EP0591250B1 - Zündkerze zum zünden von kraftstoff-luft-gemischen - Google Patents

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EP0591250B1
EP0591250B1 EP92911138A EP92911138A EP0591250B1 EP 0591250 B1 EP0591250 B1 EP 0591250B1 EP 92911138 A EP92911138 A EP 92911138A EP 92911138 A EP92911138 A EP 92911138A EP 0591250 B1 EP0591250 B1 EP 0591250B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spark plug
diode cascade
combustion
insulating body
plug according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92911138A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0591250A1 (de
Inventor
Hans Schäfer
Dittmar Klett
Hermann Kersting
Bernd Müller
Jochen Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0591250A1 publication Critical patent/EP0591250A1/de
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Publication of EP0591250B1 publication Critical patent/EP0591250B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression

Definitions

  • the invention relates to a spark plug for igniting fuel-air mixtures, in particular for internal combustion engines in motor vehicles, and relates to the installation of an electronic voltage switching element built into the longitudinal bore of the associated electrical insulating body, namely to the installation of a breakdown diode cascade;
  • the flip-flop cascade which suddenly changes from the blocking state to the conductive state at a preselectable and predetermined voltage, has the purpose of switching the voltage on the secondary winding of the ignition coil to the spark gap of the spark plug only when the ignition voltage is reached, and consequently energy losses in the region of the combustion chamber side of the electrical insulator, which can otherwise occur as a result of shunts caused by electrically conductive deposits.
  • a spark plug is known from US-A-3,173,056, a resistor being arranged in a longitudinal bore of the electrical insulating body. This resistance is surrounded by an insulating sheath, which is injected into the longitudinal bore of the electrical insulating body.
  • the invention has for its object to arrange the breakdown diode cascade and the adjacent components so that a large-scale, Inexpensive and production-safe assembly of such spark plugs is guaranteed and the spark plugs installed in this way can withstand the loads acting on them (e.g. temperature changes, vibrations) in the long term.
  • the sheathing of the breakover diode cascade consists of a material which is only slightly resilient or of an elastic material, as a result of which arcing between the two spaced-apart connecting parts of the breakdown diode cascade is particularly reliably prevented.
  • connection part For the cohesion of the structural unit on the connection side located in the longitudinal bore of the electrical insulating body, consisting of connection parts and tilting diode cascade with sheathing, it is advantageous if the connecting part also has anchoring means which are able to withstand torsional stresses acting on the sheathing of the tilting diode cascade; Torsion-proof anchoring means of this type are particularly expedient for spark plugs in which the connecting part is fastened by screwing into the connection-side region of the longitudinal bore of the electrical insulating body.
  • the spark plug it is also simpler in terms of its assembly and safer in terms of electrical contacting between the tilting cascade and connecting bolts if a ring-like contact part is provided on the tilting diode cascade and a correspondingly dimensioned, coaxial contact pin is provided on the connection-side end of the connecting bolt; alternatively, one can also make contact between the breakover diode cascade and the connecting bolt Spring element are used, which is preferably fixed to the breakdown diode cascade.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a spark plug according to the invention, shown enlarged, in longitudinal section (connecting part cemented or glued into the electrical insulating body; connecting wire of the tilting diode cascade pressed into the connecting bolt),
  • FIG. 2 shows the further enlarged constructional unit of connecting part and encased tilting diode cascade according to FIG. 1,
  • FIG second embodiment of a spark plug according to the invention shown enlarged, in longitudinal section (connecting part screwed into the electrical insulating body; ring-like contact part on the tilting diode cascade and contact pin on the connecting bolt),
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a spark plug according to the invention, shown enlarged, in longitudinal section (connecting part cemented or glued into the electrical insulating body; connecting wire of the tilting diode cascade pressed into the connecting bolt)
  • FIG. 2 shows the further enlarged constructional unit of connecting part and encased tilting diode cascade according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows the further enlarged constructional unit of connecting part and encased tilting diode cascade according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a third embodiment of an inventive , enlarged spark plug in longitudinal section (connecting part screwed into the electrical insulating body; spring element for contacting Tilting diode cascade and connecting bolt)
  • FIG. 6 shows the further enlarged constructional unit of the connecting part and encased tilting diode cascade according to FIG. 5.
  • the (high-voltage) spark plug 10 shown in FIG. 1 has a substantially tubular metal housing 11, which has a screw thread 12, a hexagon key 13 and a sealing ring 14 on its outside as a means for installing the spark plug 10 in an internal combustion engine, not shown, in particular in an internal combustion engine of motor vehicles; this metal housing 11 has in the region of its combustion chamber end a corrosion-resistant ground electrode 15, which in the previous example is designed as a welded, bent wire, but also from another Configuration can be.
  • the metal housing 11 comprises in its step-shaped through bore 16 in a known manner a rotationally symmetrical electrical insulating body 17 which, for. B.
  • connection side consists essentially of sintered aluminum oxide, on the connection side has a so-called head 17/1, which is followed by a collar 17/2, a collar shoulder 17/3 and a foot 17/4 in the direction of the combustion chamber.
  • This electrical insulating body 17 lies with a shoulder 18, which is formed between the foot 17/4 and the shoulder 17/3, on a shoulder 19 in the through hole 16 of the metal housing 11;
  • a sealing ring 20 is usually arranged between the shoulder 18 and the shoulder 19.
  • connection-side shoulder 21 which is formed between the head 17/1 and the collar 17/2 of the electrical insulating body 17, there is usually a crimp ring 22;
  • the connection-side region of the metal housing 11 is shaped as a flange 23 via this flange ring 22.
  • the electrical insulating body 17 is held firmly and tightly in the metal housing 11; the shrink area of the metal housing 11 is identified in FIG. 1 by the reference number 11/1.
  • the electrical insulating body 17 can also be fixed in a known manner by cementing or the like in the metal housing 11.
  • the electrical insulating body 17 has in a known manner a step-shaped longitudinal bore 24, the head bore 24/1 located in the connection-side area has a larger diameter than the foot bore 24/2 located in the combustion chamber-side area of the electrical insulating body 17; the foot hole 24/2 begins approximately in the area of the shoulder 17/3.
  • this foot hole 24/2 extends a center electrode 25, the shaft 25/1 of which essentially fills the cross section of the foot hole 24/2 of the electrical insulating body foot 17/4, with its combustion chamber end facing and opposing the ground electrode 15 via a spark gap 26 its connection-side section merges into a head 25/3, again with a smaller diameter, via a collar 25/2.
  • the collar 25/2 of this central electrode 25 lies in the longitudinal bore 24 on the shoulder 24/3 formed between the head bore 24/1 and the foot bore 24/2 and consequently determines the longitudinal fixation of this central electrode 25.
  • This central electrode 25 consists in a known manner of a corrosion-resistant Material (e.g.
