DE928018C

DE928018C - Zündkerze fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE928018C
Application number: DENDAT928018D
Authority: DE
Inventors: Wash Gilbert F Wright Renton (V St A)
Original assignee: Boeing Airplane Co
Current assignee: Boeing Co
Publication date: 1955-04-28

Description

buchse und der brennraumseitigen Stirnfläche des Kerzenkörpers.

Wesentlich ist ferner, daß die axiale Ausdehnung des Ringrauimes mindestens so groß ist wie der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen, wobei die Zündkammer in allen Teilen einen kreisförmigen Querschnitt und einen kreisbogenförmigen Längsschnitt aufweist.

Dabei beträgt der Krümmungsradius im Längsschnitt etwa das i,5fache des größten Durchmessers der Zündkammer, und die Krümmungsmittelpunkte liegen im wesentlichen in der Ebene der brennraumseitigen !Stirnfläche der Einsatzbuchse., Weitere Kennzeichen und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der eine bevorzugte Verwirklichungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch eine Zündkerze nach der Erfindung,

Fig. 2 eine ausein,andergezogene perspektivische Ansicht mit teilweise abgebrochenen 'Teilen, um den Innen aufbau zu zeigen,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Zündkerze mit Gewindebuchse mit teilweise weggebrochenen Teilen,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Zündkerze mit teilweise abgebrochenen Teilen.

Die Fig. 1 veranschaulicht eine Zündkerze nach der Erfindung mit einer an sich bekannten Zündkammer. Der Zündkerzenkörper 1 besitzt brennraumseitig ein Einschraubgewinde 10 von genormtem Durchmesser zum Einschrauben der Kerze in eine übliche Zündkerzenbohrung einer Brennkraftmaschine. Der Außendurchmesser des Gewindes dieses Teiles kann beispielsweise 18 mm betragen. Am Einschraubende des Kerzenkörpers 1 befindet sich außen ein Bund 11 mit einem Sechskant 13 und innen eine Schulter 12, gegen die sich eine Einsatzbuchse 2 mit einem Ansatz 20 etwa in der Mitte ihrer Länge stützt. Die Einsatzbuchse 2 steckt lose in einer Bohrung 22 des Zündkerzenkörpers ι. Ferner ist der Zündkerzenkörper mit einem weiteren, niedrigen Bund versehen, -welchem die brennraumseitige Stirnfläche 14 der Einsatzbuchse 2 in geringem Abstand gegenübersteht (Fig. 3). Die Entfernung zwischen der Stirnfläche 14 und der brennraumseitigen Stirnfläche 16 des Zündkerzenkörpers 1 ist kleiner als die zwischen der Fläche 16 und dem Bund 11. Die Einsatzbuchse 2 ist an ihrem brennraumseitigen Ende mit der Masseelektrode 21 versehen, welche vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche 14 der Einsatzbuchse angeordnet ist.

Die Mittelelektrode 3 ist in einem Isolierkörper 30 befestigt. Dieser besitzt eine mit Gewinde versehene Metallfassung 31, die in ein Innengewinde des Zündkerzenkörpers 1 eingeschraubt ist. Zwisehen der Einsatzbuchse 2 und dem Isolierkörper 30 ist eine Abstandscheibe 4 gelegt, deren Stärke den Abstand zwischen der Masseelektrode 21 und der Mittelelektrode 3, also die Größe der Zündfunkenstrecke, bestimmt. Zum leichteren Einschrauben ist die Metallfassung 31 anschlußseitig mit Nuten 3 2 für einen Schlüssel versehen.

In das anschlußseitige Ende des Zündkerzenkörpers ι ist ein hohles Anschlußstück 5 mit einem Sechskant 50 eingeschraubt. Das Anschlußstück 5 ist innen mit einem Isolierfutter S1 aus Porzellan versehen. Zum Befestigen des in das Anschlußstück eingeführten Zündkabels, welches das Anschlußende 33 der Mittelelektrode 3 berührt, ist ein Außengewinde 52 an dem anschlußseitigen Ende des Anschlußstückes 5 vorgesehen.

- Die Erfindung besteht in der Ausbildung der Zündkammer, die durch den Zusammenbau des Kerzenkörpers 1 und der Einsatzbuchse 2 entsteht, "und in der Anordnung der Elektroden 3 und 21 und des zündseitigen Endes des Isolierkörpers 30 in dieser Zündkammer.

Die- Zündkammer hat kreisförmigen Querschnitt und umfaßt einen weiten Teil und eine Düse 17. Diese verbindet den weiten Teil mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Querschnitt der Zündkammer nimmt in Richtung auf den Brennraum von einem größten Durchmesser 15 des weiten Teiles bis zu einem kleinsten Durchmesser in der Düse 17 stetig ab, um günstige Strömungsverhältnisse zwischen diesen beiden Teilen in beiden Riehtunigen zu erhalten. Der Längsschnitt der Zündkammer verläuft in Form eines Kreisbogens 18. Sein Krümmungsradius beträgt etwa das i,5fache des größten Durchmessers 15 der Zündkammer, und die Krümmungsmittelpunkte liegen im wesentlichen in der Ebene der brennraumseitigen Stirnfläche 14 der Einschraubbuchse 2, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Vorzugsweise hat die Zündkammer einen Kreis querschnitt; der Querschnitt braucht aber nicht unbedingt kreisförmig zu sein.

