WO2022090470A1 - Spark plug and internal combustion engine comprising at least one such spark plug - Google Patents

Spark plug and internal combustion engine comprising at least one such spark plug Download PDF

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WO2022090470A1
WO2022090470A1 PCT/EP2021/080131 EP2021080131W WO2022090470A1 WO 2022090470 A1 WO2022090470 A1 WO 2022090470A1 EP 2021080131 W EP2021080131 W EP 2021080131W WO 2022090470 A1 WO2022090470 A1 WO 2022090470A1
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WO
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resistor
spark plug
resistance
seal
plug according
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/080131
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German (de)
French (fr)
Inventor
Nils Schlag
Stefan Niemeier
Michele Schiliro
Original Assignee
SparkX GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
    • H01T13/41—Sparking plugs structurally combined with other devices with interference suppressing or shielding means
    • 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
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation

Definitions

  • the invention relates to a spark plug and an internal combustion engine that includes at least one spark plug of this type.
  • Spark plugs are used to ignite an air-fuel mixture in an internal combustion engine or an internal combustion engine.
  • spark plugs comprise a ground electrode and a center electrode between which the ignition spark is generated.
  • the ground electrode is connected to the ground of the combustion engine.
  • the center electrode is connected to an electrical voltage source via a connecting bolt. Furthermore, the center electrode is electrically connected to the terminal bolt via a resistance element.
  • the resistance element has an ohmic resistance and has the task of enabling a defined ignition current when the ignition voltage is applied. When the ignition voltage is applied and the ignition current flows, an ignition spark occurs between the ground electrode and the center electrode, which leads to the ignition of the air-fuel mixture.
  • the ignition voltage for spark plugs is usually in the range from 10 kV to 40 kV.
  • the level of the ohmic resistance implemented by the resistance element must be defined as precisely as possible.
  • resistance seals are regularly used, which usually consist of a hardened glass melt with additives, since such resistance seals can be made particularly corrosion-resistant, so that they are only subject to reduced erosion.
  • the level of the ohmic resistance of the resistor encapsulation can be adjusted by the additives of the resistor encapsulation, which in particular can include electrically conductive particles such as metal, graphite or soot particles.
  • the ohmic resistance required to enable the desired ignition current when the ignition voltage is present can only be set with a high tolerance in the case of such melted-down resistances.
  • the tolerance for resistance meltdowns according to the prior art is therefore regularly over 50% and can be up to 200%.
  • an ignition current can only be defined with a correspondingly high tolerance.
  • the invention is based on the object, a spark plug with a
  • Resistance element with a low tolerance of the ohmic resistance to be able to provide, in particular with a lower tolerance than in the case of resistance elements according to the prior art.
  • Another object of the invention is to provide an internal combustion engine with such a spark plug.
  • a spark plug which comprises: a ground electrode, a center electrode, a terminal bolt and a resistance element, wherein the ground electrode and the center electrode are designed to generate an ignition spark between the ground electrode and the center electrode, the center electrode via the resistance element is electrically connected to the terminal stud and wherein the resistive element comprises a resistive fuse and a resistor.
  • a basic idea of the invention consists in constructing the resistance element in several parts or composed of several components, with the resistance element comprising at least one resistance seal and one resistance. This makes it possible to decouple the functions of the resistance element from one another and to assign specific functions to the individual components of the resistance element.
  • the resistance element includes a resistor seal and, in addition, a resistor
  • the resistor seal can be designed to be particularly resistant to erosion, while the resistor has a precisely definable ohmic resistance, in particular a resistance that is only low tolerance can be realized.
  • the resistance seal can be electrically conductive, ie only have a low ohmic resistance, while the ohmic resistance of the resistance element can be realized by the resistor. This makes it possible to design the resistance element to be highly corrosion-resistant on the one hand and to have a defined ohmic resistance with only a small tolerance on the other.
  • the resistance seal is preferably electrically conductive.
  • the resistance seal preferably has only a low ohmic resistance.
  • the resistance seal has an ohmic resistance of less than 100 ohms.
  • the resistance seal is in the form of a glass melt, particularly preferably in the form of an electrically conductive glass melt.
  • the fused resistor is in the form of a glass melt with electrically conductive particles embedded therein.
  • a resistance meltdown is understood to mean a solidified melt which has an electrical resistance. As explained above, this electrical resistance is preferably low.
  • a glass melt within the meaning of the invention is understood to mean a solidified glass melt.
  • Resistance meltdowns in the form of a solidified glass melt, in particular in the form of an electrically conductive glass melt, are known from the prior art.
  • electrically conductive particles can be embedded in the glass melt, for example metal particles, graphite particles or soot particles.
  • the glasses known from the prior art can be used as the glass.
  • a resistance seal in the form of a glass melt comprises a glass in the form of borosilicate glass.
  • a resistance seal configured as a conductive glass melt particularly preferably comprises borosilicate glass in which conductive particles in the form of aluminum powder and antimony oxide (Sb2Ü4) are embedded.
  • Aluminum powder and antimony oxide form a conductive cluster or percolate in the glass melt according to the percolation theory.
  • the resistance encapsulation can particularly preferably be present in the form of an electrically conductive percolate embedded in a glass melt.
  • a resistor seal designed as such a conductive glass melt preferably comprises 50 to 60% by mass of borosilicate glass, 10 to 20% by mass of aluminum powder and the remainder antimony oxide, each based on the total mass of the glass melt.
  • An ohmic resistance of less than 100 ohms can easily be produced with a correspondingly designed glass melt.
  • the resistor seal in particular a resistor seal in the form of a glass melt configured as above, and the resistor arranged in such a way that the resistor is protected from corrosion by the resistance seal, in particular from the internal combustion engine.
  • the resistor melting "protects" the resistor from the combustion gases of the internal combustion engine.
  • the resistance of the resistance element can in principle be in the form of any resistor known from the prior art, through which a defined ignition current can be generated at the usual ignition voltage for a spark plug, i.e. in particular at an ignition voltage in the range from 10 kV to 40 kV.
  • the resistor is particularly preferably in the form of a high-voltage resistor, particularly preferably in the form of a ceramic high-voltage resistor, even more preferably in the form of a cylindrical ceramic high-voltage resistor.
  • the above high-voltage resistors can preferably be in the form of a ceramic layer resistor, in particular in the form of a metal oxide layer resistor, particularly preferably in the form of a cylindrical metal oxide layer resistor.
  • These resistors can particularly preferably be in the form of non-inductive high-voltage resistors.
  • Appropriate resistors can be used to provide a resistor that has an ohmic resistance that can be used to generate a defined ignition current at the usual ignition voltage of the spark plugs, ie in particular in the range from 10 kV to 40 kV.
  • the resistor preferably has an ohmic resistance in the range from 3 kOhm to 15 kOhm, particularly preferably in the range from 3 to 10 kOhm and very particularly preferably 5 kOhm.
  • a resistor with only a very small tolerance of the ohmic resistance can be made available by appropriately designed resistors.
  • the resistor preferably has an ohmic resistance tolerance of less than +/-10%, particularly preferably not more than +/-5%.
