten separaten Mittelelektrode, die aus einem keramischen Träger und einer elektrisch leitfähigen Schicht besteht.Embodiments of the invention. Are shown in the drawing and explained in more detail in the following description; FIG. 1 shows an enlarged longitudinal section through the section on the combustion chamber side of a spark plug which is in the cold state (insulating body metal core also serves as a central electrode), FIG. 2 shows an enlarged longitudinal section through the section of the combustion chamber on the combustion chamber side of the inoperative state according to FIG. 1, FIG. 3 FIG. 4 shows an enlarged longitudinal section through the combustion chamber end section of a spark plug insulator body with a metal core and a separate metallic center electrode inserted into the bottom of the insulating body, FIG separate, electrically conductive center electrode, which has ceramic components, and FIG. 5 shows an enlarged longitudinal section through the end section of a spark plug insulation on the combustion chamber side body with a metal core and a separate center electrode inserted into the bottom of the insulating body, which consists of a ceramic carrier and an electrically conductive layer.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte brennraumseitige Endabschnitt der erfindungsgemäßen Zündkerze 10 besitzt ein im wesentlichen rohrförmiges Metallgehäuse 11, das an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde 12 und ein nicht mehr in den Figuren 1 und 2 erfaßtes Schlüsselsechskant für den Einbau der Zündkerze 10 in eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine aufweist. Dieses Metallgehäuse 11 trägt an seinem brennraumseitigen Ende eine drahtförmige Masseelektrode 13, deren freier Endabschnitt hakenförmig vor der Durchgangsbohrung 14 des Metallgehäuses 11 angeordnet ist; bei bestimmten Zündkerzen-Ausführungen trägt das Metallgehäuse 11 mehrere Masseelektroden 13, bei anderen Ausführungungsformen wird die Masseelektrode von einem Teil der Brennkraftmaschine gebildet. In der Durchgangsbohrung 14 des Metallgehäuses 11 ist eine Schulter 15 eingeformt, die dem Brennraum der Brennkraftmaschine abgewendet ist und unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 16 den Bund 17 eines im wesentlichen rotationssymmetrischen Isolierkörpers 18 trägt. Dieser Isolierkörper 18 ist in der Metallgehäuse-Durchgangsbohrung 14 in bekannter Weise durch Bördeln und Schrumpfen dichtend festgelegt, kann im Gehäuse jedoch auch auf andere Art wie z.B. Einkitten eingebaut sein. Während der nicht dargestellte Kopf des Isolierkörpers 18 anschlußseits aus dem Metallgehäuse 11 herausragt, erstreckt sich der brennraumseitige Abschnitt (Fuß) des Isolierkörpers 18 in Richtung auf den freien Endabschnitt der Masseelektrode 13 und verjüngt sich in der gleichen Richtung. Dieser Isolierkörper 18 besitzt eine axiale Längsbohrung 19, deren anschlußseitiger Bereich 19/1 über einen kegelstumpfförmig sich verjüngenden mittleren Bereich 19/2 in den brennraumseitigen Bereich 19/3 übergeht; an dem brennraumseitigen Endabschnitt des Isolierkörpers 18 ist ein kuppenförmiger Boden 20 mit angeformt, der nur 0,4 mm dick ist. Diese Dicke von 0,4 mm des Bodens 20 erstreckt sich auch noch über einen Teil des sich anschließenden Isolierkörpers 18 und zwar - gemessen vom Boden 20 in Axialrichtung des Isolierkörpers 18 - auf 6 mm Länge;je nach Anwendungsfall kann diese Dicke des brennraumseitigen Endabschnitts des Isolierkörpers 18 mit dem Boden 20 im Bereich zwischen 0,2 und 0,9 mm liegen, bevorzugt liegt diese Dicke jedoch zwischen 0,3 und 0,6 mm. Auch die Länge dieses dünnen Wandbereiches vom Isolierkörper 18 kann je nach Anwendungsfall zwischen 2,5 und 12 mm, jedoch bevorzugt zwischen 5 und 9 mm liegen. Der Übergang von diesem dünnwandigen Bereich des Isolierkörpers 18 zum Bund 17 hin muß in Länge und Wanddicke dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt sein - wie es auch bei bekannten Zündkerzen der Fall ist.The combustion chamber-side end section of the spark plug 10 according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 be sits a substantially tubular metal housing 11, which has on its outside a screw thread 12 and a hexagon key no longer shown in Figures 1 and 2 for the installation of the spark plug 10 in an internal combustion engine, not shown. This metal housing 11 carries at its combustion chamber end a wire-shaped ground electrode 13, the free end portion of which is arranged in a hook shape in front of the through hole 14 of the metal housing 11; in certain spark plug versions, the metal housing 11 carries a plurality of ground electrodes 13, in other embodiments the ground electrode is formed by part of the internal combustion engine. A shoulder 15 is formed in the through-bore 14 of the metal housing 11, which shoulder faces away from the combustion chamber of the internal combustion engine and, with the interposition of a sealing ring 16, supports the collar 17 of an essentially rotationally symmetrical insulating body 18. This insulating body 18 is fixed in the metal housing through bore 14 in a known manner by flanging and shrinking, but can also be installed in the housing in another way, such as cementing. While the head of the insulating body 18, not shown, protrudes from the metal housing 11 on the connection side, the combustion chamber-side section (foot) of the insulating body 18 extends in the direction of the free end section of the ground electrode 13 and tapers in the same direction. This insulating body 18 has an axial longitudinal bore 19, the connection-side region 19/1 merges into the region 19/3 on the combustion chamber side via a frustoconically tapering central region 19/2; A dome-shaped bottom 20, which is only 0.4 mm thick, is integrally formed on the end section of the insulating body 18 on the combustion chamber side. This thickness of 0.4 mm of the base 20 also extends over part of the adjoining insulating body 18, specifically as measured by Base 20 in the axial direction of the insulating body 18 - to a length of 6 mm; depending on the application, this thickness of the end section of the insulating body 18 on the combustion chamber side with the base 20 can be in the range between 0.2 and 0.9 mm, but this thickness is preferably between 0 and 3 and 0.6 mm. The length of this thin wall area from the insulating body 18 can, depending on the application, be between 2.5 and 12 mm, but preferably between 5 and 9 mm. The transition from this thin-walled area of the insulating body 18 to the collar 17 must be adapted in length and wall thickness to the respective application - as is the case with known spark plugs.