  • nickel alloy it can also be provided in a known manner with a core (not shown) made of heat-conducting material (e.g. copper) and / or in the ignition area with refractory precious metals or the like.
  • the head 25/3 of the center electrode 25 can preferably be provided with anchoring means (not shown) (for example grooves, wings) and be surrounded with an electrically conductive and also heat-conductive casting compound 27 which surrounds the area of the head bore 24 / 1 of the electrical insulating body 17 fills and extends in this head bore 24/1 even further on the connection side.
  • Potting compounds 27 of this type are known (for example from DE-A-1 206 209), they can additionally also be provided with substances which act as electrical resistance (for example US-A-3 903 453).
  • a connecting bolt 28 with its shank 28/1 dips into this potting compound 27, the surface of which is equipped in a known manner with knurling or the like for better anchoring and the outside diameter of which is smaller than the inside diameter of the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17.
  • This Connecting bolt 28 consists of a metal and has a head 28/2 adjoining its shaft 28/1 on the connection side; this Head 28/2 has a diameter that is larger than the diameter of the shaft 28/1 and almost fills the cross section of the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17.
  • a coaxial blind hole 28/4 is located in the connection-side end face 28/3 of this head 28/2.
  • the connecting bolt 28 is followed on the connection side by a tilting diode cascade 29, as is known in principle from the German patent application DE-A-37 31 393;
  • a breakdown diode cascade 29 serves as a voltage switch, in the high-voltage spark plug 10 described here in FIG. 1 as a high-voltage switch, which suddenly changes from the blocking state to the conductive state at a preselectable and predetermined voltage and consequently the voltage present on the secondary winding of an ignition coil (not shown) only when it is reached the ignition voltage to the spark gap 26 of the spark plug 10.
  • this breakover diode cascade 29 has the shape of a cylinder (see also FIG. 2), but can also be of a different configuration (for example a column with a polygonal cross section).
  • the shaft 29/1 of this tilting diode cascade 29 is delimited on the combustion chamber side by an end face 29/2 and on the connection side by an end face 29/3, from each of which a connecting wire 29/4 or 29/5 protrudes; these connecting wires 29/4 and 29/5 are relatively short and stiff and, in a preferred embodiment, their surfaces are provided with (unmarked) knurling, preferably with longitudinal knurling.
  • Toggle diode cascade 29 contains a number of diodes of certain reverse voltage and is electrically connected in series; Depending on the dielectric strength and the desired ignition voltage, a corresponding number of diodes are accommodated in this shaft 29/1, preferably stacked on top of one another and connected to one another.
  • 25 such diodes would be required for a desired ignition voltage of, for example, 25 kV, provided that each of the diodes used has a reverse voltage of 1 kV.
  • the structure of such a breakover diode cascade 29 is not the subject of the present invention.
  • This breakdown diode cascade 29 is fixed with its combustion-chamber-side connecting wire 29/4 in the blind hole 28/4 of the connecting bolt 28 by pressing in, while the connecting-side connecting wire 29/5 is connected to a metallic connecting part 30.
  • This connecting part 30 is essentially rotationally symmetrical and is subdivided into the connection-side head 30/1, the adjoining collar 30/2, the fastening section 30/3 which then follows and the coaxial attachment 30/4 which then still adjoins; a coaxial blind hole 30/6 is incorporated in the combustion chamber end face 30/5 of the connecting part 30, the diameter of which is dimensioned such that the knurled connecting wire 29/5 on the side of the breakover diode cascade 29 can be press-fitted therein.
  • Anchoring means 30/7 in the form of a longitudinal knurl, a cross knurl or the like are attached to the outside of the coaxial extension 30/4.
  • Knurling 30/8 is also formed on the outside of the fastening section 30/3, e.g. B. a longitudinal, transverse or cross knurling, but instead ring grooves or a thread can be used.
  • This connecting part 30 is in the head bore 24/1 of the longitudinal bore 24 in the electrical insulating body 17 and lies with its collar 30/2 on the connection-side end face 17/5 of the electrical insulating body 17; the fastening section 30/3 provided with knurling 30/8 of the connecting part 30 in the connection-side area of the head bore 24/1 of the longitudinal bore 24 in the electrical insulating body 17 by means of putty or adhesive in a known manner.
  • chambers (not shown) can also be provided for receiving putty or adhesive.
  • the tilting diode cascade 29 is covered by an electrically insulating sheath 31, which with its cylindrical peripheral surface seals, at least partially, into the head bore 24/1 the electrical insulating body 17 can be inserted and is therefore preferably provided with outwardly pointing annular lips 31/2;
  • this covering 31 can consist of a material which is only slightly resilient (e.g. a plastic such as elastomers), but can also consist of an elastic material (rubber-like substances such as PTFE).
  • this sheath 31 projects beyond the area of the shaft 29/1 of the tilting diode cascade 29, still includes the coaxial extension 30/4 of the connecting part 30 and in doing so adheres securely to the anchoring means 30/7 attached to the outside.
  • the casing 31 is produced according to this exemplary embodiment by injection molding the selected material around the breakdown diode cascade 29, but can also be produced by pushing or shrinking corresponding components onto the breakdown diode cascade 29.
  • the connecting part 30, the breakdown diode cascade 29 and the sheath 31 thus form a common component which can be handled easily and reliably during the assembly of such spark plugs 10.
  • the head 30/1 of the connecting part 30 is shown in the present embodiment with a standardized profile (SAE profile) but also - as is often the case - be designed such that a threaded pin 30/9 is provided on the collar 30/2 of this connecting part 30 on the connection side, onto which a nut 30/10 is screwed, which has a SAE profile on the outside Has.
  • SAE profile standardized profile
  • the center electrode 25 is first inserted into the foot hole 24/2 of the electrical insulating body 17, so that its collar 25/2 on the shoulder 24/3 in the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17 comes to rest. Then a predetermined amount of the powdery or granular, still cold casting compound 27 is added to the longitudinal bore 24 of the vertically held electrical insulating body 17 and the connecting bolt 28 is then also arranged above it.
  • This arrangement is heated in a vertical position in such a way that the casting compound 27 melts and then the connecting bolt 28 with its shaft 28/1 is pressed to a certain extent into the molten casting compound 27; the casting compound 27 then rises in part into the annular gap formed between the connecting pin shaft 28/1 and the electrical insulating body head bore 24/1.
  • the assembly formed by the connecting part 30, the tilting cascade 29 and the casing 31 is inserted on the connection side into the head bore 24/1 of the electrical insulating body 17, to such an extent that the connecting wire 29/4 of the tilting cascade 29 on the combustion chamber side is press-fitted into the blind hole 28/4 of the connecting bolt 28 dips.
  • the fastening section 30/3 of the connecting part 30 Before inserting the latter unit into the head bore 24/1 of the electrical insulating body 17, the fastening section 30/3 of the connecting part 30 has been provided with a putty or an adhesive which then hardens after the described unit has been inserted; instead of coating the fastening section 30/3 of the connecting part 30 with the adhesive or the putty, this region of the head bore 24/1 of the electrical insulating body 17 may alternatively also have been provided with it.
