EP1961090B1

EP1961090B1 - Spark plug

Info

Publication number: EP1961090B1
Application number: EP06818894A
Authority: EP
Inventors: Georg Maul; Reinhard Latsch; Dieter Kuhnert
Original assignee: Multitorch GmbH
Current assignee: Multitorch GmbH
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: PT1961090E; WO2007068349A1; US20090255500A1; DE102005060166B4; ES2342560T3; DK1961090T3; US7849830B2; EP1961090A1; ATE460760T1; DE502006006417D1; DE102005060166A1

Abstract

A spark plug for igniting a combustible gas mixture in an internal combustion engine includes an ignition electrode with an electrical supply line is connected thereto. A pipe housing is provided for enclosing the electrical supply line and a venting channel is provided for discharging combustion gases from the pipe housing. The venting channel provides for discharging combustion gases infiltrating the spark plug as leakage gases run along the supply line.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze zum Zünden eines brennbaren Gasgemisches in einem Verbrennungsmotor, umfassend eine Zündelektrode, die an eine elektrische Versorgungsleitung angeschlossen ist, ein Rohrgehäuse, in dem die elektrische Versorgungsleitung verläuft, und einen Entlüftungskanal zum Ableiten von Verbrennungsgasen aus dem Rohrgehäuse, wie aus US-A-2198250 bekannt.The invention relates to a spark plug for igniting a combustible gas mixture in an internal combustion engine, comprising an ignition electrode which is connected to an electrical supply line, a tubular housing in which the electrical supply line extends, and a vent channel for discharging combustion gases from the tubular housing, as seen from US-A-2198250 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, Lebensdauer und Betriebssicherheit einer Zündkerze zu erhöhen.The object of the invention is to increase the service life and reliability of a spark plug.

Diese Aufgabe wird mit einer Zündkerze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Entlüftungskanal zum Ableiten der als Leckagegase in die Zündkerze einsickernden Verbrennungsgase entlang der Versorgungsleitung verläuft.This object is achieved with a spark plug of the type mentioned in the present invention, that the venting channel for discharging the leaking as leakage gases into the spark plug combustion gases along the supply line.

Der Entlüftungskanal kann prinzipiell auch außerhalb der Verbindungsleitung, beispielsweise in einer Nut in einem Kabelmantel verlaufen. Vorzugsweise verläuft der entlang der Verbindungsleitung verlaufende Entlüftungskanal aber innerhalb der Verbindungsleitung. Besonderes günstig und deshalb bevorzugt ist es dabei, die Versorgungsleitung als flexibles Kabel auszuführen, dessen Kabelmantel den Entlüftungskanal umgibt; insbesondere ist bevorzugt, dass das Kabel eine Litze enthält, wobei der Entlüftungskanal von Zwischenräumen gebildet wird, die sich zwischen Litzendrähten der Litze befinden.The venting channel can in principle also run outside the connecting line, for example in a groove in a cable sheath. Preferably, however, the venting channel extending along the connecting line extends within the connecting line. Particularly favorable and therefore preferred it is to run the supply line as a flexible cable whose cable sheath surrounds the venting channel; In particular, it is preferred that the cable contains a stranded wire, wherein the venting channel is formed by gaps, which are located between the stranded wires of the strand.

In einem Verbrennungsmotor können Spitzendrücke in der Größenordnung von 150 bar auftreten. Diese Spitzendrücke lasten im Betrieb auf einer Zündkerze und können selbst bei einer maßgenauer Fertigung und sorgfältiger Abdichtung dazu führen, dass Verbrennungsgase aus dem Motor in geringen Mengen als Leckagegase beispielsweise an Dichtstellen zwischen einem Isolationskörper und einem durch ihn hindurch geführten Elektrodenanschluss (Mittelelektrode) in einen von dem Rohrgehäuse umgebenen Innenraum der Zündkerze gelangen.In an internal combustion engine, peak pressures of the order of 150 bar can occur. These peak pressures load on a spark plug during operation and, even with dimensionally accurate manufacture and careful sealing, can result in combustion gases from the engine being leaked as leakage gases, for example at sealing points between an insulating body and an electrode connection (center electrode) passing through it Enter the tube housing surrounded interior of the spark plug.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass Leckagegase die Gefahr von Nebenschlüssen erhöhen und auf diese Weise Zündkerzen beeinträchtigen können. Leckagegase können beispielsweise dazu führen, dass sich im Innenraum des Rohrgehäuses ein Druck aufbaut, der zu einem Aufreisen von Isolationsschichten und so zu einem vorzeitigen Ausfall der Zündkerze führen kann. Durch einen erfindungsgemäßen Entlüftungskanal lassen sich Leckagegase aus dem Rohrgehäuse herausleiten. Schädliche Auswirkungen der Leckagegase können auf diese Weise vermieden und folglich die Lebensdauer einer Zündkerze erhöht werden.Within the scope of the invention, it has been recognized that leakage gases can increase the risk of shunts and thus impair spark plugs. Leakage gases can, for example, cause pressure to build up in the interior of the pipe housing, which can lead to an accumulation of insulation layers and thus premature failure of the spark plug. By means of a venting channel according to the invention, leakage gases can be led out of the pipe housing. Harmful effects of the leakage gases can be avoided in this way and consequently the service life of a spark plug can be increased.

Leckagegase, die insbesondere durch eine Dichtstelle zwischen dem Isolationskörper und einem durch den Isolationskörper hindurch geführten Elektrodenanschluss in den Innenraum des Rohrgehäuses und damit zu der Versorgungsleitung gelangen, können mit dem Entlüftungskanal effizient abgeleitet werden. Besonders bevorzugt verläuft der Entlüftungskanal in der Versorgungsleitung selbst, die vorzugsweise als flexibles Kabel ausgebildet ist, so dass bei der Montage Fluchtfehler und Toleranzen ausgeglichen werden können.Leakage gases, which in particular pass through a sealing point between the insulation body and a guided through the insulating body electrode connection in the interior of the tube housing and thus to the supply line can be efficiently derived with the vent channel. Particularly preferably, the ventilation channel runs in the supply line itself, which is preferably designed as a flexible cable, so that during assembly alignment errors and tolerances can be compensated.