  • the resistor seal and the resistor are connected to one another in an electrically conductive manner.
  • a resistor embodied as a cylindrical ceramic high-voltage resistor can make direct electrical contact with the resistor seal.
  • a connecting wire of the resistor can also be electrically connected to the resistor seal, for example partially embedded in it.
  • the resistor seal is arranged on the side of the resistance element facing the center electrode—and thus on the combustion chamber—while the resistor is arranged on the side of the resistance element facing the connection bolt—and thus facing away from the combustion chamber.
  • the resistor as explained above, can advantageously be shielded from the ground electrode or the combustion gases by the resistor seal.
  • the electrical line from the center electrode to the connection bolt thus includes the center electrode, the subsequent resistance seal, the subsequent resistor and the subsequent connection bolt.
  • the resistor seal and the resistor are preferably designed separately, ie as separate components.
  • the resistance is so preferred as a separate component, in particular as a component separate from the resistor melting.
  • the resistor is therefore preferably not a component of the resistor encapsulation. This has the particular advantage that the function of the resistance sealing, namely in particular to provide an erosion-resistant electrical conductor, is not impaired by the resistance and also the function of the resistance, namely in particular a defined ohmic resistance with only a small tolerance of the ohmic To realize resistance Sies, is not affected by the resistance melting.
  • the spark plug may include an insulator and housing as are known for spark plugs of the prior art.
  • the ground electrode is preferably arranged on the housing, in particular arranged on the housing in an electrically conductive manner.
  • the housing serves in particular to fasten the spark plug to an internal combustion engine, in particular to the cylinder head of an internal combustion engine.
  • the housing can have an external thread in a known manner, via which the spark plug can be screwed into a corresponding internal thread on the cylinder head.
  • An insulator of the spark plug can be fastened to the housing, in particular accommodated in the housing in a known manner and fixed in it.
  • the insulator has the task of electrically isolating the center electrode, the resistance element and the connection bolt from the housing.
  • the insulation can have a through opening or inner bore in a known manner, in which the central electrode, the resistance element and the connecting bolt are at least partially accommodated.
  • the resistance element be fully accommodated in the through-opening, while the center electrode and the connecting bolt are only partially accommodated in the through-opening and protrude in a known manner beyond the through-opening to the outside.
  • the center electrode protrudes at a distance from the ground electrode, as a result of which a spark gap for the formation of an ignition spark is formed in the gap between the ground electrode and the center electrode.
  • a terminal plug or spark plug connector can preferably be formed, via which the terminal bolt can be connected to an electrical voltage source in a known manner.
  • the encapsulation of the resistor preferably lies in the through-opening of the insulator in a sealing manner, that is to say in such a way that it completely seals or completely blocks the through-opening.
  • the resistance seal can be formed in situ in the insulator or in the passage opening of the insulator, as is known from the prior art.
  • the components for forming the resistance seal ie in particular for example glass powder and electrically conductive particles, are arranged in the through-opening, melted there and then allowed to cool or solidify.
  • a mixture comprising borosilicate glass powder, aluminum powder and antimony oxide powder can preferably be arranged in the through-opening of the insulator, melted there and then allowed to solidify, so that a resistance seal is then obtained, which seals in the through-bore of the insulator.
  • Such a sealed resistor seal in the through opening has the particular advantage that the resistor is protected in a particularly effective manner from corrosion by the resistor seal, in particular from the internal combustion engine, in particular to the extent that the resistor seal is on the center electrode - and thus on the combustion chamber - Is arranged facing side of the resistance element, while the resistor on the terminal bolt facing - and thus facing away from the combustion chamber - arranged i st side of the resistance element.
  • the resistor seal is homogeneous, ie in the form of a homogeneous body, and has no inhomogeneities, such as wires or other electrical lines.
  • this also has the advantage of high erosion resistance and uniform electrical properties of the resistance seal.
  • the subject matter of the invention is also an internal combustion engine which comprises at least one spark plug according to the invention.
  • the at least one spark plug as explained above, can preferably be arranged on the cylinder head of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned view of an embodiment of a spark plug according to the invention.
  • spark plug is identified by reference number 1 in FIG.
  • the spark plug 1 has, in a known manner, a metal housing 8 which, via an external thread 10, can be screwed into a corresponding internal thread (not shown in Figure 1) on the cylinder head of an internal combustion engine until it strikes a shoulder of the housing 8 which serves as a stop .
  • a sealing element 12 is arranged on this shoulder of the housing 8 for sealing purposes.
  • a ceramic insulator 9 made of aluminum oxide is accommodated in the housing 8 in a known manner and fixed there.
  • the housing 8 and the insulator 9 are essentially rotationally symmetrical to a longitudinal axis X.
  • a ground electrode 2 is arranged in an electrically conductive manner on the housing 8 in a known manner.
  • the free end of the ground electrode 2 is in the area of the longitudinal axis X.
  • a through opening 13 is guided through the insulator 9 concentrically to the longitudinal axis X.
  • a center electrode 3 arranged, which projects beyond the through-opening 13 with a free end in the direction of the ground electrode 2 and at a distance from the ground electrode 2 ends.
  • a spark gap for generating an ignition spark of the spark plug 1 is formed.
  • a connecting bolt 4 which protrudes beyond the through-opening 13 with a free end 11 .
  • the free end 1 1 of the terminal bolt 4 is designed as a spark plug connector for connection to an electrical voltage source.
  • the resistance element 5 is fully arranged within the through hole 13 all the time.
  • the resistance element 5 comprises a resistance seal 6 and a resistor 7.
  • the resistor 7 is directly electrically conductive on the resistance seal 6.
  • the resistance seal 6 is arranged on the side of the resistance element 5 facing the center electrode 3 and is directly electrically conductively connected to the center electrode 3 .
  • the resistor 7 is arranged on the side of the resistance element 5 facing the connection bolt 4 and makes direct electrically conductive contact with the connection bolt 4 .
  • the resistance seal 6 consists of an electrically conductive, solidified glass melt and lies sealingly in the through-opening 13 , thus sealing the through-opening 13 in the region of the resistor seal 6 completely.
  • the resistance seal 6 consists of an electrically conductive glass melt consisting of 55% by mass of borosilicate glass, 15% by mass of aluminum and 30% by mass of antimony oxide (Sb 2 O 4 ), each based on the total mass of the glass melt. Aluminum and antimony oxide form an electrically conductive percolate in the borosilicate glass.
  • the borosilicate glass has a chemical composition of 81% by mass SiCh, 13% by mass B2O3, 4% by mass Na2O + K2O and 2% by mass La2O3, each based on the total mass of the borosilicate glass.
  • the resistor seal 6 was created by arranging a mixture of borosilicate glass powder, aluminum powder and antimony oxide powder in the passage opening 13, melting it there and then cooling it until a solidified glass melt was obtained.
  • the resistance seal 6 has an ohmic resistance of less than 100 ohms.
  • the resistor 7 is a high-voltage resistor in the form of a cylindrical ceramic film resistor.
  • the resistor 7 has an ohmic resistance of 5 kOhm with a tolerance of no more than +/- 5%.