  • the immersion depth of the connecting part 30 and thus also the immersion depth of the tilting diode cascade 29 in the longitudinal bore 24 of the electrical insulating body 17 is determined by the collar 30/2 as a result of striking the end face 17/5 of the electrical insulating body 17.
  • the further assembly of the spark plug 10 with the metal housing 11, etc. can be carried out in a known manner and is no longer the subject of the present invention.
  • spark plug 10 described above is suitable for large-scale production, ensures cost-effective and production-safe assembly, resists the loads acting on it and, by means of its tilting diode cascade 29, prevents electrical shunts, which in spark plugs of this type are often caused by electrically conductive deposits on the electrical insulator base 17 / 4 are available.
  • the arrangement of the components described with reference to FIGS. 1 and 2 can also be used for spark plugs in which the center electrode is sintered into a smaller diameter foot hole in the electrical insulating body - as is known, for example, from EP patent specification 0 101 547; In this case, a contact pin arranged above the actual center electrode in this embodiment of a spark plug must also be provided.
  • This arrangement according to the invention can also be used in spark plugs with sliding spark gaps, as they have long been state of the art, the electrical insulator forming the sliding spark gap being able to be made in a known manner from a semiconducting material (eg SiC); such spark plugs are known to have a considerably lower ignition voltage requirement (low-voltage spark plugs).
  • a semiconducting material eg SiC
  • This arrangement can also be used for spark plugs which also have a combined air and sliding spark gap which is known per se.
  • the invention can also be advantageously used for fully shielded spark plugs, in which, as is known, the area on the connection side of the metal housing is also surrounded by a metal tube.
  • FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of a spark plug 10 'according to the invention.
  • This spark plug 10 ' also has a connection part 30' and a breakover diode cascade 29 'which are connected to one another by means of a sheath 31'.
  • connection part 30' with its fastening section 30/3 ' is not only inserted into the connection-side section of the head bore 24/1' of the electrical insulating body 17 ' and is fixed by means of adhesive or putty, but in this exemplary embodiment of the spark plug 10 ', the fastening section 30/3' of the connecting part 30 'is provided with a thread 30/8' which fits into a head bore 24 which is correspondingly provided with an internal thread 17/6 ' / 1 'is screwed into the electrical insulating body 17'; To secure the connecting part 30 ', some adhesive is preferably added to this thread section 17/6', 30/8 '.
  • the coaxial extension 30/4 ' is at the combustion chamber end section of the connection part 30' with an anchoring means 30/7 '(Longitudinal or cross knurling). Due to the rotational movement when screwing the connecting part 30 'into said head bore 24/1', the plug connection shown in FIG. 1 between the knurled connecting wire 29/4 on the combustion chamber side and the blind hole 28/4 located in the head 28/2 of the connecting bolt 28 is not sure enough.
  • a ring-like contact part 32 ' is connected to the combustion chamber-side end face 29/2' of the tilting diode cascade 29 'by means of a connecting strap 32' (eg by welding); this ring-like contact part 32 'is aligned coaxially with the tilting diode cascade 29', in this exemplary embodiment preferably provided with a longitudinal slot 32/2 'and can be equipped with an outwardly widening insertion cone 32/3' to simplify assembly on the combustion chamber side; this ring-like contact part 32 'consists of spring material and has an outer diameter which is smaller than the maximum diameter of the casing 31' of the breakover diode cascade 29 '.
  • this ring-like contact part 32' is pushed tightly over a contact pin 28/5 'which extends coaxially from the connection-side end face 28/3' of the connecting bolt 28 '; this contact pin 28/5 'is provided at its connection-side end section with a tapered insertion section 28/6', which together with the insertion cone 32/3 'of the ring-like contact part 32' on the tilting diode cascade 29 'facilitates and secures the assembly.
  • a blind hole-like hexagon 30/12' is formed in the connection-side end face 30/11 'of the connection part 30'; when assembling this spark plug 10 ', a tool fits into this blind hole-like hexagon socket 30/12' and rotates the connection part 30 including the tilting diode cascade 29 ', casing 31' and ring-like contact part 32 'up to the stop of the collar 30/2' on the connection-side end face 17 / 5 'in the head bore 24/1' of the electrical insulating body 17 '.
  • the ring-like contact part 32 ' is also pushed at the combustion chamber end of the breakover diode cascade 29 'over the contact pin 28/5' on the head 28/2 'of the connecting bolt 28' and here establishes a permanent electrical connection.
  • a spark plug 10 " is described which largely corresponds to the spark plug 10 'according to FIGS. 3 and 4, but instead of an annular contact part 32' and a contact pin 28/5 'on the connecting bolt head 28/2'
  • Has spring element 33 " which in the preferred embodiment is connected to the combustion chamber end face 29/2" of the tilting diode cascade 29 "surrounded by the casing 31".
  • the spring element shown in FIGS. 5 and 6 is a strip made of resilient material, the S -shaped is used with its connection-side leg 33/1 "for connection to the tilting diode cascade 29" and its free leg 33/2 “serves as a contact element with the end face 28/3" of the connecting bolt 28 ".
  • this spark plug 10 is a U-shaped or a zigzag-shaped spring element, but disc springs or helical wire coils can also be used for this.
  • the connecting part 30" of this spark plug 10 "becomes a spark plug in this exemplary embodiment 10 "again by screwing into the head bore 24/1" of the electrical insulating body 17 ", if necessary with the addition of an adhesive or putty. Otherwise, the construction of this spark plug 10 "corresponds to the construction of the spark plug 10 'according to FIGS. 3 and 4, and the same applies accordingly to exemplary embodiment 1 according to FIGS. 1 and 2 with regard to the types of spark plugs that have other electrode shapes, electrode arrangements, different spark gaps or the like.

