EP0101547B1 - Hochspannungszündkerze - Google Patents

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EP0101547B1
EP0101547B1 EP83106476A EP83106476A EP0101547B1 EP 0101547 B1 EP0101547 B1 EP 0101547B1 EP 83106476 A EP83106476 A EP 83106476A EP 83106476 A EP83106476 A EP 83106476A EP 0101547 B1 EP0101547 B1 EP 0101547B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
end section
spark plug
terminal side
electrical insulator
longitudinal hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83106476A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0101547A2 (de
EP0101547A3 (en
Inventor
Walter Benedikt
Klaus-Dieter Dr. Pohl
Rudolf Pollner
Christian Dr. Dipl.-Ing. Schaffrin
Leo Steinke
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0101547A2 publication Critical patent/EP0101547A2/de
Publication of EP0101547A3 publication Critical patent/EP0101547A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0101547B1 publication Critical patent/EP0101547B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39Selection of materials for electrodes

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage spark plug according to the preamble of the main claim.
  • a high-voltage spark plug is already known (GB-A-547 119), in which a relatively short center electrode made of platinum is located in the bottom of the combustion chamber on the longitudinal bore of the electrical insulating body of this spark plug; The central electrode is joined by a metal body in the longitudinal bore, which is pressed against the central electrode and the wall of the longitudinal bore by means of a stamp on the occasion of the spark plug assembly at temperatures in the range from 900 to 950 degrees Celsius. On the connection-side end of the metal body, an electrically conductive glass fusion is then arranged in the longitudinal bore in a known manner. The close contact between the metal body and the center electrode or the longitudinal bore wall serves for good heat dissipation from the ignition area of the spark plug.
  • a spark plug which has electrodes made of platinum or a platinum alloy and also has a pin-shaped metal body which is connected to the central electrode within the longitudinal bore of the insulating body; at its connection-side end section, the metal pin is embedded in an electrically-conductive sealing compound, in which the combustion-chamber-side end section of the connection bolt protruding from the longitudinal bore of the electrical insulating body is also anchored.
  • the GB publication does not contain any information on the type of connection between the center electrode and the metal pin, or information on the passage of the center electrode through the area of the electrical insulating body on the combustion chamber side; the claims of this GB publication are directed to a spark plug with a housing which is provided on its outside with a color which changes color at high operating temperatures.
  • the high-voltage spark plug according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is easier and cheaper to assemble in the area of its electrical insulating body, its central electrode, its metal body and its casting compound, and that it nevertheless fulfills the conditions with regard to its function (including heat dissipation) and service life able to fulfill. This is achieved in particular by the welded connection between the center electrode and the metal body.
  • FIG. 1 shows the side view of a high-voltage spark plug, shown enlarged, in a half-section
  • FIG. 2 shows the section through the combustion-chamber-side section of the electrical insulating body with the central electrode, metal body, casting compound and part of the connecting bolt, which is shown further enlarged.
  • the high-voltage spark plug 10 shown in FIGS. 1 and 2 has an essentially tubular metal housing 11, which has on its outside a screw thread 12, a hexagon key 13 and a sealing seat 14 as a means for installing the spark plug 10 in an engine head (not shown); In the region of its end on the combustion chamber side, this housing 11 has a ground electrode 15, which in the present example is designed as a welded wire, but can also be of a different configuration. In its stepped through bore 16, the metal housing 11 comprises, in a known manner, a rotationally symmetrical electrical insulating body 17.
  • This electrical insulating body 17 which for example essentially consists of aluminum oxide, has a so-called head 17/1 on the connection side, with a collar 17/2 in the direction of the combustion chamber Connect collar 17/3 and foot 17/4.
  • This electrical insulating body 17 lies with a shoulder 18, which is formed between the foot 17/4 and the collar shoulder 17/3, on a shoulder 19 in the through bore 16 of the metal housing 11;
  • a sealing ring 20 is usually arranged between the shoulder 18 and the shoulder 19.
  • the electrical insulating body 17 is held firmly and tightly in the metal housing 11.
  • the electrical insulating body 17 can also be sealed in the metal housing 11 by cementing or the like.
