WO1987004017A1 - Spark gap, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine - Google Patents

Spark gap, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine Download PDF

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WO1987004017A1
WO1987004017A1 PCT/EP1986/000728 EP8600728W WO8704017A1 WO 1987004017 A1 WO1987004017 A1 WO 1987004017A1 EP 8600728 W EP8600728 W EP 8600728W WO 8704017 A1 WO8704017 A1 WO 8704017A1
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electrode
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spark gap
gap
housing
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Walter Bosshard
Bernd Volle
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Cerberus Ag
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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
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap
    • H01T1/22—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap by the shape or the composition of the electrodes
    • 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
    • H01T1/00—Details of spark gaps

Definitions

  • Spark gap in particular for use as a pre-spark gap for a spark plug of an internal combustion engine
  • the invention relates to a spark gap with a gas-filled housing made at least partially of electrically insulating material and two opposing, electrically conductive electrodes, between which a gas discharge takes place when a certain ignition voltage is exceeded, one of the electrodes enclosing the other electrode in such a way that a discharge space between the electrodes is formed, which is closed by an annular gap between the two electrodes.
  • Spark gaps of this type are known, for example, from GB-A-544 264; they are used in particular in ignition systems of internal combustion engines as pre-spark gaps to the spark plugs. Such pre-spark gaps are intended to prevent the formation of an arc or glow discharge through a spark plug in the combustion chamber of an engine. Instead, only a breakthrough discharge at high voltage, and thus an optimal use of the energy of the ignition sparks, should be achieved. This not only allows for a better Achieve fuel utilization, but also a reduced emission of pollutants, especially nitrogen oxides. In addition, mixtures that are difficult to ignite can also be reliably ignited, so that such ignition systems can be used especially for environmentally friendly lean-burn engines (R. Maly et al,: "Automobil-Industrie", 1978, No. 3, pages 37-41).
  • the pre-spark gaps themselves have a low energy consumption and that the main part of the energy is available for igniting the fuel mixture in the engine.
  • the capacitance of the spark gap should be significantly smaller than that of the spark plug so that when the ignition voltage is built up, the main part of the charging voltage of the ignition capacitor is on the spark gap. This ensures that the spark gap reaches its ignition voltage as required before the spark plug.
  • spark gaps must withstand a very large number of gas discharges of the order of magnitude of hundreds of millions without significantly changing their operating data, which makes it necessary to ensure tight tolerances of the ignition voltage over a long operating period with an extraordinarily large number of gas discharges.
  • spark gaps previously known from GB-A-544 264 meet the requirements mentioned only in the initial state. An inadmissible change in the operating data is evident during a longer period of operation.
  • the discharge space is not formed, as in the example mentioned above, by a sleeve-shaped electrode which surrounds a central electrode.
  • EP-A-99 522 for example, such a spark gap is described in which the discharge area is formed by two electrodes facing each other with their flat end faces and the electrically insulating housing.
  • the use of such spark gaps in internal combustion engines was limited. For general use, the operating data showed inadmissible fluctuations and insufficient stability, especially during prolonged operation.
  • the object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to create a spark gap of the type mentioned at the beginning, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine, which has defined operating data, especially ignition properties, with narrower tolerances than before, which are maintained even with longer periods of operation and with extremely vigorous gas discharges, so that the spark gap remains functional even during prolonged operation in an internal combustion engine.
  • this object is achieved in that the electrodes are designed and arranged such that the annular gap formed by the two electrodes, viewed from the discharge space, faces away from electrically insulating parts of the housing, and stabilizes the gas discharge at a point away from the annular gap is.
  • the invention is based on the knowledge that adherence to and long-term maintenance of narrower tolerances of the operating data of the spark gap is made possible by largely maintaining the insulation properties of the electrically insulating housing parts.
  • the enclosure of the discharge space by an electrically conductive electrode and the stabilization of the gas discharge away from the annular gap of the discharge spaces prevents the influence of fluctuations and changes in the insulation properties of the housing to a large extent.
  • a deposit of atomized electrode material, which inevitably occurs with every gas discharge, on the housing insulator is avoided by the fact that the annular gap from which the atomized material emerges faces away from the insulator.
  • the precipitation therefore takes place on parts that are metallic conductive anyway and not on the insulator, where it would lead to sliding discharges and field distortions, so that a significantly improved long-term stability of the operating properties is achieved.
  • the gas discharge is initiated at a point away from the annular gap and the design and arrangement of the electrodes prevent the gas discharge from subsequently running away from this point, this point at which the gas discharge is spatially stabilized and on the electrode sputtering occurs, is as far away as possible from the annular gap, where the sputtered material can escape from the discharge area and, after deflection, could still reach the housing insulator to a small extent.
  • the discharge site can be stabilized with advantage by activating the tip of the central electrode connected as a cathode, for example by designing it as a storage cathode which contains a substance with a low work function of electrons.
  • the electrodes are advantageously designed in such a way that the point of greatest field strength is adjacent to the activating substance, so that the ignition takes place directly next to the point of the subsequent breakdown channel of the discharge.
  • additional ignition electrodes, pre-ionization or field stabilizing agents can be of particular advantage.
  • Figure 1 shows a first spark gap in axial section
  • Figure 2 shows a second spark gap in axial section
  • FIG. 3 shows a third spark gap in axial section.
  • electrodes 2 and 3 made of electrically conductive material, preferably made of low-gas metals such as copper, are inserted at both ends in a cylindrical or tubular housing 1 made of electrically insulating material, for example made of ceramic, glass or porcelain, Iron, nickel, cobalt, in pure form, or as an alloy thereof, the connection to the housing 1 being made in a known manner, for example with a metal-ceramic connection.
  • One of the electrodes 2 is designed as a central electrode with a rod k and a body 5, which carries an activating substance 6 on its end face made of a substance with a low electron work function, which promotes electron emission, for example an alkali or alkaline earth substance.
  • the other electrode 3 is designed asymmetrically to this as a hood or sleeve 7 and is arranged in such a way that it encloses the central electrode or its rod-shaped part 4 and the body 5 in such a way that only an annular gap 8 remains open between the hood 7 and the rod 4, with which the interior 7 of the hood 7, in which the discharge takes place, is connected to the exterior 1 enclosed by the housing 1.
  • the annular gap 8 between the end 7 of the hood-shaped electrode 7 and the rod-shaped electrode 4 faces the electrode plate 2 when viewed from the discharge space 7, i.e.
  • the outer end 7 of the electrode sleeve 7 is slightly drawn in so that the distance from the housing 1 is greater here than at the inner part 7 2 , which forms such a narrow gap with the housing that practically no precipitation can get there.
  • the housing 1 is filled with a high pressure gas, such as nitrogen or hydrogen and the like, at a pressure of several bar, preferably above 10 bar, for example approx. 20 bar.
  • a high pressure gas such as nitrogen or hydrogen and the like
  • gas mixtures of the gases mentioned with other electronegative gases such as SF 6 , various hydrocarbons, and fluorine-chlorine hydrocarbons can also be used.
  • the housing 1 is sealed gas-tight in a known manner with a closure 9.
  • the type of gas and pressure are selected so that the spark gap has the necessary ignition voltage, for example in the range of 20-30 kV.
  • the end face of the electrode body 5 connected as a cathode is provided with sharp edges 5, while the remaining edges of the various electrode parts are rounded.
  • the peak discharge ensures that the ignition takes place directly adjacent to the point where the emission-promoting substance 6 is attached and where the further discharge takes place.
  • the location of the gas discharge is determined by these measures. Since this location is far away from the gap 8 between the electrodes, the electrode material atomized at the discharge location hardly migrates to the gap 8 and therefore cannot reach the inner wall of the housing 1 or only to a very limited extent.
  • the exit of the mostly positively charged metal ions from the gap 8 can be blocked by a negatively charged ring 10 which extends through the housing 1 to the gap 8.
  • the precipitation of evaporated activation mass 6 also remains limited to the electrode surfaces that are far away from the gap 8.
  • the spark gap described shows a considerably better constancy of the ignition and discharge properties than previously known spark gaps.
  • the overall dimensions of the spark gap are in the centimeter range and those of the discharge gap in the millimeter range. Together with the selected high-pressure gas filling, this means that when connected in series with a spark plug, the breakdown voltage is kept at the desired high values around 25 kV, but only a small part of the discharge energy is consumed by the spark gap when the discharge is ignited, and the rest of the energy is available for discharge in the engine combustion chamber. In this way, even fuel mixtures that are quite unwilling to ignite can be safely ignited over longer operating times.
  • FIG. 2 shows a similar spark gap with a housing 11 and two electrodes 12 and 13.
  • the cathode 12 has a central rod 14 which, on its end face 15, has an activation reservoir 16? possesses, ie the electrode is designed as a supply cathode.
  • the other electrode 13 has a cathode rod 14 enveloping it cylindrical tube 17 which forms an annular gap 18 at its open end 17 1 with the rod 14. Since the gas discharge is stabilized at the point of the activation reservoir 16, which is also far away from the gap 18, atomized electrode material, which could impair the insulation, cannot escape from the gap 18 or only in an extremely small amount and onto the inner wall of the housing 11 arrive.
  • the outer surface of the cylindrical electrode tube 17 has one or more shoulders 17, so that here too the distance between the electrode 17 and the housing 11 at the open end 17 is greater than at the inner part 17 2 , where the distance between the
  • Electrode is smallest from the housing. In this way it is achieved that any small amount of material deposited on the housing inner wall has the least possible effect.
  • a metal ring 31 can be provided at a free or preselected potential, which has a field-stabilizing effect and can also have a shading effect. Annular notches on the inside of the housing can also be advantageous.
  • the gas filling is analogous to the above-describedianssbei game ..
  • a gas filling nozzle 19 is provided on the tubular electrode 13, which is closed or squeezed off after the gas filling, and over which a protective hood 20 is attached.
  • the properties and function of this spark gap are therefore analogous to the exemplary embodiment described above.
  • FIG. 3 shows a further development of the exemplary embodiment described in FIG. 2, in which, for the purpose of even greater security against deterioration in insulation, with a long operating time between the tubular Electrode 17 and the housing wall 11 additional baffles 30 are provided.
  • the housing wall can also have shading wall elements.
  • the gas discharge gap can also be ignited as quickly and as precisely as possible by pre-ionizing the ignition gap, for example by means of known radioactive substances in solid form or as an admixture to the gas filling in gaseous form, or by an auxiliary discharge.
  • an electronegative gas can be added to the gas in the housing.
  • This additive advantageously consists of a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, such as, for example, a fluorochlorohydrocarbon, or of sulfur hexafluoride.
  • Priority reference number 25 / 86-8 deadline. Publication will be repeated if changes are made.
  • Spark arrangement for internal combustion engines for achieving a reliable ignition even of a fuel mixture which is very reluctant to ignite, by means of a small-dimension spark gap which is connected in series with a conventional spark plug.
  • a spark-gap a long-term constancy of operating parameters is achieved for millions of ignitions by the fact that an electrode (17) enve-lopes, in the manner of a sleeve, another electrode (14) so that a discharge space is formed between the electrodes, said space being linked with the casing (11) by only a narrow gap (18).
  • the gas discharge is stabilized locally at a point which is as far as possible from the gap (18), for example by means of an emission-promoting activation material (16) of the front face of the inner electrode (14), so that the emergence of disintegrated electrode material from the gap (18) is prevented, as well as its deposition on the wall of the casing, and the operating parameters of the spark gap remain unchanged.
  • the ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation material is effected b choosing a suitable geometry for the electrodes and possibly by appropriate pre-ionization.
  • the gas discharge is locally stabilized at a point as far away as possible from the gap (18), for example by an emission-promoting activity (16) on the end face of the inner electrode (14), so that the atomized electrode material emerges from the gap (18) and the precipitation on the housing wall is prevented and the operating data of the spark gap is retained.
