DE7001121U - Zuendkerze mit thermoelement und anschlussvorrichtung. - Google Patents

Description

Anlage zur
Gebrauchsmusteranmeldung

Beru-Werk Albert Ruprecht, Ludwigsburg, Wernerstr.

Zündkerze mit Thermoelement und Anschlußvorrichtung.

Die Neuerung betrifft eine Zündkerze, die mit einem Thermoelement zur Messung der Temperatur am Isolatorfuß und mit einer Vorrichtung zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse ausgerüstet ist.

Bei der für Temperaturmeßzwecke bisher am meisten verwendeten Bauart ist das Thermoelement durch die hohle Mittelelektrode hindurchgeführt und mit ihrem in den Verbrennungsraum hineinragenden Ende verschweißt oder verlötet.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß das Thermoelement, die Meßleitungen und das Meßinstrument an der Zündspannung, liegen und bedingt eine zusätzliche kapazitive Belastung der Zündanlage sowie einen erheblichen Isolationsaufwand für die zur Meßeinrichtung gehörenden Teile. Außerdem können die von den Funken der Kerze herrührenden Störwellen große Schwierigkeiten verursachen, wenn diese z. B. die einem elektronischen Steuergerät einer Benzineinspritzung zugeführten Informationen verfälschen, so daß der Kraftstoff unkontrolliert zugeteilt wird.

Es sind zwar auch schon Zündkerzen bekannt, bei denen die beiden Cchenkel des Thermoelements im Isolator in feinen Nuten entlang dem Bohrungsrand der Mittelelektrode eingekittet sind und die heiße Lötstelle im Isolatorfuß nahe

Jtmdttrth seiner Stirnfläche liegt, doch lassenvsich die vorgenannten

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Nachteile nicht oder nur unsicher beseitigen, da die Gefahr besteht, daß infolge schlechter Einkittung oder Ausbröckeln des Kittes Berührung des Thermoelements mit der Mittelelektrode zustande kommt oder sich durch aus dem Kraftstoff stammende Bleiniederschläge leitende Brücken zwischen ihnen bilden, durch die zudem noch das Meßergebnis verfälscht werden kann. Da Zündkerzenkitte gewöhnlich porös sind, lassen sich bei dieser Konstruktion Überschläge von der Mittelelektrode auf das Thermoelement schon aus diesem Grunde nicht ausschließen.

Zwecks Vermeidung der beschriebenen Nachteile ist gemäß der Neuerung das Thermoelement zumindest von der Höhe des inneren Dichtringes an und einschließlich seiner heißen Lötstelle direkt in das dichtgebrannte Material des keramischen Isolators eingebettet, d. h. von diesem unmittelbar umgeben oder nur durch einen engen Luftspalt von ihm getrennt.

Um eine besonders zuverlässige elektrische Isolierung der Thermoelementschenkel gegenüber der Mittelelektrode und gegenüber dem an Masse gelegten Zurdkerzenstahlkorper und um eine absolut hermetische Abdichtung gegen Eindringen der hochverdichteten Verbrennungsgase zu erreichen, bestehen die Schenkel des Thermoelements aus metallischen Werkstoffen, deren Schmelzpunkte höher liegen als die Sintertemperatur der keramischen Masse des Isolators, und sind in diese mit kleinem Abstand voneinander vor dem Brennen im Ofen eingeformt, so daß sie nach dem Brand im dichtgebrannten Isolator rundum eingebettet vorliegen.

Durch diese Werkstoffauswahl und Herstellungsweise wird eine neue Raumform erhalten, die den Wärmeübergang auf die heiße Lötstelle begünstigt und selbst im dünnen Isolatorfußteil noch eine genügende Wanddicke für die Isolation ermöglicht.

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Die Neuerung· ist in der Zeichnung m Beispiel einer Hochspannungszündkerze mit Thermoelement und aufmontiertem Anschlußkopf nebst Stecker im Längsschnitt (Fig. 1) und in der teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht (Fig. 2) veranschaulicht.

