DE2630801A1

DE2630801A1 - Festhaltende dichtung an einer zuendkerze und werkzeug zum einsetzen

Info

Publication number: DE2630801A1
Application number: DE19762630801
Authority: DE
Inventors: Harold P Hopp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1489100A; BE837742A; JPS5211357A; US4003120A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2 ß 1 Ω ft Ω 1

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Teiex 04-186237

Harold P. Hopp Lodi, N.J., USA

Festhaltende Dichtung an einer Zündkerze und Werkzeug zum

Einsetzen

In allgemeiner Hinsicht betrifft die Erfindung Dichtungen für Zündkerzen; insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte festhaltende Dichtung, die beim Einsetzen und Herausnehmen der Zündkerze im Eingriff mit dem Gewindeschaft eines Kerzenkörpers verbleibt. Die Technik zur Ausbildung solcher Zündkerzen-Dichtungen befindet sich bereits auf einem hohen Standard;davon ausgehend betrifft die Erfindung spezielle konstruktive Einzelheiten,welche erhöhte Zuverlässigkeit

München: iCrsmer. Dr. 'Λ/eser · Hirscii — Wiesbaden: Biumbadi · Dr. Bergen · Zivirner

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beim Festhalten der Dichtung gewährleisten.

In der Fachwelt ist es bekannt, Dichtungen mit ausgesteckten Abschnitten vorzusehen, welche beim Einsetzen der Zündkerze in die Zylinderkopföffnung deformiert werden, so daß die Dichtung festgehalten wird, bevor sie herausfällt. V/eiter-Mn ist ein Einsetzwerkzeug bekannt, mit dem ein Teil der Dichtung, welche einen Feststellflansch bildet, unter einen unterschnittenen Bereich gebogen wird, wodurch das Festhalten der Dichtung gewährleistet wird, bevor die Zündkerze eingesetzt wird.

Damit diese Dichtungen unter dem beim Einsetzen der Zündkerze auftretenden Druck leicht deformiert werden, v/o zu auch ein entsprechender Metallfluß gehört, werden solche Dichtungen üblicherweise aus relativ dünnem Stahl hergestellt. Der Feststellflansch, welcher einen Teil der Dichtung bildet, weist üblicherweise die gleiche Dicke auf, wie das !•Istallstück, aus dem die Dichtung hergestellt wurde. ^T.'/enn sine Dichtung über eine relativ lange Zeitspanne eingesetzt gewesen ist, dann können Rost, zäher Schmutz, Ruß und andere Substanzen, von denen einige Verbrennungsprodukte darstellen, die Dichtung in einer Stellung, welche an die Aussparung für die Zündkersenöffnung angrenzt, festhalten. V/ird in solchen jällen der Versuch unternommen₉ die Zündkerze herauszunehmen_s zz v/erden die Feststeliabschnitte an der Dichtung, anstatt äaSä

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sie mit dem Kerzenkörper in Verbindung bleiben, gelegentlich auf den Gewindeschaft des Kerzenkörpers aufgeschraubt und werden mit der Drehung des Schaftes abgeschraubt, so daß die Dichtung an ihrem Platz verbleibt. Da häufig eine Untersuchung des Schaftes der herausgenommenen Zündkerze unterbleibt, wird diese Situation oft nicht wahrgenommen und wenn die Austausch-Zündkerze eingesetzt wird, ist es nicht möglich, diese in geeigneter Weise abzudichten, da noch eine zusätzliche, nicht entfernte Dichtung vorhanden ist; als Folge davon befinden sich die Elektroden der Zündkerze nicht in der vorgesehenen Stellung innerhalb des Zylinders, wodurch der Zündvorgang nachteilig beeinflußt wird.

Kurz gesagt betrifft die Erfindung die Bereitstellung einer festhaltenden Dichtung der beschriebenen Art mit mehreren miteinander verbundenen, zuaammendruckbaren Planschen, die eine Dichtwirkung zwischen dem Kerzenkörper und dem Zylinderkopf gewährleisten, und mit einem nach innen ragenden, gewöhnlich gewölbt angeordneten Flansch, der in eine solche Stellung gebracht worden ist, daß er in den unterschnittenen Abschnitt des Gewindeschaftes am Kerzenkörper eingreift. Die freie Kante des zuletzt genannten Flansches ist um sich selbst gefaltet, um eine wirksame Breite zu gewährleisten, die angenähert der mittleren Dicke des Einschnittes am Gewindeabschnitt des Schaftes entspricht, wodurch dem Bestreben entgegengewirkt wird, daß die Dichtung auf und über das Gewinde hinweggelangt, wenn die Zündkerze aus dem Zylinderkopf

herausgenommen wird, so daß die Dichtung mit der Zündkerze verbunden verbleibt. Nach einer Ausführungsform ist die freie Kante um 180° herum gefaltet. Nach einer anderen Ausführungsform ist die freie Kante angenähert um 90°

des relativ zu der Ebene des restlichen AbschnittesVnach innen gerichteten Flansches gefaltet, um ein entsprechendes Ergebnis zu erzielen.