  • the ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation is brought about by a suitable geometry of the electrodes and, if necessary, by targeted pre-ionization.
  • Spark gap in particular for use as a pre-spark gap for a spark plug of an internal combustion engine
  • the invention relates to a spark gap with a gas-filled housing made at least partially of electrically insulating material and two opposing, electrically conductive electrodes, between which a gas discharge takes place when a certain ignition voltage is exceeded, one of the electrodes enclosing the other electrode in such a way that a discharge space between the electrodes is formed, which is closed by an annular gap between the two electrodes.
  • Spark gaps of this type are known, for example, from GB-A-544 264; they are used in particular in ignition systems of internal combustion engines as pre-spark gaps to the spark plugs. Such pre-spark gaps are intended to prevent the formation of an arc or glow discharge through a spark plug in the combustion chamber of an engine. Instead, only a breakthrough discharge at high voltage, and thus an optimal use of the energy of the ignition sparks, should be achieved. This not only allows for a better Achieve fuel utilization, but also a reduced emission of pollutants, especially nitrogen oxides. In addition, mixtures that are difficult to ignite can also be safely ignited, so that such ignition systems can be used especially for environmentally friendly lean-burn engines (R. Maly et al .: "Automobil-Industrie", 1978, No. 3, pages 37-41).
  • the pre-spark gaps themselves have a low energy consumption and that the main part of the energy is available for igniting the fuel mixture in the engine.
  • the capacitance of the spark gap should be significantly smaller than that of the spark plug so that when the ignition voltage is built up, the main part of the charging voltage of the ignition capacitor is on the spark gap. This ensures that the spark gap reaches its ignition voltage as required before the spark plug.
  • spark gaps must withstand a very large number of gas discharges of the order of magnitude of hundreds of millions without significantly changing their operating data, which makes it necessary to ensure tight tolerances of the ignition voltage over a long operating period with an extraordinarily large number of gas discharges.
  • spark gaps previously known from GB-A-544 264 meet the requirements mentioned only in the initial state. An inadmissible change in the operating data is evident during a longer period of operation.
  • the discharge space is not formed, as in the example mentioned above, by a sleeve-shaped electrode which surrounds a central electrode.
  • EP-A-99 522 for example, such a spark gap is described in which the discharge space is formed by two electrodes facing each other with their flat end faces and the electrically insulating housing.
  • the use of such spark gaps in internal combustion engines was limited. For general use, the operating data showed inadmissible fluctuations and insufficient stability, especially during prolonged operation.
  • the object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to create a spark gap of the type mentioned at the beginning, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine, which has defined operating data, especially ignition properties, with narrower tolerances than before are adhered to, which are adhered to even with longer operating times and with an extraordinarily high number of gas discharges, so that the spark gap remains functional even during prolonged operation in an internal combustion engine.
  • this object is achieved in that the electrodes are designed and arranged such that the annular gap formed by the two electrodes, viewed from the discharge space, faces away from electrically insulating parts of the housing, and stabilizes the gas discharge at a point away from the annular gap is.
  • the invention is based on the knowledge that adherence to and long-term maintenance of narrower tolerances of the operating data of the spark gap is made possible by largely maintaining the insulation properties of the electrically insulating housing parts.
  • the enclosure of the discharge space by an electrically conductive electrode and the stabilization of the gas discharge away from the annular gap of the discharge space prevents the influence of fluctuations and changes in the insulation properties of the housing to a large extent.
  • a deposit of atomized electrode material, which inevitably occurs with every gas discharge, on the housing insulator is avoided by the fact that the annular gap from which the atomized material emerges faces away from the insulator.
  • the precipitation therefore takes place on parts that are metallic conductive anyway and not on the insulator, where it would lead to sliding discharges and field distortions, so that a significantly improved long-term stability of the operating properties is achieved.
  • the gas discharge is initiated at a point away from the annular gap and the design and arrangement of the electrodes prevent the gas discharge from subsequently running away from this point, this point at which the gas discharge is spatially stabilized and on electrode sputtering occurs, is as far away as possible from the annular gap, where the sputtered material can escape from the discharge space, and could still reach the housing insulator to a small extent after Ural guidance.
  • the discharge site can be stabilized with advantage by activating the tip of the central electrode connected as a cathode, for example by designing it as a storage cathode which contains a substance with a low work function of electrons.
  • the electrodes are advantageously designed in such a way that the point of greatest field strength is adjacent to the activating substance, so that the ignition takes place directly next to the point of the subsequent breakdown channel of the discharge.
  • additional ignition electrodes, pre-ionization or field stabilizing agents can be used. Be an advantage. The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
  • Figure 1 shows a first spark gap in axial section
  • Figure 2 shows a second spark gap in axial section
  • FIG. 3 shows a third spark gap in axial section.
  • electrodes 2 and 3 made of electrically conductive material, preferably made of low-gas metals such as copper, are inserted at both ends in a cylindrical or tubular housing 1 made of electrically insulating material, for example made of ceramic, glass or porcelain, Iron, nickel, cobalt, in pure form, or as an alloy thereof, the connection to the housing 1 being made in a known manner, for example with a metal-ceramic connection.
  • One of the electrodes 2 is designed as a central electrode with a rod 4 and a body 5, which carries an activating substance 6 on its end face made of a substance with a low electron work function, which promotes electron emission, for example an alkali or alkaline earth substance.
  • the other electrode 3 is designed asymmetrically to this as a hood or sleeve 7 and is arranged in such a way that it encloses the central electrode or its rod-shaped part 4 and the body 5 in such a way that only an annular gap 8 remains open between the hood 7 and the rod 4, with which the interior 7 of the hood 7, in which the discharge takes place, is connected to the exterior 1 enclosed by the housing 1.
  • the outer end 7 of the electrode sleeve 7 is slightly drawn in so that the distance from the housing 1 is greater here than at the inner part 7 2 , which forms such a narrow gap with the housing that practically no precipitation can get there.
  • the housing 1 is filled with a high pressure gas, such as nitrogen or hydrogen and the like, at a pressure of several bar, preferably above 10 bar, for example approx. 20 bar.
  • a high pressure gas such as nitrogen or hydrogen and the like
  • gas mixtures of the gases mentioned with other electronegative gases such as SF 6 , various hydrocarbons, and fluorine-chlorine hydrocarbons can also be used.
  • the housing 1 is closed in a known manner in a gas-tight manner with a closure 9.
  • the type of gas and pressure are selected so that the spark gap has the necessary ignition voltage, for example in the range of 20 - 30 kV.
  • the end face of the electrode body 5 connected as a cathode is provided with sharp edges 5, while the remaining edges of the various electrode parts are rounded.
  • the peak discharge ensures that the ignition takes place directly adjacent to the point where the emission-promoting substance 6 is attached and where the further discharge takes place.
  • the location of the gas discharge is determined by these measures. Since this location is far away from the gap 8 between the electrodes, the electrode material atomized at the discharge location hardly migrates to the gap 8 and therefore cannot reach the inner wall of the housing 1, or only to a very limited extent.
  • the exit of the mostly positively charged metal ions from the gap 8 can be blocked by a negatively charged ring 10 which extends through the housing 1 to the gap 8.
  • the precipitation of evaporated activation mass 6 also remains limited to the electrode surfaces that are far away from the gap 8.
  • the spark gap described shows a considerably better constancy of the ignition and discharge properties than previously known spark gaps.
  • the overall dimensions of the spark gap are in the centimeter range and those of the discharge gap in the millimeter range. Together with the selected high-pressure gas filling, this means that when connected in series with a spark plug, the breakdown voltage is kept at the desired high values around 25 kV, but only a small part of the discharge energy is consumed by the spark gap when the discharge is ignited, and the rest of the energy is available for discharge in the engine combustion chamber. In this way, even fuel mixtures that are unwilling to ignite can be safely ignited over longer operating times.
  • FIG. 2 shows a similar spark gap with a housing 11 and two electrodes 12 and 13.
  • the cathode 12 has a central rod 14 which has an activation reservoir 16 on its end face 15, ie. the electrode is designed as a storage cathode.
  • the other electrode 13 has a cathode rod 14 enveloping it cylindrical tube 17 which forms an annular gap 18 at its open end 17 1 with the rod 14. Since the gas discharge is stabilized at the point of the activation reservoir 16, which is also far away from the gap 18, atomized electrode material, which could impair the insulation, cannot escape from the gap 18 or only in an extremely small amount and onto the inner wall of the housing 11 arrive.
  • the outer surface of the cylindrical electrode tube 17 has one or more shoulders 17, so that here too the distance between the electrode 17 and the housing 11 at the open end 17 is greater than at the inner part 17 2 , where the distance between the
  • Electrode is smallest from the housing. In this way it is achieved that any small amount of material deposited on the housing inner wall has the least possible effect.
  • a metal ring 31 can be provided at a free or preselected potential, which has a field-stabilizing effect and can also have a shading effect. Annular notches on the inside of the housing can also be advantageous.
  • the gas filling is analogous to that of the game personssbei described above.
  • a gas filler neck 19 is provided on the tubular electrode 13, which is closed or squeezed off after the gas has been filled, and over which a protective hood 20 is attached.
  • the properties and function of this spark gap are therefore analogous to the exemplary embodiment described above.
  • FIG. 3 shows a further development of the exemplary embodiment described in FIG. 2, in which, for the purpose of even greater security against deterioration in insulation, with a long operating time between the tubular Electrode 17 and the housing wall 11 additional baffles 30 are provided.
  • the housing wall can also have shading wall elements.
  • the gas discharge gap can also be ignited as quickly and as precisely as possible by pre-ionizing the ignition gap, for example by means of known radioactive substances in solid form or as an admixture to the gas filling in gaseous form, or by an auxiliary discharge.
  • an electronegative gas can be added to the gas in the housing.
  • This additive advantageously consists of a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, such as, for example, a fluorochlorohydrocarbon, or of sulfur hexafluoride.

Abstract

Spark arrangement for internal combustion engines for achieving a reliable ignition even of a fuel mixture which is very reluctant to ignite, by means of a small-dimension spark gap which is connected in series with a conventional spark plug. With this spark-gap a long-term constancy of operating parameters is achieved for millions of ignitions by the fact that an electrode (17) envelopes, in the manner of a sleeve, another electrode (14) so that a discharge space is formed between the electrodes, said space being linked with the casing (11) by only a narrow gap (18). The gas discharge is stabilized locally at a point which is as far as possible from the gap (18), for example by means of an emission-promoting activation material (16) of the front face of the inner electrode (14), so that the emergence of disintegrated electrode material from the gap (18) is prevented, as well as its deposition on the wall of the casing, and the operating parameters of the spark gap remain unchanged. The ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation material is effected by choosing a suitable geometry for the electrodes and possibly by appropriate pre-ionization.

Description

Funkenstrecke, insbesondere zur Verwendung als Vorfunkenstrecke einer Zündkerze eines Verbrennungsmotors Spark gap, in particular for use as a pre-spark gap for a spark plug of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke mit einem gasgefüllten, wenigstens teilweise aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Gehäuse und zwei gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Elektroden, zwischen denen bei Ueberschreitung einer bestimmten Zündspannung eine Gasentladung stattfindet, wobei eine der Elektroden die andere Elektrode derart umschliesst, dass ein Entladungsraum zwischen den Elektroden gebildet ist, welcher durch einen ringförmigen Spalt zwischen den beiden Elektroden abgeschlossen ist.The invention relates to a spark gap with a gas-filled housing made at least partially of electrically insulating material and two opposing, electrically conductive electrodes, between which a gas discharge takes place when a certain ignition voltage is exceeded, one of the electrodes enclosing the other electrode in such a way that a discharge space between the electrodes is formed, which is closed by an annular gap between the two electrodes.