Verbrennungsgase können aber nicht nur als Leckagegase in den Innenraum der Zündkerze gelangen. Ergibt sich beispielsweise durch eine schlecht eingestellte Gasmischung ein zu hoher Spitzendruck, kann dieser Teile der Zündkerze, insbesondere den Isolationskörper, in das Rohrgehäuse hineinschieben. Ist der Spitzendruck groß genug, können Kerzenteile in dem Rohrgehäuse ähnlich wie eine Kugel in einem Gewehrlauf mit großer Kraft beschleunigt werden, so dass Personen verletzt oder Anlagenteile beschädigt werden können. Diese Unfallgefahr kann durch Entlüftungskanäle beseitigt werden, die als Öffnungen in einer Mantelfläche des Rohrgehäuses, beispielsweise als seitliche Bohrungen, angeordnet sind und in einem solchen Fall das Ableiten von Verbrennungsgasen ermöglichen.However, combustion gases can not only reach the interior of the spark plug as leakage gases. If, for example, a poorly adjusted gas mixture results in an excessively high peak pressure, these parts of the spark plug, in particular the insulating body, can slide into the tubular housing. If the peak pressure is high enough, candle parts in the tube housing can be accelerated with great force, much like a bullet in a gun barrel, so that persons may be injured or equipment parts damaged. This risk of accidents can be eliminated by venting channels, which are arranged as openings in a lateral surface of the tubular housing, for example as lateral bores, and in such a case allow the discharge of combustion gases.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen oder der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:

Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einer Seitenansicht;
Fig. 2: das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Ansicht;
Fig. 3: das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt;
Fig. 4: eine Querschnittsansicht der elektrischen Versorgungsleitung mit integrierten Entlüftungskanal des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einem Längsschnitt;
Fig. 6: einen Spulenstecker an dem freien Ende der Versorgungsleitung des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einem Längsschnitt; und
Fig. 8: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze in einem Längsschnitt.

Further details and advantages of the invention will be explained by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. Identical and corresponding components are identified by matching reference numerals. The features described may be used alone or in combination to provide preferred embodiments or the invention. Show it:

Fig. 1: an embodiment of a spark plug according to the invention in a side view;
Fig. 2: this in FIG. 1 illustrated embodiment in a partially sectioned view;
Fig. 3: this in FIG. 1 illustrated embodiment in a longitudinal section;
Fig. 4: a cross-sectional view of the electrical supply line with integrated vent channel of in FIG. 1 illustrated embodiment;
Fig. 5: a further embodiment of a spark plug according to the invention in a longitudinal section;
Fig. 6: a coil connector at the free end of the supply line of in FIG. 5 illustrated embodiment;
Fig. 7: a further embodiment of a spark plug according to the invention in a longitudinal section; and
Fig. 8: a further embodiment of a spark plug according to the invention in a longitudinal section.

Die in Figur 1 dargestellte Zündkerze 1 hat ein Zündkopf 2 mit einem Außengewinde 3 zum Einschrauben in einen Verbrennungsmotor und ein Rohrgehäuse 4, das den Zündkopf 2 trägt. An seinem von dem Zündkopf abgewandten Ende trägt das Rohrgehäuse 4 einen Sechskant 5, über den zum Einschrauben der Zündkerze 1 ein Drehmoment ausgeübt werden kann. Bedingt durch die Länge des Rohrgehäuses 4 ist der Sechskant 5 leichter zugänglich, um den Einbau und Ausbau der Zündkerze 1 zu vereinfachen.In the FIG. 1 shown spark plug 1 has a firing head 2 with an external thread 3 for screwing into an internal combustion engine and a tubular housing 4, which carries the firing head 2. At its end remote from the ignition head, the tubular housing 4 carries a hexagon 5, over which a torque can be exerted for screwing in the spark plug 1. Due to the length of the tubular housing 4, the hexagon 5 is more easily accessible to simplify the installation and removal of the spark plug 1.

Wie insbesondere die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Längsschnitte zeigen, handelt es sich bei der Zündkerze 1 um eine Vorkammerzündkerze, da die Zündelektrode 6 in einer Vorkammer 7 angeordnet ist, die durch Öffnungen 8 mit der Brennkammer eines Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) in Verbindung steht. Vorkammerzündkerzen sind beispielsweise aus der EP 0 675 272 A1 bekannt, auf die bezüglich weitere Einzelheiten und Besonderheiten von Vorkammerzündkerzen verwiesen wird.As in particular in the FIGS. 2 and 3 shown longitudinal sections, it is in the spark plug 1 is a Vorkammerzündkerze, since the ignition electrode 6 is arranged in an antechamber 7, which communicates through openings 8 with the combustion chamber of an internal combustion engine (not shown). Vorkammerzündkerzen are for example from the EP 0 675 272 A1 to which reference is made for further details and particularities of prechamber spark plugs.