Der Isolierkörper 18 besteht im wesentlichen aus Aluminiumoxid, dem 10 Gewichtsprozent Flußmittel (z.B. Magnesium-.und/oder Calciumsilikate) hinzugefügt sind; der gegenüber herkömmlichen Zündkerzen-Isolierkörpern relativ hohe Anteil an Flußmittel (herkömmliche Isolierkörper enthalten etwa 5 Gewichtsprozent Flußmittel) bewirkt, daß die Wärmeleitfähigkeit des Isolierkörpers 18 bei Temperaturen unterhalb von 6000 C geringer ist als bei herkömmlichen Isolierkörpern, daß jedoch der Isolierkörper 18 bei Temperaturen oberhalb von 600 bis 7000 C im wesentlichen die gleiche Wärmeleitfähigkeit hat wie herkömmliches Material. Der infolge des höheren Flußmittelgehaltes bedingte niedrigere Erweichungspunkt des Isolierkörpers 18 behindert nicht die Funktion der Zündkerze 10, weil die an der Zündkerze auftretenden Betriebstemperaturen weit unter der Erweichungstemperatur einer solchen Keramik liegen. Der Anteil an Flußmittel im Isolierkörper 18 kann im Bereich zwischen 3 und 20 Gewichtsprozenten liegen, beträgt bevorzugt jedoch zwischen 8 und 15 Gewichtsprozent.The insulating body 18 consists essentially of aluminum oxide, to which 10% by weight of flux (for example magnesium silicate and / or calcium silicate) have been added; the over conventional spark plug insulators relatively high proportion of flux (conventional insulator containing about 5 weight percent flux) will cause the thermal conductivity of the insulating body 18 at temperatures below 600 0 C is lower than in conventional insulating bodies, that, however, the insulating body 18 at temperatures above from 600 to 700 0 C has essentially the same thermal conductivity as conventional material. The lower softening point of the insulating body 18 due to the higher flux content does not hinder the function of the spark plug 10 because the operating temperatures occurring at the spark plug are far below the softening temperature of such a ceramic. The proportion of flux in the insulating body 18 can be in the range between 3 and 20 percent by weight, but is preferably between 8 and 15 percent by weight.