Funkenstrecken dieser Art sind beispielsweise aus der GB-A-544 264 bekannt; sie werden insbesondere in Zündanlagen von Verbrennungsmotoren als Vorfunkenstrecken zu den Zündkerzen verwendet. Mit solchen Vorfunkenstrecken soll die Ausbildung einer Bogen- oder Glimmentladung durch eine Zündkerze im Brennraum eines Motors verhindert werden. Statt dessen soll nur eine Durchbruchsentladung bei hoher Spannung, und damit eine optimale Ausnutzung der Energie der Zündfunken erreicht werden. Hierdurch lässt sich nicht nur eine bessere Brennstoffausnützung erreichen, sondern auch eine reduzierte Schadstoffemission, insbesondere von Stickoxiden. Ausserdem lassen sich dadurch auch schwer zündbare Gemische sicher zünden, so dass solche Zündanlagen speziell für umweitschonende Magermotoren brauchbar sind (R. Maly et al, : "Automobil-Industrie", 1978, Nr. 3 , Seiten 37-41).Spark gaps of this type are known, for example, from GB-A-544 264; they are used in particular in ignition systems of internal combustion engines as pre-spark gaps to the spark plugs. Such pre-spark gaps are intended to prevent the formation of an arc or glow discharge through a spark plug in the combustion chamber of an engine. Instead, only a breakthrough discharge at high voltage, and thus an optimal use of the energy of the ignition sparks, should be achieved. This not only allows for a better Achieve fuel utilization, but also a reduced emission of pollutants, especially nitrogen oxides. In addition, mixtures that are difficult to ignite can also be reliably ignited, so that such ignition systems can be used especially for environmentally friendly lean-burn engines (R. Maly et al,: "Automobil-Industrie", 1978, No. 3, pages 37-41).
Hierzu ist es erforderlich, dass die Vorfunkenstrecken selbst eine geringe Energieaufnahme haben und der Hauptteil der Energie für die Zündung des Brennstoffgemisches im Motor zur Verfügung steht. Dies bedingt geringe Elektrodenabstände in der Vorfunkenstrecke, führt aber zu relativ grossen Kapazitäten der Funkenstrecke, sofern es nicht gelingt, die Flächen der Elektroden klein zu halten. Die Kapazität der Funkenstrecke sollte deutlich kleiner sein als die der Zündkerze, damit beim Aufbau der Zündspannung der Hauptteil der Ladespannung des Zündkondensators an der Funkenstrecke liegt. Damit wird sichergestellt, dass die Funkenstrecke wunschgemäss vor der Zündkerze ihre Zündspannung erreicht.For this it is necessary that the pre-spark gaps themselves have a low energy consumption and that the main part of the energy is available for igniting the fuel mixture in the engine. This requires small electrode gaps in the pre-spark gap, but leads to relatively large capacitances in the spark gap if it is not possible to keep the areas of the electrodes small. The capacitance of the spark gap should be significantly smaller than that of the spark plug so that when the ignition voltage is built up, the main part of the charging voltage of the ignition capacitor is on the spark gap. This ensures that the spark gap reaches its ignition voltage as required before the spark plug.
Weiterhin müssen die Funkenstrecken einer sehr grossen Anzahl von Gasentladungen in der Grössenordnung von Hunderten von Millionen standhalten, ohne ihre Betriebsdaten wesentlich zu verändern, was enge Toleranzen der Zündspannung über eine lange Betriebsdauer mit einer ausserordentlich grossen Anzahl von Gasentladungen zu gewährleisten erforderlich macht.Furthermore, the spark gaps must withstand a very large number of gas discharges of the order of magnitude of hundreds of millions without significantly changing their operating data, which makes it necessary to ensure tight tolerances of the ignition voltage over a long operating period with an extraordinarily large number of gas discharges.
Die aus der GB-A-544 264 vorbekannten Funkenstrecken genüg en den genannten Anforderungen nur im Anfangszustand. Bei längerer Betriebsdauer zeigt sich eine unzulässige Aenderung der Betriebsdaten. Bei anderen vorbekannten Funkenstrecken wird der Entladungsraum nicht wie im vorstehend genannten Beispiel durch eine hülsenförmige Elektrode gebildet, die eine zentrale Elektrode umschliesst. In der EP-A-99 522 ist beispielsweise eine solche Funkenstrecke beschrieben, bei welcher der Entladungsraura von zwei mit ihren flachen Stirnflächen gegenüberstehenden Elektroden und dem elektrisch isolierenden Gehäuse gebildet ist. Der Einsatz solcher Funkenstrecken in Verbrennungsmotoren war jedoch beschränkt. Die Betriebsdaten zeigten für eine allgemeine Verwendung unzulässige Schwankungen und eine ungenügende Stabilität, insbesondere bei längerdauerndem Betrieb.The spark gaps previously known from GB-A-544 264 meet the requirements mentioned only in the initial state. An inadmissible change in the operating data is evident during a longer period of operation. In the case of other previously known spark gaps, the discharge space is not formed, as in the example mentioned above, by a sleeve-shaped electrode which surrounds a central electrode. In EP-A-99 522, for example, such a spark gap is described in which the discharge area is formed by two electrodes facing each other with their flat end faces and the electrically insulating housing. The use of such spark gaps in internal combustion engines was limited. For general use, the operating data showed inadmissible fluctuations and insufficient stability, especially during prolonged operation.
Auch der Versuch, die Merkmale vorbekannter Ueberspannungsableiter zum Schutz von elektrischen Netzen und nachrichtentechnischen Anlagen und Geräten vor sporadisch auftretenden Ueberspannungen auf Funkenstrecken für Verbrennungsmotoren zu übertragen, konnte die bei letzteren auftretenden Probleme nicht lösen. Solche, beispielsweise in der GB-A-1 505 035 beschriebenen Ueberspannungsableiter sind so konstruiert, dass sie lediglich mit Sicherheit auf eine bestimmte Ueberspannung ansprechen und nur wenige, äusserst selten vorkommende Entladungen aushalten müssen, wenn sie nicht ohnehin nach jedem Ansprechen ausgewechselt werden. Eine Einhaltung besonders enger Toleranzen und eine Stabilität der Betriebsdaten bei ausserordentlich zahlreichen Entladungen ist dafür nicht erforderlich. Vorschläge, bei solchen Ueberspannungsableitern den Niederschlag des bei Entladungen zerstäubten Elektrodenmaterials in bestimmten Zonen des Isolator-Gehäuses zu verhindern dienten dazu, die Isolation aufrechtzuerhalten. Bei Funkenstrecken für Verbrennungsmotoren genügen diese Massnahmen jedoch nicht, um die erforderlichen genau definierten Betriebsdaten und eine Stabilität der Zündeigenschaften bei langen Betriebszeiten und ausserordentlich zahlreichen Entladungen zu gewährleisten, was bei Ueberspannungsableitera überhaupt nicht notwendig war.Even the attempt to transfer the characteristics of previously known surge arresters to protect electrical networks and communications systems and devices from sporadic surge voltages to spark gaps for internal combustion engines could not solve the problems encountered with the latter. Such surge arresters, for example described in GB-A-1 505 035, are designed in such a way that they only respond with certainty to a certain surge voltage and only have to withstand a few, extremely rare discharges if they are not replaced after each response. Compliance with particularly narrow tolerances and stability of the operating data in the case of an extraordinarily large number of discharges is not necessary for this. Proposals to prevent the precipitation of the sputtered electrode material in certain zones of the insulator housing in such surge arresters were used to maintain the insulation. In the case of spark gaps for internal combustion engines, however, these measures are not sufficient to achieve the required precision defined operating data and a stability of the ignition properties with long operating times and extraordinarily numerous discharges, which was not at all necessary with overvoltage arresters.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Funkenstrecke der eingangs erwähnten Art, insbesondere zur Verwendung als Vorfunkenstrecke einer Zündkerze eines Verbrennungsmotors, zu schaffen, welche definierte Betriebsdaten, speziell Zündeigenschaften, aufweist, wobei engere Toleranzen als bisher eingehalten werden, die auch bei längerer Betriebsdauer und bei ausserordentlich vitflen Gasentladungen eingehalten werden, so dass die Funkenstrecke auch bei längerem Betrieb in einem Verbrennungsmotor funktionsfähig bleibt.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to create a spark gap of the type mentioned at the beginning, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine, which has defined operating data, especially ignition properties, with narrower tolerances than before, which are maintained even with longer periods of operation and with extremely vigorous gas discharges, so that the spark gap remains functional even during prolonged operation in an internal combustion engine.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Elektroden derart gestaltet und angeordnet sind, dass der von den beiden Elektroden gebildete ringförmige Spalt, vom Entladungsraum betrachtet, von elektrisch isolierenden Teilen des Gehäuses weggewandt ist, und die Gasentladung an einer Stelle entfernt vom ringförmigen Spalt stabilisiert ist.According to the invention, this object is achieved in that the electrodes are designed and arranged such that the annular gap formed by the two electrodes, viewed from the discharge space, faces away from electrically insulating parts of the housing, and stabilizes the gas discharge at a point away from the annular gap is.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Einhaltung und langzeitige Aufrechterhaltung engerer Toleranzen der Betriebsdaten der Funkenstrecke durch weitgehende Aufrechterhaltung der Isolationseigenschaften der elektrisch isolierenden Gehäuseteile möglich wird. Die Umschliessung des Entladungsraumes durch eine elektrisch leitende Elektrode und die Stabilisierung der Gasentladung entfernt vom ringförmigen Spalt der Entladungsräumes verhindert den Einfluss von Schwankungen und Aenderungen der Isolationseigenschaften des Gehäuses weitgehend. Ausserdem wird ein Niederschlag zerstäubten Elektrodenmaterials, der bei jeder Gasentladung zwangsläufig eintritt, auf dem Gehäuse-Isolator dadurch vermieden , dass der ringförmige Spalt, aus dem das zerstäubte Material austritt, vom Isolator weggewandt ist. Der Niederschlag erfolgt daher auf ohnehin metallisch leitenden Teilen und nicht auf dem Isolator, wo er zu Gleitentladungen und Feldverzerrungen führen würde, so dass eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität der Betriebseigenschaften erreicht wird.The invention is based on the knowledge that adherence to and long-term maintenance of narrower tolerances of the operating data of the spark gap is made possible by largely maintaining the insulation properties of the electrically insulating housing parts. The enclosure of the discharge space by an electrically conductive electrode and the stabilization of the gas discharge away from the annular gap of the discharge spaces prevents the influence of fluctuations and changes in the insulation properties of the housing to a large extent. In addition, a deposit of atomized electrode material, which inevitably occurs with every gas discharge, on the housing insulator is avoided by the fact that the annular gap from which the atomized material emerges faces away from the insulator. The precipitation therefore takes place on parts that are metallic conductive anyway and not on the insulator, where it would lead to sliding discharges and field distortions, so that a significantly improved long-term stability of the operating properties is achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gasentladung an einer Stelle entfernt vom ringförmigen Spalt eingeleitet wird und durch die Ausbildung und Anordnung der Elektroden verhindert wird, dass die Gasentladung anschliessend von dieser Stelle wegläuft, wobei diese Stelle, an der die Gasentladung räumlich stabilisiert ist und an der eine Elektrodenzerstäubung auftritt, in grösstmöglicher Entfernung vom ringförmigen Spalt liegt, wo das zerstäubte Material aus dem Entladungsraura austreten kann, und naeh Umlenkung in geringem Masse doch noch auf den Gehäuse-Isolator gelangen könnte.It is particularly advantageous if the gas discharge is initiated at a point away from the annular gap and the design and arrangement of the electrodes prevent the gas discharge from subsequently running away from this point, this point at which the gas discharge is spatially stabilized and on the electrode sputtering occurs, is as far away as possible from the annular gap, where the sputtered material can escape from the discharge area and, after deflection, could still reach the housing insulator to a small extent.