Der Isolator 1 der Zündkerze Z ist mittels der eingestampften Pulverpackung 2, dem inneren Dichtring 3 und dem Bördel 4 gasdicht in den Kerzenstahlkorper 5 eingebaut und hat eine zentrale, abgesetzte Bohrung 6, in welche die Mittelelektrode 7 mit ihrem Kopf 8 eingelegt und der mit Gewinde 9 und Spitze 10 versehene Anschlußbolzen eingekittet ist. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Anschlußbolzen 11 und der Mittelelektrode 7 erfolgt durch eine metallhaltige Pulverdichtung 12, und der Funkenüberschlag findet im Gasraum zwischen der Mittelelektrode 7 und der Mjfasseelektrode 13 statt. Auf den aus dem Isolator 1 herausragenden Teil des Anschlußbolzens 11 ist das hohlzylindrische Isolierstück 14 des Anschlußkopfes A aufgeschraubt, auf den ein Isolierstoffstekker IS aufsteckbar ist zwecks Herstellung der elektrischen Verbindung zum nicht gezeichneten Zündverteiler bzw. Zündgenerator vermittels des mit einem Kontaktstück 15 armierten Zündkabels 16 und der elektrischen Verbindung der beiden Schenkel 17 a und 17 b des Thermoelements TE mit der nicht gezeichneten kalten Lötstelle bzw. dem (ebenfalls nicht gezeichneten) Meßinstrument, die über die Stecker·- stifte 18 a und 18 b, die Steckerhülsen 19 a und 19 b sowie die Kompensationsleitungen 20 a und 20 b erfolgt. Die beiden Schenkel 17 a und 17 b des Thermoelements TE sind an ihrem oberen Teil in eine, z. B. aus Siliconkautschuk bestehende Isoliermasse 21 eingebettet, die auch den unteren Teil des Isolierstücks 14 des Anschlußkopfes A und den oberen Teil des Kerzenisolators 1 umgibt und das Überschlagen der Zündspannung auf das Thermoelement verhindert.

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Die Thenaoschenkel 17 α und 17 b sind dann dem Isolatorschaft 1 a entlanggeführt, anschließend durch ein keramisches Doppelkapillarrohr 22 hindurchgeführt und zumindest von der Hohe des inneren Dichtringes 3 an bis zur etwa 1 nn hinter der Isolatorstirnfläche 23 liegenden heißen Lötstelle 24 gasdicht und elektrisch isoliert direkt in das keramische Material des Isolators 1 eingebettet, wierttarch Punktierung angedeutet. Ab der "beiAea Loteteile" 24 sind die beiden dünnen Drahte, die die Thermoschenkel 17 a und 17 b bilden,Miteinander vtndntlit Das keramische Doppelkapillarrohr 22 liegt In eiaer Bohruog 25, die oberhalb des Kerzen* tahlkorper* B in den Isolator 1 eindringt und dessen Bund 26 durchquert.

Der Einbau des in das fertiggebrannte keramische Doppelkapillarrohr 22 eingefädelten Thermoelemente TB la den Isolator 1 geschieht in der im folgenden beschriee Weise, die sich im Vergleich zu anderen möglichen ausffthrungsarten durch Einfachheit der Fertigung ausseiehmet:

Der Isolatorformllng (Grünling) wird bei etwa 1000°C brannt und erhält dadurch eine höhere Festigkeit. Dana «erden die um den Schwund beia Brennen und um eine kleine Zugabe vergrößerte Bohrung Γ5 sowie eine daran anschll« de Hutf (im punktiert gezeichneten Tell ties Isolators) hergestellt. In diese Met wird der aus dem Doppelkapillarrohr 22 herausragende Teil 27 des Thermoelemente Tl samt helften Lötstelle 24 mittels einer breiartige» kerasdi

asee - im wesentlichen mit der dem Isolators übereinstimmt. Cm auch hler den erforderlichen Hohlraum fur den Schwundausgleich zu schaffen, erhalten die beiden Schenkel des Thermoelements tot ihrer Einbettung in besagte Mat einen enreceen Überzug aas Lack, Kunstharz oder einer sonstigen organischen Masse» die sich

beim Scharfbrand verflüchtigt, wohingegen die in die Nut um die Thermoschenkel herum eingeschlämmte keramische Masse mit der des vorgebrannten Isolatorformlings gasdicht zusammensintert und das Thermoelement elektrisch isoliert. Als Thermoelement sind bei den für Zündkerzenisolatoren üblichen keramischen Massen Paarungen von Platin- mit Platinrhodium oder von Platinrhodiumlegierungen unterschiedlicher Zusammensetzung geeignet. Vor Einbau des Isolators 1 in den Kerzenstahlkörper wird zur Kontrolle eine Röntgenaufnahme gemacht und ein Meßblatt für die vom Thermoelement bei den verschiedenen Temperaturen abgegebenen Spannungen erstellt.