Die Zündelektrode 6 wird von einem keramischen Isolationskörper 10 getragen, durch den ein Anschlusskanal verläuft, über den die Zündelektrode 6 an eine elektrische Versorgungsleitung 11 angeschlossen ist. In dem Anschlusskanal befindet sich eine Anschlussleitung, die auch als Mittelelektrode bezeichnet wird und die Versorgungsleitung 11 mit der Zündelektrode 6 verbindet. Der Aufbau der Anschlussleitung ist in Figur 3 im Detail dargestellt. Ein erster Teil der Anschlussleitung wird von einem Zündelektrodenträger 16 gebildet, der in den Anschlusskanal hineinragt und die Zündelektrode 6 trägt. Ein daran anschließender Teil der Anschlussleitung wird von einem Glaskörper 13 gebildet, in dem beispielsweise Kupfer- und Kohlenstoffpartikel eingelagert sind, so dass sich ein definierter Vorwiderstand ergibt. In dem Glaskörper 13 ist als weiteres Teil der Anschlussleitung ein Anschlussstück 14 eingebettet, das durch eine aufgeraute Oberfläche 15 formschlüssig mit dem Glaskörper 13 verzahnt ist. Das Anschlussstück 14 ragt aus dem Isolationskörper 10 heraus und ist mit dem die Versorgungsleitung 11 bildenden Kabel durch eine Steck- oder Schraubverbindung leitend verbunden.The ignition electrode 6 is supported by a ceramic insulation body 10, through which a connection channel extends, via which the ignition electrode 6 is connected to an electrical supply line 11. In the connection channel is a connection line, which is also referred to as the center electrode and connects the supply line 11 with the ignition electrode 6. The structure of the connecting cable is in FIG. 3 shown in detail. A first part of the connection line is formed by an ignition electrode carrier 16, which projects into the connection channel and carries the ignition electrode 6. A subsequent part of the connecting line is formed by a glass body 13, in which, for example, copper and carbon particles are incorporated, so that there is a defined series resistance. In the glass body 13 is a connection piece 14 is embedded as a further part of the connecting line, which is interlocked by a roughened surface 15 positively to the glass body 13. The connecting piece 14 projects out of the insulating body 10 and is conductively connected to the cable 11 forming the supply line by a plug or screw connection.

Die Versorgungsleitung 11 ist ein Hochspannungskabel, das mit seinem freien Ende aus dem Rohrgehäuse 4 herausragt und dort einen Klemm-Kontakt 12 zum Einstecken in den Anschlussschacht einer Zündspule trägt. Durch die Flexibilität des Kabels 11 lassen sich Erschütterungen, Fluchtfehler und thermische Ausdehnungen ausgleichen, die zwischen der fest montierten Zündkerze 1 und einer fest montierten Zündspule auftreten können.The supply line 11 is a high voltage cable, which protrudes with its free end from the tubular housing 4 and there carries a terminal contact 12 for insertion into the connection shaft of an ignition coil. The flexibility of the cable 11 can compensate for shocks, misalignments and thermal expansions that can occur between the fixed-mounted spark plug 1 and a fixed ignition coil.

Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors treten regelmäßig Spitzendrücke in der Größenordnung von 150 bar auf, die dazu führen, dass Verbrennungsgase als Leckagegase durch den Anschlusskanal oder andere Dichtstellen in die Zündkerze 1 einsickern. Um Verbrennungsgase aus dem Rohrgehäuse 4 herauszuleiten, ist bei der dargestellten zündkerze 1 ein Entlüftungskanal vorhanden, der entlang der Versorgungsleitung 11, genauer gesagt in der Versorgungsleitung 11, verläuft.During operation of an internal combustion engine, peak pressures of the order of magnitude of 150 bar regularly occur cause combustion gases to leak into the spark plug 1 as leakage gases through the connection channel or other sealing points. In order to lead combustion gases out of the tubular housing 4, a venting channel is present in the illustrated spark plug 1, which runs along the supply line 11, more precisely in the supply line 11.

Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das die Versorgungsleitung 11 bildende Kabel. Das Kabel 11 hat einen Mantel 27, der eine Litze 28 aus Litzendrähten 17, 18 umgibt. Der Entlüftungskanal 19 wird von Zwischenräumen 20 zwischen Litzendrähten 17, 18 der Litze 28 gebildet. Zur Vergrößerung der den Entlüftungskanal 19 bildenden Zwischenräume 20 ist eine erste Gruppe von Litzendrähten 18 mit einem ersten Drehsinn und eine zweite Gruppe von Litzendrähten 17 mit einem zweiten, entgegen gesetzten Drehsinn zu der Litze 28 verseilt. Auf diese Weise können ohne Beeinträchtigung der Querdruckstabilität der Litze 28 die Litzenzwischenräume 20 vergrößert werden. FIG. 4 shows a schematic cross section through the supply line 11 forming cable. The cable 11 has a jacket 27 which surrounds a strand 28 of stranded wires 17, 18. The vent channel 19 is formed by gaps 20 between stranded wires 17, 18 of the strand 28. To increase the ventilation channel 19 forming intermediate spaces 20, a first group of stranded wires 18 is stranded with a first direction of rotation and a second group of stranded wires 17 with a second, opposite direction of rotation to the strand 28. In this way, the strand gaps 20 can be increased without affecting the transverse pressure stability of the strand 28.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Entlüftungskanal 19 zwischen einem Litzenkern, der von Litzendrähten 18, die in einem ersten Drehsinn verseilt sind, gebildet wird, und umgebenden Litzendrähten 17, die in einem zweiten Drehsinn verseilt sind, der dem ersten Drehsinn entgegen gesetzt ist. Dabei ist es günstig, wenn die Litzendrähte 17, 18 derart zu der Litze 28 verseilt sind, dass die Anzahl der Drehungen pro Längeneinheit um so kleiner ist, desto weiter außen der betreffende Litzendraht 17, 18 in der Litze 28 liegt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass die einzelnen Litzendrähte 17, 18 im wesentlichen gleich lang sind. Ein Vorteil einer derartigen Verseilung der Litzendrähte 17, 18 ist, dass sich benachbarte Litzendrähte nur auf kurzen Abschnitten, idealerweise nur punktweise, berühren und Linienkontakte vermieden werden, die einen Gasdurchtritt erschweren könnten.In the illustrated embodiment, the vent channel 19 is located between a heddle core, which is formed by stranded wires 18, which are stranded in a first direction of rotation, and surrounding stranded wires 17, which are stranded in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation. It is advantageous if the stranded wires 17, 18 are stranded in such a way to the strand 28, that the number of rotations per unit length is the smaller, the more outward the respective stranded wire 17, 18 in the strand 28 is located. In this way it can be achieved that the individual stranded wires 17, 18 are substantially equal in length. An advantage of such a stranding of the stranded wires 17, 18 is that adjacent stranded wires only on short sections, ideally only pointwise touch and line contacts are avoided, which could complicate gas passage.