Die Stabilisierung des Entladungsortes kann mit Vorteil durch Aktivierung der Spitze der als Kathode geschalteten zentralen Elektrode erfolgen, beispielsweise durch Ausbildung als Vorratskathode, die eine Substanz niedriger Elektronenaustrittsarbeit enthält. Mit Vorteil sind die Elektroden so gestaltet, dass die Stelle grösster Feldstärke der Aktivierungssubstanz benachbart ist, so dass die Zündung direkt neben dem Ort des folgenden Durchschlagskanals der Entladung erfolgt. Um definierte Zündeigenschaften zu erreichen, können zusätzliche Zündelektroden , Vorionisierung oder feldstabilisierende Mittel von besonderm Vorteil sein. Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The discharge site can be stabilized with advantage by activating the tip of the central electrode connected as a cathode, for example by designing it as a storage cathode which contains a substance with a low work function of electrons. The electrodes are advantageously designed in such a way that the point of greatest field strength is adjacent to the activating substance, so that the ignition takes place directly next to the point of the subsequent breakdown channel of the discharge. In order to achieve defined ignition properties, additional ignition electrodes, pre-ionization or field stabilizing agents can be of particular advantage. The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
Figur 1 eine erste Funkenstrecke im Axialschnitt,Figure 1 shows a first spark gap in axial section,
Figur 2 eine zweite Funkenstrecke im Axialschnitt, undFigure 2 shows a second spark gap in axial section, and
Figur 3 eine dritte Funkenstrecke im Axialschnitt.FIG. 3 shows a third spark gap in axial section.
Bei der in Figur 1 dargestellten Funkenstrecke sind in einem zylinder- oder rohrförmigen Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Keramik, Glas oder Porzellan, an beiden Enden Elektroden 2 und 3 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt, vorzugsweise aus gasarmen Metallen, wie Kupfer, Eisen, Nickel, Kobalt, in reiner Form, oder als Legierung derselben, wobei die Verbindung mit dem Gehäuse 1 in bekannter Weise, beispielsweise mit einer Metall- Keramik-Verbindung vorgenommen wird.In the spark gap shown in Figure 1, electrodes 2 and 3 made of electrically conductive material, preferably made of low-gas metals such as copper, are inserted at both ends in a cylindrical or tubular housing 1 made of electrically insulating material, for example made of ceramic, glass or porcelain, Iron, nickel, cobalt, in pure form, or as an alloy thereof, the connection to the housing 1 being made in a known manner, for example with a metal-ceramic connection.
Eine der Elektroden 2 ist als zentrale Elektrode mit einem Stab k und einem Körper 5 ausgebildet, der an seiner Stirnseite eine Aktivierungssubstanz 6 aus einer Substanz niedriger Elektronenaustrittsarbeit trägt, welche die Elektronenemission fördert, beispielsweise eine alkali- oder erdalkalihaltige Substanz.One of the electrodes 2 is designed as a central electrode with a rod k and a body 5, which carries an activating substance 6 on its end face made of a substance with a low electron work function, which promotes electron emission, for example an alkali or alkaline earth substance.
Die andere Elektrode 3 ist asymmetrisch dazu als Haube oder Hülse 7 ausgebildet und derart angeordnet, dass sie die zentrale Elektrode oder deren stabförmiges Teil 4 und den Körper 5 so umschliesst, dass zwischen der Haube 7 und dem Stab 4 nur ein ringförmiger Spalt 8 offenbleibt, mit dem der Innenraum 7 der Haube 7, in dem die Entladung stattfindet, mit dem vom Gehäuse 1 umschlossenen Aussenraum 1 in Verbindung steht. Der ringförmige Spalt 8 zwischen dem Ende 7 der haubenförmigen Elektrode 7 und der stabförmigen Elektrode 4 ist vom Entladungsraum 7 betrachtet der Elektrodenplatte 2 zugewandt, also vom Isolator-Gehäuse 1 weggewandt, so dass das aus dem Spalt 8 austretende zerstäubte Elektrodenmaterial fast vollständig auf der Elektrode 2 niedergeschlagen wird und nicht oder nur in sehr geringem Masse auf den Isolator 1 gelangt. Das äussere Ende 7 der Elektrodenhülse 7 ist etwas eingezogen, so dass hier der Abstand vom Gehäuse 1 grösser ist, als am inneren Teil 72, der mit dem Gehäuse einen so engen Spalt bildet, dass dort praktisch kein Niederschlag hingelangen kann.The other electrode 3 is designed asymmetrically to this as a hood or sleeve 7 and is arranged in such a way that it encloses the central electrode or its rod-shaped part 4 and the body 5 in such a way that only an annular gap 8 remains open between the hood 7 and the rod 4, with which the interior 7 of the hood 7, in which the discharge takes place, is connected to the exterior 1 enclosed by the housing 1. The annular gap 8 between the end 7 of the hood-shaped electrode 7 and the rod-shaped electrode 4 faces the electrode plate 2 when viewed from the discharge space 7, i.e. facing away from the insulator housing 1, so that the atomized electrode material emerging from the gap 8 is almost completely on the electrode 2 is deposited and does not reach the insulator 1 or only to a very small extent. The outer end 7 of the electrode sleeve 7 is slightly drawn in so that the distance from the housing 1 is greater here than at the inner part 7 2 , which forms such a narrow gap with the housing that practically no precipitation can get there.
Das Gehäuse 1 ist mit einem Gas hohen Druckes gefüllt, wie Stickstoff oder Wasserstoff und dergleichen, mit einem Druck von mehreren bar, vorzugsweise über 10 bar, z.B. ca. 20 bar. Mit dem gleichen Ziel können auch Gasgemische aus den erwähnten Gasen mit anderen elektronegativen Gasen, wie SF6 , verschiedene Kohlenwasserstoffe, sowie Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Nach der Gasfüllung wird das Gehäuse 1 mit einem Verschluss 9 in bekannter Weise gasdicht verschlossen» Gasart und Druck sind so gewählt, dass die Funkenstrecke die notwendige Zündspannung, z.B. im Bereich von 20 - 30 kV, besitzt.The housing 1 is filled with a high pressure gas, such as nitrogen or hydrogen and the like, at a pressure of several bar, preferably above 10 bar, for example approx. 20 bar. With the same aim, gas mixtures of the gases mentioned with other electronegative gases such as SF 6 , various hydrocarbons, and fluorine-chlorine hydrocarbons can also be used. After the gas has been filled, the housing 1 is sealed gas-tight in a known manner with a closure 9. The type of gas and pressure are selected so that the spark gap has the necessary ignition voltage, for example in the range of 20-30 kV.
Die Stirnseite des als Kathode geschalteten Elektrodenkörpers 5 ist mit scharfen Kanten 5 versehen, während die übrigen Kanten der verschiedenen Elektrodenteile abgerundet sind. Dadurch wird mittels Spitzenentladung erreicht, dass die Zündung direkt benachbart zur Stelle erfolgt, wo die emissionsfordernde Substanz 6 angebracht ist, und wo die weitere Entladung stattfindet, Der Ort der Gasentladung ist durch diese Massnahmen festgelegt. Da dieser Ort weit vom Spalt 8 zwischen den Elektroden entfernt ist, wandert das am Entladungsort zerstäubte Elektrodenraaterial kaum bis zum Spalt 8 und kann daher nicht oder nur in sehr beschränktem Masse auf die Innenwand des Gehäuses 1 gelangen. Zusätzlich kann der Austritt der meist positiv geladenen Metallionen aus dem Spalt 8 durch einen negativ aufgeladenen Ring 10, der durch das Gehäuse 1 bis zum Spalt 8 reicht, blockiert werden. Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, dass bei der gezeigten Anordnung auch der Niederschlag verdampfter Aktivierungsmasse 6 auf die Elektrodenflächen beschränkt bleibt, die weit vom Spalt 8 entfernt sind. Insgesamt zeigt die beschriebene Funkenstrecke eine erheblich bessere Konstanz der Zünd- und Entladungseigenschaften als vorbekannte Funkenstrecken.The end face of the electrode body 5 connected as a cathode is provided with sharp edges 5, while the remaining edges of the various electrode parts are rounded. As a result, the peak discharge ensures that the ignition takes place directly adjacent to the point where the emission-promoting substance 6 is attached and where the further discharge takes place. The location of the gas discharge is determined by these measures. Since this location is far away from the gap 8 between the electrodes, the electrode material atomized at the discharge location hardly migrates to the gap 8 and therefore cannot reach the inner wall of the housing 1 or only to a very limited extent. In addition, the exit of the mostly positively charged metal ions from the gap 8 can be blocked by a negatively charged ring 10 which extends through the housing 1 to the gap 8. For the sake of completeness, it should be noted that in the arrangement shown, the precipitation of evaporated activation mass 6 also remains limited to the electrode surfaces that are far away from the gap 8. Overall, the spark gap described shows a considerably better constancy of the ignition and discharge properties than previously known spark gaps.
Die Abmessungen der Funkenstrecke liegen dabei insgesamt im Zentimeter-Bereich und die der Entladungsstrecke im Millimeter-Bereich. Zusammen mit der gewählten Hochdruck- Gasfüllung hat dies zur Folge, dass bei Serienschaltung mit einer Zündkerze die Durchbruchspannung mit Sicherheit bei den gewünschten hohen Werten um 25 kV gehalten wird, bei gezündeter Entladung jedoch nur ein kleiner Teil der Entladungsenergie von der Funkenstrecke verbraucht wird, und der Rest der Energie für die Entladung im Motorbrennraum zur Verfügung steht. Auf diese Weise lassen sich auch recht zündunwillige Brennstoffgemische über längere Betriebszeiten sicher zünden.The overall dimensions of the spark gap are in the centimeter range and those of the discharge gap in the millimeter range. Together with the selected high-pressure gas filling, this means that when connected in series with a spark plug, the breakdown voltage is kept at the desired high values around 25 kV, but only a small part of the discharge energy is consumed by the spark gap when the discharge is ignited, and the rest of the energy is available for discharge in the engine combustion chamber. In this way, even fuel mixtures that are quite unwilling to ignite can be safely ignited over longer operating times.
Figur 2 zeigt eine ähnliche Funkenstrecke mit einem Gehäuse 11 und zwei Elektroden 12 und 13. Die Kathode 12 weist einen zentralen Stab 14 auf, der an seiner Stirnseite 15 einen Aktivierungsvorrat 16? besitzt, d.h. die Elektrode ist als Vorratskathode ausgebildet. Die andere Elektrode 13 weist ein den Kathodenstab 14 umhüllendes zylindrisches Rohr 17 auf, das an seinem offenen Ende 171 mit dem Stab 14 einen ringförmigen Spalt 18 bildet. Da die Gasentladung an der Stelle des Aktivierungsvorrats 16 stabilisiert ist, welche auch hier weit vom Spalt 18 entfernt ist, kann zerstäubtes Elektrodenmaterial, das die Isolation verschlechtern könnte, nicht oder nur in äusserst geringer Menge aus dem Spalt 18 austreten und auf die Innenwand des Gehäuses 11 gelangen. Die Aussenfläche des zylindrischen Elektrodenrohres 17 weist einen oder mehrere Absätze 17 auf, so dass auch hier der Abstand der Elektrode 17 vom Gehäuse 11 am offenen Ende 17 grösser ist als am inneren Teil 172, wo der Abstand derFIG. 2 shows a similar spark gap with a housing 11 and two electrodes 12 and 13. The cathode 12 has a central rod 14 which, on its end face 15, has an activation reservoir 16? possesses, ie the electrode is designed as a supply cathode. The other electrode 13 has a cathode rod 14 enveloping it cylindrical tube 17 which forms an annular gap 18 at its open end 17 1 with the rod 14. Since the gas discharge is stabilized at the point of the activation reservoir 16, which is also far away from the gap 18, atomized electrode material, which could impair the insulation, cannot escape from the gap 18 or only in an extremely small amount and onto the inner wall of the housing 11 arrive. The outer surface of the cylindrical electrode tube 17 has one or more shoulders 17, so that here too the distance between the electrode 17 and the housing 11 at the open end 17 is greater than at the inner part 17 2 , where the distance between the
Elektrode vom Gehäuse am kleinsten ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine eventuell an der Gehäuse-Innenwand niedergeschlagene geringe Menge an Material die geringstmögliche Wirkung hat.Electrode is smallest from the housing. In this way it is achieved that any small amount of material deposited on the housing inner wall has the least possible effect.