  • the resistance element 5 of the spark plug 1 Due to the resistor 7, the resistance element 5 of the spark plug 1 has a very precisely defined ohmic resistance with only a very small tolerance. At the same time, the resistor 7 is protected from the combustion gases of the combustion chamber by the resistor seal 6, which lies sealingly in the passage opening 13.

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Abstract

The invention relates to a spark plug and to an internal combustion engine which comprises at least one such spark plug.

Description

B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft eine Zündkerze sowie einen Verbrennungsmotor, der wenigstens eine solche Zündkerze umfasst. The invention relates to a spark plug and an internal combustion engine that includes at least one spark plug of this type.
Zündkerzen dienen zur Entzündung eines Luft-Kraftstoff-Gemi sches in einem Verbrennungsmotor beziehungsweise einer Brennkraftmaschine. Spark plugs are used to ignite an air-fuel mixture in an internal combustion engine or an internal combustion engine.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch einen durch die Zündkerze erzeugten Zündfunken gezündet. Zur Erzeugung des Zündfunkens umfassen Zündkerzen eine Masseelektrode und eine Mittelelektrode, zwischen denen der Zündfunken erzeugt wird. Die Masseelektrode liegt an der Masse des Verbrennungsmotors an. Die Mittelelektrode ist über einen Anschlussbolzen mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden. Ferner ist die Mittelelektrode über ein Widerstandselement elektri sch mit dem Anschlussbolzen verbunden. Das Widerstandselement weist einen ohmschen Widerstand auf und hat die Aufgabe, bei anliegender Zündspannung einen definierten Zündstrom zu ermöglichen. Bei anliegender Zündspannung und Fließen des Zündstroms wird ein Zündfunken zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode ausgebildet, der zur Zündung des Luft-Kraftstoff- Gemisches führt. The air-fuel mixture is ignited by an ignition spark generated by the spark plug. To generate the ignition spark, spark plugs comprise a ground electrode and a center electrode between which the ignition spark is generated. The ground electrode is connected to the ground of the combustion engine. The center electrode is connected to an electrical voltage source via a connecting bolt. Furthermore, the center electrode is electrically connected to the terminal bolt via a resistance element. The resistance element has an ohmic resistance and has the task of enabling a defined ignition current when the ignition voltage is applied. When the ignition voltage is applied and the ignition current flows, an ignition spark occurs between the ground electrode and the center electrode, which leads to the ignition of the air-fuel mixture.
Üblicherweise liegt die Zündspannung bei Zündkerzen im Bereich von 10 kV bis 40 kV. Um bei dieser Hochspannung einen definierten Zündstrom zu erzeugen, muss die Höhe des durch das Widerstandselement reali sierten ohmschen Widerstandes möglichst exakt definiert sein. Das Widerstandselement ist beim Einsatz in einem Verbrennungsmotor einem korrosiven Angriff ausgesetzt, insbesondere durch Verbrennungsgase, Gasdruck und Temperaturen. Als Widerstandselement werden daher regelmäßig Widerstandseinschmelzungen eingesetzt, die üblicherweise aus einer erhärteten Glasschmelze mit Zusatzstoffen bestehen, da solche Widerstandseinschmelzungen besonders korrosionsfest ausbildbar sind, so dass diese nur einer reduzierten Erosion unterliegen. Durch die Zusatzstoffe der Widerstandseinschmelzung, die insbesondere elektrisch leitfähige Partikel wie beispielsweise Metall-, Graphit- oder Rußpartikel umfassen können, kann die Höhe des ohmschen Widerstandes der Widerstandseinschmelzung eingestellt werden. Allerdings kann der notwendige ohmsche Widerstand, um den gewünschten Zündstrom bei anliegender Zündspannung zu ermöglichen, bei solchen Widerstandseinschmelzungen nur mit einer hohen Toleranz eingestellt werden. Die Toleranz bei Widerstandseinschmelzungen gemäß dem Stand der Technik liegt daher regelmäßig über 50% und kann bis zu 200% betragen. The ignition voltage for spark plugs is usually in the range from 10 kV to 40 kV. In order to generate a defined ignition current at this high voltage, the level of the ohmic resistance implemented by the resistance element must be defined as precisely as possible. When used in an internal combustion engine, the resistance element is exposed to corrosive attack, in particular from combustion gases, gas pressure and temperatures. Therefore, as a resistance element, resistance seals are regularly used, which usually consist of a hardened glass melt with additives, since such resistance seals can be made particularly corrosion-resistant, so that they are only subject to reduced erosion. The level of the ohmic resistance of the resistor encapsulation can be adjusted by the additives of the resistor encapsulation, which in particular can include electrically conductive particles such as metal, graphite or soot particles. However, the ohmic resistance required to enable the desired ignition current when the ignition voltage is present can only be set with a high tolerance in the case of such melted-down resistances. The tolerance for resistance meltdowns according to the prior art is therefore regularly over 50% and can be up to 200%.
Hierdurch ist ein Zündstrom nur mit einer entsprechend hohen Toleranz definierbar. As a result, an ignition current can only be defined with a correspondingly high tolerance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Zündkerze mit einemThe invention is based on the object, a spark plug with a
Widerstandselement mit einer geringen Toleranz des ohmschen Widerstandes zur Verfügung stellen zu können, insbesondere mit einer geringeren Toleranz als bei Widerstandselementen gemäß dem Stand der Technik. Resistance element with a low tolerance of the ohmic resistance to be able to provide, in particular with a lower tolerance than in the case of resistance elements according to the prior art.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Zündkerze zur Verfügung zu stellen. Another object of the invention is to provide an internal combustion engine with such a spark plug.
Zur Lösung der Erfindung wird zur Verfügung gestellt eine Zündkerze, welche umfasst: eine Masseelektrode, eine Mittelelektrode, einen Anschlussbolzen und ein Widerstandselement, wobei die Masseelektrode und die Mittelelektrode zur Erzeugung eines Zündfunkens zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode ausgebildet sind, die Mittelelektrode über das Widerstandselement elektrisch mit dem Anschlussbolzen verbunden ist und wobei das Widerstandselement eine Widerstandseinschmelzung und einen Widerstand umfasst. To solve the invention, a spark plug is provided, which comprises: a ground electrode, a center electrode, a terminal bolt and a resistance element, wherein the ground electrode and the center electrode are designed to generate an ignition spark between the ground electrode and the center electrode, the center electrode via the resistance element is electrically connected to the terminal stud and wherein the resistive element comprises a resistive fuse and a resistor.
Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, das Widerstandselement mehrteilig beziehungsweise aus mehreren Komponenten zusammengesetzt auszubilden, wobei das Widerstandselement zumindest eine Widerstandseinschmelzung und einen Widerstand umfasst. Dies ermöglicht es, die Funktionen des Widerstandselements voneinander zu entkoppeln und den einzelnen Komponenten des Widerstandselements spezifische Funktionen zuzuweisen. Indem das Widerstandselement eine Widerstandseinschmelzung und zusätzlich einen Widerstand umfasst, kann die Widerstandseinschmelzung besonders erosionsfest ausgebildet sein, während der Widerstand mit einemgenau definierbaren ohmschen Widerstand, insbesondere mit einer nur geringen Toleranz realisiert sein kann. Insbesondere kann die Widerstandseinschmelzung elektrisch leitfähig sein, also nur einen geringen ohmschen Widerstand aufweisen, während der ohmsche Widerstand des Widerstandselements durch den Widerstand reali siert sein kann. Dies ermöglicht es, das Widerstandselement zum einen hochkorrosionsfest und zum anderen mit einem definierten ohmschen Widerstand mit nur geringer Toleranz auszubilden. A basic idea of the invention consists in constructing the resistance element in several parts or composed of several components, with the resistance element comprising at least one resistance seal and one resistance. This makes it possible to decouple the functions of the resistance element from one another and to assign specific functions to the individual components of the resistance element. Since the resistance element includes a resistor seal and, in addition, a resistor, the resistor seal can be designed to be particularly resistant to erosion, while the resistor has a precisely definable ohmic resistance, in particular a resistance that is only low tolerance can be realized. In particular, the resistance seal can be electrically conductive, ie only have a low ohmic resistance, while the ohmic resistance of the resistance element can be realized by the resistor. This makes it possible to design the resistance element to be highly corrosion-resistant on the one hand and to have a defined ohmic resistance with only a small tolerance on the other.
Bevorzugt ist die Widerstandseinschmelzung elektrisch leitfähig. Insoweit wei st die Widerstandseinschmelzung bevorzugt nur einen geringen ohmschen Widerstand auf. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Widerstandseinschmelzung einen ohmschen Widerstand unter 100 Ohm auf. The resistance seal is preferably electrically conductive. In this respect, the resistance seal preferably has only a low ohmic resistance. According to a preferred embodiment, the resistance seal has an ohmic resistance of less than 100 ohms.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Widerstandseinschmelzung in Form einer Glasschmelze vor, besonders bevorzugt in Form einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze. Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Widerstandseinschmelzung in Form einer Glasschmelze mit darin eingebetteten elektri sch leitfähigen Partikeln vor. According to a preferred embodiment, the resistance seal is in the form of a glass melt, particularly preferably in the form of an electrically conductive glass melt. According to a preferred embodiment, the fused resistor is in the form of a glass melt with electrically conductive particles embedded therein.
Unter einer Widerstandseinschmelzung wird im Sinne der Erfindung eine erstarrte Schmelze verstanden, die einen elektrischen Widerstand aufweist. Dieser elektrische Widerstand ist, wie zuvor ausgeführt, bevorzugt gering. Within the meaning of the invention, a resistance meltdown is understood to mean a solidified melt which has an electrical resistance. As explained above, this electrical resistance is preferably low.
Entsprechend wird unter einer Glasschmelze im Sinne der Erfindung eine erstarrte Glasschmelze verstanden. Correspondingly, a glass melt within the meaning of the invention is understood to mean a solidified glass melt.
Widerstandseinschmelzungen in Form einer erstarrten Glasschmelze, insbesondere in Form einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Grundsätzlich kann zur Ausbildung der Widerstandseinschmelzung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die hierzu aus dem Stand der Technik bekannten Glasschmelzen zurückgegriffen werden. Um eine Glasschmelze elektrisch leitfähig auszubilden, können in die Glasschmelze elektrisch leitfähige Partikel eingebettet sein, beispiel sweise Metallpartikel, Graphitpartikel oder Rußpartikel . Al s Glas können die aus dem Stand der Technik bekannten Gläser verwendet werden. Resistance meltdowns in the form of a solidified glass melt, in particular in the form of an electrically conductive glass melt, are known from the prior art. Basically, to form the resistance fuse according to the present invention on this known from the prior art glass melts can be used. In order to make a glass melt electrically conductive, electrically conductive particles can be embedded in the glass melt, for example metal particles, graphite particles or soot particles. The glasses known from the prior art can be used as the glass.
Besonders bevorzugt umfasst eine Widerstandseinschmelzung in Form einer Glasschmelze ein Glas in Form von Borosilikatglas. Besonders bevorzugt umfasst eine als leitfähige Glasschmelze ausgebildete Widerstandseinschmelzung Borosilikatglas, in das leitfähige Partikel in Form von Aluminiumpulver und Antimonoxid (Sb2Ü4) eingebettet sind. Aluminiumpulver und Antimonoxid bilden in der Glasschmelze gemäß der Perkolationstheorie ein leitfähiges Cluster beziehungsweise Perkolat aus. Die Widerstandseinschmelzung kann besonders bevorzugt in Form eines in eine Glasschmelze eingebetteten elektrisch leitfähigen Perkolats vorliegen. Particularly preferably, a resistance seal in the form of a glass melt comprises a glass in the form of borosilicate glass. A resistance seal configured as a conductive glass melt particularly preferably comprises borosilicate glass in which conductive particles in the form of aluminum powder and antimony oxide (Sb2Ü4) are embedded. Aluminum powder and antimony oxide form a conductive cluster or percolate in the glass melt according to the percolation theory. The resistance encapsulation can particularly preferably be present in the form of an electrically conductive percolate embedded in a glass melt.
Bevorzugt umfasst eine als solch leitfähige Glasschmelze ausgebildete Widerstandseinschmelzung 50 bi s 60 Masse-% Borosilikatglas, 10 bis 20 Masse-% Aluminiumpulver, Rest Antimonoxid, j eweils bezogen auf die Gesamtmasse der Glasschmelze. A resistor seal designed as such a conductive glass melt preferably comprises 50 to 60% by mass of borosilicate glass, 10 to 20% by mass of aluminum powder and the remainder antimony oxide, each based on the total mass of the glass melt.
Mit einer entsprechend ausgebildeten Glasschmelze kann ohne weiteres ein ohmscher Widerstand unter 100 Ohm erzeugt werden. An ohmic resistance of less than 100 ohms can easily be produced with a correspondingly designed glass melt.
Besonders bevorzugt sind die Widerstandseinschmelzung, insbesondere eine Widerstandseinschmelzung in Form einer wie vorstehend ausgebildeten Glasschmelze, und der Widerstand derart angeordnet, dass der Widerstand durch die Widerstandseinschmelzung vor Korrosion, insbesondere durch den Verbrennungsmotor, geschützt ist. Insoweit „ schützt“ die Widerstandseinschmelzung den Widerstand vor den Brenngasen des Verbrennungsmotors. Dies ermöglicht es insbesondere in vorteilhafter Weise, dass der Widerstand nicht in besondere Weise ausgebildet sein muss, um gegenüber den Brenngasen erosionsfest zu sein. Vielmehr kann insoweit in vorteilhafter Wei se als Widerstand grundsätzlich ein beliebiger aus dem Stand der Technik bekannter Widerstand, der bei den Zündspannungen für eine Zündkerze einen definierten Zündstrom erzeugt und eine nur geringe Toleranz aufweist, eingesetzt werden. Particularly preferred are the resistor seal, in particular a resistor seal in the form of a glass melt configured as above, and the resistor arranged in such a way that the resistor is protected from corrosion by the resistance seal, in particular from the internal combustion engine. In this respect, the resistor melting "protects" the resistor from the combustion gases of the internal combustion engine. This makes it possible, in particular in an advantageous manner, that the resistance does not have to be designed in a special way in order to be resistant to erosion by the combustion gases. Rather, any resistor known from the prior art, which generates a defined ignition current for the ignition voltages for a spark plug and has only a small tolerance, can advantageously be used as the resistor.