In den anschlußseitigen Bereich 19/1 der Isolierkörper-Längsbohrung 19 ragt ein metallischer Anschlußbolzen 21, dessen aus dem Isolierkörper 18 herausragender Endabschnitt ein nicht dargestelltes Gewinde oder ähnliches besitzt und an seinem brennraumseitigen Endabschnitt mit einem Verankerungsmittel 22 (z.B. Gewinde, Rändelung) versehen ist. Dieses Verankerungsmittel 22 des Anschlußbolzens 21 ist fest und dicht in einem elektrisch leitfähigem Dichtmittel 23 eingebettet, das die Isolierkörper-Längsbohrung 19 in diesem Bereich enthält. Derartige Dichtmittel 23 sind allgemein bekannt und finden bevorzugt als elektrisch leitfähiger Glasschmelzfluß Anwendung (siehe z.B. US-Patentschrift 3 909 459). Dem Dichtmittel 23 schließt sich brennraumseits ein Metallkern 24 an, der - je nach Anwendungsfall - den brennraumseitigen Bereich 19/3, gegebenenfalls auch teilweise den mittleren Bereich 19/2 der Isolierkörper-Längsbohrung 19 bis auf einen sehr engen Spalt 25 zwischen Metallkern 24 und Oberfläche der Isolierkörper-Längsbohrung 19 ausfüllt. Der Spalt 25 ist jedoch nur dann vorhanden, solange die Temperatur des brennraumseitigen Endabschnitts vom Isolierkörper 18 unterhalb 450° C liegt, und er schließt sich nach Erreichen einer Betriebstemperatur von 450 bis 5000 C. Dieses Verhalten des Metallkerns 24 ist auf sein Wärmeausdehnungsvermögen zurückzuführen, das gegenüber dem der Keramik des Isolierkörpers 18 größer ist. Ein solcher Metallkern 24 besteht vorzugsweise aus Aluminiumbronze mit 8 % Aluminium, er kann aber auch aus anderen Stoffen mit entsprechendem Wärmeausdehnungsverhalten und guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein; gut geeignet sind für einen solchen Metallkern 24 außer Aluminiumlegierungen auch Kupferlegierungen, Silber oder Metallegierungen, die zumeist einen erheblichen Anteil von mindestens einem dieser Stoffe enthalten (z.B. Messing, Zinnbronze). Für diesen Zweck geeignete Metalle bzw. Metallegierungen haben bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 90 W/mK und sind bei den nachfolgend beschriebenen, bei der Zündkerze angewendeten Einschmelztemperaturen flüssig oder derart plastisch verformbar, daß sie beim Einschmelzen von Metallkern 24 und Dichtmittel 23 im Isolierkörper 18 den betroffenen Bereich 19/3 der Isolierkörper-Längsbohrung 19 spaltfrei ausfüllen. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der dieser Metallkern 24 aus Aluminiumbronze besteht, erfolgt die Montage von Isolierkörper 18, Anschlußbolzen 21, Dichtmittel 23 und Metallkern 24 derart, daß in den brennraumseitigen Bereich 19/3 der Isolierkörper-Längsbohrung 19 ein Aluminiumbronzestab bestimmten Volumens eingefügt wird, dessen vom Brennraum wegweisendes Ende den Querschnitt der Längsbohrung 19 ausfüllt, daß anschließend eine vordosierte Menge eines granulierten oder als Tablette vorgeformten Dichtmittels 23 oberhalb des Aluminiumbronzestabes hineingegeben wird, daß in einem nächsten Schritt der Anschlußbolzen 21 mit seinem das Verankerungsmittel 22 tragenden Endabschnitt oberhalb des Dichtmittels 23 in die Isolierkörper-LAngsbohrung 19 eingesteckt wird, daß in einem weiteren Schritt die derart vormontierte und senkrecht stehende Baueinheit etwa auf die Einschmelz- temperatur des Dichtmittels 23 erwärmt wird (z.B. 9000C), daß dann Druck auf den Anschlußbolzen 21 in Richtung auf das Dichtmittel 23 so stark ausgeübt wird, sodaß sich der bei dieser Temperatur warmverformbare Aluminiumbronze-ab stab mit seiner gesamten Oberfläche im entsprechenden Bereich in der Längsbohrung 19 anlegt, daß die Baueinheit anschließend gekühlt wird, wobei der Druck auf den Anschlußbolzen 21 bevorzugt erst kurz vor Erreichen des Transformationspunkts (z.B. 500° C) des Dichtmittels 23 entfernt wird. Beim Abkühlen der Baueinheit bildet sich infolge des unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens von Isolierkörper 18 und Metallkern 24 zwischen diesen beiden der Spalt 25. Für die Einstellung der gewünschten Wärmeableitung vom brennraumseitigen Endabschnitt des Isolierkörpers 18 in Richtung Anschlußseite der Zündkerze 10 kann das Volumen des Metallkernes 24 verschieden groß gestaltet sein: Der Metallkern 24 kann z.B. mehr oder weniger bis in den Bereich des Dichtringes 16 reichen und/oder er kann einen unterschiedlichen Durchmesser haben. Es sei erwähnt, daß anstelle des Dichtmittels 23 auch eine an sich bekannte Kombination von Dichtmittel 23 mit einem nicht dargestellten Entstörwiderstand treten kann.A metallic connecting bolt 21 projects into the connection-side area 19/1 of the insulating body longitudinal bore 19, whose end section protruding from the insulating body 18 has a thread or the like (not shown) and is provided with an anchoring means 22 (for example thread, knurling) on its end section on the combustion chamber side. This anchoring means 22 of the connecting bolt 21 is firmly and tightly embedded in an electrically conductive sealant 23, which contains the insulating body longitudinal bore 19 in this area. Such sealants 23 are generally known and are preferably used as an electrically conductive glass melt flow (see, for example, US Pat. No. 3,909,459). The sealant 23 is followed by a metal core 24 on the combustion chamber side, which - depending on the application - the region 19/3 on the combustion chamber side, possibly also partially the middle region 19/2 of the longitudinal bore 19 of the insulating body, except for a very narrow gap 25 between the metal core 24 and the surface the insulating body longitudinal bore 19 fills. However, the gap 25 is only present as long as the temperature of the combustion chamber-side end portion of the insulating body 18 below 450 ° C, and it is deactivated after reaching an operating temperature from 450 to 500 0 C. This behavior of the metal core 24 is due to its thermal expansivity, which is larger than that of the ceramic of the insulating body 18. Such a metal core 24 preferably consists of aluminum bronze with 8% aluminum, but it can also be made of other materials with appropriate thermal expansion behavior and good thermal conductivity; In addition to aluminum alloys, copper alloys, silver or metal alloys, which usually contain a considerable proportion of at least one of these substances (eg brass, tin bronze), are also well suited for such a metal core 24. Metals or metal alloys suitable for this purpose preferably have a thermal conductivity of more than 90 W / mK and are in the ignition described in the following candle applied melting temperatures liquid or plastically deformable such that they fill the affected area 19/3 of the insulating body longitudinal bore 19 gap-free when melting the metal core 24 and sealant 23 in the insulating body 18. In the preferred embodiment, in which this metal core 24 consists of aluminum bronze, the insulating body 18, the connecting bolts 21, the sealant 23 and the metal core 24 are mounted in such a way that an aluminum bronze rod of a certain volume is inserted into the combustion chamber-side region 19/3 of the insulating body longitudinal bore 19 , whose end pointing away from the combustion chamber fills the cross-section of the longitudinal bore 19, that a pre-metered amount of a granulated or preformed sealant 23 is then added above the aluminum bronze rod, that in a next step the connecting bolt 21 with its end section carrying the anchoring means 22 above the sealant 23 is inserted into the insulating body longitudinal bore 19 in such a way that in a further step the pre-assembled and upright unit is heated to about the melting temperature of the sealant 23 (eg 900 ° C.), so that pressure on the connecting bolt 21 in the direction a uf the sealant 23 is exerted so strongly that the aluminum bronze, which can be thermoformed at this temperature, is applied with its entire surface in the corresponding area in the longitudinal bore 19 in such a way that the assembly is subsequently cooled, the pressure on the connecting bolts 21 preferably only briefly before the transformation point (for example 500 ° C.) of the sealant 23 is reached. When the assembly cools down due to the different thermal expansion behavior of the insulating body 18 and the metal core 24 between these two, the gap 25. For the setting of the desired heat dissipation from the combustion chamber end portion of the insulating body 18 towards the connection side of the spark plug 10, the volume of the metal core 24 can be of different sizes be designed: The metal core 24 can for example extend more or less into the area of the sealing ring 16 and / or it can have a different diameter. It should be mentioned that instead of the sealant 23, a combination of sealant 23 known per se with an interference suppression resistor, not shown, can occur.