Im Allgemeinen ist es günstig, wenn die Litze 28 aus mehreren Lagen von Litzendrähten 17, 18 aufgebaut ist, wobei die einzelnen Lagen im Gegenschlag verseilt sind. Günstig ist es beispielsweise drei Lagen zu verwenden, wobei die erste innerste Lage, in einem ersten Drehsinn verseilt ist, die zweite darüber liegende Lage in einem entgegen gesetzten Drehsinn und die dritte äußerste Lage in dem Drehsinn der ersten Lage verseilt ist. Besonders günstig sind Litzen 28 mit zwei bis fünf Lagen, insbesondere zwei bis drei Lagen.In general, it is favorable if the strand 28 is composed of several layers of stranded wires 17, 18, the individual layers being stranded in counterblow. It is favorable, for example, to use three layers, the first innermost layer being stranded in a first direction of rotation, the second layer lying above it in an opposite direction of rotation, and the third outermost layer stranded in the direction of rotation of the first layer. Strands 28 with two to five layers, in particular two to three layers, are particularly favorable.

Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung der den Entlüftungskanal 19 bildenden Zwischenräume 20, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls genutzt wurde, besteht darin, Litzendrähte 17, 18 mit unterschiedlichem Durchmesser zu der Litze 28 zu verseilen. Bevorzugt haben die Litzendrähte der ersten Gruppe einen Durchmesser, der 25 % bis 60 %, bevorzugt 30 % bis 50 % größer als der Durchmesser der Litzendrähte der zweiten Gruppe ist. Das Zentrum der Litzen 28 wird bevorzugt aus den dickeren Drähten der ersten Gruppe gebildet, kann jedoch auch aus den dünneren Drähten der zweiten Gruppe gebildet werden. Bevorzugt bildet eine Gruppe von Litzendrähten zugleich auch eine Lage der Litze, jedoch ist dies nicht zwingend der Fall.Another possibility for increasing the ventilation channel 19 forming spaces 20, which was also used in the illustrated embodiment, is to strand strand wires 17, 18 with different diameter to the strand 28. Preferably, the stranded wires of the first group have a diameter which is 25% to 60%, preferably 30% to 50% larger than the diameter of the stranded wires of the second group. The center of the strands 28 is preferably formed from the thicker wires of the first group, but may also be formed from the thinner wires of the second group. Preferably, a group of stranded wires also forms a layer of the strand at the same time, but this is not necessarily the case.

Bei der in Figur 4 dargestellten Versorgungsleitung 11 wurden diese Möglichkeiten zur Vergrößerung der den Entlüftungskanal 19 bildenden Zwischenräume 20 dadurch genutzt, dass drei Litzendrähte 18 als erste Gruppe mit einem ersten Drehsinn zu einem Litzenkern verseilt sind, während die übrigen Drähte 17, die bevorzugt einen 30 % kleineren Durchmesser haben, um den so gebildeten Litzenkern verseilt sind. Bei dem dargestellten Beispiel bilden die Litzendrähte 18 der zweiten Lage eine zweite Gruppe, die mit einem zweiten Drehsinn, der dem erste Drehsinn entgegengesetzt ist, um den Litzenkern verseilt sind. Eine dritte, äußerste Lage von Litzendrähten ist in dem ersten Drehsinn verseilt. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Entlüftungskanal 19 durch vergrößerte Zwischenräume 20 zwischen dem Litzenkern und umliegenden Litzendrähten 17 gebildet wird.At the in FIG. 4 illustrated supply line 11, these possibilities were used to increase the venting channel 19 forming spaces 20, characterized in that three stranded wires 18 as a first group with are stranded in a first direction of rotation to a strand core, while the remaining wires 17, which preferably have a 30% smaller diameter, are stranded around the strand core thus formed. In the example shown, the stranded wires 18 of the second layer form a second group, which are stranded around the strand core with a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation. A third, outermost layer of stranded wires is stranded in the first direction of rotation. In this way it is achieved that the venting channel 19 is formed by enlarged intermediate spaces 20 between the heddle core and surrounding stranded wires 17.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Versorgungsleitung 11 in einem Kunststoffrohr 21, das bevorzugt aus Teflon ist, angeordnet, in das der Isolationskörper 10 hineinragt. Durch das Kunststoffrohr 21 wird die Versorgungsleitung 11 gestützt und zentriert. Das Kunststoffrohr 21 ragt aus dem Rohrgehäuse 4 heraus und enthält eine geeignete Kabelabdichtung, um ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in den Innenraum des Rohrgehäuses 4 zu verhindern. Zwischenräume innerhalb des Kunststoffrohrs 21, insbesondere im Bereich des aus dem Isolationskörper 10 herausragendem Anschlussstücks 14 sind mit einer Hochspannungsisoliermasse 22, bevorzugt auf Silikonbasis, ausgefüllt.In the in the FIGS. 1 to 3 illustrated embodiment, the supply line 11 in a plastic tube 21, which is preferably made of Teflon, arranged, in which the insulating body 10 protrudes. Through the plastic tube 21, the supply line 11 is supported and centered. The plastic tube 21 protrudes from the tube housing 4 and contains a suitable cable seal to prevent ingress of dirt or moisture into the interior of the tube housing 4. Gaps within the plastic tube 21, in particular in the region of the protruding from the insulating body 10 connecting piece 14 are filled with a Hochspannungsisoliermasse 22, preferably based on silicone.