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Abstract

Zur Verhinderung elektrischer Nebenschlüsse im brennkammerseitigen Abschnitt von Zündkerzen für Kraftstoff-Luft-Gemische und demzufolge zur Erzeugung ständig energiereicher Funken ist in die Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) einer Zündkerze (10) eine Kippdiodenkaskade (29) mit eingebaut. Diese Kippdiodenkaskade (29) bildet gemeinsam mit dem Anschlußteil (30) der Zündkerze (10) ein Bauteil und ist von einer elektrisch isolierenden Umhüllung (31) umgeben, mittel der dann die Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) ausgefüllt ist. Brennkammerseits ist die Kippdiodenkaskade (29) elektrisch leitend an einem Verbindungsbolzen (28) elektrisch angekoppelt, welcher mit seinem brennkammerseitigen Abschnitt in eine an sich bekannte elektrisch leitende Vergußmasse (27) eintaucht und somit mit der Mittelelektrode (25) der Zündkerze (10) verbunden ist. Beschrieben werden mehrere montagefreundliche und funktionssichere Ausführungsformen zur Anordnung einer Kippdiodenkaskade (29) im Elektroisolierkörper (17) von Zündkerzen (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zündkerze zum Zünden von Kraftstoff-Luft-Gemischen, insbesondere für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, und bezieht sich auf den Einbau eines in die Längsbohrung des zugehörigen Elektroisolierkörpers eingebauten elektronischen Spannungsschaltelementes, nämlich auf den Einbau einer Kippdiodenkaskade; die Kippdiodenkaskade, die bei einer vorwählbaren und vorgegebenen Spannung schlagartig vom Sperrzustand in den leitenden Zustand übergeht, hat den Zweck, die an der Sekundärwicklung der Zündspule liegende Spannung erst bei Erreichen der Zündspannung an die Funkenstrecke der Zündkerze weiterzuschalten und demzufolge Energieverluste im Bereich des brennraumseitigen Abschnitts des Elektroisolators zu verhindern, die sonst infolge von durch elektrisch leitfähige Ablagerungen verursachte Nebenschlüsse auftreten können. Diesbezügliche Kippdiodenkaskaden, die zu diesem Zweck in Zündkerzen eingebaut und mittels/Kunststoff oder Glas darin vergossen sind, sind aus der WO-A-89/02528 (= deutsche Offenlegungsschrift DE-A-37 31 393) bekannt, die zur Bildung des Oberbegriffs des Anspruchs 1 vorliegender Schutzrechtsanmeldung herangezogen wurde.
  • Aus der US-A-3,173,056 ist eine Zündkerze bekannt, wobei in einer Längsbohrung des Elektroisolierkörpers ein Widerstand angeordnet ist. Dieser Widerstand ist mit einer isolierenden Umhüllung umgeben, welche in die Längsbohrung des Elektroisolierkörpers eingespritzt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kippdiodenkaskade und die angrenzenden Bauteile derart anzuordnen, so daß ein großseriengeeigneter, kostengünstiger und fertigungssicherer Zusammenbau derartiger Zündkerzen gewährleistet ist und die derart montierten Zündkerzen den auf sie einwirkenden Belastungen (z. B. Temperaturwechsel, Erschütterungen) auf Dauer zu widerstehen vermögen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Zündkerze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß mittels der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Zündkerze möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umhüllung der Kippdiodenkaskade aus einem nur wenig nachgiebigem oder aus einem elastischen Material besteht, demzufolge besonders sicher Funkenüberschläge zwischen den beiden beabstandeten Verbindungsteilen der Kippdiodenkaskade verhindert werden. Für den Zusammenhalt der anschlußseits in der Längsbohrung des Elektroisolierkörpers befindlichen, aus Anschlußteilen und Kippdiodenkaskade mit Umhüllung bestehenden Baueinheit ist es von Vorteil, wenn das Anschlußteil auch Verankerungsmittel aufweist, die auf die Umhüllung der Kippdiodenkaskade einwirkende Torsionsbeanspruchungen zu widerstehen vermögen; derartige torsionsfeste Verankerungsmittel sind besonders für solche Zündkerzen zweckmäßig, bei denen das Anschlußteil in den anschlußseitigen Bereich der Längsbohrung des Elektroisolierkörpers durch Einschrauben befestigt wird. Für diese letztgenannte Ausführungsform der Zündkerze ist es hinsichtlich ihres Zusammenbaus außerdem einfacher und bezüglich der elektrischen Kontaktierung zwischen Kippdiodenkaskade und Verbindungsbolzen sicherer, wenn hierfür an der Kippdiodenkaskade ein ringartiges Kontaktteil und am anschlußseitigen Ende des Verbindungsbolzens ein entsprechend bemessener, koaxialer Kontaktzapfen vorgesehen werden; alternativ kann zur Kontaktierung zwischen Kippdiodenkaskade und Verbindungsbolzen aber auch ein Federelement verwendet werden, das vorzugsweise mit der Kippdiodenkaskade fest verbunden ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, vergrößert dargestellten Zündkerze im Längsschnitt (in Elektroisolierkörper eingekittetes oder eingeklebtes Anschlußteil; im Verbindungsbolzen eingepreßter Anschlußdraht der Kippdiodenkaskade), Figur 2 die weiter vergrößert dargestellte Baueinheit von Anschlußteil und umhüllter Kippdiodenkaskade gemäß Figur 1, Figur 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, vergrößert dargestellten Zündkerze im Längsschnitt (in Elektroisolierkörper eingeschraubtes Anschlußteil; ringartiges Kontaktteil an der Kippdiodenkaskade und Kontaktzapfen am Verbindungsbolzen), Figur 4 die weiter vergrößert dargestellte Baueinheit von Anschlußteil und umhüllter Kippdiodenkaskade gemäß Figur 3, Figur 5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, vergrößert dargestellten Zündkerze im Längsschnitt (in Elektroisolierkörper eingeschraubtes Anschlußteil; Federelement zur Kontaktierung von Kippdiodenkaskade und Verbindungsbolzen) und Figur 6 die weiter vergrößert dargestellte Baueinheit von Anschlußteil und umhüllter Kippdiodenkaskade gemäß Figur 5.
  • Die in Figur 1 dargestellte (Hochspannungs-)Zündkerze 10 besitzt ein im wesentlichen rohrförmiges Metallgehäuse 11, das an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde 12, ein Schlüsselsechskant 13 und einen Dichtring 14 als Mittel für den Einbau der Zündkerze 10 in eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, insbesondere in eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen; dieses Metallgehäuse 11 hat im Bereich seines brennraumseitigen Endes eine korrosionsbeständige Masseelektrode 15, welche im vorligenden Beispiel als angeschweißter, gebogener 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, der in bekannter Weise z. B. im wesentlichen aus gesintertem Aluminiumoxid besteht, anschlußseits einen sogenannten Kopf 17/1 besitzt, welchem sich in Richtung Brennkammer 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 einer anschlußseitigen Schulter 21, die zwischen dem Kopf 17/1 und dem Bund 17/2 des Elektroisolierkörpers 17 gebildet ist, liegt üblicherweise ein Bördelring 22; über diesen Bördelring 22 ist der anschlußseitige Bereich des Metallgehäuses 11 als Bördelrand 23 geformt. Infolge der beschriebenen Fixierung des Elektroisolierkörpers 17 im Metallgehäuse 11 und zusätzlich mittels des bekannten Warmschrumpfprozesses (US-A-2 111 916) ist der Elektroisolierkörper 17 fest und dicht im Metallgehäuse 11 gehalten; der Schrumpfbereich des Metallgehäuses 11 ist in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 11/1 gekennzeichnet. Anstelle der Anwendung dieses Bördel- und Warmschrumpfprozesses kann der Elektroisolierkörper 17 aber auch in bekannter Weise durch Einkitten oder ähnliches im Metallgehäuse 11 abdichtend festgelegt sein.