Dem Isolierkörper-Boden 20 steht mit Abstand 26 (Funkenstrecke) die Masseelektrode 13 gegenüber; dieser Abstand 26 beträgt etwa 0,8 mm. Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zündkerze 10 dient der Metallkern 24 gleichzeitig als Mittelelektrode 27 und der Funkenübersprung erfolgt zwischen dieser Mittelelektrode 27 und der Masseelektrode 13 über einen als enge Bohrung ausgebildeten Pfad 28 im Isolierkörper-Boden 20 und den als Luftfunkenstrecke dienenden Abstand 26 zwischen Isolierkörper-Boden 20 und der Masseelektrode 13. Diese enge Bohrung 28 ist bevorzugt zentral angeordnet und hat einen Durchmesser im Bereich zwischen etwa 50 und 300 /um. Zur Vorfixierung dieser Bohrung 28 kann der Isolierkörper-Boden 20 an der entsprechenden Stelle mit einer kleinen Einsenkung 29 versehen sein; eine solche Einsenkung 29 kann an der Außenseite des Isolierkörper-Bodens 20 und/oder an der Innenseite des Bodens 20 angebracht sein. Anstelle einer einzigen Bohrung 28 können auch mehrere derartiger Bohrungen 28 im Boden 20 vorhanden sein. Die Herstellung derartiger Bohrungen kann entweder durch Bohren mittels Laserstrahl oder auch einfach durch einen elektrischen Überschlag entsprechender Spannung zwischen der Mittelelektrode 27 und der Masseelektrode 13 erfolgen, sie kann aber auch mit einer entsprechend ausgebildeten Nadel (nicht dargestellt) in den Isolierkörper 18 eingepreßt werden.The insulating body bottom 20 is at a distance 26 (spark gap) opposite the ground electrode 13; this distance 26 is approximately 0.8 mm. In the present preferred embodiment of a spark plug 10 according to the invention, the metal core 24 serves simultaneously as the central electrode 27 and the spark jump takes place between this central electrode 27 and the ground electrode 13 via a path 28 formed as a narrow bore in the insulating body base 20 and the distance 26 serving as an air spark gap Insulator body 20 and the ground electrode 13. This narrow bore 28 is preferably arranged centrally and has a diameter in the range between about 50 and 300 / um. To pre-fix this bore 28, the insulating body base 20 can be provided with a small depression 29 at the corresponding point; such a depression 29 can be provided on the outside of the insulating body base 20 and / or on the inside of the base 20. Instead of a single bore 28, a plurality of such bores 28 can also be present in the base 20. Such bores can be produced either by drilling using a laser beam or simply by an electrical flashover of appropriate voltage between the center electrode 27 and the ground electrode 13, but it can also be pressed into the insulating body 18 using a suitably designed needle (not shown).

Wird eine kalte Brennkraftmaschine mittels einer erfindungsgemäßen Zündkerze 10 in Betrieb genommen, dann erwärmt sich das brennraumseitige Ende des Isolierkörpers 18 innerhalb sehr kurzer Zeit, und zwar, weil der Isolierkörper 18 aus einem bei dieser Temperatur sehr schlecht wärmeleitenden Material besteht und infolge des Spaltes 25 zwischen Metallkern 24 und Isolierkörper 18 Wärme nur im vernachlässigbarem Umfange abgeleitet wird; aufgrund dieser Wirkungsweise erreicht der brennraumseitige Endabschnitt des Isolierkörpers 18 schnell die sogenannte Freibrenntemperatur, die zwischen 400 und 450°C liegt und bei der das Verbrennen von elektrisch leitfähigen Ablagerungen auf der Außenseite dieses Bereiches vom Isolierkörper 18 erfolgt. Elektrische Nebenschlüsse infolge solcher elektrisch leitfähiger Ablagerungen auf dem Isolierkörper 18 werden demzufolge vermieden, was auch zum Vermeiden von Zündaussetzern beiträgt.If a cold internal combustion engine is put into operation by means of a spark plug 10 according to the invention, then the end of the insulating body 18 on the combustion chamber side heats up within a very short time, because the insulating body 18 consists of a material that is very poorly heat-conducting at this temperature and because of the gap 25 between Metal core 24 and insulating body 18 heat is dissipated only to a negligible extent; Due to this mode of action, the combustion chamber-side end section of the insulating body 18 quickly reaches the so-called free-burning temperature, which is between 400 and 450 ° C. and at which the insulating body 18 burns electrically conductive deposits on the outside of this area. Electrical shunts as a result of such electrically conductive deposits on the insulating body 18 are consequently avoided, which also contributes to avoiding misfiring.