Auf der Innenwand des Gehäuses 11 kann ein Metallring 31 auf freiem oder vorgewähltem Potential vorgesehen sein, der feldstabilisierend wirkt und zusätzlich eine abschattende Wirkung haben kann. Auch ringförmige Kerben auf der Gehäuse-Innenseite können vorteilhaft sein.On the inner wall of the housing 11, a metal ring 31 can be provided at a free or preselected potential, which has a field-stabilizing effect and can also have a shading effect. Annular notches on the inside of the housing can also be advantageous.
Die Gasfüllung ist analog wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbei spiel.. An der rohrförmigen Elektrode 13 ist ein Gasfüllstutzen 19 vorgesehen, der nach erfolgter Gasfüllung verschlossen oder abgequetscht wird, und über dem eine Schutzhaube 20 angebracht wird. Eigenschaften und Funktion dieser Funkenstrecke sind daher anolog dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.The gas filling is analogous to the above-described Ausführungsbei game .. A gas filling nozzle 19 is provided on the tubular electrode 13, which is closed or squeezed off after the gas filling, and over which a protective hood 20 is attached. The properties and function of this spark gap are therefore analogous to the exemplary embodiment described above.
Figur 3 zeigt eine Weiterbildung des in Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispieles, bei welchem zwecks einer noch grösseren Sicherheit vor Isolationsverschlechterungen bei langer Betriebszeit zwischen der rohrförmigen Elektrode 17 und der Gehäusewand 11 zusätzliche Schikanen 30 vorgesehen sind. Stattdessen oder zusätzlich kann auch die Gehäusewand abschattende Wandelemente aufweisen.FIG. 3 shows a further development of the exemplary embodiment described in FIG. 2, in which, for the purpose of even greater security against deterioration in insulation, with a long operating time between the tubular Electrode 17 and the housing wall 11 additional baffles 30 are provided. Instead or in addition, the housing wall can also have shading wall elements.
Ausserdem fehlt in diesem Beispiel ein Gasfüllstutzen, da die Gasfüllung in an sich bekannter Weise auch direkt beim Zusammenschmelzen des Gehäuses 21 mit den Elektroden 22 und 23 in einer Hochdruckkamraer erfolgen kann.In addition, a gas filler neck is missing in this example, since the gas can also be filled in a manner known per se directly when the housing 21 is melted together with the electrodes 22 and 23 in a high-pressure camera.
Eine rasche und möglichst genaue Zündung der Gasentladungsstrecke kann auch durch Vorionisierung der Zündstrecke bewirkt werden, beispielsweise mittels an sich bekannter radioaktiver Substanzen in fester Form oder als Beimischung zur Gasfüllung in Gasform, oder aber durch eine Hilfsentladung.The gas discharge gap can also be ignited as quickly and as precisely as possible by pre-ionizing the ignition gap, for example by means of known radioactive substances in solid form or as an admixture to the gas filling in gaseous form, or by an auxiliary discharge.
Zur Erhöhung der Durchschlagsspannung der Funkenstrecke kann dem Gas in dem Gehäuse ein elektronegatives Gas zugesetzt werden. Dieser Zusatz besteht vortoilhafterweise aus einem Kohlenwasserstoff, einem halogenisierten Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise einem Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff, oder aus Schwefelhexafluorid. To increase the breakdown voltage of the spark gap, an electronegative gas can be added to the gas in the housing. This additive advantageously consists of a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, such as, for example, a fluorochlorohydrocarbon, or of sulfur hexafluoride.
INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT) INTERNATIONAL APPLICATION PUBLISHED AFTER THE TREATY ON INTERNATIONAL COOPERATION IN THE FIELD OF PATENTS (PCT)
(51) Internationale Patentklassifikation ** (11) Internationale Veröffentlichungsnummer : WO 87/ 0401 H01T 1/00, 1/22 AI (43) Internationales(51) International patent classification * * (11) International publication number: WO 87/0401 H01T 1/00, 1/22 AI (43) International
Veröffentlichungsdatum : 2. Juli 1987 (02.07.87Release date: July 2, 1987 (07/02/87
(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/EP86/00728 (81) Bestimmungsstaaten: JP, US.(21) International File Number: PCT / EP86 / 00728 (81) Designated States: JP, US.
(22) Internationales Anmeldedatum:(22) International filing date:
10. Dezember 1986 (10.12.86) VeröffentlichtPublished December 10, 1986 (12/10/86)
Mit internationalem Recherchenbericht.With international research report.
Vor Ablauf der für Änderungen der Ansprüche zugelasBefore the expiry of the period for changes to the claims
(31) Prioritätsaktenzeichen: 25/86-8 senen Frist. Veröffentlichung wird wiederholt falls An derungen eintreffen.(31) Priority reference number: 25 / 86-8 deadline. Publication will be repeated if changes are made.
(32) Prioritätsdatum: 18. Dezember 1985 (18.12.85)(32) Priority date: December 18, 1985 (12/18/85)
(33) Prioritätsland: CH(33) Priority country: CH
(71) Anmelder (für alle Bestimmungsstaaten ausser US):(71) Applicant (for all designated states except US):
CERBERUS AG [CH/CH]; CH-8708 Männedorf (CH).CERBERUS AG [CH / CH]; CH-8708 Männedorf (CH).
(72) Erfinder ;und(72) inventor; and
(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : BOSSHARD, Walter [CH/CH]; Speerstrasse 10, CH-8640 Rapperswill (CH). VOLLE, Bernd [DE/DE]; Fahrionstrasse 37, D- 7000 Stuttgart 30 (DE).(75) Inventor / applicant (only for US): BOSSHARD, Walter [CH / CH]; Speerstrasse 10, CH-8640 Rapperswill (CH). VOLLE, Bernd [DE / DE]; Fahrionstrasse 37, D- 7000 Stuttgart 30 (DE).
(74) Anwalt: TIEMANN, Ulrich; Cerberus AG, CH-8708 Männedorf (CH).(74) Lawyer: TIEMANN, Ulrich; Cerberus AG, CH-8708 Männedorf (CH).
(54) Title: SPARK GAP, IN PARTICULAR FOR USE AS A PRE-SPARK GAP OF A SPARK PLUG OF AN INTER NAL COMBUSTION ENGINE(54) Title: SPARK GAP, IN PARTICULAR FOR USE AS A PRE-SPARK GAP OF A SPARK PLUG OF AN INTER NAL COMBUSTION ENGINE
(54) Bezeichnung: FUNKENSTRECKE, INSBESONDERE ZUR VERWENDUNG ALS VORFUNKENSTRECK EINER ZÜNDKERZE EINES VERBRENNUNGSMOTORS(54) Designation: SPARK GAUGE, IN PARTICULAR FOR USE AS THE PRE-SPARK GAUGE OF A SPARK PLUG OF A COMBUSTION ENGINE
(57) Abstract(57) Abstract
Spark arrangement for internal combustion engines for achieving a reliable ignition even of a fuel mixture which is very reluctant to ignite, by means of a small-dimension spark gap which is connected in series with a conventional spark plug. With this spark-gap a long-term constancy of operating parameters is achieved for millions of ignitions by the fact that an electrode (17) enve- lopes, in the manner of a sleeve, another electrode (14) so that a discharge space is formed between the electrodes, said space being linked with the casing (1 1) by only a narrow gap (18). The gas discharge is stabilized locally at a point which is as far as possible from the gap (18), for example by means of an emission-promoting activation material (16) of the front face of the inner electrode (14), so that the emergence of disintegrated electrode material from the gap (18) is prevented, as well as its deposition on the wall of the casing, and the operating parameters of the spark gap re- main unchanged. The ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation material is effected b choosing a suitable geometry for the electrodes and possibly by appropriate pre-ionization.Spark arrangement for internal combustion engines for achieving a reliable ignition even of a fuel mixture which is very reluctant to ignite, by means of a small-dimension spark gap which is connected in series with a conventional spark plug. With this spark-gap a long-term constancy of operating parameters is achieved for millions of ignitions by the fact that an electrode (17) enve-lopes, in the manner of a sleeve, another electrode (14) so that a discharge space is formed between the electrodes, said space being linked with the casing (11) by only a narrow gap (18). The gas discharge is stabilized locally at a point which is as far as possible from the gap (18), for example by means of an emission-promoting activation material (16) of the front face of the inner electrode (14), so that the emergence of disintegrated electrode material from the gap (18) is prevented, as well as its deposition on the wall of the casing, and the operating parameters of the spark gap remain unchanged. The ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation material is effected b choosing a suitable geometry for the electrodes and possibly by appropriate pre-ionization.
(57) Zusammenfassung(57) Summary
Bei einer Zündanlage für Verbrennungsmotoren wird eine zuverlässige Zündung auch sehr zündunwilliger Brenn stoffgemische durch eine Funkenstrecke kleiner Abmessungen erreicht, die in Serie mit einer üblichen Zündkerze geschal tet ist. Bei dieser Funkenstrecke wird eine Langzeitkonstanz der Betriebsdaten über Millionen von Zündungen dadurch er reicht, dass eine Elektrode (17) die andere Elektrode (14) hülsenförmig umschliesst, so dass zwischen den Elektroden ei Entladungsraum gebildet wird, der nur über einen schmalen Spalt (18) mit dem Gehäuse (1 1) in Verbindung steht. Di Gasentladung wird an einer möglichst weit vom Spalt (18) entfernten Stelle örtlich stabilisiert, beispielsweise durch ein emissionsfördernde Aktivität (16) der Stirnseite der inneren Elektrode ( 14), so dass der Austritt zerstäubten Elektrodenma terials aus dem Spalt (18) und der Niederschlag auf der Gehäusewand verhindert wird und die Betriebsdaten der Funken strecke erhalten bleiben. Die Zündung der Funkenstrecke in der unmittelbaren Nachbarschaft der Elektrodenaktivierun wird durch eine geeignete Geometrie der Elektroden und gegebenenfalls durch gezielte Vorionisierung bewirkt. In an ignition system for internal combustion engines, reliable ignition of fuel mixtures that are very unwilling to ignite is achieved by a spark gap of small dimensions that is switched in series with a conventional spark plug. With this spark gap, a long-term constancy of the operating data over millions of ignitions is achieved in that one electrode (17) encloses the other electrode (14) in the shape of a sleeve, so that a discharge space is formed between the electrodes, which only extends over a narrow gap (18). with the housing (1 1) is in communication. The gas discharge is locally stabilized at a point as far away as possible from the gap (18), for example by an emission-promoting activity (16) on the end face of the inner electrode (14), so that the atomized electrode material emerges from the gap (18) and the precipitation on the housing wall is prevented and the operating data of the spark gap is retained. The ignition of the spark gap in the immediate vicinity of the electrode activation is brought about by a suitable geometry of the electrodes and, if necessary, by targeted pre-ionization.
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Funkenstrecke, insbesondere zur Verwendung als Vorfunkenstrecke einer Zündkerze eines VerbrennungsmotorsSpark gap, in particular for use as a pre-spark gap for a spark plug of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke mit einem gasgefüllten, wenigstens teilweise aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Gehäuse und zwei gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Elektroden, zwischen denen bei Ueberschreitung einer bestimmten Zündspannung eine Gasentladung stattfindet, wobei eine der Elektroden die andere Elektrode derart umschliesst, dass ein Entladungsraum zwischen den Elektroden gebildet ist, welcher durch einen ringförmigen Spalt zwischen den beiden Elektroden abgeschlossen ist.The invention relates to a spark gap with a gas-filled housing made at least partially of electrically insulating material and two opposing, electrically conductive electrodes, between which a gas discharge takes place when a certain ignition voltage is exceeded, one of the electrodes enclosing the other electrode in such a way that a discharge space between the electrodes is formed, which is closed by an annular gap between the two electrodes.
