WO1987007778A1 - Spark plug with surface discharge section - Google Patents

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WO1987007778A1
WO1987007778A1 PCT/DE1987/000235 DE8700235W WO8707778A1 WO 1987007778 A1 WO1987007778 A1 WO 1987007778A1 DE 8700235 W DE8700235 W DE 8700235W WO 8707778 A1 WO8707778 A1 WO 8707778A1
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platinum
electrode
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spark plug
discharge section
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Inventor
Karl-Hermann Friese
Werner Grünwald
Kurt Schmid
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/52—Sparking plugs characterised by a discharge along a surface

Definitions

  • the invention relates to a spark plug with sliding spark gap according to the preamble of the main claim.
  • a spark plug with a sliding spark gap is known, in which the isolator body is cross-divided and has a connection-side upper part made of a material with a relatively low dielectric constant and a lower part on the combustion chamber side made of a material with a much higher dielectric constant.
  • Such spark plugs are in perfect working order, but are relatively complicated to manufacture due to the divided insulating body.
  • the spark plug according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is easy to manufacture by thick-film technology and the sliding spark layers are highly effective and long-term stable.
  • the measures listed in the dependent claims are advantageous further developments and improvements in the main claim specified spark plug possible. It is particularly advantageous if the electrically non-conductive ceramic made of Al p Q and the electrically conductive layer on the ceramic made of platinum or a platinum-Al 0 mixture with 60 to 85% by weight? Platinum consists, while the layer of the sliding spark gap consists of a platinum-Al-O, mixture with 1.0 to 40% by weight? Platinum is made.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
  • the figure shows an exemplary embodiment in a schematic, sectioned illustration.
  • the spark plug consists of a spark plug body 1 made of aluminum oxide, with a bore 2 in the part on the combustion chamber side, in which there is a T-shaped component which, for example, consists of aluminum oxide and has various surface coatings. With 4 the counter electrode is indicated.
  • the component 3 has a coating 5 inside the spark plug body 1 and inside the bore 2, and also protruding a little further, which is electrically conductive and consists either of platinum or of a platinum / Al O mixture with 60 to 85% by weight platinum and has a thickness of 5 to 15 ⁇ m.
  • the coating 6 on the component 3 in the vicinity of the counter electrode 4, to which this layer 6 makes the electrical contact, is made of the same material.
  • the electrically conductive coating 5 is contacted within the spark plug body 1 by means of an electrically conductive glass 7 in the form of a glass melt flow, as is known, for example, from US Pat. No. 3,909,459.
  • the sliding spark layer 8 between the coatings 5 and 6 consists of a platinum / Al 0 mixture with 10 to 40 wt. Platinum, which has the property after sintering, has no intrinsic conductivity, since individual conductivity islands are formed which, although they have no electrical contact with one another, nevertheless allow high displacement currents, which corresponds to a high dielectric constant.
  • This coating 8 is also applied in a thickness of 5 to 15 ⁇ m.
  • the T-shaped component 3 is first made from aluminum oxide and annealed at 1100 to 1150 ° C., but not yet sintered.
  • the electrically conductive coatings 5 and 6 and thereon are then immersed or printed onto this component 3 then apply the sliding spark layer 8 by printing or brushing on.
  • the component 3 with the coatings 5, 6 and 8 is then introduced from the inside into the bore 2 of the spark plug body 1, which has a diameter of just equal and which is also also only annealed Temperatures between 1500 and 1600 ° C. are sintered in the usual way, whereby a firm fit is created between component 3 and spark plug body 1 and the sliding spark layer 8 obtains the properties described above.
  • the electrically conductive glass 7 in is then inserted into the cavity of the spark plug body 1 Formed a glass melt flow and the upper Te not shown in the figure
  • the central electrode is introduced with the connection, whereupon the whole is melted at a melting temperature suitable for the respective glass type, which can be in the range between 800 and 900 ° C.
  • the whole is flared in a gas-tight manner in the spark plug housing, not shown, with the ground electrode 4 formed thereon, in such a way that the electrically conductive coating 6 and the counter electrode 4 touch.
  • Practical tests have shown that such spark plugs have a very long service life and the sliding spark layers are highly effective and long-term stable.