Der Widerstand des Widerstandselements kann grundsätzlich in Form eines j eden aus dem Stand der Technik bekannten Widerstandes vorliegen, durch den bei der üblichen Zündspannung für eine Zündkerze, also insbesondere bei einer Zündspannung im Bereich von 10 kV bis 40 kV, ein definierter Zündstrom erzeugbar ist. The resistance of the resistance element can in principle be in the form of any resistor known from the prior art, through which a defined ignition current can be generated at the usual ignition voltage for a spark plug, i.e. in particular at an ignition voltage in the range from 10 kV to 40 kV.
Besonders bevorzugt liegt der Widerstand in Form eines Hochspannungswiderstandes vor, besonders bevorzugt in Form eines keramischen Hochspannungswiderstandes, noch bevorzugter in Form eines zylindrischen keramischen Hochspannungswiderstandes . Die vorstehenden Hochspannungswiderstände können bevorzugt als keramischer Schichtwiderstand, insbesondere in Form eines Metalloxid- Schichtwiderstandes, besonders bevorzugt in Form eines zylindrischen Metalloxid-Schichtwiderstandes vorliegen. Besonders bevorzugt können diese Widerstände als induktionsfreie Hochspannungswiderstände vorliegen. The resistor is particularly preferably in the form of a high-voltage resistor, particularly preferably in the form of a ceramic high-voltage resistor, even more preferably in the form of a cylindrical ceramic high-voltage resistor. The above high-voltage resistors can preferably be in the form of a ceramic layer resistor, in particular in the form of a metal oxide layer resistor, particularly preferably in the form of a cylindrical metal oxide layer resistor. These resistors can particularly preferably be in the form of non-inductive high-voltage resistors.
Durch entsprechende Widerstände kann ein Widerstand zur Verfügung gestellt werden, der einen ohmschen Widerstand aufwei st, durch den bei der üblichen Zündspannung der Zündkerzen, also insbesondere im Bereich von 10 kV bis 40 kV, ein definierter Zündstrom erzeugbar ist. Bevorzugt weist der Widerstand einen ohmschen Widerstand im Bereich von 3 kOhm bis 15 kOhm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 10 kOhm und ganz besonders bevorzugt von 5 kOhm auf. Durch entsprechend ausgebildete Widerstände kann ein Widerstand mit nur einer sehr geringen Toleranz des ohmschen Widerstandes zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt weist der Widerstand eine Toleranz des ohmschen Widerstandes unter +/- 10%, besonders bevorzugt von nicht mehr als +/- 5% auf. Appropriate resistors can be used to provide a resistor that has an ohmic resistance that can be used to generate a defined ignition current at the usual ignition voltage of the spark plugs, ie in particular in the range from 10 kV to 40 kV. The resistor preferably has an ohmic resistance in the range from 3 kOhm to 15 kOhm, particularly preferably in the range from 3 to 10 kOhm and very particularly preferably 5 kOhm. A resistor with only a very small tolerance of the ohmic resistance can be made available by appropriately designed resistors. The resistor preferably has an ohmic resistance tolerance of less than +/-10%, particularly preferably not more than +/-5%.
Die Widerstandseinschmelzung und der Widerstand sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Beispielsweise kann ein als zylindri scher kerami scher Hochspannungswiderstand ausgebildeter Widerstand die Widerstandseinschmelzung unmittelbar elektrisch kontaktieren. Beispielsweise kann auch ein Anschlussdraht des Widerstandes elektrisch mit der Widerstandseinschmelzung verbunden sein, beispielsweise teilweise in diese eingebettet sein. The resistor seal and the resistor are connected to one another in an electrically conductive manner. For example, a resistor embodied as a cylindrical ceramic high-voltage resistor can make direct electrical contact with the resistor seal. For example, a connecting wire of the resistor can also be electrically connected to the resistor seal, for example partially embedded in it.
Bevorzugt ist die Widerstandseinschmelzung auf der der Mittelelektrode - und damit auf der dem Brennraum - zugewandten Seite des Widerstandselements angeordnet, während der Widerstand auf der dem Anschlussbolzen zugewandten - und damit der dem Brennraum abgewandten - Seite des Widerstandselements angeordnet ist. Hierdurch kann der Widerstand, wie oben ausgeführt, in vorteilhafter Weise durch die Widerstandseinschmelzung gegenüber der Massenelektrode beziehungsweise den Brenngasen abgeschirmt sein. Die elektrische Leitung von der Mittelelektrode zum Anschlussbolzen umfasst damit die Mittelelektrode, die sich daran anschließende Widerstandseinschmelzung, den sich daran anschließenden Widerstand und den sich daran anschließenden Anschlussbolzen. Preferably, the resistor seal is arranged on the side of the resistance element facing the center electrode—and thus on the combustion chamber—while the resistor is arranged on the side of the resistance element facing the connection bolt—and thus facing away from the combustion chamber. As a result, the resistor, as explained above, can advantageously be shielded from the ground electrode or the combustion gases by the resistor seal. The electrical line from the center electrode to the connection bolt thus includes the center electrode, the subsequent resistance seal, the subsequent resistor and the subsequent connection bolt.
Die Widerstandseinschmelzung und der Widerstand sind bevorzugt separat, also als separate Bauteile ausgebildet. Der Widerstand liegt al so bevorzugt als separates Bauteil vor, insbesondere als von der Widerstandseinschmelzung separates Bauteil . Bei dem Widerstand handelt es sich also bevorzugt nicht um einen Bestandteil der Widerstandseinschmelzung. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Funktion der Widerstandseinschmelzung, nämlich insbesondere einen erosionsfesten elektri schen Leiter zur Verfügung zu stellen, nicht durch den Widerstand beeinträchtigt wird und ferner die Funktion des Widerstandes, nämlich insbesondere einen definierten ohmschen Widerstand mit einer nur geringen Toleranz des ohmschen Widerstandes zu reali sieren, nicht durch die Widerstandseinschmelzung beeinträchtigt wird. The resistor seal and the resistor are preferably designed separately, ie as separate components. The resistance is so preferred as a separate component, in particular as a component separate from the resistor melting. The resistor is therefore preferably not a component of the resistor encapsulation. This has the particular advantage that the function of the resistance sealing, namely in particular to provide an erosion-resistant electrical conductor, is not impaired by the resistance and also the function of the resistance, namely in particular a defined ohmic resistance with only a small tolerance of the ohmic To realize resistance Sies, is not affected by the resistance melting.
Die Zündkerze kann einen Isolator und ein Gehäuse umfassen, wie sie für Zündkerzen aus dem Stand der Technik bekannt sind. The spark plug may include an insulator and housing as are known for spark plugs of the prior art.