Das brennraumseitige Ende des Isolierkörpers 30 ist kegelig. Zwischen ihm und der Einsatzbuchse 2 bildet die anschlußseitige Verlängerung der Zündkammer einen Ringraum 23.

Bei einer Zündkerze mit einem Einschraubgewinde 10 von 18 mm muß der kleinste Durchmesser der Düse 17 größer als 4,8 mm sein, um eine ausreichende Strömung vom Brennraum in die Zündkammer und zurück zu ermöglichen. Ist er größer als 9,5mm, dann ist die gewünschte Düsenwirkung wegen zunehmender Ablagerungen von Kohlenstoff- und Bleiverbindungen in der Zündkaminer nicht mehr gewährleistet.

Der größte Durchmesser 15 der Zündkammer kann zwischen 11 und 12,3 mm betragen. Eine Verkleinerung des ersten Wertes vergrößert die Neigung zu Ablagerungen in der Zündkammer, und jede nennenswerte Vergrößerung des letzteren zieht eine zunehmende Verringerung der Motorleistung nach sich. Der Kreisbogen 18 kann einen Radius von 19, i mm haben. Der Durchmesser der Düse 17 soll zwischen einem Drittel und zwei Dritteln des größten Durchmessers 15 der Zündkammer liegen. Bei einer 18-mm-Zündkerze mit einem Durchmessier der Düse 17 von 6,3 mm, d. h. einem Querschnitt von 0,3 cm², und 12,7 mm größtem Durch-

Erteilt auf Grund des Ersten Hberleitungsgesetzes vom 8. Juli 1949

(WiGBl. S. 175)

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Kt. 928 018 KLASSE 46c³ GRUPPE 47

B 15035 Ia/46c*

Gilbert F. Wright, Renton, Wash. (V. St. A.)

ist als Erfinder genannt worden

Boeing Airplane Company, Seattle, Wash. (V. ¹St. A.)

Zündkerze für Brennkraftmaschinen

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 18. Mai 1951 an Patentanmeldung 'bekanntgemaclit am 4. November 1954

■Patenterteilung bekanntgemacht am 28. April 1955 Die Priorität der Anmeldung in den V. St. v. Amerika vom 20. Mai 1930 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung· liegt auf dem Gebiete.der Zündkerzen für Brennkraftmaschinen im allgemeinen und betrifft im besonderen eine Zündkerze mit Zündkammer.

Es sind bereits Zündkerzen bekannt, .die brennraumseMg eine Zündkammer aufweisen. Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, diese Art von Zündkerzen zu verbessern und für den Gebrauch geeignet zu gestalten.

Das wesentliche Merkmal einer Zündkerze mit Zündkammer für Brennkraftmaschinen im Sinn der Erfindung besteht darin, daß die Zündkammer in Richtung· auf den Brennraum der Maschine im Durchmesser stetig kleiner wird und mit einer Düse in den Brennraum mündet, deren Durchmesser etwa die Hälfte des größten Kammerdurchmessers beträgt.

Nach einem, weiteren Merkmal der Erfindung schließt die brennraumseitige Stirnfläche einer im

Kerzenkörper lose eingepaßten Einsatzbuchse die Zündkammer anschlußseitig ab.

Fexner bildet nach einem weiteren Merkmal die anschlußseätige Verlängerung der Zündfcamrner einen Ringraum zwischen .der Einsatzbuchse und dem Isolierkörper, an dessen brennraumseitigem Ende die im Isolierkörper angeordnete Mittelelektrode mit der in der Einsatzbuchse befestigten Masseelektrode die Zündfunkenstrecke bilden.

Der durch die Bohrung der Einsatzbuchse bestimmte Außendurchmesser des Ringraumes ist nach einem anderen Kennzeichen kleiner als der Durchmesser des anschließenden Teiles der Zündkammesr.

Weiterhin ist die Zündkerze nach der Erfindung dadurch gekennzeichnetj daß das Gewinde am Umfang des Einschraubendes des Zündkerzenkörpers mindestens so lang ist wie der Abstand zwischen der brennraumseitigen Stirnfläche der Einsatz-

messer 15 der Zündkammer beträgt der Rauminhalt der Zündkammer i,6cm³. Dies ergibt ein Verhältnis von Kammerinhalt zu Düsenfläche von etwa fünf. Wenn der Zündkammerinhalt vergrößert wird, ohne daß der Düsenquerschnitt zunimmt, tritt ein Leistungsverlust ein. Wird dev Zündkammerinhalt unter dieses Verhältnis ohne ι Veränderung des Düsenquerschnittes gesenkt, dann erhitzen sich die Elektroden 3 und 21 übermäßig, so daß sie schnell verbrennen, und i^r d?r Zündkammer lagern sich Kohlenstoff- un& Bkiverbindungen ab.