Neben den Ansprüchen und der Beschreibung gehören auch Blatt Abbildungen mit den Fig. 1 bis 11 zur Erläuterung der Erfindung; im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines zentralen Schnittes in Längsrichtung durch 'eine erste Ausführungsform der Erfindung von der Ebene 1-1 nach Fig. 2 betrachtet;

Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf diese Ausführungsform;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung, teilweise im Aufriß von einer ersten Ausführungsform, die sich in eingebautem Zustand an einer üblichen Zündkerze befindet;

Fig. 4 eine Darstellung eines zentralen Schnittes in Längsrichtung durch ein Einsatzwerkzeug, das zum

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Einsetzen der Dichtung nach, den Pig. 1 bis 3 auf eine Zündkerze geeignet ist;

Pig. 5 eine ähnliche ausschnittsweise Schnittdarstellung, die dem unteren Teil von Fig. 4 entspricht und eine erste Stufe beim Einsetzen der Dichtung erläutert;

Pig. 6 eine ähnliche ausschnittsv/eise Schnittdarstellung, die eine zweite und abschließende Stufe beim Einsetzen der Dichtung erläutert;

Pig. 7 eine Darstellung eines zentralen Schnittes in Längsrichtung durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 8 eine ähnliche ausschnittsv/eise Schnittdarstellung, teilweise im Aufriß, welche eine erste Stufe beim Einsetzen dieser zweiten Ausführungsform auf eine Zündkerze erläutert;

Pig. 9 eine ähnliche Schnittdarstellung, teilweise im Aufriß, welche das vollständige Einsetzen dieser zweiten Ausführungsform erläutert;

Pigo 10 eine vergrößerte ausschnittsv/eise Schnittdarstellungj, welche im unteren», linken Abschnitt

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der Fig. 6 entspricht, jedoch eine modifizierte Form des Einsetzwerkzeugs zeigt; und

Fig. 11 eine ausschnittsweise quer versetzte Schnittdarstellung von der Ebene 11-11 nach Fig. 10 aus betrachtet.

Mit den Fig. 1 bis 3 ist die einer ersten Ausführungsform der Erfindung entsprechende Vorrichtung 10 dargestellte Die Dichtung wird in einem mehrstufigen Stanz- und Preßverfahren aus einem dünnen Metallblech hergestellt; zu dieser Dichtung gehört ein erster abdichtender Flansch 11, der mit einem abgebogenen Abschnitt 12 eines zweiten abdichtenden Flansches 13 verbunden ist, der wiederum mit einem abgebogenen Abschnitt 14 eines dritten abdichtenden Flansches 15 verbunden ist. Mit den Fig. 3 bis 6 wird die "Vorrichtung erläutert, nachdem sie teilweise zusammengepreßt worden ist, was erfolgt, wenn die Dichtung mit der Zündkerze zusammengebracht und von dieser festgehalten wird.

Von dem dritten Flansch 15 erstreckt sich nach innen ein abgewinkelt angeordneter Feststellflansch 16, dessen freie Kante 17 um sich selbst gefaltet ist, damit ein verdickter Kantenabschnitt 18 gebildet wird; die Faltung kann entweder in einer Richtung nach unten erfolgen, wie das mit Figo 1 dargestellt ist, oder in die entgegengesetzte. Richtung

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(nicht dargestellt). Der Kantena"bschnitt 18 kann gekerbt worden sein, um die nachfolgende Pormveränderung zu erleichtern.