Funkenstrecken dieser Art sind beispielsweise aus der GB-A-544 264 bekannt; sie werden insbesondere in Zündanlagen von Verbrennungsmotoren als Vorfunkenstrecken zu den Zündkerzen verwendet. Mit solchen Vorfunkenstrecken soll die Ausbildung einer Bogen- oder Glimmentladung durch eine Zündkerze im Brennraum eines Motors verhindert werden. Statt dessen soll nur eine Durchbruchsentladung bei hoher Spannung, und damit eine optimale Ausnutzung der Energie der Zündfunken erreicht werden. Hierdurch lässt sich nicht nur eine bessere Brennstoffausnützung erreichen, sondern auch eine reduzierte Schadstoffemission, insbesondere von Stickoxiden. Ausserdem lassen sich dadurch auch schwer zündbare Gemische sicher zünden, so dass solche Zündanlagen speziell für umweitschonende Magermotoren brauchbar sind (R. Maly et al.: "Automobil-Industrie", 1978, Nr. 3, Seiten 37-41).Spark gaps of this type are known, for example, from GB-A-544 264; they are used in particular in ignition systems of internal combustion engines as pre-spark gaps to the spark plugs. Such pre-spark gaps are intended to prevent the formation of an arc or glow discharge through a spark plug in the combustion chamber of an engine. Instead, only a breakthrough discharge at high voltage, and thus an optimal use of the energy of the ignition sparks, should be achieved. This not only allows for a better Achieve fuel utilization, but also a reduced emission of pollutants, especially nitrogen oxides. In addition, mixtures that are difficult to ignite can also be safely ignited, so that such ignition systems can be used especially for environmentally friendly lean-burn engines (R. Maly et al .: "Automobil-Industrie", 1978, No. 3, pages 37-41).
Hierzu ist es erforderlich, dass die Vorfunkenstrecken selbst eine geringe Energieaufnahme haben und der Hauptteil der Energie für die Zündung des Brennstoffgemisches im Motor zur Verfügung steht. Dies bedingt geringe Elektrodenabstände in der Vorfunkenstrecke, führt aber. zu relativ grossen Kapazitäten der Funkenstrecke, sofern es nicht gelingt, die Flächen der Elektroden klein zu halten. Die Kapazität der Funkenstrecke sollte deutlich kleiner sein als die der Zündkerze, damit beim Aufbau der Zündspannung der Hauptteil der LadeSpannung des Zündkondensators an der Funkenstrecke liegt. Damit wird sichergestellt, dass die Funkenstrecke wunschgeraäss vor der Zündkerze ihre Zündspannung erreicht.For this it is necessary that the pre-spark gaps themselves have a low energy consumption and that the main part of the energy is available for igniting the fuel mixture in the engine. This requires small electrode gaps in the pre-spark gap, but leads. to relatively large capacities of the spark gap, if it is not possible to keep the areas of the electrodes small. The capacitance of the spark gap should be significantly smaller than that of the spark plug so that when the ignition voltage is built up, the main part of the charging voltage of the ignition capacitor is on the spark gap. This ensures that the spark gap reaches its ignition voltage as required before the spark plug.
Weiterhin müssen die Funkenstrecken einer sehr grossen Anzahl von Gasentladungen in der Grössenordnung von Hunderten von Millionen standhalten, ohne ihre Betriebsdaten wesentlich zu verändern, was enge Toleranzen der Zündspannung über eine lange Betriebsdauer mit einer ausserordentlich grossen Anzahl von Gasentladungen zu gewährleisten erforderlich macht.Furthermore, the spark gaps must withstand a very large number of gas discharges of the order of magnitude of hundreds of millions without significantly changing their operating data, which makes it necessary to ensure tight tolerances of the ignition voltage over a long operating period with an extraordinarily large number of gas discharges.
Die aus der GB-A-544 264 vorbekannten Funkenstrecken genüg en den genannten Anforderungen nur im Anfangszustand. Bei längerer Betriebsdauer zeigt sich eine unzulässige Aenderung der Betriebsdaten. Bei anderen vorbekannten Funkenstrecken wird der Entladungsraum nicht wie im vorstehend genannten Beispiel durch eine hülsenförraige Elektrode gebildet, die eine zentrale Elektrode umschliesst. In der EP-A-99 522 ist beispielsweise eine solche Funkenstrecke beschrieben, bei welcher der Entladungsraum von zwei mit ihren flachen Stirnflächen gegenüberstehenden Elektroden und dem elektrisch isolierenden Gehäuse gebildet ist. Der Einsatz solcher Funkenstrecken in Verbrennungsmotoren war jedoch beschränkt. Die Betriebsdaten zeigten für eine allgemeine Verwendung unzulässige Schwankungen und eine ungenügende Stabilität, insbesondere bei längerdauerndem Betrieb.The spark gaps previously known from GB-A-544 264 meet the requirements mentioned only in the initial state. An inadmissible change in the operating data is evident during a longer period of operation. In the case of other previously known spark gaps, the discharge space is not formed, as in the example mentioned above, by a sleeve-shaped electrode which surrounds a central electrode. In EP-A-99 522, for example, such a spark gap is described in which the discharge space is formed by two electrodes facing each other with their flat end faces and the electrically insulating housing. The use of such spark gaps in internal combustion engines was limited. For general use, the operating data showed inadmissible fluctuations and insufficient stability, especially during prolonged operation.
Auch der Versuch, die Merkmale vorbekannter Ueberspannungsableiter zum Schutz von elektrischen Netzen und nachrichtentechnisehen Anlagen und Geräten vor sporadisch auftretenden Ueberspannungen auf Funkenstrecken für Verbrennungsmotoren zu übertragen, konnte die bei letzteren auftretenden Probleme nicht lösen. Solche, beispielsweise in der GB-A-1 505 035 beschriebenen Ueberspannungsableiter sind so konstruiert, dass sie lediglich mit Sicherheit auf eine bestimmte Ueberspannung ansprechen und nur wenige, äusserst selten vorkommende Entladungen aushalten müssen, wenn sie nicht ohnehin nach jedem Ansprechen ausgewechselt werden. Eine Einhaltung besonders enger Toleranzen und eine Stabilität der Betriebsdaten bei ausserordentlich zahlreichen Entladungen ist dafür nicht erforderlich. Vorschläge, bei solchen Ueberspannungsableitern den Niederschlag des bei Entladungen zerstäubten Elektrodenmaterials in bestimmten Zonen des Isolator-Gehäuses zu verhindern dienten dazu, die Isolation aufrechtzuerhalten. Bei Funkenstrecken für Verbrennungsmotoren genügen diese Massnahmen jedoch nicht, um die erforderlichen genau definierten Betriebsdaten und eine Stabilität der Zündeigenschaften bei langen Betriebszeiten und ausserordentlich zahlreichen Entladungen zu gewährleisten, was bei Ueberspannungsableitera überhaupt nicht notwendig war.Even the attempt to transfer the characteristics of previously known surge arresters to protect electrical networks and telecommunications systems and devices from sporadic surge voltages to spark gaps for internal combustion engines could not solve the problems that arise with the latter. Such surge arresters, for example described in GB-A-1 505 035, are designed in such a way that they only respond with certainty to a certain surge voltage and only have to withstand a few, extremely rare discharges if they are not replaced after each response. Compliance with particularly narrow tolerances and stability of the operating data in the case of an extraordinarily large number of discharges is not necessary for this. Proposals to prevent the precipitation of the sputtered electrode material in certain zones of the insulator housing in such surge arresters were used to maintain the insulation. In the case of spark gaps for internal combustion engines, however, these measures are not sufficient to achieve the required precision defined operating data and a stability of the ignition properties with long operating times and extraordinarily numerous discharges, which was not at all necessary with overvoltage arresters.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Funkenstrecke der eingangs erwähnten Art, insbesondere zur Verwendung als Vorfunkenstrecke einer Zündkerze eines Verbrennungsmotors, zu schaffen, welche definierte Betriebsdaten, speziell Zündeigenschaften, aufweist, wobei engere Toleranzen als bisher eingehalten werden, die auch bei längerer Betriebsdauer und bei ausserordentlich vielen Gasentladungen eingehalten werden, so dass die Funkenstrecke auch bei längerem Betrieb in einem Verbrennungsmotor funktionsfähig bleibt.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to create a spark gap of the type mentioned at the beginning, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine, which has defined operating data, especially ignition properties, with narrower tolerances than before are adhered to, which are adhered to even with longer operating times and with an extraordinarily high number of gas discharges, so that the spark gap remains functional even during prolonged operation in an internal combustion engine.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Elektroden derart gestaltet und angeordnet sind, dass der von den beiden Elektroden gebildete ringförmige Spalt, vom Entladungsraum betrachtet, von elektrisch isolierenden Teilen des Gehäuses weggewandt ist, und die Gasentladung an einer Stelle entfernt vom ringförmigen Spalt stabilisiert ist.According to the invention, this object is achieved in that the electrodes are designed and arranged such that the annular gap formed by the two electrodes, viewed from the discharge space, faces away from electrically insulating parts of the housing, and stabilizes the gas discharge at a point away from the annular gap is.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Einhaltung und langzeitige Aufrechterhaltung engerer Toleranzen der Betriebsdaten der Funkenstrecke durch weitgehende Aufrechterhaltung der Isolationseigenschaften der elektrisch isolierenden Gehäuseteile möglich wird. Die Umschliessung des Entladungsraumes durch eine elektrisch leitende Elektrode und die Stabilisierung der Gasentladung entfernt vom ringförmigen Spalt des Entladungsräumes verhindert den Einfluss von Schwankungen und Aenderungen der Isolationseigenschaften des Gehäuses weitgehend. Ausserdem wird ein Niederschlag zerstäubten Elektrodenmaterials, der bei jeder Gasentladung zwangsläufig eintritt, auf dem Gehäuse-Isolator dadurch vermieden , dass der ringförmige Spalt, aus dem das zerstäubte Material austritt, vom Isolator weggewandt ist. Der Niederschlag erfolgt daher auf ohnehin metallisch leitenden Teilen und nicht auf dem Isolator, wo er zu Gleitentladungen und Feldverzerrungen führen würde, so dass eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität der Betriebseigenschaften erreicht wird.The invention is based on the knowledge that adherence to and long-term maintenance of narrower tolerances of the operating data of the spark gap is made possible by largely maintaining the insulation properties of the electrically insulating housing parts. The enclosure of the discharge space by an electrically conductive electrode and the stabilization of the gas discharge away from the annular gap of the discharge space prevents the influence of fluctuations and changes in the insulation properties of the housing to a large extent. In addition, a deposit of atomized electrode material, which inevitably occurs with every gas discharge, on the housing insulator is avoided by the fact that the annular gap from which the atomized material emerges faces away from the insulator. The precipitation therefore takes place on parts that are metallic conductive anyway and not on the insulator, where it would lead to sliding discharges and field distortions, so that a significantly improved long-term stability of the operating properties is achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gasentladung an einer Stelle entfernt vom ringförmigen Spalt eingeleitet wird und durch die Ausbildung und Anordnung der Elektroden verhindert wird, dass die Gasentladung anschliessend von dieser Stelle wegläuft, wobei diese Stelle, an der die Gasentladung räumlich stabilisiert ist und an der eine Elektrodenzerstäubung auftritt, in grösstmöglicher Entfernung vom ringförmigen Spalt liegt, wo das zerstäubte Material aus dem Entladungsraum austreten kann, und nach Uralenkung in geringem Masse doch noch auf den Gehäuse-Isolator gelangen könnte.It is particularly advantageous if the gas discharge is initiated at a point away from the annular gap and the design and arrangement of the electrodes prevent the gas discharge from subsequently running away from this point, this point at which the gas discharge is spatially stabilized and on electrode sputtering occurs, is as far away as possible from the annular gap, where the sputtered material can escape from the discharge space, and could still reach the housing insulator to a small extent after Ural guidance.