  • the electrical insulating body 17 has, in a known manner, a step-shaped longitudinal bore 24, which has a larger diameter in its connection-side area - the so-called head bore 24/1 - than the area on the combustion chamber side - the so-called foot bore 24/2; the foot hole 24/2 begins approximately in the area of the shoulder 17/3.
  • the foot hole 24/2 is closed by means of a molded-on, thin-walled base 25, in which there is a central electrode 26 which consists of precious metal or contains precious metal.
  • This center electrode 26 is preferably made of platinum or a platinum metal, extends coaxially to the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17 and has a diameter of 0.3 mm; the maximum diameter of such a metallic center electrode is 0.5 mm.
  • the bottom 25 of the electrical insulating body 17 is only 1.5 mm thick, but can also be made thicker or thinner if necessary.
  • the central electrode 26 passing through this base 25 is sintered into the base 25 without a gap in the present example and protrudes 0.5 mm into the foot bore 24/2 of the electrical insulating body 17; depending on the embodiment, the connection-side end section of the center electrode 26 can also protrude up to 1 mm into the foot hole 24/2.
  • the center electrode 26 which can alternatively be installed without a gap in the bottom 25 of the electrical insulating body 17 by means of putty, glass or the like, is flush with the end face 27 of the electrical insulating body 17 and stands at a distance - the so-called spark gap 28 - the free end section opposite the ground electrode 15.
  • the combustion chamber-side end section of the center electrode 26 can also be of a different configuration, e.g. protrude from the end face 27 or be provided with a head.
  • the center electrode 26 shown with its diameter of 0.3 mm has a total length of 2 mm and is preferably sintered into the bottom 25 of the electrical insulating body 17 as a pin; depending on the selected thickness of the bottom 25 of the electrical insulating body 17 - preferably it is between 1 and 2.5 mm thick - the length of the center electrode 26 is also selected, which will then be between 1 and 3 mm.
  • the center electrode 26 can, however, also be introduced as a platinum suspension in a preformed bore in this area with a small diameter of the electrical insulation body 17 that has not yet been sintered, and can then be finish-sintered with the insulation body 17.
  • connection-side region of the center electrode 26 is provided with a recess 29 which is arranged axially to the center electrode 26 and is preferably of a conical or similar shape.
  • this recess 29 which according to the present example is 0.3 mm deep, the end section 30 of a metal body 31 serving as a contact pin projects into the combustion chamber; this metal body 31 with its end section 30 located on the combustion chamber side is preferably of circular cross section, consists of a relatively inexpensive material, but has good thermal conductivity, high corrosion resistance (with sufficient electrical conductivity of scale layers being formed), high corrosion resistance to avoid spark gaps and a coefficient of thermal expansion that is adapted to the ceramic material of the electrical insulating body 17.
  • This metal body 31 can consist, for example, of a nickel alloy, which is known under the trade name Vacon 20 (company VAC-Hanau), has a diameter of the order of 1.5 to 2.5 mm and extends somewhat into the head bore with its connection-side end section 24/1 of the electrical insulating body 17.
  • a head 32 is formed on the connection-side end section of the metal body 31, which is provided with a taper 33 pointing towards the connection area.
  • the head 32 of the metal body 31 lies closely in the foot hole 24/2 of the electrical insulating body 17; the combustion chamber end section of the metal body 31 is additionally fixed in a guide part 24/2 'of the foot hole 24/2.
  • connection side The end portion of the metal body 31 on the connection side, including the taper 33 of its head 32, and the region of the head bore 24/1 of the insulating body 17 which adjoins the connection side is filled with an electrically conductive casting compound 34; such casting compounds 34 are known per se (e.g. DE-PS 1206209, US-PS 2 106 578) and can additionally also contain layers (not shown) acting as electrical resistance (US-PS 3 903 453).
  • casting compounds 34 are known per se (e.g. DE-PS 1206209, US-PS 2 106 578) and can additionally also contain layers (not shown) acting as electrical resistance (US-PS 3 903 453).
  • connection bolt 36 On the connection side protrudes into this casting compound 34 the connection bolt 36 provided with an anchoring 35 (for example thread or cross knurling) on the combustion chamber side;
  • This connecting bolt 36 is made of unalloyed steel, rests with a collar 37 on the end face 38 of the electrical insulating body 17 and has a connecting thread 39 which protrudes from the electrical insulating body 17 on the connection side.