Die Pig.3 zeigt die Vorrichtung 10 in eingebautem Zustand auf dem Kerzenkörper 25 einer üblichen Zündkerze, wozu die Vorrichtung in Längsrichtung aufgesteckt wird, wie das in dem US-Patent 3 156 477 beschrieben ist. In diesem Zustand ist der Plansch nach innen abgebogen und der Durchmesser des Kantenabschnittes 18 entspricht angenähert dem Durchmesser des unterschnittenen Teiles des Gewindeschaftes 28, wodurch die Vorrichtung von dem Schaft festgehalten wird. Beim nachfolgenden Einsetzen der Zündkerze werden die Plansche 11, 13 und 15 gegeneinander gepreßt und abgeflacht; wegen des vergrößerten Durchmessers des Kantenabschnittes warden jedoch die verdickten Bereiche nahe am Kantenabschnitt 18 nicht zusammengedrückt und behalten wa terhin eine effektive Dicke, die angenähert der mittleren Breite des Einschnitts entspricht, der zwei benachbarte Windungen an dem Schaft 28 trennt. Es ist das Vorhandensein dieses verdickten Bereichs, welches jedes Bestreben des Kantenabschnitts 18 verhindert, auf und über das Gewinde am "Schaft 28 hinweg zu gelangen, auch dann, wenn die Dichtung am Zylinderkopf unbeweglich werden sollte, bevor die Zündkerze zum Austausch entfernt wird. Das bedeutet, beim Einschrauben der Zündkerze in die Zylinderkopföffnung drückt zum Schluß das innere

Ende des Gewindes am Schaft auf den Feststellflansch 16 und zwingt diesen dazu, in der festgehaltenen Stellung zu -verbleiben.

Wie bereits ausgeführt, ist es möglich, zum Einsetzen der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ein übliches zylindrisches Einsetzwerkzeug zu verwenden. Wenn jedoch im Verlauf einer Serienfertigung eine große Zahl von Dichtungen eingesetzt werden muß, dann ist es vorzuziehen, ein Einsetzwerlczeug zu verwenden, das automatiech die Dichtung relativ zu dem Kerzenkörper zentriert, bevor die Einsetzstufe stattfindet; dadurch wird gewährleistet, daß die Dichtung an der Zündkerze festgehalten wird. Mit Fig. 4 v/ird ein verbessertes Werkzeug zum Einsetzen solcher Dichtungen im Verlauf einer Serienfertigung erläutert.

Zu dem mit 29 bezeichneten Einsetzwerkzeug gehört hauptsächlich ein zylindrischer Körper 30, der von einer äußeren Oberfläche 31» der Oberfläche 32 am unteren Ende und der Oberfläche 33 am oberen Ende begrenzt wird.

Zur Hauptlängsachse des Körpers 30 sind konzentrisch eine obere Bohrung 34, eine mittlere Bohrung 35 und eine untere Gegenbohrung 36 ausgerichtet; die Unterkante 37 der Gegenbohrung 36 ist vorzugsweise etwas ausgekehlt bzw. erweitert, um eine Führung zu gewährleisten. Eine obere Wand 38 liegt

teilweise auf der Bohrung 34 auf und wird an der Oberseite durch die Fläche 39 und an der Unterseite durch die Fläche 40 begrenzt. Durch mehrere Bohrungen 41 sind Bolzen 42 geführt, welche in mit Gewinde versehene Bohrungen 43 in dem Körper 30 eingreifen und damit die obere Viand 38 in der vorgesehenen Stellung halten. Eine zentral angeordnete Öffnung 44 nimmt verschieblich einen länglichen Schaft 45 auf, an dessen unterem Ende 47 ein zylindrisch geformtes Einsetzstück 48 befestigt ist. Das obere Ende 49 dieses Schaftes 45 ist mit einem sich hin- und herbewegendem Bauteil verbunden, beispielsweise mit einem (nicht dargestellten) hydraulisch beaufschlagten Zylinder.

In der mittleren Bohrung 35 wird ein Ausstoßelement 50 verschieblich gehalten, zu dem ein oberer ringförmiger Abschnitt 51, der im oberen Teil der Bohrung 35 angeordnet ist, und ein unterer zylindrischer Abschnitt 52 gehört, der in der Bohrung 35 angeordnet ist. Das Ausstoßelement 50 v/eist eine zentrale Bohrung 53 auf, die verschieblich mit dem Einsetzstück 48 zusammenwirkt. Innerhalb der Bohrung 34 ist eine Feder 54 angeordnet, deren oberes Ende sich an der unteren Oberfläche der oberen Wand 38 abstützt, während das untere Ende der Feder 54 gegen die obere Oberfläche des ringförmigen Abschnittes 51 drückt und damit das Ausstoßelement 50 in die mit Fig. 4 dargestellte Stellung drängt.