Bei Erreichen eines Temperaturbereiches von 450 bis 500°C hat sich der Metallkern 24 einschließlich seines vorderen als Mittelelektrode 27 wirkenden Endabschnitts infolge seines Wärmeausdehnungsverhaltens derart ausgedehnt, daß er mit einem erheblichen Teil seiner Oberfläche an der Oberfläche der Isolierkörper-Längsbohrung 19/3 zur Anlage kommt und Wärme aus dem brennraumseitigen Bereich des Isolierkörpers 18 schnell in den hinteren Bereich der Zündkerze ableitet. Die Abmessungen und das Material des Isolierkörpers 18 sind so gewählt, daß soviel Wärme in den hinteren Teil der Zündkerze 10 abgeführt wird, daß der Metallkern 24 festbleibt und nicht schmilzt. Aufgrund des festen Aggregatzustandes vom Metallkern 24 wird das Austreten von flüssigen Metallteilen aus der Bohrung 28 des Isolierkörpers 18 und demzufolge auch ein Kurzschluß zwischen der Mittelelektrode 27 und der Masseelektrode 13 vermieden.When a temperature range of 450 to 500 ° C has been reached, the metal core 24, including its front end section acting as a central electrode 27, has expanded as a result of its thermal expansion behavior in such a way that it comes to bear on the surface of the insulating body longitudinal bore 19/3 with a considerable part of its surface and quickly dissipates heat from the combustion chamber-side region of the insulating body 18 into the rear region of the spark plug. The dimensions and the material of the insulating body 18 are chosen so that so much heat is dissipated in the rear part of the spark plug 10 that the metal core 24 remains fixed and does not melt. Due to the solid physical state of the metal core 24, the escape of liquid metal parts from the bore 28 of the insulating body 18 and consequently also a short circuit between the center electrode 27 and the ground electrode 13 are avoided.

Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Isolierkörper 18 die folgenden Abmessungen: Der Außendurchmesser des brennraumseitigen Endabschnitts beträgt 3,8 mm und zwar über eine Länge von 6 mm; der Durchmesser der Längsbohrung 19 im brennraumseitigen Bereich 19/3 beträgt 3 mm, und zwar über eine Länge von 15 mm; der Durchmesser des Bundes 17 vom Isolierkörper 18 beträgt 9 mm und beginnt etwa 13 mm vom Boden 20 des Isolierkörpers 18. Der Metallkern 24 hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine Länge von 15 mm und reicht damit etwas in den mittleren Bereich 19/2 der Isolierkörper-Längsbohrung 19. Der Durchmesser des brennraumseitigen Bereichs 19/3 der Isolierkörper-Längsbohrung 19 beträgt 1 bis 3 mm bei den meisten derartigen Zündkerzen 10.In one exemplary embodiment, the insulating body 18 has the following dimensions: the outer diameter of the end section on the combustion chamber side is 3.8 mm, specifically over a length of 6 mm; the diameter of the longitudinal bore 19 in the combustion chamber area 19/3 is 3 mm, over a length of 15 mm; the diameter of the collar 17 from the insulating body 18 is 9 mm and begins approximately 13 mm from the bottom 20 of the insulating body 18. In this exemplary embodiment, the metal core 24 has a length of 15 mm and thus extends somewhat into the central region 19/2 of the longitudinal bore of the insulating body 19. The diameter of the combustion chamber-side region 19/3 of the insulating body longitudinal bore 19 is 1 to 3 mm in most of such spark plugs 10.

Während beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Metallkern 24 aus Aluminiumbronze besteht, welche beim Zusammenbau von Isolierkörper 18, Anschlußbolzen 21, Dichtmittel 23 und Metallkern 24 bei dem beschriebenen Verfahren plastisch verformt wird, ist für den Metallkern 24 auch Material geeignet, daß bei der Einschmelztemperatur des Dichtmittels 23 schmelzflüssig ist, bei der Betriebstemperatur der Zündkerze jedoch fest bleibt, ein entsprechendes Wärmeausdehnungsverhalten aufweist und gute Wärmeleitfähigkeit besitzt; zu diesen Materialien gehört auch beispielsweise Aluminium.While in the present exemplary embodiment the metal core 24 consists of aluminum bronze, which is plastically deformed when the insulating body 18, the connecting bolt 21, the sealant 23 and the metal core 24 are assembled in the described method, material is also suitable for the metal core 24 that at the melting temperature of the sealant 23 is molten, but remains firm at the operating temperature of the spark plug, has a corresponding thermal expansion behavior and has good thermal conductivity; These materials also include aluminum, for example.