Soweit die Zündkerze ein Gehäuse umfasst, ist die Massenelektrode bevorzugt am Gehäuse angeordnet, insbesondere elektrisch leitend am Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse dient insbesondere zur Befestigung der Zündkerze an einem Verbrennungsmotor, insbesondere am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors. Zur Befestigung des Gehäuses am Zylinderkopf kann das Gehäuse in bekannter Weise ein Außengewinde aufweisen, über das die Zündkerze in ein korrespondierendes Innengewinde am Zylinderkopf einschraubbar ist. If the spark plug includes a housing, the ground electrode is preferably arranged on the housing, in particular arranged on the housing in an electrically conductive manner. The housing serves in particular to fasten the spark plug to an internal combustion engine, in particular to the cylinder head of an internal combustion engine. To attach the housing to the cylinder head, the housing can have an external thread in a known manner, via which the spark plug can be screwed into a corresponding internal thread on the cylinder head.
Ein Isolator der Zündkerze kann am Gehäuse befestigt sein, insbesondere in bekannter Weise in das Gehäuse aufgenommen und in diesem festgelegt sein. Der Isolator hat insbesondere die Aufgabe, die Mittelelektrode, das Widerstandselement und den Anschlussbolzen gegenüber dem Gehäuse elektrisch zu isolieren. Hierzu kann die Isolierung in bekannter Weise eine Durchgangsöffnung beziehungsweise Innenbohrung aufweisen, in die die Mittelelektrode, das Widerstandselement und der Anschlussbolzen zumindest teilweise aufgenommen sind. Insbesondere kann das Widerstandselement vollständig in die Durchgangsöffnung aufgenommen sein, während die Mittelelektrode und der Anschlussbolzen nur teilwei se in die Durchgangsöffnung aufgenommen sind und in bekannter Weise über die Durchgangsöffnung nach außen hervor ragen. An dem die Durchgangsöffnung des Isolators überragenden Ende der Mittelelektrode ragt diese mit Abstand gegen die Massenelektrode hervor, wodurch im Spalt zwischen der Massenelektrode und der Mittelelektrode eine Funkenstrecke zur Ausbildung eines Zündfunkens ausgebildet ist. An insulator of the spark plug can be fastened to the housing, in particular accommodated in the housing in a known manner and fixed in it. In particular, the insulator has the task of electrically isolating the center electrode, the resistance element and the connection bolt from the housing. For this purpose, the insulation can have a through opening or inner bore in a known manner, in which the central electrode, the resistance element and the connecting bolt are at least partially accommodated. In particular, the resistance element be fully accommodated in the through-opening, while the center electrode and the connecting bolt are only partially accommodated in the through-opening and protrude in a known manner beyond the through-opening to the outside. At the end of the center electrode that protrudes beyond the through opening of the insulator, the center electrode protrudes at a distance from the ground electrode, as a result of which a spark gap for the formation of an ignition spark is formed in the gap between the ground electrode and the center electrode.
An dem über den Isolator hervor ragenden Ende des Anschlussbolzens kann bevorzugt ein Anschlussstecker beziehungsweise ein Kerzenstecker ausgebildet sein, über die der Anschlussbolzen in bekannter Weise mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbar ist. At the end of the terminal bolt protruding beyond the insulator, a terminal plug or spark plug connector can preferably be formed, via which the terminal bolt can be connected to an electrical voltage source in a known manner.
Die Widerstandseinschmelzung liegt bevorzugt dichtend in der Durchgangsöffnung des Isolators ein, also derart, dass sie die Durchgangsöffnung vollständig abdichtet beziehungsweise vollständig versperrt. Hierzu kann die Widerstandseinschmelzung, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in situ im Isolator beziehungsweise in der Durchgangsöffnung des Isolators ausgebildet sein. Hierfür werden in bekannter Weise die Komponenten zur Ausbildung der Widerstandseinschmelzung, also insbesondere beispielswei se Glaspulver und elektrisch leitfähige Partikel, in der Durchgangsöffnung angeordnet, dort aufgeschmolzen und anschließend abkühlen beziehungsweise erstarren gelassen. Gemäß der oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform kann insoweit bevorzugt eine Mischung, welche Borosilikatglaspulver, Aluminiumpulver und Antimonoxidpulver umfasst, in der Durchgangsöffnung des Isolators angeordnet, dort aufgeschmolzen und anschließend erstarren gelassen werden, so dass man anschließend eine Widerstandseinschmelzung erhält, die dichtend in der Durchgangsbohrung des Isolators einliegt. Eine solche dichtend in der Durchgangsöffnung einliegende Widerstandseinschmelzung hat insbesondere den Vorteil, dass der Widerstand hierdurch in besonderer Weise wirksam durch die Widerstandseinschmelzung vor Korrosion, insbesondere durch den Verbrennungsmotor, geschützt ist, insbesondere soweit die Widerstandseinschmelzung auf der der Mittelelektrode - und damit auf der dem Brennraum - zugewandten Seite des Widerstandselementes angeordnet ist, während der Widerstand auf der dem Anschlussbolzen zugewandten - und damit der dem Brennraum abgewandten - Seite des Widerstandselementes angeordnet i st. The encapsulation of the resistor preferably lies in the through-opening of the insulator in a sealing manner, that is to say in such a way that it completely seals or completely blocks the through-opening. For this purpose, the resistance seal can be formed in situ in the insulator or in the passage opening of the insulator, as is known from the prior art. For this purpose, in a known manner, the components for forming the resistance seal, ie in particular for example glass powder and electrically conductive particles, are arranged in the through-opening, melted there and then allowed to cool or solidify. According to the preferred embodiment described above, a mixture comprising borosilicate glass powder, aluminum powder and antimony oxide powder can preferably be arranged in the through-opening of the insulator, melted there and then allowed to solidify, so that a resistance seal is then obtained, which seals in the through-bore of the insulator. Such a sealed resistor seal in the through opening has the particular advantage that the resistor is protected in a particularly effective manner from corrosion by the resistor seal, in particular from the internal combustion engine, in particular to the extent that the resistor seal is on the center electrode - and thus on the combustion chamber - Is arranged facing side of the resistance element, while the resistor on the terminal bolt facing - and thus facing away from the combustion chamber - arranged i st side of the resistance element.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die Widerstandseinschmelzung homogen vor, also in Form eines homogenen Körpers, und weist keine Inhomogenitäten auf, wie beispielsweise Drähte oder sonstige elektrische Leitungen. Dies hat insbesondere auch den Vorteil einer hohen Erosionsfestigkeit und gleichmäßiger elektrischer Eigenschaften der Widerstandseinschmelzung. According to a particularly preferred embodiment, the resistor seal is homogeneous, ie in the form of a homogeneous body, and has no inhomogeneities, such as wires or other electrical lines. In particular, this also has the advantage of high erosion resistance and uniform electrical properties of the resistance seal.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verbrennungsmotor, der wenigstens eine erfindungsgemäße Zündkerze umfasst. Dabei kann die wenigstens eine Zündkerze, wie zuvor ausgeführt, bevorzugt am Zylinderkopf des Verbrennungsmotors angeordnet sein. The subject matter of the invention is also an internal combustion engine which comprises at least one spark plug according to the invention. In this case, the at least one spark plug, as explained above, can preferably be arranged on the cylinder head of the internal combustion engine.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur sowie der zugehörigen Figurenbeschreibung. Further features of the invention emerge from the claims, the figure and the associated figure description.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können, einzeln oder in Kombination, beliebig miteinander kombiniert sein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. All of the features of the invention can be combined with one another as desired, individually or in combination. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the following description of the figures.