Die Litze 28 der Verbindungsleitung 11 ist mittels einer metallischen Anschlusshülse 23 an das aus dem Isolationskörper 10 herausragende Anschlussstück 14 angeschlossen. Die Anschlusshülse 23 hat an einer Innenfläche eine Nut (nicht dargestellt), um aus dem Isolationskörper 10, genauer gesagt aus dem darin verlaufenden Anschlusskanal, austretende Leckagegase zu dem Entlüftungskanal 19 zu leiten, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel in der Litze 28 der Versorgungsleitung 11 verläuft.The stranded wire 28 of the connecting line 11 is connected by means of a metallic connecting sleeve 23 to the protruding from the insulating body 10 connecting piece 14. The connecting sleeve 23 has on an inner surface a groove (not shown) to escape from the insulating body 10, more precisely from the connecting channel extending therein, leaking leakage gases to the venting channel 19 lead, which runs in the described embodiment in the strand 28 of the supply line 11.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anschlusshülse mit dem Anschlussstück 14 verschraubt, das zu diesem Zweck ein Außengewinde aufweist, das zu einem Innengewinde der Anschlusshülse 23 passt. Möglich ist es aber auch, die Anschlusshülse für eine Steckverbindung mit einem geeignet geformten Anschlussstück 14 zu nutzen.In the illustrated embodiment, the connection sleeve is screwed to the connection piece 14, which has an external thread for this purpose, which fits to an internal thread of the connection sleeve 23. But it is also possible to use the connection sleeve for a plug connection with a suitably shaped connector 14.

Die Anschlusshülse 23 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ferner mit einem Gewindestück eines Klemm-Elements 26 verschraubt, mit dem die Litze der Versorgungsleitung 11 verklemmt ist. Auch hier kann die Anschlusshülse 23 alternativ auch für eine Steckverbindung mit einem Stift eines Klemm-Elements 26 genutzt werden. Möglich ist es ferner auch, die Anschlusshülse 23 einstückig mit dem Klemm-Element 26 auszubilden.The connecting sleeve 23 is further screwed in the illustrated embodiment with a threaded piece of a clamping element 26, with which the strand of the supply line 11 is clamped. Again, the connection sleeve 23 may alternatively be used for a plug connection with a pin of a clamping element 26. It is also possible, moreover, to form the connecting sleeve 23 in one piece with the clamping element 26.

Um möglichst schnelle Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten realisieren zu können, ist es dabei im allgemeinen günstig, wenn der Durchmesser der in dem Kabel 11 enthaltenen Litze 28 weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 15 %, von dem Durchmesser des aus dem Isolationskörpers 10 herausragenden Anschlussstücks 14 der Zündelektrode 6 abweicht.In order to be able to realize the fastest possible voltage rise rates, it is generally favorable if the diameter of the strand 28 contained in the cable 11 is less than 10%, preferably less than 15%, of the diameter of the connection piece 14 of the ignition electrode protruding from the insulation body 10 6 deviates.

Durch ein fehlerhaft eingestelltes Mischungsverhältnis des zu entzündenden Gasgemisches können Spitzendrücke auftreten, die so groß sind, dass der Isolationskörper 10 in das Rohrgehäuse 4 hineingeschoben wird. Damit dabei in das Rohrgehäuse 4 eintretende Verbrennungsgase abgeleitet werden können, bevor der Isolationskörper 10 wie eine Gewehrkugel in dem Rohrgehäuse 4 auf gefährliche Geschwindigkeiten beschleunigt wird, weist die dargestellte Zündkerze 1 weitere Entlüftungskanäle 24 in Form von Öffnungen in der Mantelfläche des Rohrgehäuses 4 auf.Due to an incorrectly set mixing ratio of the gas mixture to be ignited, peak pressures can occur which are so great that the insulating body 10 is pushed into the tubular housing 4. In order for combustion gases entering the pipe housing 4 to be discharged before the insulation body 10 is accelerated to dangerous speeds, such as a bullet in the pipe housing 4, the illustrated Spark plug 1 further venting channels 24 in the form of openings in the lateral surface of the tubular housing 4.

Zur Erhöhung der Druckfestigkeit der Zündkerze 1 ist der Isolationskörper 10 mit einer Halterung 36 (siehe Fig.3, 7 und 8) gesichert, die mit dem Rohrgehäuse 4 verschweißt ist. Zusätzlich ist auch der Zündkopf 2 mit dem Rohrgehäuse 4 verschweißt. Der Gefahr, dass der Isolationskörper 10 durch unerwartet hohe Spitzendrücke in das Rohrgehäuse 4 gedrückt wird, wird durch die mit dem Rohrgehäuse 4 verschweißte Halterung 36, die um einen Ringwulst des Isolationskörpers 10 herum greift, begegnet.To increase the pressure resistance of the spark plug 1, the insulating body 10 with a holder 36 (see Figure 3 . 7 and 8 ), which is welded to the pipe housing 4. In addition, the ignition head 2 is welded to the tubular housing 4. The risk that the insulating body 10 is pressed by unexpectedly high peak pressures in the tubular housing 4, is met by the welded to the tubular housing 4 bracket 36 which engages around a torus of the insulating body 10 around.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme gegen die Auswirkungen unerwartet hoher Spitzendrücke ist in dem Rohrgehäuse 4 ein Rückhaltering 25 angeordnet, dessen innerer Durchmesser kleiner als der größte Durchmesser des Isolationskörpers 10 ist. Der äußere Durchmesser des Rückhalterings 25 ist größer als eine Durchlassöffnung eines Endstücks 5, mit dem das metallische Rohrgehäuse 4 an seinem von dem Zündkopf 2 abgewandten Ende verbunden, bevorzugt verschweißt, ist. Auf diese Weise wird durch den Rückhaltering 25 in Verbindung mit dem Endstück 5 selbst unter widrigsten Umständen das Austreten des Isolationskörpers 10 aus dem Rohrgehäuse 4 verhindert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel trägt das Endstück 5 zugleich den Sechskant 5 zum Einschrauben des Außengewindes 3 in eine entsprechende Öffnung des Verbrennungsmotors.As an additional safety measure against the effects of unexpectedly high peak pressures, a retaining ring 25 is arranged in the tubular housing 4, whose inner diameter is smaller than the largest diameter of the insulating body 10. The outer diameter of the retaining ring 25 is greater than a passage opening of an end piece 5, with which the metallic tubular housing 4 connected at its end facing away from the ignition head 2, preferably welded, is. In this way, the leakage of the insulating body 10 is prevented from the tubular housing 4 by the retaining ring 25 in conjunction with the end piece 5 even under the most adverse circumstances. In the illustrated embodiment, the end piece 5 also carries the hexagon 5 for screwing the external thread 3 in a corresponding opening of the internal combustion engine.