In der Figur 3 ist eine andere Ausführungsform des im Isolierkörper-Boden 20' angeordneten Pfades 28' dargestellt, und zwar in Form eines als Mittelelektrode dienenden Metallstifts 27'. Dieser Metallstift 27' besteht aus einem korrosions- und abbrandfestem Material, vorzugsweise aus einem Edelmetall (z.B. Platinmetall). Dieser Metallstift 27' ist in einer axial angeordneten Bohrung 30' im Isolierkörper-Boden 20' festgelegt, hat einen Schaftdurchmesser von 0,5 mm und trägt einen zum Metallkern 24' weisenden Kopf (ohne Bezugszeichen); je nach Anwendungsfall kann der Metallstift 27' eine Dicke zwischen 0.2 und 1 mm haben, hat bevorzugt jedoch einen Durchmesser zwischen 0,3 und 0,6 mm. Anstelle des zum Metallkern 24' weisenden Kopfes des Metallstiftes 27' kann ein solcher Kopf auch an dem brennraumseitigen Ende des Metallstiftes 27' angeordnet sein, er kann bei gewissen Anwendungsfällen jedoch auch entfallen. Der Metallstift 27' schließt bündig mit dem Isolierkörper-Boden 20' ab, kann jedoch für manche Anwendungsfälle auch so ausgebildet werden, daß er bis zu--etwa 1 mm aus dem Isolierkcrper-Boden 20' hervorragt. - In der Figur 3 ist ein solcher Zustand des brennraumseitigen Endabschnitts von Isolierkörper 18' und Metallkern 24' gezeigt, bei dem der Metallkern 24' mit seiner Oberfläche an den brennraumseitigen Bereich 19'/3 der Längsbohrung 19' anliegt, d.h., sich in einem Temperaturbereich von größer als 450° C befindet. Im Falle, daß dieser Zündkerzenbereich eine Temperatur von weniger als 400/450°C hätte, befände sich zwischen der Isolierkörper-Längsbohrung 19' und dem Metallkern 24' ein Spalt und damit eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen Metallkern 24' und Metallstift 27'; da ein solcher Spalt jedoch nur - wie beschrieben - sehr eng ist, bildet er eine kleine Vorfunkenstrecke, welche für die Funktion der Zündkerze bekannterweise Vorteile bewirkt. Es sei erwähnt, daß anstelle eines solchen, im Isolierkörper-Boden 20' eingesinterten Metallstiftes 27' eine geeignete Metallsuspension eingebracht und eingesintert werden kann; bewährt hat sich für diesen Zweck eine Platinsus- pension (siehe DE-OS 31 32 903).FIG. 3 shows another embodiment of the path 28 'arranged in the insulating body base 20', specifically in the form of a metal pin 27 'serving as the central electrode. This metal pin 27 'consists of a corrosion and erosion-resistant material, preferably of a noble metal (eg platinum metal). This metal pin 27 'is fixed in an axially arranged bore 30' in the insulating body base 20 ', has a shaft diameter of 0.5 mm and carries one to the metal core 24 'pointing head (without reference numerals); Depending on the application, the metal pin 27 'can have a thickness between 0.2 and 1 mm, but preferably has a diameter between 0.3 and 0.6 mm. Instead of the head of the metal pin 27 'facing the metal core 24', such a head can also be arranged at the end of the metal pin 27 'on the combustion chamber side, but it can also be omitted in certain applications. The metal pin 27 'is flush with the insulating body bottom 20', but can also be designed for some applications so that it protrudes up to - about 1 mm from the insulating body bottom 20 '. FIG. 3 shows such a state of the combustion chamber-side end section of insulating body 18 'and metal core 24' in which the surface of metal core 24 'bears against the combustion chamber-side region 19' / 3 of longitudinal bore 19 ', ie, in one Temperature range is greater than 450 ° C. In the event that this spark plug area had a temperature of less than 400/450 ° C., there would be a gap between the longitudinal insulating bore 19 'and the metal core 24' and thus an interruption in the electrical connection between the metal core 24 'and the metal pin 27'; however, since such a gap is only very narrow, as described, it forms a small spark gap, which is known to have advantages for the function of the spark plug. It should be mentioned that instead of such a metal pin 27 'sintered into the insulating body base 20', a suitable metal suspension can be introduced and sintered in; has proven itself for this purpose a Platinsus- p ension (see DE-OS 31 32 903).

In der Figur 4 ist ebenfalls der brennraumseitige Abschnitt eines Isolierkörpers 18" mit in seiner Längsbohrung 19" eingebautem Metallkern 24" dargestellt, wobei jedoch der in einer Bohrung 30" eingebaute Pfad 28" aus einem elektrisch leitfähigem Keramikteil als Mittelelektrode 27" gebildet wird. Als ein solches elektrisch leitfähiges Keramikteil im Boden 20" des Isolierkörpers 18" ist eine poröse Keramik mit in den Poren befindlichem Metall gut geeignet; eine derartige Keramik kann bespielsweise aus Aluminiumoxid ohne Flußmittel bestehen und als in den Poren untergebrachtes Metall kann Aluminium gewählt werden. Dieses in den Poren befindliche Aluminium kann gleichzeitig beim Einschmelzen des Metallkernes 24" in die Längsbohrung 19" des Isolierkörpers 18" eingeschmolzen werden; anstelle des Materials, aus dem der Metallkern 24" besteht, kann auch ein anderes geeignetes Material (z.B. Silber, Aluminiumbronze, Zinnbronze) hierfür Verwendung finden, es muß jedoch zumeist in einem separaten Arbeitsgang in das Keramikteil eingebracht werden. Bei weiteren Varianten kann der elektrisch leitfähige Pfad 28", welcher in den Isolierkörper-Boden 20" eingesintert; eingekittet oder mittels Glas befestigt ist, auch andere Metalle enthalten (siehe DE-OS 28 54 071); ein solcher Pfad 28" kann auch aus Halbleitermaterial bestehen (siehe DE-θS 27 29 099), auch z. B. aus dotierter Perowskit-Keramrk (siehe DE-OS 28 24 408); dem Halbleitermaterial bzw. der Perowskit-Keramik kann gegebenenfalls auch noch Metallpulver (z.B. Pt, Ni, Cr, Co) zugegeben werden. Es können für diesen Zweck aber auch Stoffe dafür Verwendung finden, welche als elektrische Heizstäbe dienen (siehe CH-PS 105 078). Das zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 über die kleine Vorfunkenstrecke Gesagte gilt für dieses Ausführungsbeispiel in Figur 4 entsprechend.FIG. 4 also shows the section of an insulating body 18 ″ on the combustion chamber side with a metal core 24 ″ built into its longitudinal bore 19 ″, but the path 28 ″ built into a bore 30 ″. is formed from an electrically conductive ceramic part as the central electrode 27 ". As such an electrically conductive ceramic part in the bottom 20" of the insulating body 18 ", a porous ceramic with metal in the pores is well suited; such a ceramic can consist, for example, of aluminum oxide without flux and aluminum can be selected as the metal housed in the pores. This aluminum in the pores can be melted into the longitudinal bore 19 "of the insulating body 18" when the metal core 24 "is melted down; Instead of the material from which the metal core 24 "is made, another suitable material (eg silver, aluminum bronze, tin bronze) can also be used for this purpose, but it usually has to be introduced into the ceramic part in a separate operation conductive path 28 ", which is sintered into the insulating body base 20"; cemented or fastened by means of glass, also contain other metals (see DE-OS 28 54 071); such a path 28 "can also consist of semiconductor material (see DE- θS 27 29 099), also e.g. B. from doped perovskite ceramic (see DE-OS 28 24 408); metal powder (for example Pt, Ni, Cr, Co) can optionally also be added to the semiconductor material or the perovskite ceramic. However, substances can also be used for this purpose, which serve as electrical heating elements (see CH-PS 105 078). What has been said about the small spark gap in the exemplary embodiment according to FIG. 3 applies correspondingly to this exemplary embodiment in FIG. 4.