Dabei zeigt while showing
Figur 1 eine teilgeschnittene Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zündkerze. FIG. 1 shows a partially sectioned view of an embodiment of a spark plug according to the invention.
In ihrer Gesamtheit i st die Zündkerze in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. In its entirety, the spark plug is identified by reference number 1 in FIG.
Die Zündkerze 1 weist in bekannter Weise ein Metallgehäuse 8 auf, das über ein Außengewinde 10 so weit in ein (in Figur 1 nicht dargestelltes) korrespondierendes Innengewinde am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors einschraubbar ist, bi s es gegen eine als Anschlag dienende Schulter des Gehäuses 8 anschlägt. Zur Abdichtung ist an dieser Schulter des Gehäuses 8 ein Dichtelement 12 angeordnet. The spark plug 1 has, in a known manner, a metal housing 8 which, via an external thread 10, can be screwed into a corresponding internal thread (not shown in Figure 1) on the cylinder head of an internal combustion engine until it strikes a shoulder of the housing 8 which serves as a stop . A sealing element 12 is arranged on this shoulder of the housing 8 for sealing purposes.
In das Gehäuse 8 ist in bekannter Weise ein keramischer Isolator 9 aus Aluminiumoxid aufgenommen und dort festgelegt. A ceramic insulator 9 made of aluminum oxide is accommodated in the housing 8 in a known manner and fixed there.
Das Gehäuse 8 sowie der Isolator 9 sind im Wesentlichen rotationssymmetri sch zu einer Längsachse X ausgebildet. The housing 8 and the insulator 9 are essentially rotationally symmetrical to a longitudinal axis X.
Am Gehäuse 8 ist in bekannter Weise eine Masseelektrode 2 elektrisch leitend angeordnet. Das freie Ende der Masseelektrode 2 liegt im Bereich der Längsachse X. A ground electrode 2 is arranged in an electrically conductive manner on the housing 8 in a known manner. The free end of the ground electrode 2 is in the area of the longitudinal axis X.
Konzentrisch zur Längsachse X ist eine Durchgangsöffnung 13 durch den Isolator 9 geführt. In der Durchgangsöffnung 13 i st eine Mittelelektrode 3 angeordnet, die die Durchgangsöffnung 13 mit einem freien Ende in Richtung auf die Masseelektrode 2 überragt und mit Abstand zur Masseelektrode 2 endet. In dem hierdurch zwi schen der Mittelelektrode 3 und der Masseelektrode 2 ausgebildeten Spalt ist eine Funkenstrecke zur Erzeugung eines Zündfunkens der Zündkerze 1 ausgebildet. A through opening 13 is guided through the insulator 9 concentrically to the longitudinal axis X. In the through hole 13 i st a center electrode 3 arranged, which projects beyond the through-opening 13 with a free end in the direction of the ground electrode 2 and at a distance from the ground electrode 2 ends. In the gap formed between the center electrode 3 and the ground electrode 2 as a result, a spark gap for generating an ignition spark of the spark plug 1 is formed.
In der Durchgangsöffnung 13 ist ferner ein Anschlussbolzen 4 ausgebildet, der die Durchgangsöffnung 13 mit einem freien Ende 1 1 überragt. Das freie Ende 1 1 des Anschlussbolzens 4 ist als Kerzenstecker zur Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle ausgebildet. In der Durchgangsöffnung 13 ist ferner ein Widerstandselement 5 ausgebildet, über das die Mittelelektrode 3 elektri sch mit dem Anschlussbolzen 4 verbunden ist. Das Widerstandselement 5 ist voll ständig innerhalb der Durchgangsöffnung 13 angeordnet. Das Widerstandselement 5 umfasst eine Widerstandseinschmelzung 6 sowie einen Widerstand 7. Der Widerstand 7 liegt unmittelbar elektrisch leitend an der Widerstandseinschmelzung 6 an. Die Widerstandseinschmelzung 6 ist auf der der Mittelelektrode 3 zugewandten Seite des Widerstandselements 5 angeordnet und unmittelbar elektrisch leitend mit der Mittelelektrode 3 verbunden. Der Widerstand 7 ist auf der dem Anschlussbolzen 4 zugewandten Seite des Widerstandselements 5 angeordnet und kontaktiert den Anschlussbolzen 4 unmittelbar elektrisch leitend. Also formed in the through-opening 13 is a connecting bolt 4 which protrudes beyond the through-opening 13 with a free end 11 . The free end 1 1 of the terminal bolt 4 is designed as a spark plug connector for connection to an electrical voltage source. In the through-opening 13 there is also a resistance element 5, via which the central electrode 3 is electrically connected to the terminal bolt 4. The resistance element 5 is fully arranged within the through hole 13 all the time. The resistance element 5 comprises a resistance seal 6 and a resistor 7. The resistor 7 is directly electrically conductive on the resistance seal 6. The resistance seal 6 is arranged on the side of the resistance element 5 facing the center electrode 3 and is directly electrically conductively connected to the center electrode 3 . The resistor 7 is arranged on the side of the resistance element 5 facing the connection bolt 4 and makes direct electrically conductive contact with the connection bolt 4 .
Die Widerstandseinschmelzung 6 besteht aus einer elektri sch leitfähigen, erstarrten Glasschmelze und liegt dichtend in der Durchgangsöffnung 13 ein, dichtet also die Durchgangsöffnung 13 im Bereich der Widerstandseinschmelzung 6 vollständig ab . Die Widerstandseinschmelzung 6 besteht aus einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze, die aus 55 Masse-% Borosilikatglas, 15 Masse-% Aluminium und 30 Masse-% Antimonoxid (Sb2O4) besteht, j eweils bezogen auf die Gesamtmasse der Glasschmelze. Aluminium und Antimonoxid bilden dabei ein elektrisch leitfähiges Perkolat im Borosilikatglas aus. Das Borosilikatglas weist eine chemische Zusammensetzung aus 81 Masse-% SiCh, 13 Masse-% B2O3, 4 Masse-& Na2Ü + K2O und 2 Masse-% La2Ü3 auf, j eweils bezogen auf die Gesamtmasse des Borosilikatglases. Die Widerstandseinschmelzung 6 wurde erstellt, indem eine Mischung aus Borosilikatglaspulver, Aluminiumpulver und Antimonoxidpulver in der Durchgangsöffnung 13 angeordnet, dort erschmolzen und anschließend abgekühlt wurde, bis eine erstarrte Glasschmelze erhalten wurde. The resistance seal 6 consists of an electrically conductive, solidified glass melt and lies sealingly in the through-opening 13 , thus sealing the through-opening 13 in the region of the resistor seal 6 completely. The resistance seal 6 consists of an electrically conductive glass melt consisting of 55% by mass of borosilicate glass, 15% by mass of aluminum and 30% by mass of antimony oxide (Sb 2 O 4 ), each based on the total mass of the glass melt. Aluminum and antimony oxide form an electrically conductive percolate in the borosilicate glass. The borosilicate glass has a chemical composition of 81% by mass SiCh, 13% by mass B2O3, 4% by mass Na2O + K2O and 2% by mass La2O3, each based on the total mass of the borosilicate glass. The resistor seal 6 was created by arranging a mixture of borosilicate glass powder, aluminum powder and antimony oxide powder in the passage opening 13, melting it there and then cooling it until a solidified glass melt was obtained.