  • Der Elektroisolierkörper 17 besitzt in bekannter Weise eine stufenförmige Längsbohrung 24, deren im anschlußseitigen Bereich befindliche Kopfbohrung 24/1 einen größeren Durchmesser hat als die im brennraumseitigen Bereich des Elektroisolierkörpers 17 befindliche Fußbohrung 24/2; die Fußbohrung 24/2 beginnt etwa im Bereich des Bundansatzes 17/3.
  • In dieser Fußbohrung 24/2 erstreckt sich eine Mittelelektrode 25, deren Schaft 25/1 im wesentlichen den Querschnitt der Fußbohrung 24/2 des Elektroisolierkörper-Fusses 17/4 ausfüllt, dabei mit ihrem brennkammerseitigem Ende über eine Funkenstrecke 26 der Masseelektrode 15 gegenübersteht und an ihrem anschlußseitigen Abschnitt über einen Bund 25/2 in einen wiederum mit kleinerem Durchmesser versehenen Kopf 25/3 übergeht. Der Bund 25/2 dieser Mittelelektrode 25 liegt in der Längsbohrung 24 auf dem zwischen Kopfbohrung 24/1 und Fußbohrung 24/2 gebildeten Absatz 24/3 auf und bestimmt infolgedessen die Längsfixierung dieser Mittelelektrode 25. Diese Mittelelektrode 25 besteht in bekannter Weise aus einem korrosionsfestem Material (z. B. Nickellegierung), sie kann in bekannter Weise auch mit einem (nicht dargestellten) Kern aus wärmegutleitendem Material (z. B. Kupfer) und/oder auch im Zündbereich mit abbrandfesten Edelmetallen o. ä. versehen sein. Der Kopf 25/3 der Mittelelektrode 25 kann in bevorzugter Weise mit (nicht dargestellten) Verankerungsmitteln (z. B. Nuten, Flügel) versehen und mit einer elektrisch leitenden und auch wärmegutleitenden Vergußmasse 27 umgeben sein, die den hier befindlichen Bereich der Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 ausfüllt und sich in dieser Kopfbohrung 24/1 auch noch weiter anschlußseits erstreckt. Derartige Vergußmassen 27 sind bekannt (z. B. aus DE-A-1 206 209), sie können zusätzlich auch noch mit als elektrischer Widerstand wirkenden Stoffen versehen sein (z. B. US-A-3 903 453).
  • Anschlußseits taucht in diese Vergußmasse 27 ein Verbindungsbolzen 28 mit seinem Schaft 28/1 ein, dessen Oberfläche in bekannter Weise mit einer Rändelung o. ä. zwecks besserer Verankerung ausgestattet ist und dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17. Dieser Verbindungsbolzen 28 besteht aus einem Metall und besitzt einen sich anschlußseits an seinen Schaft 28/1 anschließenden Kopf 28/2; dieser Kopf 28/2 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Schaftes 28/1 und den Querschnitt der Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17 nahezu ausfüllt. In der anschlußseitigen Stirnfläche 28/3 dieses Kopfes 28/2 befindet sich ein koaxiales Sackloch 28/4.
  • In der Längsbohrung 24 schließt sich dem Verbindungsbolzen 28 anschlußseits eine Kippdiodenkaskade 29 an, wie sie prinzipiell aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-37 31 393 bekannt ist; eine solche Kippdiodenkaskade 29 dient als Spannungsschalter, bei der hier in Figur 1 beschriebenen Hochspannungszündkerze 10 als Hochspannungsschalter, der bei einer vorwählbaren und vorgegebenen Spannung vom Sperrzustand schlagartig in den leitenden Zustand übergeht und demzufolge die an der Sekundärwicklung einer nicht dargestellten Zündspule vorliegende Spannung erst bei Erreichen der Zündspannung zur Funkenstrecke 26 der Zündkerze 10 weiterschaltet. Aufgrund einer solchen Kippdiodenkaskade 29 wird bewirkt, daß die zwischen Mittelelektrode 25 und Masseelektrode 15 überspringenden Funken energiereich sind; Energieverluste infolge von elektrisch leitfähigen Ablagerungen auf der Außenseite des Fusses 17/4 vom Elektroisolierkörper 17 werden aufgrund dieser Maßnahme vermieden.
  • Diese Kippdiodenkaskade 29 hat in bevorzugter Ausführungsform die Form eines Zylinders (siehe auch Figur 2), kann jedoch auch von anderer Konfiguration sein (z. B. Säule mit mehrkantigem Querschnitt). Der Schaft 29/1 dieser Kippdiodenkaskade 29 ist brennkammerseits durch eine Stirnfläche 29/2 und anschlußseits durch eine Stirnfläche 29/3 begrenzt, aus denen jeweils ein Anschlußdraht 29/4 bzw. 29/5 herausragt; diese Anschlußdrähte 29/4 und 29/5 sind relativ kurz und steif und ihre Oberflächen sind in bevorzugter Ausführungsweise mit einer (unbezeichneten) Rändelung, bevorzugt einer Längsrändelung versehen. Innerhalb des Schaftes 29/1 einer solchen Kippdiodenkaskade 29 sind eine Anzahl von Dioden bestimmter Sperrspannung enthalten und elektrisch in Reihe geschaltet; je nach Spannungsfestigkeit und nach gewünschter Zündspannung wird eine entsprechende Anzahl von Dioden in diesem Schaft 29/1 untergebracht, bevorzugterweise aufeinandergestapelt und miteinander verschaltet. Bei der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Hochspannungszündkerze 10 wären bei einer gewünschten Zündspannung von beispielsweise 25 kV 25 derartige Dioden benötigt, sofern jede der verwendeten Dioden eine Sperrspannung von 1 kV hat. Der Aufbau einer solchen Kippdiodenkaskade 29 ist nicht Gegenstand vorliegender Erfindung. Diese Kippdiodenkaskade 29 ist mit ihrem brennkammerseitigen Anschlußdraht 29/4 im Sackloch 28/4 des Verbindungsbolzens 28 durch Einpressen festgelegt, während der anschlußseitige Anschlußdraht 29/5 mit einem metallischen Anschlußteil 30 verbunden ist. Dieses Anschlußteil 30 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet und ist untergliedert in den anschlußseitigen Kopf 30/1, den sich anschließenden Bund 30/2, den dann folgenden Befestigungsabschnitt 30/3 und den dann sich noch anschließenden koaxialen Ansatz 30/4; in der brennkammerseitigen Stirnfläche 30/5 des Anschlußteiles 30 ist ein koaxiales Sackloch 30/6 eingearbeitet, dessen Durchmesser derart bemessen ist, so daß der diesseitige gerändelte Anschlußdraht 29/5 der Kippdiodenkaskade 29 hierin im Preßsitz festgelegt werden kann. Auf der Außenseite des koaxialen Ansatzes 30/4 sind Verankerungsmittel 30/7 in Form einer Längsrändelung, einer Kreuzrändelung o. ä. angebracht. Auf der Außenseite des Befestigungsabschnittes 30/3 ist ebenfalls eine Rändelung 30/8 eingeformt, z. B. eine Längs-, Quer- oder Kreuzrändelung, es können anstelle dessen aber auch Ringnuten oder ein Gewinde Verwendung finden. Dieses Anschlußteil 30 steckt in der Kopfbohrung 24/1 der Längsbohrung 24 im Elektroisolierkörper 17 und liegt dabei mit seinem Bund 30/2 auf der anschlußseitigen Stirnfläche 17/5 des Elektroisolierkörper 17 auf; dabei ist der mit einer Rändelung 30/8 versehene Befestigungsabschnitt 30/3 des Anschlußteiles 30 in den anschlußseitigen Bereich der Kopfbohrung 24/1 der Längsbohrung 24 im Elektroisolierkörper 17 mittels Kitt oder Kleber in bekannter Weise festgelegt. Auf der Umfangsfläche des Befestigungsabschnittes 30/3 und/oder im entsprechenden Abschnitt der Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 können auch (nicht dargestellte) Kammern zur Aufnahme von Kitt oder Kleber vorgesehen sein.
