DE4422733A1 - Zündkerze für Brenkraftmaschinen - Google Patents
Zündkerze für BrenkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze für
Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es
ist schon eine solche Zündkerze aus der DE-PS 34 33 683
bekannt, bei welcher die Mittelelektrode einer Zündkerze aus
unterschiedlichen Materialien besteht, wobei der
Elektrodenkörper aus einem weniger edlen Metall z. B. eine
Nickellegierung oder ein Verbundkörper besteht und eine
Edelmetall-Legierung die Seitenwand der Mantelfläche
bedeckt. Eine solche Elektrode wird in einem Fließpreß-Ver
fahren hergestellt. Bei einem solchen Fließpreß-Verfahren
sind die einzelnen Materialien durch eine entsprechende
Verformung mechanisch aneinandergepreßt. Hierbei können sich
zwischen den unterschiedlichen Materialien Spalte bilden,
welche eine verstärkte Korrosion bewirken können.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den
Elektroden und der Edelmetall-Schicht eine spaltfreie
Anordnung der Materialien gegeben ist. Im Gegensatz zu einer
formschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung, bei
welchem während der Lebensdauer einer Zündkerze durch die
mechanische und thermische Belastung Spalten zwischen der
Veredelungsschicht und der Elektrode auftreten können, die
dann einen Angriffspunkt für Korrosion bilden, ist die
stoffschlüssige und somit spaltfreie Verbindung wesentlich
korrosionsbeständiger. Letztendlich ist es vorteilhaft, daß
das Edelmetall bzw. die Edelmetall-Legierung einfach als
zusätzlicher Arbeitsschritt bei der Herstellung der
Zündkerzen aufzubringen ist. Somit können die einzelnen
Arbeitsschritte beibehalten werden und lediglich vor der
Montage der Einzelteile der Zündkerze sind die Elektroden
entsprechend zu veredeln. Denkbar ist auch, daß das
Edelmetall bzw. die Edelmetall-Legierung nachträglich auf
eine Elektrode aufgebracht werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Besonders
vorteilhaft ist es, einen Edelmetall-Draht entsprechend der
Querschnittsform der Mittelelektrode zu formen, auf die
Stirnfläche der Mittelelektrode aufzulegen und anschließend
die stoffliche Verbindung herzustellen. Damit kann der
Edelmetall-Draht vorher sehr einfach beispielsweise
maschinell vorgeformt werden oder es können handelsübliche
Edelmetallringe verwendet werden. Gleichzeitig ergibt sich
der Vorteil, daß vor dem Aufbringen des Drahtes auf die
Stirnfläche der Mittelelektrode die Kanten der
Mittelelektrode abgeschrägt werden können und der
Edelmetall-Drahtring einen Innendurchmesser aufweist, der
einen Durchmesser der Mittelelektrode im Bereich der
Abschrägung entspricht. Damit ist der Ring fixiert und kann
ohne zusätzliche Haltemittel mit der Mittelelektrode
verbunden werden. Durch das Einbringen einer umlaufenden
ringförmigen Nut in die Mantelfläche der Mittelelektrode, in
die dann ein Edelmetalldraht eingebracht und mit der
Mittelelektrode verbunden wird, kann ebenfalls auf
zusätzliche Haltemittel zum Fixieren des Edelmetall-Drahtes
verzichtet werden. Im übrigen kann damit der Edelmetall-Draht
an jeder beliebigen Stelle des Teil der
Mittelelektrode, die aus dem Isolator herausschaut
eingebracht werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch
das Aufschmelzen eines Edelmetallplättchens auf die
Querschnittsfläche der Masseelektrode, wobei das Edelmetall-Plätt
chen dann der Querschnittsform der Masseelektrode