In der Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Pfad 28"' dargestellt: In der Bohrung 30"' des Isolierkörper-Bodens 20"' ist als Pfad 28"' eine Mittelelektrode 27"' eingesintert, die aus einem elektrisch isolierendem, keramischen Träger 31"' besteht, welcher auf seiner Oberfläche mit einer elektrisch leitenden Schicht 32"' (z.B. aus Platin) beschichtet ist; eine solche Mittelelektrode 27"' kann mit einem Kopf (ohne Bezugszeichen) versehen sein, welcher auf der Innenseite der Längsbohrung 19"' des Isolierkörpers 18"' aufliegt oder auch auf der Außenseite des Isolierkörper-Bodens 20'" angeordnet ist (siehe DE-OS 30 38 720). Auch bei dieser Ausführungsform eines Pfades 2"" gilt das über die Vorfunkenstreche zwischen dem Metallkern 24'" und der elektrisch leitenden Schit 32'" zu dem Beispiel in Figur 3 Gesagte.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment for a path 28 "': In the bore 30"' of the insulating body base 20 "', a center electrode 27"' is sintered in as path 28 "', which consists of an electrically insulating, ceramic carrier 31 "', which one is coated on its surface with an electrically conductive layer 32 "'(eg made of platinum); such a central electrode 27"' can be provided with a head (without reference number) which is located on the inside of the longitudinal bore 19 "'of the insulating body 18"' rests or is also arranged on the outside of the insulating body base 20 '"(see DE-OS 30 38 720). This embodiment of a path 2""also applies to the spark gap between the metal core 24'" and the electrically conductive chip 32 '"for the example in FIG. 3.

Auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren und 5 schließen die Mittelelektrode 27 " und 27'" bevorzugt bündig mit dem Isolierkörper-Boden 20" bzw. 20'" ab, sie können jedoch auch um etwa 1 mm aus dem Boden 20 " bzw. 20'" brennraumseits hervorragen.Also in the exemplary embodiments according to FIGS. 5 and 5, the center electrodes 27 ″ and 27 ′ ″ are preferably flush with the bottom of the insulating body 20 ″ or 20 ″, but they can also be about 1 mm from the bottom 20 ″ or 20 protruding on the combustion chamber side.

Claims (14)