  • Die Kippdiodenkaskade 29 ist im Bereich ihres Schaftes 29/1, bevorzugterweise auch noch über einen kleinen Bereich des brennkammerseitigen Anschlußdrahtes 29/4, von einer elektrisch isolierenden Umhüllung 31 bedeckt, die mit ihrer zylinderförmigen Umfangsfläche - zumindest teilweise - abdichtend in die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 einsteckbar ist und deshalb bevorzugterweise mit nach außen weisenden Ringlippen 31/2 versehen ist; diese Umhüllung 31 kann aus einem nur wenig nachgiebigen Material bestehen (z. B. ein Kunststoff wie Elastomere), kann aber auch aus einem elastischen Material bestehen (gummiartige Stoffe, wie z. B. PTFE). Diese Umhüllung 31 ragt anschlußseits über den Bereich des Schaftes 29/1 der Kippdiodenkaskade 29 hinaus, umfaßt noch den koaxialen Ansatz 30/4 des Anschlußteils 30 und hält sich dabei sicher an den auf der Außenseite angebrachten Verankerungsmitteln 30/7. Die Umhüllung 31 ist gemäß dieses Ausführungsbeispieles durch Spritzpressen des gewählten Materials um die Kippdiodenkaskade 29 hergestellt, kann aber auch durch Aufschieben oder Aufschrumpfen entsprechender Bauteile auf die Kippdiodenkaskade 29 hergestellt werden.
  • Das Anschlußteil 30, die Kippdiodenkaskade 29 und die Umhüllung 31 bilden somit ein gemeinsames Bauteil, das anläßlich der Montage derartiger Zündkerzen 10 einfach und fertigungssicher zu handhaben ist.
  • Der Kopf 30/1 des Anschlußteiles 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem genormten Profil (SAE-Profil) dargestellt, kann aber auch - wie es häufig der Fall ist - derart ausgebildet sein, daß am Bund 30/2 dieses Anschlußteils 30 anschlußseitig ein Gewindezapfen 30/9 vorgesehen wird, auf den eine Mutter 30/10 aufgeschraubt wird, die auf ihrer Außenseite ein SAE-Profil hat.
  • Bei der Montage dieser Zündkerze 10 wird zunächst die Mittelelektrode 25 in die Fußbohrung 24/2 des Elektroisolierkörpers 17 eingesteckt, so daß sie mit ihrem Bund 25/2 auf dem Absatz 24/3 in der Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17 zur Anlage kommt. Daraufhin wird in die Längsbohrung 24 des senkrecht gehaltenen Elektroisolierkörpers 17 eine vorbestimmte Menge der pulverförmigen bzw. granulatartigen, noch kalten Vergußmasse 27 hineingegeben und dann auch noch der Verbindungsbolzen 28 darüber angeordnet. Diese Anordnung wird in senkrechter Stellung derart erhitzt, daß die Vergußmasse 27 erschmilzt und dann der Verbindungsbolzen 28 mit seinem Schaft 28/1 bis auf ein bestimmtes Maß in die schmelzflüssige Vergußmasse 27 hineingedrückt; die Vergußmasse 27 steigt darauf zum Teil in den zwischen Verbindungsbolzen-Schaft 28/1 und Elektroisolierkörper-Kopfbohrung 24/1 gebildeten Ringspalt. Nach dem Erkalten dieser Anordnung wird die von Anschlußteil 30, Kippdiodenkaskade 29 und Umhüllung 31 gebildete Baueinheit anschlußseits in die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 hineingesteckt, und zwar so weit, daß der brennkammerseitige Anschlußdraht 29/4 der Kippdiodenkaskade 29 im Preßsitz in das Sackloch 28/4 des Verbindungsbolzens 28 eintaucht. Vor dem Einfügen der letztgenannten Baueinheit in die Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 ist der Befestigungsabschnitt 30/3 des Anschlußteiles 30 mit einem Kitt oder einem Kleber versehen worden, der nach dem Einschieben der geschilderten Baueinheit dann aushärtet; anstelle der Beschichtung des Befestigungsabschnittes 30/3 des Anschlußteiles 30 mit dem Kleber bzw. dem Kitt kann alternativ auch dieser Bereich der Kopfbohrung 24/1 des Elektroisolierkörpers 17 damit versehen worden sein. Die Eintauchtiefe des Anschlußteiles 30 und damit auch die Eintauchtiefe der Kippdiodenkaskade 29 in der Längsbohrung 24 des Elektroisolierkörpers 17 wird durch den Bund 30/2 infolge des Anschlagens an die Stirnfläche 17/5 des Elektroisolierkörpers 17 bestimmt.
  • Der weitere Zusammenbau der Zündkerze 10 mit dem Metallgehäuse 11 usw. kann in bekannter Weise erfolgen und ist nicht mehr Gegenstand vorliegender Erfindung.
  • Die vorstehend beschriebene Zündkerze 10 ist für eine Großserienherstellung geeignet, gewährleistet eine kostengünstige und fertigungssichere Montage, widersteht den auf sie einwirkenden Belastungen und verhindert mittels ihrer Kippdiodenkaskade 29 elektrische Nebenschlüsse, die bei Zündkerzen dieser Art häufig durch elektrisch leitfähige Ablagerungen auf dem Elektroisolierkörper-Fuß 17/4 vorhanden sind.