nachempfunden ist und so eine einfache Anordnung des
Edelmetall-Plättchens auf dem Endabschnitt der
Masseelektrode möglich ist. Weiterhin ist es vorteilhaft,
ein gebogenes Edelmetall-Plättchen auf die dem Isolator
und/oder der Mittelelektrode am nächsten liegende Kante des
Querschnitts der Masseelektrode aufzubringen, da hierbei
nicht die gesamte Querschnittsfläche der Masseelektrode zu
überziehen ist und somit ein geringerer Materialeinsatz für
die Veredelung erforderlich ist. Dieser Vorteil ergibt sich
auch, wenn der Endabschnitt der Masseelektrode in Richtung
Stirnfläche verjüngt ist, da dann die Querschnittsfläche der
Masseelektrode kleiner wird. Letztendlich ist durch das
Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung mittels Schweißen
beispielsweise mittels Widerstandsschweißen eine einfache
Möglichkeit zur Verbindung der Edelmetall-Schicht mit den
Elektroden gegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den Querschnitt durch die Elektroden einer
Zündkerze,
Fig. 2 die Draufsicht auf die Zündkerze gemäß Fig. 1,
Fig. 3 den Querschnitt durch eine Zündkerze mit einer
Mittelelektrode ähnlich wie in Fig. 1 und 2 jedoch ohne
Kopf und mit anders geformten Masseelektroden,
Fig. 4 den Querschnitt durch die Längsachse einer Zündkerze
mit U-förmigen Edelmetall-Draht,
Fig. 5 die Draufsicht auf die Zündkerze gemäß Fig. 4,
Fig. 6 den Querschnitt durch die Längsachse einer
Mittelelektrode mit Isolator und ringförmig eingelegtem
Edelmetall-Draht,
Fig. 7 eine Mittelelektrode gemäß Fig. 6 mit zugeordneten
Masseelektroden,
Fig. 8 den Querschnitt durch die Längsachse einer
Mittelelektrode mit Isolator und zwei angeschmolzenen
Edelmetall-Drähten,
Fig. 9 den Querschnitt durch eine Mittelelektrode mit zwei
Edelmetall-Bereichen,
Fig. 10 eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode gemäß Fig.
9 und seitlichen Masseelektroden,
Fig. 11 den Querschnitt einer Zündkerze mit Mittelelektrode
gemäß Fig. 8 oder 9 und einer aus dem Kerzengehäuse
gebildeten Masseelektrode, wobei die Fig. 11a und 11b
unterschiedliche Gestaltungsarten des Kerzengehäuses in der
Draufsicht zeigen,
Fig. 12 einen Zündkerzenkopf mit einer Mittelelektrode mit
zwei Edelmetallbereichen und mit schräg angestellten
Masseelektroden.
Zunächst soll in allgemeiner Form die Ausbildung von
Funkenbahnen erläutert werden, da sich daraus die Bereiche
des Funkenein- und Funkenaustritts ergeben, die
erfindungsgemäß zu veredeln sind. Entsprechend der
Ansteuerung einer Zündspule baut sich beim Abschalten auf
der Sekundärseite und damit an der mit der Sekundärseite
verbundenen Zündkerze eine Hochspannung auf, die dann zu
einem Zündfunken an der Zündkerze und damit zu einer
Verbrennung des im Brennraum befindlichen Gemisches führt.
Hierbei ist insbesondere zu beachten, daß der Funke nicht
zwangsläufig von Mittelelektrode zu Masseelektrode
überspringt. Es werden hierbei hauptsächlich Luftfunken und
Gleitfunken unterschieden. Der Luftfunke ist der Zündfunke,
der über den Luftweg von Mittelelektrode zu Masseelektrode
überspringt. Der Gleitfunke tritt dagegen aus der
Mittelelektrode aus, gleitet über die Oberfläche des
Isolators und springt im allgemeinen am kleinsten Abstand
zwischen Isolator und Masseelektrode über, damit besteht
diese zweite Funkenbahn aus einem Gleit- und einem Luftweg.
Diese Funkenbahnen sind bei der Veredelung zu
berücksichtigen.