Der elektrische Anschluß der Zündkerze und ihres Thermoelements erfolgt durch Aufstecken des Isolierstoffsteckers IS auf den Anschlußkopf A, wobei der erstere mit seinem vorgezogenen Kontaktstück 15 in das hohlzylindrische Isolierstück 1%> des Anschlußkopfes A eingreift. Diese Bauart erlaubt es, die Bauhöhe durch Ausfüllen des Spaltes zwischen dem Anschlußkopf A und dem in diesen eingreifenden Isolierstoffstecker IS mit einem flüssigen oder pastösen isolierenden Medium, z. B. Öl, zu verringern (nicht gezeichnet).

13. 1. 70

PAT/I/ue

700Π21

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Mit einem Thermoelement zur Messung äer Temperatur am Isolatorfuß und vorzugsweise auch mit einer Vorrichtung zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse ausgerüstete Zündkerze, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (TE,27) zumindest von der Höhe des inneren Dichtringes (3) an und einschließlich seiner heißen Lötstelle (24) direkt in das dichtgebrannte Material des keramischen Isolators (1) eingebettet ist, d. h. von diesem unmittelbar umgeben oder nur durch einen engen Luftspalt von ihm getrennt ist.

2. Mit einem Thermoelement ausgerüstete Zündkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (17 a, 17 b) des Thermoelements (TE) aus metallischen Werkstoffen bestehen, deren Schmelzpunkte höher liegen als die Sintertemperatur der keramischen Masse des Isolators (1), und daß sie in diese vor dem Brennen im Ofen mit Abstand voneinander und einschlißelich der heißen Lötstelle eingeformt sind, derart, daß sie nachher im dichtgebrannten Isolator (1) rundum eingebettet vorliegen.

3. Mit einem Thermoelement ausgerüstete Zündkerze gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr das Thermoelement (ΤΈ) enthaltender Isolator (1) erhalten ist durch Vorbrennen des Isolatorformlings bei etwa 1000⁰C, durch Einarbeiten einer Bohrung (25) und einer Nut (Vm punhtAnirt gogelchniBiten Teil), durch Einfornten des aus einem in die besagte Bohrung eingefügten Doppelkapillarrohr (22) herausragenden Teils (27) des Thermoelements (T2) iftn besagte Nut mittels breiartiger keramischer Masse von im wesentlichen gleicher oder gleichartiger Zusasawüsetäüüg wie die des Isolators und durch Brennen des so präparierten Isolatorformlings bei Sintertemperatur.

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4. Mit einem Thermoelement ausgerüstete Zündker*: ■ gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (17 a und 17 b) des Thermoelements (TE) oberhalb ihres direkt i'i den keramischen Isolator (1) eingebetteten Teils (27; durch ein keramisches Doppelkapillarrohr (22) hindurchgeführt, dann dem Isolatorschaft (1 a) entlanggeführt und in der Höhe zwischen dem Isolator (1) und dem Isolierstück (14) des Anschlußkopfes (A) in eine wärmebeständige Isoliermasse (21), z. B. aus Silikonkautschuk, eingebettet sind.

5. Mit einem Thermoelement und mit eirer Vorrichtung zur Herstellung des elektrischen Anschlusses ausgerüstete Zündkerze gemäß einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffstekker (IS) mit seinem vorgezogenen Kontaktstück (15) in das hohlzylindrische Isolierstück (14) des Anschlußkopfes (A) eingreift.

6. Mit einem Thermoelement und mit einer Vorrichtung zur Herstellung des elektrischen Anschlusses ausgerüstete Zündkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem hohzylindrischen Isolierstück (15) des Anschlußkopfes (A) und dem in dieses eingreifenden Isolierstoffstecker (IS) mit einem flüssigen oder pastösen isolierendem Medium, z. B. Öl, ausgefüllt ist.