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Zum Einsetzstück 48 gehört eine zentrale in Längsrichtung angeordnete Bohrung 56, die mit dem Gewindeschaft am Kerzenkörper 25 zusammenwirkt. Weiterhin ist eine Feder 57 vorgesehen; mit einen untren Abschnitt berührt diese Feder 57 die obere Fläche 39 der Viand 38; das obere Ende dieser Feder stützt sich an einem Kragen 58 ab, der den Schaft 45 umgibt; damit wird, das Einsetzstück 48 in der mit Fig. 4 dargestellten Stellung gehalten. Eine ringförmige Hülse 59 begrenzt das Ausmaß, in dem das Einsetzstück 48 nach unten auf den Körper 30 zu bewegt werden kann, indem eine Berührung der Oberkante der Hülse 59 mit dem Kragen 58 eintritt, wie das am besten der Fig. 6 zu entnehmen ist.

Mit Fig. 5 wird eine erste Stufe beim Einsetzen der Dichtung 10 auf den Kerzenkörper 25 erläutert. Angenommen, die Dichtung ist bereits auf die nach oben gerichtete Kerze aufgelegt worden, dann bewirkt das Absenken des Körpers 30 ein Anschmiegen der Bohrung 36 an die Außenfläche des Kerzenkörpers, wodurch die Zentrierung des G-ewindeschaftes mit dem Werkzeug 29 gewährleistet wird. ;.^rird das Werkzeug weiter abgesenkt, dann führt die Berührung mit der Bohrung zu einer Zentrierung der Dichtung und die Unterkante des Ausstoßelementes 50 ruht darauf. Im Verlauf dieser Stufe gewährleisten die Federn 54 und 57, daß das Ausstoßelement 50 die Dichtung noch vor dem Einsetzstück 48 berührt.

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Mit fortgesetzter Verschiebung nach unten wird das Ausstoßelement 50 gegen die V/irkung der Feder 54 nach oben bewegt. Die untere kreisförmige Kante des Einsetzstückes 48 kommt fortschreitend dazu, auf den Feststellflansch der Dichtung zu drücken und dieser wird nach innen abgebogen, bis er angenähert parallel zu den Abdichtungsflanschen verläuft. Bei der Entfernung des Werkzeuges nimmt die Dichtung die Form an, die am besten der Pig. 3 zu entnehmen ist. In diesem Zustand ist der Feststellflansch am Ende des Gewindeabsclinitts des Schaftes angeordnet und die Abdichtflansche sind relativ wenig zusammengepreßt, bevor die Zündkerze in den Zylinderkopf eingesetzt wird.

Mit den Fig. 10 und 11 wird eine Modifizierung des Werkzeugs 29 erläutert, in der zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen solche Teile, die unverändert geblieben sind, das gleiche Bezugszeichen aufweisen, dem jedoch die Ziffer 1 vorangestellt worden ist.

Die mit den Fig. 10 und 11 dargestellte Modifikation unterscheidet sich von der unmodifizierten Ausführungsform darin, daß der Durchmesser der unteren Bohrung 135 leicht erweitert worden ist und daß ein unter Federdruck zusammengepreßtes Kontaktstück 67 eingesetzt worden ist, das sich nach innen

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bis zum ursprünglichen Durchmesser bewegen kann. Diese Modifikation ist besonders zweckmäßig für solche Ausbildungen der Dichtung, welche beim Einsetzen auf den Kerzenkörper eine leichte Erweiterung des Gesamtdurchmessers aufweisen, wodurch größere Fertigungstoleranzen zulässig sind. Bevor die Dichtung gegen die Oberfläche der Bohrung 35 gepreßt wird, wird die Dichtung von dem nachgiebigen Kontaktstück 37 gegen die Yfirkung einer feinen Feder 68 festgehalten, so daß diese leicht mit der nach-oben-Bewegung des 7/erkzeuges 129 durch das Ausstoßstück 150 verschoben v/erden kann.

Nachfolgend wird die mit den Fig. 7 bis 9 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung erläutert. Auch hier sind solche Teile, die mit den Teilen bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, denen jedoch die Ziffer 1 vorangestellt wurde.