1. Zündkerze mit einem rohrförmigen Metallgehäuse, das auf seiner Außenseite Mittel für den Einbau in eine Brennkraftmaschine besitzt, in seiner Durchgangsbohrung einen zumeist rotationssymmetrischen, wärmebeständigen Isolierkörper mit einem im brennraumseitigen Endabschnitt befindlichen dünnwandigen Boden abdichtend umfaßt und an seinem brennraumseitigen Endabschnitt zumeist mindestens eine Masseelektrode besitzt, welche mit Abstand (Funkenstrecke) einer Mittelelektrode gegenübersteht, die im brennraumseitigen Abschnitt des Isolierkörpers angeordnet und mit einem sich anschlußseits anschließenden, in der Längsbohrung des Isolierkörpers befindlichen Metallkern in Reihe liegt, welcher brennraumseits einen im Zündkreis liegenden Pfad besitzt und so bemessen ist, daß er den brennraumseitigen Bereich der Isolierkörper-Längsbohrung ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (24 bis 24"') aus einem bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine festem Material besteht, aufgrund seines Ausdehnungs- bzw. Schrumpfverhaltens bei Betriebstemperaturen oberhalb von 450/500 0 C mit einem erheblichen Teil seiner Oberfläche an der Oberfläche der Isolierkörper-Längsbohrung (19 bis 19'") anliegt, aber unterhalb der genannten Betriebstemperaturen zwischen Metallkern (24 bis 24'") und Oberfläche der Isolierkörper-Längsbohrung (19 bis 19'") einen Spalt (25) bildet.1. Spark plug with a tubular metal housing, which has on its outside means for installation in an internal combustion engine, in its through-hole sealingly encompasses a mostly rotationally symmetrical, heat-resistant insulating body with a thin-walled bottom located in the combustion chamber end section and usually has at least one ground electrode on its combustion chamber end section , which is at a distance (spark gap) from a center electrode, which is arranged in the combustion chamber-side section of the insulating body and is connected in series with a connection-side, in the longitudinal bore of the insulating body, which has a path in the ignition circuit and is dimensioned such that it fills the area of the insulating body longitudinal bore on the combustion chamber side, characterized in that the metal core (24 to 24 "') consists of a material which is solid in all operating states of the internal combustion engine, on account of its expansion or shrinkage behavior at operating temperatures above 450/500 0 C with a significant part of its surface on the surface of the insulating body per longitudinal bore (19 to 19 '"), but below the operating temperatures between the metal core (24 to 24'") and the surface of the insulating body longitudinal bore (19 to 19 '") forms a gap (25). 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (24 bis 24"') aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 90 W/mK besteht.2. Spark plug according to claim 1, characterized in that the metal core (24 to 24 "') consists of a material with a thermal conductivity of at least 90 W / mK. 3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (20 bis 20'") des Isolierkörpers (18 bis 18'") eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 0,9 mm, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,6 mm hat.3. Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that the bottom (20 to 20 '") of the insulating body (18 to 18'") has a thickness in the range of 0.2 to 0.9 mm, preferably between 0.3 and has 0.6 mm. L. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der dünnwandige Isolierkörper-Boden (20 bis 20'") über eine Höhe zwischen 2,5 mm und 12mm, bevorzugt zwischen 5 und 9 mm des brennraumseitigen Endes des Isolierkörpers (18 bis 18'") erstreckt, und daß der Boden (20 bis 20'") vorzugsweise in Form einer Kuppe gestaltet ist.L. Spark plug according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the thin-walled insulating body base (20 to 20 '") extends over a height between 2.5 mm and 12 mm, preferably between 5 and 9 mm, of the end of the insulating body on the combustion chamber side (18 to 18 '") extends, and that the bottom (20 to 20'") is preferably designed in the form of a dome. 5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (18 bis 18'") im wesentlichen aus Aluminiumoxid besteht und einen Gehalt an Flußmitteln aufweist, der im Bereich zwischen 3 und 20 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 8 und 15 Gewichtsprozent liegt.5. Spark plug according to one of claims 1 to 4, characterized in that the insulating body (18 to 18 '") consists essentially of aluminum oxide and has a flux content in the range between 3 and 20 percent by weight, preferably between 8 and 15 Percent by weight. 6. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (24 bis 24'") aus einem Material besteht, das bei der Einschmelztemperatur eines zwischen Anschlußbolzen (21) und Metallkern (24 bis 24'") angeordneten, elektrisch leitfähigen Dichtmittels (23) plastisch verformbar oder schmelzflüssig ist.6. Spark plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metal core (24 to 24 '") consists of a material which is arranged at the melting temperature of a between the connecting bolt (21) and metal core (24 to 24'"), electrically conductive sealant (23) is plastically deformable or molten. 7. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (24 bis 24''') aus Aluminium, Kupfer, Silber oder Metallegierungen besteht, die einen erheblichen Anteil von mindestens einem dieser Stoffe enthalten (z.B. Messing, Aluminiumbronze, Zinnbronze).7. Spark plug according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal core (24 to 24 '' ') consists of aluminum, copper, silver or metal alloys which contain a significant proportion of at least one of these substances (eg brass, aluminum bronze , Tin bronze). 8. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das brennraumseitige Ende des Metallkerns (24) die Mittelelektrode (27) bildet und der Pfad (28) mindestens eine enge Bohrung im Boden (20) des Isolierkörpers (18) ist.8. Spark plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the combustion chamber end of the metal core (24) forms the central electrode (27) and the path (28) is at least one narrow bore in the bottom (20) of the insulating body (18) . 9. Zündkerze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (28) im Boden (20) des Isolierkörpers (18) einen Durchmesser im Bereich von 50 und 300 u aufweist.9. Spark plug according to claim 8, characterized in that the bore (28) in the bottom (20) of the insulating body (18) has a diameter in the range of 50 and 300 u. 10. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Pfad (28') dienende Mittelelektrode (27') von einem dünnen Metallstift oder einer Leiterbahn gebildet ist.10. Spark plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the central electrode (27 ') serving as the path (28') is formed by a thin metal pin or a conductor track. 11. Zündkerze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Metallstiftes (27') im Bereich von 0,2 und 1 mm, bevorzugt im Bereich von 0,3 und 0,6 mm liegt.11. Spark plug according to claim 10, characterized in that the diameter of the metal pin (27 ') is in the range of 0.2 and 1 mm, preferably in the range of 0.3 and 0.6 mm. 12. Zündkerze nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstift (27') aus einem Edelmetall, bevorzugt aus einem Platinmetall besteht.12. Spark plug according to claim 10 or 11, characterized in that the metal pin (27 ') consists of a noble metal, preferably of a platinum metal. 13. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Pfad (28", 28'") dienende Mittelelektrode 27", 27'") von einem elektrisch leitfähigem Keramikteil gebildet wird.13. Spark plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the path (28 ", 28 '") serving as the central electrode 27 ", 27'") is formed by an electrically conductive ceramic part. 14. Zündkerze nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (27' bis 27'") maximal etwa 1 mm aus dem brennraumseitigen Ende des Isolierkörpers (18' bis 18'") herausragt, bevorzugt jedoch bündig mit dem brennraumseitigen Ende des Isolierkörpers (18' bis 18'") abschließt.14. Spark plug according to one of claims 10 to 13, characterized in that the central electrode (27 'to 27' ") protrudes a maximum of about 1 mm from the combustion chamber end of the insulating body (18 'to 18'"), but preferably flush with the ends of the insulating body (18 'to 18' ") on the combustion chamber side.
EP82109767A 1981-11-07 1982-10-22 Spark plug for an internal-combustion engine Expired EP0078954B1 (en)

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DE19813144253 DE3144253A1 (en) 1981-11-07 1981-11-07 SPARK PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE3144253 1981-11-07

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