Die Widerstandseinschmelzung 6 weist einen ohmschen Widerstand von unter 100 Ohm auf. The resistance seal 6 has an ohmic resistance of less than 100 ohms.
Der Widerstand 7 ist ein Hochspannungswiderstand in Form eines zylindrischen keramischen Schichtwiderstandes. Der Widerstand 7 weist einen ohmschen Widerstand von 5 kOhm mit einer Toleranz von nicht mehr als +/- 5% auf. The resistor 7 is a high-voltage resistor in the form of a cylindrical ceramic film resistor. The resistor 7 has an ohmic resistance of 5 kOhm with a tolerance of no more than +/- 5%.
Durch den Widerstand 7 weist das Widerstandselement 5 der Zündkerze 1 einen sehr exakt definierten ohmschen Widerstand mit einer nur sehr geringen Toleranz auf. Gleichzeitig ist der Widerstand 7 durch die Widerstandseinschmelzung 6, die dichtend in der Durchgangsöffnung 13 einliegt, vor den Brenngasen des Verbrennungsraums geschützt. Due to the resistor 7, the resistance element 5 of the spark plug 1 has a very precisely defined ohmic resistance with only a very small tolerance. At the same time, the resistor 7 is protected from the combustion gases of the combustion chamber by the resistor seal 6, which lies sealingly in the passage opening 13.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Zündkerze, umfassend P atentclaims A spark plug comprising
1. 1 eine Masseelektrode (2); 1. 1 a ground electrode (2);
1.2 eine Mittelelektrode (3); 1.2 a center electrode (3);
1.3 einen Anschlussbolzen (4); und 1.3 a connection bolt (4); and
1.4 ein Widerstandselement (5); wobei 1.4 a resistance element (5); whereby
1.5 die Masseelektrode (2) und die Mittelelektrode (3 ) zur Erzeugung eines Zündfunkens zwischen der Masseelektrode (2) und der Mittelelektrode (3) ausgebildet sind; 1.5 the ground electrode (2) and the center electrode (3) are designed to generate an ignition spark between the ground electrode (2) and the center electrode (3);
1.6 die Mittelelektrode (3) über das Widerstandselement (5) elektrisch mit dem Anschlussbolzen (4) verbunden ist; und wobei1.6 the center electrode (3) is electrically connected to the terminal bolt (4) via the resistance element (5); and where
1.7 das Widerstandselement (5) eine Widerstandseinschmelzung (6) und einen Widerstand (7) umfasst. Zündkerze nach Anspruch 1 , wobei die Widerstandseinschmelzung (6) elektrisch leitfähig ist. 1.7 the resistance element (5) comprises a resistance seal (6) and a resistor (7). Spark plug according to Claim 1, in which the resistance seal (6) is electrically conductive.
Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandseinschmelzung (6) einen ohmschen Widerstand unter 100 Ohm aufweist. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Widerstandseinschmelzung (6) in Form einer Glasschmelze. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Widerstandseinschmelzung (6) in Form einer Glasschmelze mit darin eingebetteten elektrisch leitfähigen Partikeln. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Widerstandseinschmelzung (6) in Form eines in eine Glasschmelze eingebetteten elektrisch leitfähigen Perkolats. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Widerstand durch die Widerstandseinschmelzung vor Korrosion geschützt ist. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Isolator (9), in den das Widerstandselement (5) aufgenommen ist. Zündkerze nach Anspruch 8, wobei die Widerstandseinschmelzung (6) dichtend in eine Durchgangsöffnung (13) des Isolators (9) aufgenommen ist. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Widerstand (7) in Form eines Hochspannungswiderstandes. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Widerstand (7) in Form eines keramischen Hochspannungs wider Standes. - 16- Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Widerstand (7) einen ohmschen Widerstand im Bereich von 3 bis 15 kOhm aufweist. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Widerstand (7) eine Toleranz des ohmschen Widerstandes unter +/- 10 % aufweist. Zündkerze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandseinschmelzung (6) und der Widerstand (7) separat ausgebildet sind. Verbrennungsmotor, der wenigstens eine Zündkerze (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. Spark plug according to at least one of the preceding claims, in which the resistance seal (6) has an ohmic resistance of less than 100 ohms. Spark plug according to at least one of the preceding claims with a resistance seal (6) in the form of a glass melt. Spark plug according to at least one of the preceding claims with a resistance seal (6) in the form of a glass melt with electrically conductive particles embedded therein. Spark plug according to at least one of the preceding claims with a resistance seal (6) in the form of an electrically conductive percolate embedded in a glass melt. Spark plug according to at least one of the preceding claims, in which the resistor is protected from corrosion by the resistor seal. Spark plug according to at least one of the preceding claims, further comprising an insulator (9) in which the resistance element (5) is accommodated. Spark plug according to Claim 8, in which the resistance seal (6) is accommodated in a through-opening (13) of the insulator (9) in a sealing manner. Spark plug according to at least one of the preceding claims, having a resistor (7) in the form of a high-voltage resistor. Spark plug according to at least one of the preceding claims, having a resistor (7) in the form of a ceramic high-voltage resistor. - 16- Spark plug according to at least one of the preceding claims, wherein the resistor (7) has an ohmic resistance in the range from 3 to 15 kOhm. Spark plug according to at least one of the preceding claims, in which the resistor (7) has an ohmic resistance tolerance of less than +/- 10%. Spark plug according to at least one of the preceding claims, in which the resistor seal (6) and the resistor (7) are formed separately. Internal combustion engine comprising at least one spark plug (1) according to at least one of the preceding claims.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000048279A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-17 Alliedsignal, Inc. Contact glass composition for use in spark plugs
EP1035550A2 (en) * 1999-03-10 2000-09-13 Robert Bosch Gmbh Ceramic resistor
EP2482394A1 (en) * 2009-09-25 2012-08-01 NGK Sparkplug Co., Ltd. Spark plug for an internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000048279A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-17 Alliedsignal, Inc. Contact glass composition for use in spark plugs
EP1035550A2 (en) * 1999-03-10 2000-09-13 Robert Bosch Gmbh Ceramic resistor
EP2482394A1 (en) * 2009-09-25 2012-08-01 NGK Sparkplug Co., Ltd. Spark plug for an internal combustion engine

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