Die Stabilisierung des Entladungsortes kann mit Vorteil durch Aktivierung der Spitze der als Kathode geschalteten zentralen Elektrode erfolgen, beispielsweise durch Ausbildung als Vorratskathode, die eine Substanz niedriger Elektronenaustrittsarbeit enthält. Mit Vorteil sind die Elektroden so gestaltet, dass die Stelle grösster Feldstärke der Aktiv!erungssubstanz benachbart ist, so dass die Zündung direkt neben dem Ort des folgenden Durchschlagskanals der Entladung erfolgt. Um definierte Zündeigenschaften zu erreichen, können zusätzliche Zündelektroden, Vorionisierung oder feldstabilisierende Mittel von besondern. Vorteil sein. Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The discharge site can be stabilized with advantage by activating the tip of the central electrode connected as a cathode, for example by designing it as a storage cathode which contains a substance with a low work function of electrons. The electrodes are advantageously designed in such a way that the point of greatest field strength is adjacent to the activating substance, so that the ignition takes place directly next to the point of the subsequent breakdown channel of the discharge. In order to achieve defined ignition properties, additional ignition electrodes, pre-ionization or field stabilizing agents can be used. Be an advantage. The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
Figur 1 eine erste Funkenstrecke im Axialschnitt,Figure 1 shows a first spark gap in axial section,
Figur 2 eine zweite Funkenstrecke im Axialschnitt, undFigure 2 shows a second spark gap in axial section, and
Figur 3 eine dritte Funkenstrecke im Axialschnitt.FIG. 3 shows a third spark gap in axial section.
Bei der in Figur 1 dargestellten Funkenstrecke sind in einem zylinder- oder rohrförmigen Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Keramik, Glas oder Porzellan, an beiden Enden Elektroden 2 und 3 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt, vorzugsweise aus gasarmen Metallen, wie Kupfer, Eisen, Nickel, Kobalt, in reiner Form, oder als Legierung derselben, wobei die Verbindung mit dem Gehäuse 1 in bekannter Weise, beispielsweise mit einer Metall-Keramik-Verbindung vorgenommen wird.In the spark gap shown in Figure 1, electrodes 2 and 3 made of electrically conductive material, preferably made of low-gas metals such as copper, are inserted at both ends in a cylindrical or tubular housing 1 made of electrically insulating material, for example made of ceramic, glass or porcelain, Iron, nickel, cobalt, in pure form, or as an alloy thereof, the connection to the housing 1 being made in a known manner, for example with a metal-ceramic connection.
Eine der Elektroden 2 ist als zentrale Elektrode mit einem Stab 4 und einem Körper 5 ausgebildet, der an seiner Stirnseite eine Aktivierungssubstanz 6 aus einer Substanz niedriger Elektronenaustrittsarbeit trägt, welche die Elektronenemission fördert, beispielsweise eine alkali- oder erdalkalihaltige Substanz.One of the electrodes 2 is designed as a central electrode with a rod 4 and a body 5, which carries an activating substance 6 on its end face made of a substance with a low electron work function, which promotes electron emission, for example an alkali or alkaline earth substance.
Die andere Elektrode 3 ist asymmetrisch dazu als Haube oder Hülse 7 ausgebildet und derart angeordnet, dass sie die zentrale Elektrode oder deren stabförmiges Teil 4 und den Körper 5 so umschliesst, dass zwischen der Haube 7 und dem Stab 4 nur ein ringförmiger Spalt 8 offenbleibt, mit dem der Innenraum 7 der Haube 7, in dem die Entladung stattfindet, mit dem vom Gehäuse 1 umschlossenen Aussenraum 1 in Verbindung steht. Der ringförmige Spalt 8 zwischen dem Ende 7 der haubenförmigen Elektrode 7 und der stabförmigen Elektrode h ist vom Entladungsraum 7 betrachtet der Elektrodenplatte 2 zugewandt, also vom Isolator-Gehäuse 1 weggewandt, so dass das aus dem Spalt 8 austretende zerstäubte Elektrodenmaterial fast vollständig auf der Elektrode 2 niedergeschlagen wird und nicht oder nur in sehr geringem Masse auf den Isolator 1 gelangt. Das äussere Ende 7 der Elektrodenhülse 7 ist etwas eingezogen, so dass hier der Abstand vom Gehäuse 1 grösser ist, als am inneren Teil 72, der mit dem Gehäuse einen so engen Spalt bildet, dass dort praktisch kein Niederschlag hingelangen kann.The other electrode 3 is designed asymmetrically to this as a hood or sleeve 7 and is arranged in such a way that it encloses the central electrode or its rod-shaped part 4 and the body 5 in such a way that only an annular gap 8 remains open between the hood 7 and the rod 4, with which the interior 7 of the hood 7, in which the discharge takes place, is connected to the exterior 1 enclosed by the housing 1. The annular gap 8 between the end 7 of the hood-shaped electrode 7 and the rod-shaped electrode h, viewed from the discharge space 7, faces the electrode plate 2, i.e. away from the insulator housing 1, so that the atomized electrode material emerging from the gap 8 is almost completely on the electrode 2 is deposited and does not reach the insulator 1 or only to a very small extent. The outer end 7 of the electrode sleeve 7 is slightly drawn in so that the distance from the housing 1 is greater here than at the inner part 7 2 , which forms such a narrow gap with the housing that practically no precipitation can get there.
Das Gehäuse 1 ist mit einem Gas hohen Druckes gefüllt, wie Stickstoff oder Wasserstoff und dergleichen, mit einem Druck von mehreren bar, vorzugsweise über 10 bar, z.B. ca. 20 bar. Mit dem gleichen Ziel können auch Gasgemische aus den erwähnten Gasen mit anderen elektronegativen Gasen, wie SF6 , verschiedene Kohlenwasserstoffe, sowie Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Nach der Gasfüllung wird das Gehäuse 1 mit einem Verschluss 9 in bekannter Weise gasdicht verschlossen. Gasart und Druck sind so gewählt, dass die Funkenstrecke die notwendige Zündspannung, z.B. im Bereich von 20 - 30 kV, besitzt.The housing 1 is filled with a high pressure gas, such as nitrogen or hydrogen and the like, at a pressure of several bar, preferably above 10 bar, for example approx. 20 bar. With the same aim, gas mixtures of the gases mentioned with other electronegative gases such as SF 6 , various hydrocarbons, and fluorine-chlorine hydrocarbons can also be used. After the gas has been filled, the housing 1 is closed in a known manner in a gas-tight manner with a closure 9. The type of gas and pressure are selected so that the spark gap has the necessary ignition voltage, for example in the range of 20 - 30 kV.
Die Stirnseite des als Kathode geschalteten Elektrodenkörpers 5 ist mit scharfen Kanten 5 versehen, während die übrigen Kanten der verschiedenen Elektrodenteile abgerundet sind. Dadurch wird mittels Spitzenentladung erreicht, dass die Zündung direkt benachbart zur Stelle erfolgt, wo die emissionsfördernde Substanz 6 angebracht ist, und wo die weitere Entladung stattfindet, Der Ort der Gasentladung ist durch diese Massnahmen festgelegt. Da dieser Ort weit vom Spalt 8 zwischen den Elektroden entfernt ist, wandert das am Entladungsort zerstäubte Elektrodenmaterial kaum bis zum Spalt 8 und kann daher nicht oder nur in sehr beschränktem Masse auf die Innenwand des Gehäuses 1 gelangen. Zusätzlich kann der Austritt der meist positiv geladenen Metallionen aus dem Spalt 8 durch einen negativ aufgeladenen Ring 10, der durch das Gehäuse 1 bis zum Spalt 8 reicht, blockiert werden. Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, dass bei der gezeigten Anordnung auch der Niederschlag verdampfter Aktivierungsmasse 6 auf die Elektrodenflächen beschränkt bleibt, die weit vom Spalt 8 entfernt sind. Insgesamt zeigt die beschriebene Funkenstrecke eine erheblich bessere Konstanz der Zünd- und Entladungseigenschaften als vorbekannte Funkenstrecken.The end face of the electrode body 5 connected as a cathode is provided with sharp edges 5, while the remaining edges of the various electrode parts are rounded. As a result, the peak discharge ensures that the ignition takes place directly adjacent to the point where the emission-promoting substance 6 is attached and where the further discharge takes place. The location of the gas discharge is determined by these measures. Since this location is far away from the gap 8 between the electrodes, the electrode material atomized at the discharge location hardly migrates to the gap 8 and therefore cannot reach the inner wall of the housing 1, or only to a very limited extent. In addition, the exit of the mostly positively charged metal ions from the gap 8 can be blocked by a negatively charged ring 10 which extends through the housing 1 to the gap 8. For the sake of completeness, it should be noted that in the arrangement shown, the precipitation of evaporated activation mass 6 also remains limited to the electrode surfaces that are far away from the gap 8. Overall, the spark gap described shows a considerably better constancy of the ignition and discharge properties than previously known spark gaps.
Die Abmessungen der Funkenstrecke liegen dabei insgesamt im Zentimeter-Bereich und die der Entladungsstrecke im Millimeter-Bereich. Zusammen mit der gewählten Hochdiruck-Gasfüllung hat dies zur Folge, dass bei Serienschaltung mit einer Zündkerze die Durchbruchspannung mit Sicherheit bei den gewünschten hohen Werten um 25 kV gehalten wird, bei gezündeter Entladung jedoch nur ein kleiner Teil der Entladungsenergie von der Funkenstrecke verbraucht wird, und der Rest der Energie für die Entladung im Motorbrennraum zur Verfügung steht. Auf diese Weise lassen sich auch reoht zündunwillige Brennstoffgemische über längere Betriebszeiten sicher zünden.The overall dimensions of the spark gap are in the centimeter range and those of the discharge gap in the millimeter range. Together with the selected high-pressure gas filling, this means that when connected in series with a spark plug, the breakdown voltage is kept at the desired high values around 25 kV, but only a small part of the discharge energy is consumed by the spark gap when the discharge is ignited, and the rest of the energy is available for discharge in the engine combustion chamber. In this way, even fuel mixtures that are unwilling to ignite can be safely ignited over longer operating times.
Figur 2 zeigt eine ähnliche Funkenstrecke mit einem Gehäuse 11 und zwei Elektroden 12 und 13. Die Kathode 12 weist einen zentralen Stab 14 auf, der an seiner Stirnseite 15 einen Aktivierungsvorrat 16 besi tzt , d.h . die Elektrode ist als Vorratskathode ausgebildet. Die andere Elektrode 13 weist ein den Kathodenstab 14 umhüllendes zylindrisches Rohr 17 auf, das an seinem offenen Ende 171 mit dem Stab 14 einen ringförmigen Spalt 18 bildet. Da die Gasentladung an der Stelle des Aktivierungsvorrats 16 stabilisiert ist, welche auch hier weit vom Spalt 18 entfernt ist, kann zerstäubtes Elektrodenmaterial, das die Isolation verschlechtern könnte, nicht oder nur in äusserst geringer Menge aus dem Spalt 18 austreten und auf die Innenwand des Gehäuses 11 gelangen. Die Aussenfläche des zylindrischen Elektrodenrohres 17 weist einen oder mehrere Absätze 17 auf, so dass auch hier der Abstand der Elektrode 17 vom Gehäuse 11 am offenen Ende 17 grösser ist als am inneren Teil 172, wo der Abstand derFIG. 2 shows a similar spark gap with a housing 11 and two electrodes 12 and 13. The cathode 12 has a central rod 14 which has an activation reservoir 16 on its end face 15, ie. the electrode is designed as a storage cathode. The other electrode 13 has a cathode rod 14 enveloping it cylindrical tube 17 which forms an annular gap 18 at its open end 17 1 with the rod 14. Since the gas discharge is stabilized at the point of the activation reservoir 16, which is also far away from the gap 18, atomized electrode material, which could impair the insulation, cannot escape from the gap 18 or only in an extremely small amount and onto the inner wall of the housing 11 arrive. The outer surface of the cylindrical electrode tube 17 has one or more shoulders 17, so that here too the distance between the electrode 17 and the housing 11 at the open end 17 is greater than at the inner part 17 2 , where the distance between the
Elektrode vom Gehäuse am kleinsten ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine eventuell an der Gehäuse-Innenwand niedergeschlagene geringe Menge an Material die geringstmögliche Wirkung hat.Electrode is smallest from the housing. In this way it is achieved that any small amount of material deposited on the housing inner wall has the least possible effect.