  • Die anhand der Figuren 1 und 2 geschilderte Anordnung der Bauteile kann ebenso bei Zündkerzen Anwendung finden, bei denen die Mittelelektrode in eine Fußbohrung kleineren Durchmessers im Elektroisolierkörper eingesintert ist - wie es beispielsweise aus der EP-Patentschrift 0 101 547 bekannt ist; in diesem Falle ist ein bei dieser Ausführungsform einer Zündkerze oberhalb der eigentlichen Mittelelektrode angeordneter Kontaktstift mit vorzusehen.
  • Diese erfindungsgemäße Anordnung kann ebenso verwendet werden bei Zündkerzen mit Gleitfunkenstrecken, wie sie schon lange Stand der Technik sind, wobei der die Gleitfunkenstrecke bildende elektrische Isolator in bekannter Weise aus einem halbleitenden Material (z. B. SiC) bestehen kann; derartige Zündkerzen haben bekannterweise einen erheblich geringeren Zündspannungsbedarf (Niederspannungs-Zündkerzen).
  • Ebenso kann diese Anordnung Verwendung finden bei Zündkerzen, die eine ebenfalls an sich bekannte kombinierte Luft- und Gleitfunkenstrecke aufweisen.
  • Die Erfindung ist auch für vollgeschirmte Zündkerzen vorteilhaft anzuwenden, bei denen bekanntlich auch der anschlußseits vom Metallgehäuse befindliche Bereich von einem Metallrohr umgeben ist.
  • In den Figuren 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zündkerze 10' dargestellt. Diese Zündkerze 10' hat ebenfalls ein Anschlußteil 30' und eine Kippdiodenkaskade 29', die mittels einer Umhüllung 31' miteinander verbunden sind. Dieser Bereich der Zündkerze 10' unterscheidet sich von dem entsprechenden Bereich der Zündkerze 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Anschlußteil 30' mit seinem Befestigungsabschnitt 30/3' nicht nur in den anschlußseitigen Abschnitt der Kopfbohrung 24/1' des Elektroisolierkörpers 17'eingesteckt und mittels Kleber bzw. Kitt festgelegt ist, sondern bei diesem Ausführungsbeispiel der Zündkerze 10' ist der Befestigungsabschnitt 30/3' des Anschlußteils 30' mit einem Gewinde 30/8' versehen, das in eine entsprechend mit Innengewinde 17/6' versehene Kopfbohrung 24/1' im Elektroisolierkörper 17' eingeschraubt ist; zur Sicherung des Anschlußteiles 30' wird in diesem Gewinde-Abschnitt 17/6', 30/8' bevorzugterweise etwas Kleber mit hineingegeben. Wegen der sich beim Einschrauben des Anschlußteils 30' ergebenden Torsionsbeanspruchung auf die satt in der Kopfbohrung 24/1' anliegende Umhüllung 31' der Kippdiodenkaskade 29' ist der koaxiale Ansatz 30/4' am brennkammerseitigen Endabschnitt des Anschlußteils 30' mit einem Verankerungsmittel 30/7' (Längs- oder Kreuzrändelung) versehen. Aufgrund der Drehbewegung beim Einschrauben des Anschlußteiles 30' in die genannte Kopfbohrung 24/1' ist die in Figur 1 dargestellte Steckverbindung zwischen brennkammerseitigem, gerändeltem Anschlußdraht 29/4 mit dem im Kopf 28/2 des Verbindungsbolzens 28 befindlichen Sackloches 28/4 nicht sicher genug. Aus diesem Grunde ist an der brennkammerseitigen Stirnfläche 29/2' der Kippdiodenkaskade 29' ein ringartiges Kontaktteil 32' mittels einer Verbindungslasche 32' verbunden (z. B. durch Schweißen); dieses ringartige Kontaktteil 32' ist koaxial zur Kippdiodenkaskade 29' ausgerichtet, bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugterweise mit einem Längsschlitz 32/2' versehen und kann zur Vereinfachung der Montage brennkammerseits mit einem sich nach außen aufweitenden Einführkonus 32/3' ausgestattet sein; dieses ringartige Kontaktteil 32' besteht aus Federmaterial und hat einen Außendurchmesser der kleiner ist als der maximale Durchmesser der Umhüllung 31' der Kippdiodenkaskade 29'.
  • Dieses ringartige Kontaktteil 32' ist bei dieser Ausführungsform einer Zündkerze 10' straff über einen Kontaktzapfen 28/5' geschoben, welcher koaxial von der anschlußseitigen Stirnfläche 28/3' des Verbindungsbolzens 28' ausgeht; dieser Kontaktzapfen 28/5' ist an seinem anschlußseitigen Endabschnitt mit einem sich verjüngenden Einführabschnitt 28/6' versehen, der gemeinsam mit dem Einführkonus 32/3' des ringartigen Kontaktteiles 32' an der Kippdiodenkaskade 29' den Zusammenbau erleichtert und sichert.
  • Um das Einschrauben des Anschlußteiles 30' in die Kopfbohrung 24/1' des Elektroisolierkörpers 17' maschinentechnisch zu erleichtern, ist in die anschlußseitige Stirnfläche 30/11' des Anschlußteiles 30' ein sacklochartiges Innensechskant 30/12' eingeformt; beim Zusammenbau dieser Zündkerze 10' faßt in dieses sacklochartige Innensechskant 30/12' ein Werkzeug und dreht das Anschlußteil 30 einschließlich Kippdiodenkaskade 29', Umhüllung 31' und ringartigem Kontaktteil 32' bis zum Anschlag des Bundes 30/2' an die anschlußseitige Stirnfläche 17/5' in die Kopfbohrung 24/1' des Elektroisolierkörpers 17'. Anläßlich dieses Zusammenschraubvorganges schiebt sich auch das ringartige Kontaktteil 32' am brennkammerseitigen Ende der Kippdiodenkaskade 29' über den Kontaktzapfen 28/5' am Kopf 28/2' des Verbindungsbolzens 28' und stellt hier eine dauerhafte elektrische Verbindung her.
  • Im übrigen gilt für diese Ausführungsform einer Zündkerze 10' auch das zum Ausführungsbeispiel 1 gemäß der Figuren 1 und 2 Gesagte.
  • In den Figuren 5 und 6 ist eine Zündkerze 10" beschrieben, die weitgehend der Zündkerze 10' gemäß der Figuren 3 und 4 entspricht, jedoch anstelle eines ringartigen Kontaktteiles 32' und eines Kontaktzapfens 28/5' am Verbindungsbolzen-Kopf 28/2' ein Federelement 33" besitzt, welches bei der bevorzugten Ausführungsform an der brennkammerseitigen Stirnfläche 29/2" der mit der Umhüllung 31" umgebenen Kippdiodenkaskade 29" verbunden ist. Das in den Figuren 5 und 6 gezeigte Federelement ist ein aus federndem Material bestehender Streifen, der S-förmig gebogen ist, mit seinem anschlußseitigen Schenkel 33/1" zur Verbindung mit der Kippdiodenkaskade 29" verwendet wird und dessen freier Schenkel 33/2" als Kontaktelement mit der Stirnfläche 28/3" des Verbindungsbolzens 28" dient. Anstelle eines derartigen S-förmigen Federelementes 33" kann auch ein U-förmiges oder ein zick-zackförmiges Federelement Verwendung finden, es können aber auch Tellerfedern oder schraubenförmige Drahtwendeln hierfür benutzt werden. Das Anschlußteil 30" dieser Zündkerze 10" wird bei diesem Ausführungsbeispiel einer Zündkerze 10" auch wieder durch Einschrauben in die Kopfbohrung 24/1" des Elektroisolierkörpers 17" befestigt, gegebenenfalls unter Hinzufügung eines Klebers oder Kittes. Im übrigen entspricht der Aufbau dieser Zündkerze 10" dem Aufbau der Zündkerze 10' gemäß den Figuren 3 und 4 und es gilt auch entsprechend das zum Ausführungsbeispiel 1 gemäß der Figuren 1 und 2 bezüglich der Typen von Zündkerzen, die andere Elektroden-Formen, Elektrodenanordnungen, unterschiedliche Funkenstrecken o. ä. Gesagte.

Claims (16)

  1. Zündkerze (10) zum Zünden von Kraftstoff-Luft-Gemischen, mit einem im wesentlichen rohrförmigen Metallgehäuse (11), das auf seiner Außenseite Mittel (12, 13,1 4) für den Einbau in eine Brennkammer besitzt, in seiner Durchgangsbohrung (16) einen im wesentlichen rotationssymmetrischen, bevorzugterweise gesinterten Elektroisolierkörper (17) mit einer abgestuften Längsbohrung (24) abdichtend umfaßt und an seinem brennkammerseitigen Endabschnitt mindesten eine korrosionsbeständige Masseelektrode (15) besitzt, welche mit Abstand einer ebenfalls korrosionsbeständigen Mittelelektrode (25) gegenübersteht, die im brennkammerseitigen Bereich der Längsbohrung des Elektroisolierkörpers (17) seitlich fixiert ist, mit ihrem brennkammerseitigen Ende am brennkammerseitigen Ende des Elektroisolierkörpers (17) freiliegt, mit ihrem anschlußseitigen, einen Bund (25/2) bildenden Endabschnitt an einem Absatz (24/3) in einem erweiterten Längsbereich der Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) in Längsrichtung fixiert und anschlußseits mittels einer elektrisch leitenden Vergußmasse (27) direkt oder indirekt abgedichtet ist, wobei in dieser Vergußmasse (27) anschlußseits ein Abschnitt eines elektrisch leitfähigen Verbindungsbolzens (28) mit festgelegt ist, der anschlußseits über eine als Spannungsschaltelement arbeitende Kippdiodenkaskade (29) mit einem im anschlußseitigen Abschnitt der Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörper (17) festgelegten Anschlußteil (30) der Zündkerze (10) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippdiodenkaskade (29) brennkammerseitig direkt oder indirekt am Verbindungsbolzen (28) abgestützt und auf ihrem Schaft (29/1) mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung (31) bedeckt ist, die mit mindestens einem Teil ihrer Umfangsfläche abdichtend in den anschlußseitigen Längsabschnitt (24/1) der Längsbohrung (24) des Elektroisolierkörpers (17) einsteckbar ist und anschlußseitig am brennkammerseitigen Endabschnitt (30/4) des Anschlußteils (30) fixiert und elektrisch verbunden festgehalten wird.
  2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (30') brennkammerseits ein Torsionsbeanspruchungen widerstehendes Verankerungsmittel (30/7') für die Umhüllung (31') der Kippdiodenkaskade (29') aufweist, z. B. Längs- oder Kreuzrändelung.
  3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (31) aus einem nur wenig nachgiebigen oder einem elastischen Material besteht, z. B. Kunststoff, gummiartige Stoffe.
  4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung der umhüllten Kippdiodenkaskade (29) mit dem Anschlußteil (30) und/oder dem Verbindungsbolzen (28) eine Steckverbindung ist.
  5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus mindestens einer der beiden Stirnflächen (29/2, 29/3) der umhüllten Kippdiodenkaskade (29) ein koaxialer Anschlußdraht (29/4, 29/5) herausragt.
  6. Zündkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der anschlußseitige Anschlußdraht (29/5) der umhüllten Kippdiodenkaskade (29) in einem koaxial verlaufenden Sackloch (30/6) in der brennkammerseitigen Stirnfläche (30/5) des Anschlußteiles (30) festgelegt ist.
  7. Zündkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der brennkammerseitige Anschlußdraht (29/4) der umhüllten Kippdiodenkaskade (29) in einem koaxial verlaufenden Sackloch (28/4) in der anschlußseitigen Stirnfläche (28/3) des Verbindungsbolzens (28) festgelegt ist.
  8. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (31) auch den kippdiodenkaskadennahen Abschnitt des brennkammerseitigen Anschlußdrahtes (29/4) der Kippdiodenkaskade (29) mit umfaßt.
  9. Zündkerze nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Anschlußdraht (29/4, 29/5) zum Einpressen in das entsprechende Sackloch (30/6, 28/4) im Anschlußteil (30) und/oder im Verbindungsbolzen (28) zumindest am Endabschnitt gerändelt ist.
  10. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippdiodenkaskade (29') brennkammerseits ein ringartiges Kontaktteil (32') hat, dessen Öffnung koaxial zur Kippdiodenkaskade (29') angeordnet ist und das straff auf einen anschlußseits an den Verbindungsbolzen (28') angeformten koaxialen Kontaktzapfen (28/5') aufschiebbar ist.
  11. Zündkerze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Kontaktteil (32') einen sich brennkammerseits erweiternden Einführkonus (32/3') und/oder der koaxiale Kontaktzapfen (28/5') am Verbindungsbolzen (28') einen sich anschlußseits verjüngenden Einführabschnitt (28/6') hat.
  12. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel zwischen Kippdiodenkaskade (29") und Verbindungsbolzen (28") ein axial wirkendes Federelement (33") verwendet wird.
  13. Zündkerze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (33") mit dem brennkammerseitigen Ende der Kippdiodenkaskade (29") fest verbunden ist, z. B. Schweißung.
  14. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (31) auf die Kippdiodenkaskade (29) spritzgepreßt ist.
  15. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im anschlußseitigen Endabschnitt (24/1') der Längsbohrung (24') des Elektroisolierkörpers (17') und/oder am Anschlußteil (30/3) selbst Mittel (17/6', 30/8, 30/8') zur Befestigung des Anschlußteils (30, 30') vorgesehen sind, z. B. Gewinde, Kittkammer.
  16. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß deren Funkenstrecke (26) eine Luftfunkenstrecke oder eine Gleitfunkenstrecke oder eine kombinierte Luft- und Gleitfunkenstrecke ist.
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