  • the metal body 31 which, depending on the embodiment of the spark plug 10, is between 8 and 20 mm long, not only is expensive material saved for central electrodes 26 consisting of or containing noble metal, but it is also avoided that casting compounds 34 in a region of the Spark plug 10 are arranged in which they melt due to the high operating temperatures occurring in the (not shown) combustion chamber of internal combustion engines and, as a result, may be adversely affected.
  • the length of the metal body 31 is chosen such that the casting compound 34 is always safely below the transformation range of the selected, electrically conductive Ver at all operating temperatures occurring in this area casting compound 34 remains.
  • the metal body 31 usually has a length between 8 and 20 mm and usually a diameter of the order of 1 to 2.5 mm.
  • the metal body 31 consists of the already mentioned Vacon 20 nickel alloy and has a diameter of 1.5 mm, a head diameter of 2 mm and a total length of 12 mm. While the head bore 24/1 of the electrical insulating body 17 has a diameter of 4.5 mm, the diameter of the foot bore 24/2 is 2.1 mm and the diameter of the guide part 24/2 'of the foot bore 24/2 is 1.53 mm.
  • the metal body 31 is inserted into the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17 at room temperature and pressed against the connection-side end section of the center electrode 26 at approximately 100 N; this pressing pressure is sufficient to form the recess 29 in this area of the central electrode 26.
  • the connecting bolt 36 is also pressed into the casting compound 34, in which it is held securely and with good electrical contact as a result of its anchoring means 35.
  • the metal body 31 is only partially in close contact with the electrical insulating body 17, it has been found that the heat generated in the region of the center electrode 26 is sufficiently dissipated to the electrical insulating body 17 in all operating states.

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Hochspannungszündkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Hochspannungszündkerze bekannt (GB-A-547 119), bei der sich eine relativ kurze Mittelelektrode aus Platin in dem brennraumseitigen Boden der Längsbohrung des Elektroisolierkörpers dieser Zündkerze befindet; der Mittelelektrode schliesst sich in der Längsbohrung ein Metallkörper an, welcher anlässlich der Zündkerzen-Montage bei Temperaturen im Bereich von 900 bis 950 Grad Celsius mittels eines Stempels gegen die Mittelelektrode und die Wandung der Längsbohrung gepresst wird. Auf dem anschlussseitigen Ende des Metallkörpers ist in der Längsbohrung dann in bekannter Weise ein elektrisch leitender Glasschmelzschluss angeordnet. Der enge Kontakt zwischen dem Metallkörper und der Mittelelektrode bzw. der Längsbohrungs-Wandung dient der guten Wärmeableitung aus dem Zündbereich der Zündkerze.
  • Aus der GB-A-2 054 738 ist darüber hinaus eine Zündkerze bekannt, die Elektroden aus Platin oder einer Platinlegierung aufweist und auch einen stiftförmigen Metallkörper hat, welcher innerhalb der Längsbohrung des Isolierkörpers mit der Mittelelektrode in Verbindung steht; an seinem anschlussseitigen Endabschnitt ist der Metallstift in einer elektrisch-leitenden Dichtmasse eingebettet, in welcher auch der brennraumseitige Endabschnitt des aus der Längsbohrung des Elektroisolierkörpers herausragenden Anschlussbolzens verankert ist. Angaben über die Art und Weise der Verbindung zwischen Mittelelektrode und dem Metallstift sowie Angaben über die Durchführung der Mittelelektrode durch den brennraumseitigen Bereich des Elektroisolierkörpers sind in der GB-Druckschrift nicht enthalten; die Ansprüche dieser GB-Druckschrift sind auf eine Zündkerze mit einem Gehäuse gerichtet, das auf seiner Aussenseite bereichsweise mit einer Farbe versehen ist, welche sich bei hohen Betriebstemperaturen farblich ändert.