Description

Zündkerze mit Gleitfunkenstrecke
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze mit Gleitfunkenstrecke nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 35 33 123 ist beispielsweise eine Zündkerze mit Gleitfunkenstrecke bekannt, bei der der Isolatorkδrper quergeteilt ist und ein anschlußseitiges Oberteil aus einem Werkstoff mit relativ niedriger Dielektrizitäts¬ konstante und ein brennraumseitiges Unterteil aus einem Werkstoff mit einer sehr viel höheren Dielektrizitätskonstanten aufweist. Derartige Zündkerzen sind zwar in der Funktion einwandfrei, sind aber in der Herstellung verhältnismäßig kompliziert durch den geteilten Isolierkörper.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zündkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie durch Dick¬ schichttechnik einfach herzustellen ist und die Gleitfunkenschichten hochwirksam und langzeitstabil sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündkerze möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrisch nicht leitende Keramik aus AlpQ, und die elek¬ trisch leitende Schicht auf der Keramik aus Platin oder einem Platin-AI 0 -Gemisch mit 60 bis 85 Gew.-? Platin besteht, wäh¬ rend die Schicht der Gleitfunkenstrecke aus einem Platin-Al-O,- Gemisch mit 1.0 bis 40 Gew.-? Platin hergestellt wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindug ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in einer schematischen, ge¬ schnittenen Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zündkerze nach der Figur besteht aus einem Zündkerzenkörper 1 aus Aluminiumoxid, mit einer Bohrung 2 im brennraumseitigen Teil, in welcher sich ein T-fδrmiges Bauteil befindet, das beispielsweise aus Aluminiumoxid besteht und verschiedene Oberflächenbeschichtungen trägt. Mit 4 ist die Gegenelektrode angedeutet. Das Bauteil 3 trägt innerhalb des Zündkerzenkörpers 1 und innerhalb der Bohrung 2 sowie auch noch ein wenig darüber hinausragend eine Beschichtung 5, die elektrisch leitfähig ist und entweder aus Platin oder aus einem Platin/Al O -Gemisch mit 60 bis 85 Gew.-% Platin besteht und eine Dicke von 5 bis 15 ,um aufweist. Aus dem gleichen Material besteht die Beschichtung 6 auf dem Bauteil 3 in Nachbarschaft der Gegenelektrode 4, zu welcher diese Schicht 6 den elektrischen Kontakt herstellt. Die Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Beschichtung 5 innerhalb des Zündkerzenkδrpers 1 erfolgt durch ein elektrisch leitfähiges Glas 7 in Form eines Glasschmelzflusses, wie er beispielsweise aus der US-PS 3 909 459 bekannt ist. Die Gleitfunkenschicht 8 zwischen den Beschichtungen 5 und 6 besteht aus einem Platin/AI 0 -Gemisch mit 10 bis 40 Gew.-? Platin, das nach dem Sintern die Eigenschaft hat, keine Eigenleitfähigkeit auf¬ zuweisen, da sich einzelne Leitfähigkeitsinseln bilden, die zwar keinen elektrischen Kontakt miteinander haben, jedoch hohe Ver¬ schiebungsströme ermöglichen, was einer hohen Dielektrizitäts¬ konstanten entspricht. Diese Beschichtung 8 wird ebenfalls in einer Dicke von 5 bis 15 ,um aufgebracht.
Zur Herstellung dieser Zündkerze wird zunächst das T-förmige Bauteil 3 aus Aluminiumoxid hergestellt und bei 1100 bis 1150" °C 'verglüht, aber noch nicht gesintert. Auf dieses Bauteil 3 werden dann durch Tauchen oder Aufdrucken die elektrisch leitfähigen Beschichtungen 5 und 6 und daran anschließend durch Aufdrucken oder Aufpinseln die Gleitfunkenschicht 8 aufgebracht. Danach wird das Bauteil 3 mit den Beschichtungen 5, 6 und 8 in die im Durchmesser gerade passende Bohrung 2 des Zündkerzenkδrpers 1, der ebenfalls nur verglüht ist, von innen eingebracht. Das Ganze wird dann bei Temperaturen zwischen 1500 und 1600 °C in der üblichen Weise gesintert, wobei zwischen Bauteil 3 und Zündkerzenkörper 1 ein fester Sitz entsteht und die Gleitfunkenschicht 8 die obenbeschriebenen Eigenschaften erhält. In den Hohlraum des Zündkerzenkörpers 1 wird dann das -elektrisch leit¬ fähige Glas 7 in Form eines Glasschmelzflusses eingefüllt und der in der Figur nicht dargestellte obere Teil der Mittelelektrode mit dem Anschluß eingebracht, worauf das Ganze bei einer für die jeweilige Glassorte geeigneten Einschmelztemperatur, die im Bereich zwischen 800 und 900 °C liegen kann, eingeschmolzen wird. Nach dem Abkühlen wird das Ganze in das nicht dargestellte Zündkerzengehäuse mit der daran angeformten Masseelektrode 4 derart gasdicht eingebördelt, daß die elektrisch leitfähige Beschichtung 6 und die Gegenelektrode 4 sich berühren. Praktische Versuche haben ergeben, daß derartige Zündkerzen sehr gute Standzeiten haben und die Gleitfunkenschichten hochwirksam und langzeitstabil sind.

Claims

Ansprüche
1. Zündkerze mit Gleitfunkenstrecke, für Brennkraftmaschinen, mit einem Isolierkörper, der in seinem brennraumseitigen Endabschnitt eine Mittelelektrode auf eist,• die mit einer im Innern des Isolier¬ körpers vorhandenen elektrisch leitfähigen Masse in Verbindung- steht, und mit einer Gβgenelektrode sowie einer Gleitfunkenstreckβ zwischen der Mittelelektrode und der Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß Mittelelektrode und Gleitfunkenstrecke aus einer elektrisch nicht leitenden, einstückigen Keramik bestehen, die auf ihrer Ober¬ fläche im Bereich des Isolierkörpers und der Gegenelektrode eine elektrisch leitende Schicht und im Bereich der Gleitfunkenstrecke eine nach dem Sintern keine Eigenleitfähigkeit aufweisende Schicht, die hohe Verschiebungsstrδme ermöglicht, tragen.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch nicht leitende Keramik aus Al-O-, die elektrisch leitende Schicht auf der Keramik aus Platin oder einem Platin/Al D,-Gemisch mit mindestens 60 Gew.-? Pt und die Schicht der Gleitfunkenstrecke aus einem Platin/Al20_-Gemisch mit maximal 40 Gew.-? Pt besteht.
3- Zündkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht auf der Keramik aus Platin oder einem Platin/AI 0 -Gemisch mit 60 bis 85 Gew.-? Pt und die Schicht der Gleitfunkenstrecke aus einem Platin/A1?Q,-Gemisch mit 10 bis 40 Gew.-? Pt besteht.
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