Die Ausführungsform 110 tuiterscheidet sich von der Ausführungsform 10 in zwei wichtigen Gesichtspunkten. Zum einen trifft es bei dieser Ausführungsform zu, daß sich beim Einsetzen der Peststellflansch eher an der unteren, sich in Querrichtung erstreckenden Fläche des Kerzenkörpers abstützt, als an dem Einsetzwerkzeug.

Zum anderen ist bei der Ausführungsform 110 ein gewölbt angeordneter Feststellflansch. 72 vorgesehen, der durch. Faltung der freien Kante 73 urn angenähert 90° (und nicht um 180°) erhalten wurde, um die gefaltete Kante 74 zu bilden; hierbei ist der Abstand zwischen den parallelen Kanten 73 und 74 wiederum wenigstens gleich der mittleren Breite eines Einschnittes zwischen zv/ei benachbarten Windungen an dem Gewindeschaft. Nach dem Einsetzen, das mit einem üblichen Einsetzv/erkzeug durchgeführt werden kann, ist der gefaltete Bereich parallel zu der Hauptachse der Zündkerze ausgerichtet.

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Claims

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BLUMBACH . WESER . BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

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Patentansprüche :

j) Pesthaltende Dichtung an einer Zündkerze, wobei zur Zündkerze ein Kerzenkörper mit einem G-e winde schaft gehört, der sich von dem Hauptkörper nach außen erstreckt, zum Gewindeschaft ein unterschnittener Bereich nahe am Hauptkörper gehört, und zur Dichtung mehrere beidseitig zusammendrückbare Flansche und ein Peststellflansch gehören, der sich von den zusammendrückbaren Planschen nach innen erstreckt und in den unterschnittenen Bereich eingreift und eine gewöhnlich gewölbte Kante aufweist; und der Ge-

, windeschaft eine gegebene Steigung auf v/eist mit einem fortlaufenden spiralförmigen Einschnitt zwischen benachbarten Windungen des Gewindes, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte freie Kante des Peststellflansches aus der gekrümmten Ebene des Peststellflansches herausgebogen ist,

- so daß diese Kante eine wesentlich größere wirksame Breite

München: Kramer · Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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aufweist, als die Dicke des Metalls, aus dem dieser Peststellflansch gefertigt wurde, wodurch an diese freie Kante angrenzende Bereiche daran gehindert werden, auf und über das Gewinde an diesem Schaf tab schnitt hinv/egzu-gelangen, so daß es beim Herausschrauben einer eingesetzten Zündkerze aus der mit Gewinde versehenen Zündkerzenöffnung nicht möglich ist, daß sich gleichzeitig die Dichtung von der Zündkerze löst.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Kante über deren gesamte Länge aus der gekrümmten Ebene des Feststellflansches herausgebogen ist.
3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Kante im wesentlichen um einen Winkel von 90° abgebogen ist.
4. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Eatite im wesenuichen um einen Winkel von 180° abgebogen ist.
5. Festhaftende Dichtung an einer Zündkerze nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem Werkzeug zum Einsetzen der Dichtung auf die Zündkerze, wobei zum Werkzeug ein Hauptkcrper gehört mit einer ersten Bohriing, deren Durch-

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messer dem Kerzenkörperdurchmesser entspricht, mid an dem Werkzeug eine Schulter ausgebildet ist, welche das Einführen des Kerzenkörpers in das Werkzeug begrenzt, und dieser Hauptkörper eine konzentrische Gegenbohrung aufweist, deren Durchmesser angenähert dem Außendurchmesser der Dichtung^ntspricht, und weiterhin ein Ausstoßstück vorgesehen ist, das verschieblieh in der Gegenbohrung angeordnet ist und eine ringförmige Kante aufweist, mit der dieses Ausstoßstück auf die Dichtung nahe an deren äußerer Kante drückt, und das Ausstoßstück bei der Berührung mit der Dichtung den Eeststellflansch ausrichtet und in dem Ausstoßstück eine axial angeordnete Bohrung vorgesehen ist; \\reiterhin ist ein zylindrisch geformtes Einsetzstück vorgesehen, das verschieblich innerhalb der Bohrung in dem Ausstoßstück angeordnet ist mit einer zentralen Bohrung von einem solchen Durchmesser, der an den Durchmesser des Gewindeschaftes am Kerzenkörper angepaßt ist; weiterhin ist eine ringförmige Kante vorgesehen, die den Feststellflansch berührt und verformt, so daß der Feststellflansch anschließend in einen planaren Zustand im wesentlichen parallel zu der Hauptebene der Dichtung ausgerichtet ist.

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