EP0537231B1

EP0537231B1 - Zündkerze

Info

Publication number: EP0537231B1
Application number: EP91912246A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Gruber; Hans-Jörg PUCHER; Reinhard Auer
Original assignee: Jenbacher Energiesysteme AG
Current assignee: Jenbacher Energiesysteme AG
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2011-06-28
Also published as: DE59106432D1; WO1992000620A1; ATE127630T1; US5369328A; AU8059191A; EP0537231A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze mit einer gegenüber dem Kerzengewinde isolierten Mittelelektrode und mit elektrisch mit dem Kerzengewinde verbundenen Massenelektroden, wobei am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode ein zumindest teilweise aus Platin oder einer Platinlegierung bestehender Aufsatzteil angebracht ist, zwischen dem und den von der Seite an ihn herangeführten Massenelektroden die Funkenstrecken liegen, wobei der Aufsatzteil im wesentlichen die Form eines mit der Deckfläche zum Brennraum weisenden Prismas aufweist und die Massenelektroden seitlich neben den Seitenflächen des im wesentlichen prismenförmigen Aufsatzteiles im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufen, wobei je zwei Massenelektroden zu einem Bauteil zusammengefaßt sind, dessen beide Elektrodenarme wenigstens annähernd parallel zu je zwei Seitenflächen des Aufsatzteiles der Mittelelektrode verlaufen.
Man ist an Zündkerzen interessiert, die eine sehr hohe Standfestigkeit, insbesondere einen geringen Abbrand der Elektroden aufweisen und dennoch mit relativ geringen Zündspannungen betreibbar sind. Im Bedarfsfall soll eine bequeme Nachstellmöglichkeit mit definiertem Elektrodenabstand gegeben sein.
Bei Zündkerzen möchte man hohe lokale Feldstärken zwischen der Mittelelektrode und den Massenelektroden erzielen, um eine möglichst geringe Zündspannung zu benötigen. Solche hohen Feldstärken können durch spitze Elektrodenausbildungen erreicht werden. Allerdings hat man dann den Nachteil, daß diese Elektroden relativ schnell abbrennen. Eine Verbesserungsmöglichkeit besteht in der Verwendung von geeigneten Materialien. Bei den bisherigen Elektrodengeometrien hat man aber auch damit keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt.
Aus der Druckschrift DE-U-89 02 032 ist eine Elektrodengeometrie bekannt, bei der der Aufsatzteil auf der Mittelelektrode aus vorzugsweise Platin oder einer Platinlegierung im wesentlichen die Außenform eines Prismas aufweist, ist durch die scharfen Prismenkanten eine hohe örtliche Feldstärke und damit eine Absenkung der Zündspannung gegeben. Gleichzeitig hält sich der Abbrand durch die relativ große wirksame Gesamtlänge der Prismenkanten in Grenzen. Die Funkenstrecken liegen dabei zwischen dem Aufsatzteil und den seitlich neben dem Aufsatzteil im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufenden Massenelektroden, umgeben also praktisch den gesamten prismenförmigen Aufsatzteil. Durch die parallele Führung der Massenelektroden zu den Seitenflächen des prismenförmigen Aufsatzteiles aus Platin ist der ohnehin nur im geringen Ausmaß vorhandene Elektrodenabbrand auch relativ gleichmäßig. Die Massenelektroden sind L-förmig ausgebildet und können mit Platin versehen sein.
Um die mechanische Stabilität der Massenelektroden zu erhöhen, die Wärmeableitung aus den Massenelektroden zu verbessern und gleichzeitig eine gute Einstellbarkeit des Elektrodenabstandes zu erlauben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß vom Scheitel der Elektrodenarme des in der Draufsicht V- oder Y-förmig ausgebildeten Bauteiles ein gemeinsamer Steg zum Massekörper der Zündkerze führt.
Durch diese Bauweise wird gegenüber L-förmigen Massenelektroden eine verbesserte Stabilität der Massenelektroden erzielt. Ferner wirkt sich diese Bauweise auch auf die Einstellbarkeit des Elektrodenabstandes zwischen den Massenelektroden und der Mittelelektrode günstig aus, wobei jeweils zwei Elektrodenarme gemeinsam und gleichzeitig einstellbar sind.
Der V- oder Y-förmige Bauteil der Massenelektroden kann aus beliebigem Metall, vorzugsweise jedoch aus Halbedelmetall wie z.B. Nickel, oder aus Edelmetall wie z.B. Platin, bestehen. Natürlich kommen auch entsprechende Metallegierungen in Betracht oder Metallkombinationen, etwa derart, daß der V- oder Y-förmige Bauteil aus einem Halbedelmetall als Träger für eine dünne Elektrodenschicht aus Edelmetall, insbesondere aus Platin oder einer Platinlegierung, besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Einsparung von teurem Edelmetall vorgesehen, daß die Massenelektroden aus mindestens einem Träger aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, vorzugsweise aus Nickel bestehen, der dem Aufsatzteil der Mittelelektrode zugewandt mit Platin oder einer Platinlegierung versehen ist, wobei das Platin oder die Platinlegierung als dünne Elektrodenschicht auf dem Träger angeordnet und diese Elektrodenschicht von dünnen, auf den Träger aufgeschweißten oder aufgelöteten und zu den Massenelektroden parallelen Stäbchen aus Platin oder einer Platinlegierung gebildet ist.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform weist zum selben Zweck eine dünne Platinelektrodenschicht auf, wobei diese Elektrodenschicht von dünnen, auf den Träger aufgeschweißten oder aufgelöteten und zu den Massenelektroden parallelen Stäbchen aus Platin oder einer Platinlegierung gebildet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zündkerze. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf den dem Brennraum zugewandten Kopf der Zündkerze. Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Fig. 2 in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2. Fig. 4 zeigt die Mittelelektrode im Schnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Zündkerze weist einen Isolierkörper 1 zur Isolation der zentralen Mittelelektrode 2 gegenüber dem in Betrieb auf Masse liegenden Gehäuse 3 aus Metall auf, das einstückig mit einer Sechskantmutter 4 und einem Gewindeteil 5 ausgebildet ist.
Die Mittelelektrode 2 weist, wie aus Fig. 2 - 4 hervorgeht, einen prismenförmigen, in Draufsicht quadratischen Aufsatzteil 7 auf, der aus einer Platin-Rhodium-Legierung besteht. Der prismenförmige Aufsatzteil wird von einem stiftförmigen Teil der Mittelelektrode getragen, der in eine zentrale Öffnung des Aufsatzteiles 7 ragt und mit diesem verschweißt oder verlötet wird. Dieser stiftförmige Teil besteht z.B. aus einem Kern 2A aus Kupfer und einer Hülle 2B aus Nickel (Fig. 4).
Die Massenelektroden 8,9 der Zündkerze bestehen jeweils aus einem mit dem Massering 5A des Gewindeteiles 5 verbundenen Träger 8A,8B,9A,9B aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, beispielsweise Nickel, auf dessen Armen 8B,9B, dem prismenförmigen Aufsatzteil 7 der Mittelelektrode 2 zugewandt, je eine dünne Schicht 8C,9C aus Platin oder einer Platinlegierung, beispielsweise einer Platin-Rhodium-Legierung angeordnet, beispielsweise angeschweißt oder angelötet ist.
In Draufsicht auf den dem Brennraum zugewandten Kopf der Zündkerze weist der Träger 8A,8B bzw. 9A,9B eine Y-Form auf, wobei an den einander zugewandten Innenseiten der beiden Y-Elektrodenarme 8B,9B die dünne Elektrodenschicht 8C,9C angeordnet ist und je zwei Elektrodenarme 8B-8B bzw. 9B-9B über einen gemeinsamen Steg 8A bzw. 9A mit dem Massering 5A in Verbindung stehen.