  • In der US-A-1 361 328 wurde bereits eine Zündkerze beschrieben, die einen Kondensator enthält und demontierbar ist. Die Demontierbarkeit dieser Zündkerze dient dazu, dass der brennraumseitige Bereich des Elektroisolierkörpers von Ablagerungen bei Bedarf zu befreien ist oder dass eine abgebrannte Mittelelektrode bzw. Masseelektrode durch eine neue Elektrode versetzt werden kann. Für den Fall, dass die Mittelelektrode ersetzt werden soll, ist sie anschlussseits mit einer Verjüngung versehen; mit dieser Verjüngung taucht sie in eine entsprechende formschlüssige Vertiefung des Anschlussbolzens. Die genannte Verjüngung der Mittelelektrode und die Vertiefung im Anschlussbolzen bilden gemeinsam also eine lösbare Kupplung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemässe Hochspannungszündkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass sie im Bereich ihres Elektroisolierkörpers, ihrer Mittelelektrode, ihres Metallkörpers und ihrer Vergussmasse einfacher und kostengünstiger zu montieren ist und dass sie dennoch die Bedingungen hinsichtlich ihrer Funktion (auch Wärmeableitung) und Lebensdauer zu erfüllen vermag. Dies wird insbesondere durch die Schweissverbindung zwischen Mittelelektrode und Metallkörper erreicht.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Hochspannungszündkerze möglich.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Seitenansicht einer vergrössert dargestellten Hochspannungszündkerze im Halbschnitt und Figur 2 den weiter vergrössert dargestellten Schnitt durch den brennraumseitigen Abschnitt des Elektroisolierkörpers mit Mittelelektrode, Metallkörper, Vergussmasse und einem Teil des Anschlussbolzens.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Hochspannungszündkerze 10 besitzt ein im wesentlichen rohrförmiges Metallgehäuse 11, das an seiner Aussenseite ein Einschraubgewinde 12, ein Schlüsselsechskant 13 und einen Dichtsitz 14 als Mittel für den Einbau der Zündkerze 10 in einen nichtdargestellten Motorkopf aufweist; im Bereich seines brennraumseitigen Endes hat dieses Gehäuse 11 eine Masseelektrode 15, welche im vorliegenden Beispiel als angeschweisster Draht ausgebildet ist, jedoch auch von anderer Konfiguration sein kann. Das Metallgehäuse 11 umfasst in seiner stufenförmigen Durchgangsbohrung 16 in bekannter Weise einen rotationssymmetrischen Elektroisolierkörper 17. Dieser Elektroisolierkörper 17, der beispielsweise im wesentlichen aus Aluminiumoxid besteht, hat anschlussseits einen sogenannten Kopf 17/1, welchem sich in Richtung Brennraum ein Bund 17/2, ein Bundansatz 17/3 und ein Fuss 17/4 anschliessen. Dieser Elektroisolierkörper 17 liegt mit einer Schulter 18, welche zwischen dem Fuss 17/4 und dem Bundansatz 17/3 gebildet ist, auf einem Absatz 19 in der Durchgangsbohrung 16 des Metallgehäuses 11; üblicherweise ist zwischen der Schulter 18 und dem Absatz 19 ein Dichtring 20 angeordnet. Auf der anschlussseitigen Schulter 21, die zwischen dem Kopf 17/1 und dem Bund 17/2 des Elektroisolierkörpers 17 gebildet ist, liegt üblicherweise auch ein Dichtring 22; über diesem Dichtring 22 ist der anschlussseitige Bereich des Metallgehäuses 11 als Bördelrand 23 geformt. Infolge der beschriebenen Fixierung des Elektroisolierkörpers 17 im Gehäuse 11 und zusätzlich mittels des bekannten Warmschrumpfprozesses (US-PS 2111916) ist der Elektroisolierkörper 17 fest und dicht im Metallgehäuse 11 gehalten. Anstelle der Anwendung dieses Bördel- und Warmschrumpfprozesses kann der Elektroisolierkörper 17 aber auch durch Einkitten oder ähnliches im Metallgehäuse 11 abdichtend festgelegt werden.