Die Wirksamkeit der Zündkerze wird durch eine zu kleine oder zu lange Düse 17 beeinträchtigt. Vorzugsweise erweitert sich die Düse in beiden Richtungen. Die Elektroden 3 und 21 müssen von der Düse 17 einen Abstand von wenigstens dem Eineinhalbfachen des Durchmessers der Düse 17 haben. Dias Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 zeigt im wesentlichen die gleichen Merkmale wie die in Fig. ι dargestellte Zündkerze. Die Schulter 14' des Schraub stutz ens ι' kann von der Stirnfläche 14 der Einsatzbuchse einen größeren Abstand haben als die entsprechende Schulter des Kerzenkörpers 1 in Fig. i. Dieser Schraubstutzen 1' besitzt anschlußseitig ein Sechskant 13' sowie eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer normalen Zündkerze 60, deren Isolierkörper 30 mit Hilfe seines Bundes 34, einer Dichtung 3 5 und einer Gewindebuchse 36 in den Kerzenkörper geschraubt ist. Das zündseitige Ende des Zündkerzenkörpers dieser Kerze bildet dann die Stirnfläche entsprechend der Stirnfläche 14 der Einsatzbuchse 2 der Zündkerze nach Fig. 1.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung dargestellt, bei der die der Stirnfläche 14 der Fig. 1 entsprechende Stirnfläche 14" am Zündkerzenkörper 1" angeordnet ist. Das Einschraubgewinde 10' des Kerzenkörpers reicht fast bis zur Ebene der Stirnfläche 14". Die Form der Zündkammer entspricht der in Fig. ι dargestellten Form.

Die in Fig. 1 und 3 dargestellten Zündkerzen sind in erster Linie warme Kerzen, während in Fig. 4 eine kalte Zündkerze dargestellt ist, bei der das brennraumseitige Ende des Isolierkörpers 30' näher an dem Bund 34 liegt als bei den anderen Ausführungsbeispielen. Die Kerze der Fig. 4 hat eine Schulter 37, die gegen eine Dichtung 35 nahe an der Bohrung 22' des Kerzenkörpers 1" anliegt. Infolgedessen ist der Wärmeleitungsweg vom Isolierkörper 30' zum Einschraubgewinde 10' kürzer als bei den anderen Beispielen. Außerdem ist eine geringere Fläche des Isolierkörpers der Verbrennungswärme ausgesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Zündkerze mit Zündkammer für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer (15 bis 18) in Richtung auf den Brennraum der Maschine im Durchmesser stetig kleiner wird und mit einer Düse (17), deren Durchmesser etwa die Hälfte des größten Kainmerdurchmessers (15) beträgt, in den Brennraum mündet.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß die brennraumseitige Stirnfläche (14) einer im Kerzenkörper (1) lose eingepaßten Einsatzbuchse (2) die Zündkammer (15 bis 18) anschlußseitig abschließt.
3. Züiidkir-e nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anschlußseilige Verlängerung der Zündkammer (15 bis 18) einen Ringraum '23) zwischen der Einsatzbuchse (2) und dem Isolierkörper (30) bildet, an dessen brennraumseitigen Ende die im Isolierkörper (30) angeordnete Mittelelektrode (3) mit der in der Einsatzbuchse (2) befestigten Masseelektrode (21) die Zündfunkenstrecke bilden.
4. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Bohrung der Einsatzbuchse (2) bestimmte Außen durchmesser des Ringraumes (23) kleiner ist als der Durchmesser (15) des anschließenden Teiles der Zündkammer.
5. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (10) am Umfang des Einschraubendes des Zündkerzenkörpers (1) mindestens so lang ist wie ■der Abstand zwischen der brennrauimseitigen Stirnfläche (14) der Einsatzbuchse (2) und der brennrauimseitigen Stirnfläche (16) des Kerzenkörpers (1).
6. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ausdehnung des Ringraumes (23) mindestens so groß ist wie der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen (14 und 16).
7. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer in allen Teilen einen kreisförmigen Querschnitt und einen kreisbogenförmigen Längsschnitt aufweist.
8. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius im Längsschnitt etwa das i,5fache des größten Durchmessers (15) der Zündkammer beträgt und die Krümmungsmittelpunkte im wesentlichen in der Ebene der brennraumseitigen Stirnfläche (14) der Einsatzbuchse (2) liegen.
9. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Isolierkörper (30) und die Bohrung der Einsatzbuchse

(2) nach den brennraumseitigen Enden hin verjüngen.

Hierzu τ Blatt Zeichnungen

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