Im folgenden sollen mögliche Ausgestaltungsformen der auf
die Elektroden aufzubringen Edelmetall-Schicht erläutert
werden, wobei selbstverständlich auch weitere
Gestaltungsformen möglich sind. Der Einfachheit halber
sollen gleiche Bauteile in den einzelnen Figuren mit
gleichen Bezugszeichen versehen werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Darstellungen einer
Zündkerzenelektrodenanordnung. Hierbei ist mit dem
Bezugszeichen 1 die Mittelelektrode bezeichnet, welche
beispielsweise aus Verbundmaterial besteht. Die
Mittelelektrode 1 ist zentral in einem röhrenförmigen
Isolator 2 angeordnet und ragt aus dem Isolator 2 heraus.
Der Isolator 2 besteht aus einer Spezialkeramik und isoliert
die Mittelelektrode vom Gehäuse 3. Das Gehäuse 3 besteht
vorwiegend aus Stahl und dient zur Befestigung der Zündkerze
im Zylinderkopf. Am Gehäuse ist weiterhin mindestens eine
Masseelektrode 4 befestigt, welche vorwiegende einen
rechteckigen Querschnitt aufweist. Diese Anordnung der
Masseelektrode ist stellvertretend für die aufgeführten
Zündkerzen mit Ausnahme der Zündkerze gemäß Fig. 11, die
später erläutert wird und soll im weiteren nicht nochmals
erläutert werden.
In Fig. 1 ist der Endabschnitt der stiftförmigen
Mittelelektrode 1 beispielsweise als Nagelkopf ausgebildet,
wobei auf die Stirnseite der Mittelelektrode axial
angeordnet ein ringförmig gebogener Draht 5 aus Edelmetall
oder aus einer Edelmetall-Legierung aufgelegt und
anschließend angeschmolzen ist, so daß eine stoffliche
Verbindung zwischen dem Edelmetalldraht 5 und der
Mittelelektrode 1 entsteht. Die Anordnung des Drahtes 5 ist
der Fig. 2, welche die Draufsicht II aus Fig. 1 zeigt, zu
entnehmen. Die Fig. 1 zeigt weiterhin, daß die
Masselektrode 4 an ihrer Stirnfläche an der Kante, die der
Mittelelektrode und/oder dem Isolator am nächsten ist, eine
Edelmetall-Schicht 7 aufweist. Dies geschieht beispielsweise
durch das Auflegen eines dünnen Winkelbleches auf die Kante
der Masseelektrode und das anschließende Anschmelzen dieses
Winkelbleches an die Masselektrode, so daß auch hier eine
stoffliche Verbindung zwischen Masseelektrode und Edelmetall
hergestellt ist. In Fig. 2 ist das Edelmetallwinkelblech 7
nur als verdeckte Körperkante dargestellt.
Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Querschnitt einer Teilansicht
einer Zündkerze mit einer zylindrischen Mittelelektrode 1,
wobei die Mittelelektrode 1 hierbei eine Stiftform ohne
Nagelkopf aufweist. Auf die Stirnfläche der Mittelelektrode
ist ebenfalls ein Edelmetall-Draht 5 angeschmolzen, wie
bereits in Fig. 1 beschrieben.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der
teilweise mit einer Edelmetall-Schicht überzogenen
Elektroden, wobei Fig. 4 den Querschnitt entlang der
Längsachse einer Teilansicht zeigt. Über die Mittelelektrode
1 ist ein gebogener Edelmetall-Draht 6 gelegt. Die Form, in
welche der Edelmetall-Draht 6 gebogen ist, entspricht dabei
der äußeren Querschnittsform eines Längsschnitts durch die
Mittelelektrode 1, so daß der Edelmetalldraht 6 bei einer
zylindrischen Mittelelektrode U-förmig gebogen ist. Der
Edelmetalldraht 6 ist in Fig. 4 so ausgebildet, daß er
nicht nur über den aus dem Isolator 2 herausragenden Teil
der Mittelelektrode 1 angebracht ist, sondern noch ein Stück
zwischen Isolator und Mantelfläche der Mittelelektrode
hineinragt. Für eine bessere Fixierung ist beispielsweise in
die Oberfläche der Mittelelektrode eine Nut eingebracht, in
welcher der Edelmetall-Draht 6 eingebracht und mit der
Mittelelektrode verschweißt ist. Auf diese Weise ist der
Draht 6 bereits mechanisch fixiert und kann bis zum
Anschmelzen nicht verrutschen. Die Geometrie der Nut ist
dabei so ausgebildet, daß nach dem Herstellen der
stoffschlüssigen Verbindung der Edelmetalldraht 6 bündig mit
der Oberfläche der Mittelelektrode abschließt. Die
Masseelektrode 4 ist an ihrer Stirnfläche mit einem
Edelmetall-Plättchen 8 abgedeckt, wobei dieses Edelmetall-Plättchen
8 die Querschnittsform der Masseelektrode 4
aufweist.