Claims

Zündkerze mit einer gegenüber dem Kerzengewinde (5) isolierten Mittelelektrode (2) und mit elektrisch mit dem Kerzengewinde (5) verbundenen Massenelektroden (8, 9), wobei am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode (2) ein zumindest teilweise aus Platin oder einer Platinlegierung bestehender Aufsatzteil (7) angebracht ist, zwischen dem und den von der Seite an ihn herangeführten Massenelektroden (8, 9) die Funkenstrecken liegen, wobei der Aufsatzteil (7) im wesentlichen die Form eines mit der Deckfläche zum Brennraum weisenden Prismas aufweist und die Massenelektroden (8, 9) seitlich neben den Seitenflächen des im wesentlichen prismenförmigen Aufsatzteiles (7) im wesentlichen parallel zu den Prismenkanten der Deckfläche bzw. der Grundfläche verlaufen, wobei je zwei Massenelektroden (8, 9) zu einem Bauteil zusammengefaßt sind, dessen beide Elektrodenarme (8B,9B) wenigstens annähernd parallel zu je zwei Seitenflächen des Aufsatzteiles (7) der Mittelelektrode (2) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß vom Scheitel der Elektrodenarme (8B,9B) des in der Draufsicht V- oder Y-förmig ausgebildeten Bauteiles ein gemeinsamer Steg (8A,9A) zum Massekörper (5A) der Zündkerze führt.
Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenelektroden (8,9) aus mindestens einem Träger (8A, 8B; 9A,9B) aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, vorzugsweise aus Nickel bestehen, der dem Aufsatzteil (7) der Mittelelektrode (2) zugewandt mit Platin oder einer Platinlegierung versehen ist, wobei das Platin oder die Platinlegierung als dünne Elektrodenschicht (8C,9C) auf dem Träger angeordnet und diese Elektrodenschicht von dünnen, auf den Träger (8A,8B;9A,9B) aufgeschweißten oder aufgelöteten und zu den Massenelektroden parallelen Stäbchen aus Platin oder einer Platinlegierung gebildet ist.
Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenelektroden (8,9) aus mindestens einem Träger (8A,8B; 9A,9B) aus unedlem Metall oder Halbedelmetall, vorzugsweise aus Nickel bestehen, der dem Aufsatzteil (7) der Mittelelektrode (2) zugewandt mit Platin oder einer Platinlegierung versehen ist, wobei das Platin oder die Platinlegierung als dünne Elektrodenschicht (8C,9C) auf den Träger (8A,8B;9A,9B) aufgedampft ist.
Zündkerze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Elektrodenschicht (8C,9C) eine Schichtdicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm, aufweist.