In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zündkerze 1 dargestellt, das sich von dem anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebene Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch unterschiedet, dass auf ein Kunststoffrohr zur Stützung der Versorgungsleitung 11 verzichtet wurde. Statt dessen ist der Innenraum des Gehäuserohres 4 mit einer geeigneten Isoliermasse 30, bevorzugt auf Silikonbasis, ausgefüllt. Besonders bevorzugt sind Silikongele. Geeignete Silikongele sind insbesondere als gießbare zwei Komponentenmischungen im Handel erhältlich. Ein Verschlussring 35 sorgt dabei dafür, dass die Entlüftungskanäle 24 in der Mantelfläche des Gehäuserohrs 4 frei bleiben und deren Funktion nicht durch die Isoliermasse 30 beeinträchtigt wird. Die Versorgungsleitung 11 wird von einer Kabeldurchführung 31, bevorzugt aus Teflon, und einer Wasserschutzhaube 32 zentriert, die zudem vor einer Beschädigung durch Wandreibungseinflüsse schützen.In FIG. 5 a further embodiment of a spark plug 1 is shown, which differs from the basis of the FIGS. 1 to 3 described embodiment essentially distinguished by the fact that was dispensed with a plastic pipe to support the supply line 11. Instead, the interior of the housing tube 4 with a suitable insulating 30, preferably based on silicone filled. Particularly preferred are silicone gels. Suitable silicone gels are in particular commercially available as castable two component mixtures. A closure ring 35 ensures that the vent channels 24 remain free in the lateral surface of the housing tube 4 and their function is not affected by the insulating 30. The supply line 11 is centered by a cable feedthrough 31, preferably made of Teflon, and a water protection hood 32, which also protect against damage caused by wall friction.

Als Alternative zu dem in Figuren 1 bis 3 dargestellten Klemm-Kontakt 12 kann das Kabelende gemäß Figur 6 auch mit einem Spulenstecker 33 ausgerüstet werden, der direkt in eine Zündspule eingesteckt werden kann. Das Kabel 11 hat an seinem freien Ende einen Gasauslass 34, in den der in dem Kabel 11 enthaltene Entlüftungskanal 19 mündet. Ein solcher Gasauslass 34 kann in dem in Figur 6 dargestellten Spulenstecker 33 ebenso wie in dem Klemm-Kontakt 12 angeordnet sein.As an alternative to the in FIGS. 1 to 3 shown clamping contact 12, the cable end according to FIG. 6 be equipped with a coil connector 33, which can be plugged directly into an ignition coil. The cable 11 has at its free end a gas outlet 34 into which the venting channel 19 contained in the cable 11 opens. Such a gas outlet 34 may be in the in FIG. 6 shown coil connector 33 may be arranged as well as in the clamping contact 12.

In Figur 7 ist in einem Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zündkerze dargestellt, bei dem ebenso wie bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Innenraum des Rohrgehäuses 4 mit Silikongel 30 aufgefüllt ist. Darüber hinaus unterscheidet sich das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel von dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch den Anschluss der durch den Isolationskörper 10 hindurch geführten Anschlussleitung (Mittelelektrode 40) der Zündelektrode 6 an die Litze 28 des Versorgungskabels 11 und die Kabeldurchführung 31, mit der das Rohrgehäuse 4 an seinem von dem Zündkopf 2 abgewandten Ende verschlossen ist.In FIG. 7 a further embodiment of a spark plug is shown in a longitudinal section, in which as well as in the FIG. 5 embodiment shown, the interior of the tube housing 4 is filled with silicone gel 30. In addition, this differs in FIG. 7 illustrated embodiment of the in FIG. 2 illustrated embodiment substantially by the connection of the guided through the insulating body 10 through lead (center electrode 40) of the ignition electrode 6 to the strand 28 of the supply cable 11 and the cable duct 31, with the pipe housing 4 at its facing away from the firing head 2 end is closed.

Die Mittelelektrode 40 ragt mit einem Abschnitt aus dem Isolationskörper 11 heraus, der elektrisch mit der Litze 28 der Versorgungsleitung 11 in Kontakt steht. Der aus dem Isolationskörper 10 herausragende Abschnitt der Mittelelektrode 40 hat zu diesem Zweck ein Sackloch, in das die Litze 28 hinein gesteckt ist. Zur Verbesserung des Kontakts kann die Litze 28 in dem Sackloch verpresst oder verlötet sein. Das Sackloch verläuft in Längsrichtung der Mittelelektrode 40 und ist bevorzugt als eine zentrische Bohrung ausgeführt.The center electrode 40 protrudes with a portion of the insulating body 11, which is electrically connected to the strand 28 of the supply line 11 in contact. The protruding from the insulating body 10 section of the center electrode 40 has for this purpose a blind hole into which the strand 28 is inserted. To improve the contact, the strand 28 may be crimped or soldered in the blind hole. The blind hole extends in the longitudinal direction of the center electrode 40 and is preferably designed as a central bore.