  • Der Elektroisolierkörper 17 besitzt in bekannter Weise eine stufenförmige Längsbohrung 24, die in ihrem anschlussseitigen Bereich - der sogenannten Kopfbohrung 24/1 - einen grösseren Durchmesser hat als der brennraumseitige Bereich - der sogenannten Fussbohrung 24/2; die Fussbohrung 24/2 beginnt etwa im Bereich des Bundansatzes 17/3. Die Fussbohrung 24/2 ist mittels eines angeformten, dünnwandigen Bodens 25 verschlossen, in welchem sich eine aus Edelmetall bestehende bzw. Edelmetall enthaltende Mittelelektrode 26 befindet. Diese Mittelelektrode 26 besteht vorzugsweise aus Platin oder einem Platinmetall, erstreckt sich koaxial zur Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17 und hat einen Durchmesser von 0,3 mm; der maximale Durchmesser einer derartigen metallischen Mittelelektrode beträgt 0,5 mm. Der Boden 25 des Elektroisolierkörpers 17 ist nur 1,5 mm dick, kann im Bedarfsfalle jedoch auch dicker oder dünner gestaltet werden. Die durch diesen Boden 25 hindurchführende Mittelelektrode 26 ist im vorliegenden Beispiel in den Boden 25 spaltfrei eingesintert und ragt anschlussseits 0,5 mm in die Fussbohrung 24/2 des Elektroisolierkörpers 17; je nach Ausführungsform kann der anschlussseitige Endabschnitt der Mittelelektrode 26 aber auch bis zu 1 mm in die Fussbohrung 24/2 hineinragen. Die Mittelelektrode 26, die alternativ auch mittels Kitt, Glas oder ähnlichem im Boden 25 des Elektroisolierkörpers 17 spaltfrei eingebaut sein kann, schliesst im vorliegenden Beispiel bündig mit der Stirnfläche 27 des Elektroisolierkörpers 17 ab und steht mit Abstand - der sogenannten Funkenstrekke 28-dem freien Endabschnitt der Masseelektrode 15 gegenüber. Je nach Anwendungsbereich kann der brennraumseitige Endabschnitt der Mittelelektrode 26 aber auch von anderer Konfiguration sein, er kann z.B. aus der Stirnfläche 27 herausragen oder auch mit einem Kopf versehen sein. Die dargestellte Mittelelektrode 26 mit ihrem Durchmesser von 0,3 mm hat eine Gesamtlänge von 2 mm und wird in bevorzugter Weise als Stift in den Boden 25 des Elektroisolierkörpers 17 eingesintert; je nach der gewählten Dicke des Bodens 25 des Elektroisolierkörpers 17 - bevorzugterweise ist er zwischen 1 und 2,5 mm dick-wird auch die Länge der Mittelelektrode 26 ausgewählt, die dann zwischen 1 und 3 mm liegen wird. Die Mittelelektrode 26 kann aber auch als Platin-Suspension in eine in diesem Bereich befindliche vorgeformte Bohrung mit kleinem Durchmesser des noch nicht fertiggesinterten Elektroisolierkörpers 17 eingebracht und dann mit dem Isolierkörper 17 fertiggesintert werden.
  • Der anschlussseitige Bereich der Mittelelektrode 26 ist mit einer Vertiefung 29 versehen, welche axial zur Mittelelektrode 26 angeordnet ist und bevorzugt von kegelförmiger oder ähnlicher Form ist. In diese Vertiefung 29, die gemäss dem vorliegenden Beispiel 0,3 mm tief ist, ragt der sich brennraumseits verjüngende Endabschnitt 30 eines als Kontaktstift dienenden Metallkörpers 31 hinein; dieser Metallkörper 31 mit seinem brennraumseits befindlichen Endabschnitt 30 ist bevorzugterweise von kreisförmigem Querschnitt, besteht aus einem relativ billigen Werkstoff, besitzt jedoch eine gute Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Korrosionsbeständigkeit (mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit von sich bildenden Zunderschichten), eine hohe Korrosionsfestigkeit zur Vermeidung von Vorfunkenstrecken und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem Keramikmaterial des Elektroisolierkörpers 17 angepasst ist. Dieser Metallkörper 31 kann beispielsweise aus einer Nickellegierung bestehen, welche unter dem Handelsnamen Vacon 20 bekannt ist (Firma VAC-Hanau), hat einen Durchmesser in der Grössenordnung von 1,5 bis 2,5 mm und reicht mit seinem anschlussseitigen Endabschnitt etwas in die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17. In vorteilhafter Weise ist an den anschlussseitigen Endabschnitt des Metallkörpers 31 ein Kopf 32 angeformt, welcher mit einer zum Anschlussbereich weisenden Verjüngung 33 versehen ist. Der Kopf 32 des Metallkörpers 31 liegt dabei eng in der Fussbohrung 24/2 des Elektroisolierkörpers 17; der brennraumseitige Endabschnitt des Metallkörpers 31 ist zusätzlich in einem Führungsteil 24/2' der Fussbohrung 24/2 fixiert. Der anschlussseitige Endabschnitt des Metallkörpers 31 einschliesslich der Verjüngung 33 seines Kopfes 32 sowie der anschlussseits sich anschliessende Bereich der Kopfbohrung 24/1 des Isolierkörpers 17 ist mit einer elektrisch-leitfähigen Vergussmasse 34 ausgefüllt; derartige Vergussmassen 34 sind an sich bekannt (z. B. DE-PS 1206209, US-PS 2 106 578) und können zusätzlich auch noch (nicht dargestellte) als elektrischer Widerstand wirkende Schichten enthalten (US-PS 3 903 453). Anschlussseits ragt in diese Vergussmasse 34 der brennraumseitige, mit einer Verankerung 35 (z. B. Gewinde oder Kreuzrändelung) versehene Anschlussbolzen 36; dieser Anschlussbolzen 36 besteht aus unlegiertem Stahl, liegt mit einem Bund 37 auf der Stirnseite 38 des Elektroisolierkörpers 17 auf und besitzt ein Anschlussgewinde 39, welches anschlussseits aus dem Elektroisolierkörper 17 herausragt.
  • Infolge des Metallkörpers 31, der je nach Ausführungsform der Zündkerze 10 zwischen 8 und 20 mm lang ist, wird nicht nur teueres Material für aus Edelmetall bestehende bzw. Edelmetall enthaltende Mittelelektroden 26 gespart, sondern es wird auch vermieden, dass Vergussmassen 34 in einem Bereich der Zündkerze 10 angeordnet sind, in welchem sie aufgrund von auftretenden hohen Betriebstemperaturen im (nicht dargestellten) Brennraum von Brennkraftmaschinen erschmolzen und infolgedessen unter Umständen nachteilig beeinflusst werden. Die Länge des Metallkörpers 31 wird aus diesem Grunde derart gewählt, dass sich die Vergussmasse 34 bei allen in diesem Bereich vorkommenden Betriebstemperaturen stets sicher unter dem Transformationsbereich der gewählten, elektrisch-leitenden Vergussmasse 34 bleibt. Der Metallkörper 31 hat üblicherweise eine Länge zwischen 8 und 20 mm und üblicherweise einen Durchmesser in der Grössenordnung von 1 bis 2,5 mm.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform besteht der Metallkörper 31 aus der bereits genannten Nickellegierung Vacon 20 und hat einen Durchmesser von 1,5 mm, einen Kopfdurchmesser von 2 mm und eine Gesamtlänge von 12 mm. Während die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 einen Durchmesser von 4,5 mm hat, beträgt der Durchmesser der Fussbohrung 24/2 2,1 mm und der Durchmesser des Führungsteils 24/2' der Fussbohrung 24/2 1,53 mm. Anlässlich der Montage wird der Metallkörper 31 bei Raumtemperatur in die Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17 eingeführt und mit etwa 100 N gegen den anschlussseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode 26 gepresst; dieser Pressdruck reicht aus, um in diesem Bereich der Mittelelektrode 26 die Vertiefung 29 zu formen. Nach dem Einfüllen der zunächst als Granulat vorliegenden Vergussmasse 34 in die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17, dem nachfolgenden Erwärmen dieser vormontierten Einheit auf etwa 850°C und erneuten Pressvorgängen zwischen 500 und 2500 N auf die Vergussmasse 34 findet zwischen dem sich verjüngendem Endabschnitt 30 des Metallkörpers 31 und der Vertiefung 29 der Mittelelektrode 26 eine Diffusionsverschweissung statt, welche einen besonders dauerhaften elektrischen Kontakt zwischen Mittelelektrode 26 und Metallkörper 31 gewährleistet. Während sich die vorstehend beschriebene Baueinheit im aufgeheizten Zustande befindet, wird auch der Anschlussbolzen 36 in die Vergussmasse 34 eingedrückt, in welcher er infolge seiner Verankerungsmittel 35 sicher und mit gutem elektrischen Kontakt gehalten wird.