Auf der Innenwand des Gehäuses 11 kann ein Metallring 31 auf freiem oder vorgewähltem Potential vorgesehen sein, der feldstabilisierend wirkt und zusätzlich eine abschattende Wirkung haben kann. Auch ringförmige Kerben auf der Gehäuse-Innenseite können vorteilhaft sein.On the inner wall of the housing 11, a metal ring 31 can be provided at a free or preselected potential, which has a field-stabilizing effect and can also have a shading effect. Annular notches on the inside of the housing can also be advantageous.
Die Gasfüllung ist analog wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbei spiel. An der rohrförmigen Elektrode 13 ist ein Gasfüllstutzen 19 vorgesehen, der nach erfolgter Gasfüllung verschlossen oder abgequetscht wird, und über dem eine Schutzhaube 20 angebracht wird. Eigenschaften und Funktion dieser Funkenstrecke sind daher anolog dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.The gas filling is analogous to that of the game Ausführungsbei described above. A gas filler neck 19 is provided on the tubular electrode 13, which is closed or squeezed off after the gas has been filled, and over which a protective hood 20 is attached. The properties and function of this spark gap are therefore analogous to the exemplary embodiment described above.
Figur 3 zeigt eine Weiterbildung des in Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispieles, bei welchem zwecks einer noch grösseren Sicherheit vor Isolationsverschlechterungen bei langer Betriebszeit zwischen der rohrförmigen Elektrode 17 und der Gehäusewand 11 zusätzliche Schikanen 30 vorgesehen sind. Stattdessen oder zusätzlich kann auch die Gehäusewand abschattende Wandelemente aufweisen.FIG. 3 shows a further development of the exemplary embodiment described in FIG. 2, in which, for the purpose of even greater security against deterioration in insulation, with a long operating time between the tubular Electrode 17 and the housing wall 11 additional baffles 30 are provided. Instead or in addition, the housing wall can also have shading wall elements.
Ausserdem fehlt in diesem Beispiel ein Gasfüllstutzen, da die Gasfüllung in an sich bekannter Weise auch direkt beim Zusammenschmelzen des Gehäuses 21 mit den Elektroden 22 und 23 in einer Hochdruckkammer erfolgen kann.In addition, a gas filler neck is missing in this example, since the gas can also be filled in a manner known per se directly when the housing 21 is melted together with the electrodes 22 and 23 in a high-pressure chamber.
Eine rasche und möglichst genaue Zündung der Gasentladungsstrecke kann auch durch Vorionisierung der Zündstrecke bewirkt worden, beispielsweise mittels an sich bekannter radioaktiver Substanzen in fester Form oder als Beimischung zur Gasfüllung in Gasform, oder aber durch eine Hilfsentladung.The gas discharge gap can also be ignited as quickly and as precisely as possible by pre-ionizing the ignition gap, for example by means of known radioactive substances in solid form or as an admixture to the gas filling in gaseous form, or by an auxiliary discharge.
Zur Erhöhung der Durchschlagespannung der Funkenstrecke kann dem Gas in dem Gehäuse ein elektronegatives Gas zugesetzt werden. Dieser Zusatz besteht vorteilhafterweise aus einem Kohlenwasserstoff, einem halogenisierten Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise einem Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff, oder aus Schwefelhexafluorid. To increase the breakdown voltage of the spark gap, an electronegative gas can be added to the gas in the housing. This additive advantageously consists of a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, such as, for example, a fluorochlorohydrocarbon, or of sulfur hexafluoride.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Funkenstrecke, insbesondere zur Verwendung als Vorfunkenstrecke einer Zündkerze eines Verbrennungsmotors, mit einem gasgefüllten, wenigstens teilweise aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Gehäuse (1, 11, 21 ) und zwei gegenüberliegenden elektrisch leitenden Elektroden (2, 3, 12, 13, 22, 23), zwischen denen bei Ueberschreitung einer bestimmten Zündspannung eine Gasentladung stattfindet, wobei eine der Elektroden (7, 17) die andere Elektrode (4, 5, 14) derart umschliesst, dass ein Entladungsraum (70) zwischen den Elektroden gebildet ist, welcher durch einen ringförmigen Spalt (8, 18) zwischen den beiden Elektroden abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden ( 4 , 5, 7, 14, 17) derart gestaltet und angeordnet sind, dass der von den beiden Elektroden gebildete ringförmige Spalt (8, 18), vom Entladungsraum (70) betrachtet, von elektrisch isolierenden Teilen des Gehäuses (1, 11, 21) weggewandt ist, und die Gasentladung an einer Stelle (5, 6, 15, 16) entfernt vom ringförmigen Spalt (8, 18) stabilisiert ist.1. Spark gap, in particular for use as a pre-spark gap of a spark plug of an internal combustion engine, with a gas-filled housing (1, 11, 21) consisting at least partially of electrically insulating material and two opposing electrically conductive electrodes (2, 3, 12, 13, 22, 23), between which a gas discharge takes place when a certain ignition voltage is exceeded, one of the electrodes (7, 17) enclosing the other electrode (4, 5, 14) in such a way that a discharge space (7 0 ) is formed between the electrodes, which is closed by an annular gap (8, 18) between the two electrodes, characterized in that the electrodes (4, 5, 7, 14, 17) are designed and arranged in such a way that the annular gap (8 , 18), viewed from the discharge space (7 0 ), facing away from electrically insulating parts of the housing (1, 11, 21), and the gas discharge at one point (5, 6, 15, 16) removed harvest from the annular gap (8, 18) is stabilized.
2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (7. 17) in ein Ende (3) des rohrförmig ausgebildeten Gehäuses (1, 11, 21) eingestzt ist und einen inneren Hohlraum (70) aufweist, in welchen die andere, in das entgegengesetzte Ende (2) des Gehäuses (1, 11, 21) eingesetzte Elektrode (4, 14 ) hineinragt, so dass ein ringförmiger Spalt (8, 18) gebildet wird.2. Spark gap according to claim 1, characterized in that the one electrode (7, 17) is inserted into one end (3) of the tubular housing (1, 11, 21) and has an inner cavity (7 0 ) in which the other electrode (4, 14) inserted into the opposite end (2) of the housing (1, 11, 21) protrudes so that an annular gap (8, 18) is formed.
3. Funkenstrecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (17) ein Rohr mit zylindrischer Innenfläche aufweist, und die andere Elektrode (14) eine zylindrische Aussenfläche mit kleinerem Durchmesser als dem der Innenfläche des Rohres besitzt.3. Spark gap according to claim 2, characterized in that one electrode (17) has a tube with a cylindrical inner surface, and the other electrode (14) has a cylindrical outer surface with a smaller diameter than that of the inner surface of the tube.
4. Funkenstrecke nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche der einen inneren Hohlraum aufweisenden Elektrode (7, 17) an ihrem äusseren Teil (71, 171) einen grösseren Abstand vom isolierenden Teil des Gehäuses (1, 11, 21) aufweist, als ihr innerer Teil (72, 172).4. Spark gap according to claim 2 or 3, characterized in that the outer surface of the electrode (7, 17) having an inner cavity on its outer part (7 1 , 17 1 ) is at a greater distance from the insulating part of the housing (1, 11, 21) as its inner part (7 2 , 17 2 ).
5. Funkenstrecke nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche der einen inneren Hohlraum aufweisenden Elektrode (7, 17) wenigstens einen Absatz (170) aufweist.5. Spark gap according to claim 4, characterized in that the outer surface of the electrode (7, 17) having an inner cavity has at least one shoulder (17 0 ).
6. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (4, 5, 7, 14, 17) im Inneren des Entladungsraumes (70) und entfernt vom ringförmigen Spalt (8, 18) mit einer die Elektronenemission fördernden Substanz (6, 16) versehen ist.6. Spark gap according to one of claims 1-5, characterized in that at least one electrode (4, 5, 7, 14, 17) inside the discharge space (7 0 ) and away from the annular gap (8, 18) with a die Electron emission promoting substance (6, 16) is provided.
7. Funkenstrecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die emissionsfördernde Substanz (6, 16) als Vorrat in einer Ausnehmung an der Spitze der umschlossenen Elektrode (5, 14) angebracht ist.7. Spark gap according to claim 6, characterized in that the emission-promoting substance (6, 16) is attached as a supply in a recess at the tip of the enclosed electrode (5, 14).
8. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5, 7, 14, 17) so ausgebildet und angeordnet sind, dass die maximale elektrische Feldstärke im Entladungsraum (70) entfernt vom ringförmigen Spalt (8, 18), vorzugsweise in der Nachbarschaft einer die Elektronenemission fördernden Substanz (6, 16) herrscht. 8. Spark gap according to one of claims 1 - 7, characterized in that the electrodes (4, 5, 7, 14, 17) are designed and arranged so that the maximum electric field strength in the discharge space (7 0 ) away from the annular gap ( 8, 18), preferably in the vicinity of a substance (6, 16) which promotes electron emission.
9. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des ringförmigen Spaltes (8, 18) elektrisch leitende Mittel (10, 31) zur Feldstabilisierung vorgesehen sind.9. Spark gap according to one of claims 1-8, characterized in that in the vicinity of the annular gap (8, 18) electrically conductive means (10, 31) are provided for field stabilization.
10. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spalt (18) und Gehäuse (21 ) Schikanen (3θ) oder Abschirmungen zum Auffangen zerstäubten Elektrodenmaterials vorgesehen sind.10. Spark gap according to one of claims 1-9, characterized in that between the gap (18) and housing (21) baffles (3θ) or shields for collecting atomized electrode material are provided.
11. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Entladungsraum ( 70 ) Mittel zur Vorionisierung, z.B. in der Form von radioaktiven Substanzen oder einer Hilfsentladung vorgesehen sind»11. Spark gap according to one of claims 1 - 10, characterized in that means for pre-ionization, for example in the form of radioactive substances or an auxiliary discharge, are provided in the discharge space (7 0) »
12. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1, 11, 21) mit Stickstoff, Wasserstoff, oder einem wenigstens eines dieser Gase enthaltenden Gasgemisch gefüllt ist.12. Spark gap according to one of claims 1-11, characterized in that the housing (1, 11, 21) is filled with nitrogen, hydrogen, or a gas mixture containing at least one of these gases.
13. Funkenstrecke nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Gehäuse (1, 11, 21) einen Zusatz wenigstens eines elektronegativen Gases, vorzugsweise eines Kohlenwasserstoffes, eines halogenisierten Kohlenwasserstoffes oder von Schwefelhexafluorid, enthält.13. Spark gap according to claim 12, characterized in that the gas in the housing (1, 11, 21) contains an addition of at least one electronegative gas, preferably a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon or sulfur hexafluoride.
14. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Gases im Gehäuse (l, 11, 2l) mindestens 10 bar beträgt. 14. Spark gap according to one of claims 1-13, characterized in that the pressure of the gas in the housing (l, 11, 2l) is at least 10 bar.
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