Die Anschlussstelle der Versorgungsleitung 11 an die Mittelelektrode 40 ist von einer Schutzhülle 45 umgeben, die bei dem Ausführungsbeispiel als Hülse ausgebildet ist. Diese Schutzhülse 45 umschließt an einem Ende den Isolationskörper 10 und an ihrem anderen Ende die Versorgungsleitung 11, insbesondere den Mantel des die Versorgungsleitung 11 bildenden Kabels. Um die Gefahr einer Beeinträchtigung des elektrischen Kontakts zwischen Mittelelektrode 40 und Versorgungsleitung 11 zu minimieren, ist die Hülse 45 in einer durch Zugkräfte belastbaren Weise mit dem Isolationskörper 10 und der Versorgungsleitung 11 verbunden. Derartige Zugkräfte können einerseits bei der Montage auftreten und andererseits durch thermische Ausdehnung bei einem Aufheizen der Zündkerze im Betrieb verursacht werden.The junction of the supply line 11 to the center electrode 40 is surrounded by a protective cover 45 which is formed in the embodiment as a sleeve. This protective sleeve 45 encloses at one end the insulating body 10 and at its other end the supply line 11, in particular the jacket of the supply line 11 forming cable. In order to minimize the risk of impairment of the electrical contact between the center electrode 40 and the supply line 11, the sleeve 45 is connected in a load-carrying manner with the insulating body 10 and the supply line 11. Such tensile forces can occur on the one hand during assembly and on the other hand caused by thermal expansion in a heating of the spark plug during operation.

Im einfachsten Fall ist eine durch Zugkräfte belastbare Verbindung durch eine kraftschlüssige Verbindung der Hülse 45 mit dem Isolationskörper 10 und dem Kabel 11 möglich, beispielsweise indem die aus Metall gefertigte Schutzhülse 45 nach dem Positionieren um den Isolatiönskörper 10 und das Kabel 11 herum verpresst wird. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine entsprechende Konturierung der Innenseite der Hülse 45 und/oder der Außenseite des Isolationskörpers 10 und des Kabelmantels des Kabels 11, beispielsweise eine Nut, auch eine formschlüssige Verbindung erzeugt werden. Möglich ist auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch kleben.In the simplest case, a loadable by tensile force connection by a frictional connection of the sleeve 45 with the insulating body 10 and the cable 11 is possible, for example by the made of metal protective sleeve 45 after positioning around the Isolatiönskörper 10 and the cable 11 is pressed around. Alternatively or additionally, by a corresponding contouring of the inside of the sleeve 45 and / or the outside of the insulating body 10 and the cable sheath of the cable 11, for example a groove, a positive connection can be generated. It is also possible a cohesive connection, for example by gluing.

Anstelle einer Hülse 45 kann die Schutzhülle beispielsweise auch von einem Schrümpfschlauch gebildet werden. Bei geeigneter Dimensionierung des Schrumpfschlauches kann erreicht werden, dass dieser den Isolationskörper 10 und den Mantel des Kabels 11 gasdicht und in einer durch Zugkräfte belastbaren Weise umschließt.Instead of a sleeve 45, the protective cover can for example also be formed by a Schrümpfschlauch. With a suitable dimensioning of the shrink tubing can be achieved that this encloses the insulating body 10 and the jacket of the cable 11 gas-tight and in a load-bearing by tensile forces manner.

Die Schutzhülse 45 umgibt den Isolationskörper 10 und die Versorgungsleitung 11 gasdicht. Die Schutzhülse 45 presst hierfür einen O-Ring 41 dichtend gegen den Isolationskörper 10. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der O-Ring 41 in einer Nut der Hülse 45.The protective sleeve 45 surrounds the insulating body 10 and the supply line 11 gas-tight. The protective sleeve 45 for this purpose presses an O-ring 41 sealingly against the insulating body 10. In the illustrated embodiment, the O-ring 41 is located in a groove of the sleeve 45.

Das von dem Zündkopf 2 abgewandte Ende des Rohrgehäuses 4 ist mit einer Kabeldurchführung verschlossen, die das Kabel 11 in einem von der Kabeldurchführung umgebenen Abschnitt gegenüber dem Rohrgehäuse 4 fixiert. Auf diese Weise wird eine Zugentlastung geschaffen, die verhindert, dass durch Krafteinwirkung auf das Kabel 11 der elektrische Kontakt zwischen der Litze 28 des Kabels 11 und der Mittelelektrode 40 beeinträchtigt wird.The remote from the firing head 2 end of the tubular housing 4 is closed with a cable bushing, which fixes the cable 11 in a surrounded by the cable bushing portion relative to the tubular housing 4. In this way, a strain relief is provided, which prevents that by force on the cable 11, the electrical contact between the wire 28 of the cable 11 and the center electrode 40 is impaired.

Die Kabeldurchführung wird von einer Schraubhülse 42 und einer Klemmhülse 43 gebildet, die von der Schraubhülse 42 verpresst wird, so dass das hindurch geführte Kabel 11 kraftschlüssig fixiert ist. Die Schraubhülse 42 ist aus Metall und trägt ein Außengewinde 44, das mit einem dazu passenden Innengewinde des Rohrgehäuses 4 oder des mit dem Rohrgehäuse 4 verbundenen Sechskant 5 verschraubt ist. Die Schraubhülse 42 umgreift die aus Kunststoff gefertigten Klemmhülse 43 mit einem Ende. Der Innendurchmesser der Schraubhülse 43 nimmt ausgehend von dem der Klemmhülse 43 zugewandten Ende hin ab. Mit dem Einschrauben der Schraubhülse 42 in das Innengewinde des Sechskants 5 wird deshalb die Schraubhülse 42 über die Klemmhülse 43 geschoben, so dass diese wegen des abnehmenden Innendurchmessers zunehmend stärker verpresst wird. Um zu verhindern, dass die Klemmhülse 43 dabei in den Innenraum des Rohrgehäuses 4 hinein geschoben wird, weist die Klemmhülse 43 eine Schulter auf, mit der sie sich abstützt.The cable feedthrough is formed by a threaded sleeve 42 and a clamping sleeve 43, which is pressed by the threaded sleeve 42, so that the guided through cable 11 is fixed non-positively. The threaded sleeve 42 is made of metal and carries an external thread 44, which with a thereto matching internal thread of the tubular housing 4 or connected to the tubular housing 4 hexagon 5 is screwed. The threaded sleeve 42 engages the made of plastic clamping sleeve 43 with one end. The inner diameter of the threaded sleeve 43 decreases starting from the clamping sleeve 43 facing the end from. With the screwing of the screw 42 into the internal thread of the hexagon 5, therefore, the screw 42 is pushed over the clamping sleeve 43, so that it is increasingly compressed because of the decreasing inner diameter. In order to prevent the clamping sleeve 43 is thereby pushed into the interior of the tubular housing 4, the clamping sleeve 43 has a shoulder, with which it is supported.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende des Kabels 11 ähnlich wie bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Klemmkontakt 12 versehen. Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass das Kabelende ebenso wie bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem in Figur 6 dargestellten Spulenstecker 33 ausgerüstet ist. Die Schraubhülse 42 der Kabeldurchführung ist dabei mit einer Wasserschutzhaube 32 geschützt.At the in FIG. 7 illustrated embodiment, the end of the cable 11 is similar to that in the FIG. 2 illustrated embodiment with a clamping contact 12 is provided. FIG. 8 shows a further embodiment, which differs from the in FIG. 7 illustrated embodiment characterized in that the cable end as well as in the FIG. 5 illustrated embodiment with an in FIG. 6 shown coil connector 33 is equipped. The threaded sleeve 42 of the cable bushing is protected by a water protection hood 32.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zündkerzespark plug
22: Zündkopfignition head
33: Außengewindeexternal thread
44: Rohrgehäusetube housing
55: Sechskanthexagon
66: Zündelektrodeignition electrode
77: Vorkammerantechamber
88th: Vorkammeröffnungchamber port
1010: Isolationskörperinsulation body
1111: Versorgungsleitungsupply line
1212: Klemm-KontaktDisplacement contact
1313: Glaskörpervitreous
1414: Anschlussstückconnector
1515: Oberfläche des AnschlussstücksSurface of the connector
1616: ZündelektrodenträgerZündelektrodenträger
1717: Litzendrahtlitz
1818: Litzendrahtlitz
1919: Entlüftungskanalvent channel
2020: LitzendrahtzwischenraumLitzendrahtzwischenraum
2121: KunststoffrohrPlastic pipe
2222: Füllmassefilling compound
2323: Anschlusshülseconnecting sleeve
2424: Entlüftungskanalvent channel
2525: RückhalteringRetaining ring
2626: Klemm-ElementClamping element
2727: Kabelmantelcable sheath
2828: Litzebraid
3030: Isoliermasseinsulating compound
3131: KabeldurchführungGrommet
3232: WasserschutzhaubeWater guard
3333: Spulensteckercoil plug
3434: Gasauslassgas outlet
3535: Verschlussringlock ring
3636: Halterungbracket
4040: Mittelelektrodecenter electrode
4141: O-RingO-ring
4242: Schraubhülsethreaded
4343: Klemmhülsecollet
4444: Außengewinde der Hülse 43External thread of the sleeve 43
4545: Hülseshell

Claims

Spark plug for igniting a combustible gas mixture in an internal combustion engine, comprising
an ignition electrode (6),
an electrical supply line (11) to which the ignition electrode (6) is connected,
a pipe housing (4) in which the electrical supply line (11) runs,
and a venting channel (19) for discharging combustion gases from then pipe housing (4),
characterized in that
the venting channel (19) for discharging combustion gases infiltrating the spark plug (1) as leakage gases runs along the supply line (11).
Spark plug according to claim 1, characterized in that the venting (19) channel runs in the supply line (11).
Spark plug according to any of above claims, characterized in that the supply line (11) is provided at its end opposite the ignition electrode (6) with a gas vent (34) in which the venting channel (19) ends.
Spark plug according to any of above claims, characterized in that the supply line (11) is a cable.
Spark plug according to claim 4, characterized in that one end of the pipe housing (4) is closed by a cable bushing (31) that fastens the cable (11) in a section surrounded by the cable bushing (31) opposite the pipe housing (4).
Spark plug according to claim 5, characterized in that the cable bushing (31) comprises a collet (42) having an outer thread and a clamp collet (43), whereby, while being screwed in, the collet (42) is pushed over the clamp collet (43), compressing thus the clamp collet (43) with the cable (11) led through the clamp collet (43).
Spark plug according to either claim 4, 5 or 6, characterized in that the cable (11) contains a flexible braid (28) of stranded wire.
Spark plug according to claim 7, characterized in that the venting channel (19) is formed by interstices (20) that are between the stranded wires (17, 18) of the flexible braid (28).
Spark plug according to claim 8, characterized in that to enlarge the interstices (20) forming the venting channel (19), a first group of stranded wires (18) is stranded in a first direction of rotation and a second group of stranded wires (17) is stranded in a second direction of rotation, that is opposite to the first direction of rotation.
Spark plug according to claim 9, characterized in that the first group of stranded wires (18) forms a first layer and that the second group forms a second layer of stranded wires (17) of an at least two-layered, but preferably three-layered, flexible cord (28), wherein the adjacent layers are stranded in a reversed-lay.
Spark plug according to either claim 8, 9 or 10, characterized in that to enlarge the interstices (20) forming the venting channel (19), stranded wires (17, 18) with different diameters are stranded for the flexible braid (28).
Spark plug according to any of above claims, characterized in that another venting channel (24) is configured as an aperture in a surface of the pipe housing (4).
Spark plug according to any of above claims, characterized in that the electric supply line (11) is connected to the ignition electrode (6) by means of a conductor barrel (23) through a plug-in connection or a threaded joint.
Spark plug according to any of above claims, characterized in that the supply line (11) is connected by means of a center electrode (40), reaching through the insulation element (10), to the ignition electrode (6), wherein a contact point between the supply line (11) and the center electrode (40) is covered by a sheath (45).
Spark plug according to claim 14, characterized in that the sheath (45) surrounds the insulation element (10).