  • Obwohl der Metallkörper 31 nur teilweise in engem Kontakt mit dem Elektroisolierkörper 17 ist, hat sich ergeben, dass die im Bereich der Mittelelektrode 26 entstehende Wärme bei allen Betriebszuständen ausreichend auf den Elektroisolierkörper 17 abgeleitet wird.

Claims (6)

1, Hochspannungszündkerze (10), mit einem metallischen, im wesentlichen rohrförmigen Gehäuse (11), das auf seiner Aussenseite Mittel (12, 13, 14) für den Einbau in eine Brennkraftmaschine besitzt, in seiner Durchgangsbohrung (16) einen im wesentlichen rotationssymmetrischen, bevorzugterweise gesinterten Elektroisolierkörper (17) abdichtend umfasst und an seinem brennraumseitigen Endabschnitt eine Masseelektrode (15) besitzt, welche mit Abstand (Funkenstrecke 28) einer relativ kurzen, aus Edelmetall bestehenden, bzw. edelmetallenthaltenden Mittelelektrode (26) gegenübersteht, die spaltfrei und abgedichtet im brennraumseitigen Boden (25) der abgestuften Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) fixiert ist, einen kleineren Durchmesser hat als die sich anschlussseits erstreckenden Stufen (24/1, 24/2, 24/2") der Längsbohrung (24), innerhalb der Längsbohrung (24) in direktem Kontakt mit einem stiftförmigen Metallkörper (31) steht, der seitlich exakt in der Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) geführt ist und dessen anschlussseitiger Endabschnitt mit einer in der Längsbohrung (24) befindlichen, elektrisch leitenden Vergussmasse (34) abdichtend kontaktiert ist, in welcher (Vergussmasse 34) ausserdem ein Endabschnitt eines elektrisch leitenden Anschlussbolzens (36) verankert ist, der mit seinem anderen Endabschnitt aus dem anschlussseitigen Ende des Elektroisolierkörpers (17) herausragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper (31) brennraumseits einen sich in Richtung Mittelelektrode (26) verjüngenden Endabschnitt (30) aufweist, der zumindest teilweise in einer Vertiefung (29) im anschlussseitigen Endabschnitt der Mittelelektrode (26) verschweisst ist.
2. Hochspannungszündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode einen Durchmesser von maximal 0,5 mm und eine bevorzugte Länge zwischen 1 und 3 mm hat.
3. Hochspannungszündkerze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (26) aus Platin bzw. einem Platinmetall besteht.
4. Hochspannungszündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der anschlussseitige Endabschnitt der Mittelelektrode (26) bis zu 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm in die Längsbohrung (24, 24/2') des Elektroisolierkörpers (17) hineinragt.
5. Hochspannungszündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper (31) in seinem anschlussseitigen Bereich einen Kopf (32) aufweist, der eng in der Längsbohrung (24/2) des Elektroisolierkörpers (17) anliegt und an seinem anschlussseitigen Endabschnitt bevorzugterweise eine Verjüngung (33) besitzt, welche mit der elektrisch-leitenden Vergussmasse (34) in direkter Berührung ist.
6. Hochspannungszündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stiftförmige Metallkörper (31) bevorzugt einen Durchmesser in der Grössenordnung von 1 bis 2,5 mm und eine Länge zwischen 8 und 20 mm hat, wobei dieser Metallkörper mit seinem anschlussseitigen Endabschnitt bis in denjenigen Bereich der Längsbohrung (24/2, 24/1) des Elektroisolierkörpers (17) hineinragt, welcher während allen in diesem Bereich vorkommenden Betriebstemperaturen stets sicher unter dem Transformationsbereich der elektrisch leitenden Vergussmasse (34) bleibt.
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