In Fig. 5 ist die Draufsicht auf einen Zündkerzenkopf
gezeigt, wobei die Mittelelektrode einen Edelmetall-Draht 6,
wie zu Fig. 4 beschrieben aufweist. Die Masseelektroden 4
sind hierbei in Richtung Stirnfläche und damit auf der zur
Mittelelektrode weisenden Seite verjüngt, so daß die
Masseelektrode konisch ausgebildet ist. In die nun schmaler
ausgebildete Stirnfläche der Masseelektrode ist eine Nut
eingebracht, die in der Richtung der rotationssymmetrischen
Längsachse der Zündkerze verläuft. In diese Nut ist ein
Edelmetall-Draht 9 eingebracht und mit der Masseelektrode 4
verschmolzen.
Fig. 6 zeigt lediglich eine Teilansicht einer
Mittelelektrode in geschnittener Darstellung. Die
Mittelelektrode 1 ist hier im Bereich, in dem sie aus dem
Isolator 2 austritt mit einer umlaufenden ringförmigen Nut
versehen, in welche wiederum ein ringförmig gebogener
Edelmetall-Draht 5, eingelegt ist. Dieser Draht 5 ist
ebenfalls angeschmolzen, so daß eine stoffliche Verbindung
zwischen Mittelelektrode 1 und Draht 5 hergestellt ist.
Fig. 7 zeigt die Teilansicht eines Zündkerzenkopfes mit
einer Elektrode, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist.
Fig. 8 zeigt die Teilansicht einer geschnittenen
Mittelelektrode. Hierbei ist wiederum wie bereits zu Fig. 6
beschrieben, ein Edelmetall-Draht 5 im Bereich des Austritts
der Mittelelektrode 1 aus dem Isolator 2 aufgebracht.
Gleichzeitig ist eine Veredelung der Kante von der
Stirnfläche der Mittelelektrode zu ihrer zylindrischem
Mantelfläche dargestellt. Diese Kante der Mittelelektrode von
Stirnfläche zu Umfang ist abgeschrägt, d. h. sie ist
angefast. Die Größe des Edelmetall-Drahtes 5 oder eines
Edelmetall-Drahtringes ist so dimensioniert, daß der Draht
gerade auf der Schräge zu liegen kommt, d. h. der
Innendurchmesser des Drahtes wird kleiner sein als der
Außendurchmesser der Mittelelektrode und größer als der
Durchmesser der Stirnfläche nach dem Abschrägen. Der Draht
ist mit der Mittelelektrode 1 verschmolzen. Die Veredelung
von zwei Bereichen der Mittelelektrode ergibt sich durch
das Ausbilden von zwei Funkenbahnen.
Fig. 9 zeigt eine Ausgestaltung, die der Fig. 8 insofern
ähnlich ist, als daß auch hier zwei Bereiche der
Mittelelektrode veredelt werden sollen. Im Unterschied zu
Fig. 8 wird hier jedoch eine Nut sehr dicht an der
Stirnfläche der Mittelelektrode eingebracht und anschließend
wiederum ein Draht in diese Nut eingelegt, der dann
angeschmolzen wird. Die Kante der Mittelelektrode an der
Stirnfläche ist jedoch mit keiner Fase versehen.
Die Fig. 10, 11, 12 und 13 zeigen den Einbau von
Mittelelektroden wie sie zu Fig. 8 und 9 beschrieben sind
im Zusammenspiel mit unterschiedlich Masseelektroden. So
zeigt Fig. 10 zwei rechtwinklig abgebogene Masseelektroden.
Fig. 11 zeigt eine Möglichkeit, das Zündkerzengehäuse 3 so
zu gestalten, daß es gleichzeitig mindestens eine
Masseelektrode 4 bildet. Zur Verdeutlichung ist in den
Fig. 11a und 11b, jeweils eine Draufsicht auf einen
solchen Zündkerzenkopf gezeigt. Bei der Gestaltung des
Zündkerzengehäuses als Masseelektrode sind verschiedene
Varianten möglich. Die Fig. 13 zeigt einen Zündkerzenkopf
mit schräg angestellten Masseelektroden.
Claims (10)
1. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einem
zylindrischen Metallrohr, in welchem eine stiftförmige
Mittelelektrode, die von einem röhrenförmigen Isolator
umgeben ist, zentral angeordnet ist und wobei am
zylindrischen Metallrohr mindestens eine Masseelektrode
befestigt ist, die zur Mittelelektrode hin abgebogen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die Flächen der
Mittelelektrode (1) und der Masseelektrode (4) im Bereich des
Zündfunkenaustritts und/oder Zündfunkeneintritts eine
Edelmetall-Schicht (5, 7) stoffschlüssig mit der Mittel- bzw.
Masseelektrode verbunden ist.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
auf die Stirnfläche der Mittelelektrode (1) ein Edelmetall- Draht
(5) welcher der äußeren Querschnittsform der
Mittelelektrode nachgebildet ist, aufgelegt und mit der
Stirnseite der Mittelelektrode stoffschlüssig verbunden ist.
3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mantelfläche der Mittelelektrode umlaufend eine
ringförmige Nut aufweist und eine darin eingelegter
Edelmetall-Draht mit der Mittelelektrode stoffschlüssig
verbunden ist.
4. Zündkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der in der umlaufenden Nut eingebrachte Edelmetall-Draht
bündig mit der Oberfläche der Mittelelektrode (1)
abschließt.
5. Zündkerze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein auf die Stirnfläche der
Masseelektrode (4) aufgebrachtes Edelmetall-Plättchen die
Querschnittsform der Stirnfläche der Masseelektrode
aufweist.
6. Zündkerze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein gebogenes Edelmetall-Plättchen (7)
die Kante des Endabschnitts der Massenelektrode (4), die dem
Isolator (2) und/oder der Mittelelektrode (1) nächstliegende
Kante abdeckt.
7. Zündkerze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der Masseelektrode in
Richtung Stirnfläche der Masseelektrode verjüngt ist und auf
Spitze der konisch verlaufenden Masseelektrode ein
Edelmetall-Draht aufgebracht ist.
8. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stirnfläche der konisch verlaufenden Masseelektrode eine
Nut aufweist, in welcher der Edelmetall-Draht eingelegt ist.
9. Zündkerze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß auf den Endabschnitt der Mittelelektrode
(1) ein Edelmetall-Draht, der der äußeren Querschnittsform
eines Schnittes entlang der rotationssymmetrischen
Längsachse der Mittelelektrode nachgeformt ist, aufgebracht
und mit der Mittelelektrode stoffschlüssig verbunden ist.
10. Zündkerze nach einem der vorherigen Ansprüche 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Edelmetall-Schicht an die
Mittel- bzw. Masseelektrode angeschweißt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944422733 DE4422733A1 (de) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Zündkerze für Brenkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944422733 DE4422733A1 (de) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Zündkerze für Brenkraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4422733A1 true DE4422733A1 (de) | 1996-01-04 |
Family
ID=6521798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944422733 Ceased DE4422733A1 (de) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Zündkerze für Brenkraftmaschinen |
Country Status (1)
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |