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WO1992004754A1 - Elektrische, funkenerzeugende zündvorrichtung, insbesondere für gasförmige brennstoffe - Google Patents

Elektrische, funkenerzeugende zündvorrichtung, insbesondere für gasförmige brennstoffe Download PDF

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Publication number
WO1992004754A1
WO1992004754A1 PCT/DE1991/000640 DE9100640W WO9204754A1 WO 1992004754 A1 WO1992004754 A1 WO 1992004754A1 DE 9100640 W DE9100640 W DE 9100640W WO 9204754 A1 WO9204754 A1 WO 9204754A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ignition device
combustion chamber
connection
housing
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1991/000640
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Benedikt
Bodo Ziegler
Helmut Weyl
Dittmar Klett
Rainer Noack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO1992004754A1 publication Critical patent/WO1992004754A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation

Definitions

  • the invention relates to an electrical, spark-generating ignition device according to the preamble of the main claim.
  • An electrical, spark-generating ignition device is already known
  • the electrical, spark-generating ignition device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is safely resistant to temperatures of at least 500 ° C in its area surrounding the housing and does not require any dust-forming process on the occasion of its assembly.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of an electrical ignition device according to the invention
  • FIG. 2 shows the longitudinal section through the central area of a second embodiment of an electrical ignition device according to the invention
  • FIG. 3 shows the longitudinal section through the central area of a third embodiment of an inventive device electric igniter.
  • the electrical, spark-generating ignition device 10 shown in FIG. 1 of the drawing has a metallic, tubular housing 11, which is provided on its outside with fastening means 12 for is installed in a combustion chamber; the preferred fastening means 12 are a screw-in thread 12/1 and a key hexagon 12/2, possibly also a sealing ring 12/3, but a flange connection (not shown) can also be provided. find application for this.
  • the housing 11 On the connection side, the housing 11 has on its outside a recess 15 which can be designed both as an annular groove and as a plurality of inlets distributed over the circumference; this cylindrical region 16 of the housing 11, which carries the at least one depression 15, preferably has an outer diameter which is smaller than the width across flats of the hexagon wrench 12/2 and consequently forms a shoulder 17 with the region of the hexagon wrench 12/2.
  • the longitudinal bore 18 of the housing 11 is of stepped design, the longitudinal section 18/1 on the connection side having the largest diameter, followed by a longitudinal section 13/2 on the combustion chamber side, which then merges via a shoulder 19 into a longitudinal section 18/3 on the combustion chamber side.
  • a tubular component 20 is fixed thereon, which has a support 21 pointing towards the inside of the ignition device 10; this support 21 is preferably annular, but can also be designed as a plurality of annularly arranged sheet metal lugs (not shown).
  • a metal sleeve is used, which is done with its end section on the combustion chamber side over the cylindrical region 16 of the housing 11 and is fastened thereto; the attachment of this formed as a metal sleeve Component 20 on housing 11 takes place in this preferred embodiment by caulking, wherein caulking stamps (not shown) acting axially on component 20 and housing 11 press at least one projection 22 into component 20, which is designed as a metal sleeve and is located in recess 15 on the outside of the housing Anchored housing 11.
  • the end of the component 20 on the combustion chamber side is provided with splash water in the region of the shoulder 17 of the housing 11 with an all-round weld 23 (for example laser welding).
  • the component 20 designed as a metal sleeve has a connection-side section 24 which adjoins the annular support 21 and is designed as a pipe socket.
  • a flanged edge 25 can be used as the connection-side end section of this component 24.
  • the longitudinal bore 18 of the housing 11 and the interior 25 of the component 20 designed as a metal sleeve comprises an electrical insulator 27, which may consist essentially of aluminum oxide, for example, and is stepped on its outside.
  • the combustion chamber-side longitudinal section of the electrical insulator 27, which forms the so-called stone foot 27/1, has the smallest diameter, runs in the shape of a truncated cone in the direction of the combustion chamber and is arranged coaxially in the combustion chamber-side longitudinal section 18/3 of the longitudinal bore 13 of the housing 11; the combustion chamber end of this stone foot 27/1 is flush with the end face 13 of the housing 11, but can also - depending on the application - protrude behind the end face 13 of the housing 11 or also protrude from the longitudinal bore 18 of the housing 11.
  • the stone base 27/1 is adjoined by a shoulder 28, which then merges into the longitudinal section of the electrical insulator 27 designated as shaft 27/2.
  • the shoulder 28 of the electrical insulator 27 is arranged on a sealing ring 29 which is on the shoulder 19 rests in the longitudinal bore 18 of the housing 11.
  • the combustion chamber-side section of the shaft 27/2 of the electrical insulator 27 is guided radially in the section 18/2 of the longitudinal bore 18 of the housing 11, while the connection-side region of the shaft 27/2 forms an annular gap 30 with the surrounding section of the housing 11;
  • This annular gap 30 prevents cool air or cold splash water impinging on the housing 11 from acting directly on the electrical insulator 27, which is preferably made of ceramic material, and consequently causing the electrical insulator 27 to break (thermal shock).
  • connection-side area of the electrical insulator 27 is designated as the head 27/3 and is located essentially outside the longitudinal bore 18 of the housing 11; There is also an annular gap 30/1 between this head 27/3 of the electrical insulator 27 and the component 20 formed around it, designed as a metal sleeve, which serves the same purpose as the annular gap 30 between the electrical isolator 27 and the housing 11.
  • the electrical insulator 27 has a central bore 31 which runs through the entire electrical insulator 27 in the longitudinal direction and which has a recessed shoulder 33 in its connection-side end face 32.
  • central electrode 34 In the central bore 31 of the electrical insulator 27 there extends a central electrode 34, in which at least the section on the combustion chamber side which protrudes from the electrical insulator 27 is resistant to temperature changes and, if appropriate, also with an erosion-resistant one
  • Section (not shown) may be provided; this end section of the middle electro 34 on the combustion chamber side is at a distance (spark gap) from the counterelectrode 14 possibly attached to the housing 11 and / or a counterelectrode 14/1 located on a combustion chamber wall 35 indicated by dash-dotted lines and also indicated by dash-dotted lines.
  • the end section on the combustion chamber side the center electrode 34, as well as the counter electrodes 14, 14/1 can have configurations adapted to the application. B. pointed, frustoconical, angular or rounded; in most of the applications, the combustion chamber-side end face 36 of the center electrode 34 is oriented at right angles to the imaginary longitudinal axis of the center electrode 34.
  • the center electrode 34 is equipped with a stop 37, which is of flange-like design, rests on the combustion chamber side on a sealing ring 38, is preferably annular, but can also have a circumferential line of a different configuration (e.g. square).
  • the sealing ring 38 lies on the shoulder 33 located in the longitudinal bore 18 of the electrical insulator 27.
  • an insulating body 39 which, for example, can also essentially consist of aluminum oxide, one.
  • Insulating body 39 is formed on the connection side with a pipe socket-like section 42, through which the central bore 40 also passes.
  • the connecting part 41 of the center electrode 34 is provided with a contact point 43 which is arranged inside and / or outside the central bore 40 and is thread-like c. ⁇ . Can be formed.
  • the combustion chamber-side surface 44 of the insulation body 39 can stand on an additional sealing ring 46 which lies on the stop 37 of the center electrode 34 on the connection side.
  • a spring element 48 is supported on the connection-side, preferably annular surface 47 of the insulating body 39, which rests on the support 21 of the component 20 designed as a metal sleeve and is under mechanical prestress; in the preferred embodiment, the spring element 48 is formed by at least one annular disk spring.
  • a tubular sealing element 49 is arranged on the connection side of the spring element 48, which seals the gap between the pipe socket-like
  • connection-side end section of the section 24 of the component 20 can be designed as a flanged edge 25 and can grip over the connection-side end face 50 of the circular sealing element 49.
  • connection of an ignition cable 51 is provided, which is provided on the combustion chamber side with a connection sleeve 52; this connection sleeve 52 is on the connection side with the electrically conductive.
  • Part (not shown) of the ignition cable 51 surrounded by an insulating sheath 53 is connected, while the combustion chamber-side section of the connecting sleeve 52 comprises the contact point 43 of the center electrode 34 and is preferably surrounded by the pipe socket-like section 42 of the insulating body 39.
  • the tubular sealing element 49 is extended in length beyond the pipe socket-like section 42 of the insulating body 39 and also completely surrounds the connection-side area of the connecting sleeve 52 and also a part of the ignition cable 51 surrounded by the insulating sheath 53.
  • a metal l ische Protective cap 54 which on the combustion chamber side fits tightly over the connection-side section 24 of the component 20 designed as a metal sleeve and on the connection side of the ignition cable 51 is tightly pressed by caulking or crimping together with the connection-side section 24 of the component 20 designed as a metal sleeve against the tubular sealing element 49, which consequently rests with its inside 55 sealingly against the insulating jacket 53 of the ignition cable 51.
  • the caulking or crimping is expedient at the point identified by reference numeral 56.
  • connection between an ignition cable 51 and an electrical, spark-forming ignition device 10 can also be made by other known means.
  • FIG. 2 shows an embodiment of an electrical ignition device 10 ′ that differs somewhat from the exemplary embodiment according to FIG. 1. While the central electrode 34 and the connecting part 41 form a single component in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the central electrode 34 'and the connecting part 41' are each a separate part in the electrical ignition device 10 'according to this FIG. 2 of the drawing.
  • the head-shaped stop 37 'of the center electrode 34' lies on a shoulder 33 'in a connection-side bore 60 of the electrical insulator 27'.
  • a compensating spring 61 which is under mechanical prestress; While in the present exemplary embodiment the compensating spring 61 is formed by a wire which has at least one wave-shaped deflection 62, other known spring elements can also be used instead (e.g. zigzag or helical spring).
  • the compensating spring 61 shown in the example has axially aligned end sections which are each fixed in a blind hole 63, 64 in the connecting part 41 'or in the head-shaped stop 37' of the center electrode 34 '.
  • connection portion 41 'of the electrical Ignition device 10 ' has, on the combustion chamber side, a flange-shaped stop 65, with which it rests on the connection side on a sealing ring 46'.
  • This sealing ring 46 ' abuts the insulating body 39' on the connection side and also projects sealingly into the gap 45 'between the electrical insulator 27' and the insulating body 39 '.
  • the structure of the electrical ignition device 10 ′ corresponds to the electrical ignition device 10 shown in FIG. 1.
  • the electrical ignition device 10 ′′ shown in FIG. 3 largely corresponds to the ignition device 10 ′ according to FIG. 2.
  • This ignition device 10 ′′ is characterized in comparison to the ignition device 10 ′ according to FIG 3, a suppressor resistor 70 is shown, in which a resistance coil (not shown) is wound and / or molded onto a rod-shaped ceramic carrier 71.
  • the two end sections of the resistance coil (not shown) are electrically conductive with
  • connection caps 72 connected, one of which is placed over an end portion of the ceramic support 71.
  • the electrical connection and fixation of the combustion-chamber-side connection cap 72 of the interference suppression 70 takes place in a connection-side blind hole 64 'of the head-like stop 37 "of the central electrode 34", while the connection-side connection carp 72 of the interference suppression resistor 70 radially fixes in a combustion chamber-side blind hole 63' of the connection part 41 " and is electrically contacted by means of a compensating spring 61 'under mechanical prestress;
  • the compensating spring 61' is preferably designed as a zigzag-shaped strip which is supported on the one hand on the bottom of the blind hole 63 'and on the other hand on the connection-side connection cap 72 of the interference suppressor 70 compensating spring 51 'bent in a zigzag shape can also be a Disc spring or a helical spring can be used.
  • the described electrical, spark-generating ignition devices can be used in particular for gaseous fuels, but they are also suitable for igniting mixtures of fuel mist and air;
  • the electrical ignition device according to the invention can be used particularly well in a combustion chamber which is arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine upstream of a catalytic converter.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung (10) vorgeschlagen, die insbesondere zum Entflammen von gasförmigen Brennstoffen dient; sie besitzt ein rohrförmiges Metallgehäuse (11), das auf seiner Außenseite Befestigungsmittel (12) aufweist. In der Längsbohrung (18) des Gehäuses (11) ist ein rohrförmiger Elektroisolator (27) mit seinem brennkammerseitigen Abschnitt abdichtend eingebaut, während sein Kopf (27/3) anschlußseits aus dem Gehäuse (11) herausragt. Die durch die Mittelbohrung (31) des Elektroisolators (27) führende Mittelelektrode (34) wird über ihren flanschartigen Anschlag (37) von einem unter mechanischer Vorspannung stehenden Federelement (48) brennkammerseits gedrückt und demzufolge abgedichtet in der Mittelbohrung (31) des Elektroisolators (27) festgelegt. Das Federelement (48) ist gegenüber der Mittelelektrode (34) elektrisch isoliert und stützt sich an einem Bauteil (20) ab, welches am Gehäuse (11) festgelegt ist. Die Mittelelektrode (34) kann mit dem Anschlußteil (41) ein einziges Bauteil bilden, beide können aber auch separate Bauteile sein und noch über eine Ausgleichsfeder (61) bzw. eine Ausgleichsfeder (61') und einen Entstörwiderstand (70) verbunden sein.

Description

Elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung, insbesondere für gasförmige Brennstoffe
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen, funkenerzeugenden Zündvorrichtung nach der Gattung des Kauptanspruchs. Es ist schon eine elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung bekannt
(DE-OS 22 45 403), bei der ein rohrförmiger Elektroisolator durch Bördeln und einen zusätzlichen Schrumpfvorgang in der Längsbohrung ihres Gehäuses festgelegt ist; die Mittelelektrode dieser Zündvorrichtung ist in der Mittelbohrung des Elektroisolators mit dem Anschlußteil mittels eines elektrisch leitfähigen Glases verbunden, dessen Transformationstemperatur um die 500 °C liegt. Diese zumeist für Brennkraftmaschinen vorgesehene Zündvorrichtung ist also nur dann zu verwenden, wenn anläßlich der Ausübung ihres Bestimmungszweckes das elektrisch leitfähige Glas mit der Temperatur sicher unter dem Transformationspunkt bleibt.
Bekannt ist es auch (EP 0 350 152 A2 ), den Elektroisolator einer funkenerzeugenden Zündvorrichtung in der Längsbohrung eines Gehäuses durch Bördeln festzulegen und durch Dichtringe und eine Talkumpackung abzudichten; das Anwenden derartiger Packungen ist in Groß serienfertigungen wegen der kaum sicher zu vermeidenden Staubbildung unerwünscht.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie in ihrem vom Gehäuse umgebenen Bereich gegenüber Temperaturen von mindestens 500 °C sicher beständig ist und anläßlich ihrer Montage keiner staubbildenden Verfahren bedarf.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündvorrichtung möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen in vergrößerter Darstellung Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einerelektrischen Zündvorrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 den Längsschnitt durch den mittleren Bereich einer zweiten Ausführungsform einer elektrischen Zündvorrichtung gemäß der Erfindung und Figur 3 den Längsschnitt durch den mittleren Bereich einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Zündvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in der Figur 1 der Zeichnung dargestellte elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung 10 hat ein metallisches, rohrförmiges Gehäuse 11, das an seiner Außenseite mit Befestigungsmitteln 12 für den Einbau in eine Brennkammer versehen ist; als bevorzugte Befestigungsmittel 12 sind ein Einschraubgewinde 12/1 und ein Schlüsselsechskant 12/2, gegebenenfalls auch ein Dichtring 12/3 vorgesehen, es kann aber auch eine nicht dargestellte Flanschverbindung o.
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hierfür Anwendung finden. An der brennkammerseitigen Stirnfläche 13 dieses Gehäuses 11 kann eine Gegenelektrode 14 befestigt sein, welche an ihrem brennkammerseitigen Endabschnitt bevorzugt hakenförmig ausgebildet ist. Anschlußseits weist das Gehäuse 11 an seiner Außenseite eine Vertiefung 15 auf, die sowohl als Ringnut als auch als mehrere auf dem Umfang verteilte Einlässe ausgebildet sein kann; dieser die mindestens eine Vertiefung 15 tragende, Zylinderförmige Bereich 16 des Gehäuses 11 hat bevorzugt einen Außendurchmesser, welcher kleiner ist als die Schlüsselweite des Schlüsselsechskants 12/2 und bildet demzufolge mit dem Bereich des Schlüsselsechskants 12/2 eine Schulter 17.
Die Längsbohrung 18 des Gehäuses 11 ist stufenförmig gestalten, wobei der anschlußseitige Längsabschnitt 18/1 den größten Durchmesser hat, brennkammerseits dann ein Längsabschnitt 13/2 folgt, welcher dann über einen Absatz 19 in einen brennkammerseitigen Längsabschnitt 18/3 übergeht.
Zur gewichtssparenden Verlängerung des anschiußseitigen Encabschnitts des Gehäuses 11 ist an diesem ein rohrförmiges Bauteil 20 festgelegt, welches eine zum Innern der Zündvorrichtung 10 weisende Auflage 21 besitzt; diese Auflage 21 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, kann aber auch als mehrere ringförmig angeordnete Blechnasen ausgeführt sein (nicht dargestellt). Bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Bauteils 20 findet eine Metallhülse Verwendung, die mit ihrem brennkammerseitigen Endabschnitt über den zylinderförmigen Bereich 16 des Gehäuses 11 geschehen und daran befestigt ist; die Befestigung dieses als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 am Gehäuse 11 erfolgt bei dieser bevorzugten Ausführungsform durch Verstemmen, wobei axial auf Bauteil 20 und Gehäuse 11 wirkende Verstemmstempel (nicht dargestellt) mindestens einen Vorsprung 22 in das als Metallhülse ausgebildete Bauteil 20 drücken, der sich in der Vertiefung 15 auf der Außenseite des Gehäuses 11 verankert. Zur vollständigen Abdichtung gegen Feuchtigkeit bzw.
Spritzwasser ist das brennkammerseitige Ende des Bauteils 20 im Bereich der Schulter 17 des Gehäuses 11 mit einer ringsum verlaufenden Schweißung 23 versehen (z. B. Laser-Schweißung). Das als Metallhulse ausgebildete Bauteil 20 hat einen anschlußseitigen Abschnitt 24, der sich der ringförmigen Auflage 21 anschließt und als Rohrstutzen ausgebildet ist. Als anschlußseitiger Endabschnitt dieses Bauteils 24 kann ein Bördelrand 25 Anwendung finden.
Die Längsbohrung 18 des Gehäuses 11 und der Innenraum 25 des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 umfaßt einen Elektroisolator 27, der beispielsweise im wesentlichen aus Aluminiumoxyd bestehen kann und auf seiner Außenseite stufenförmig ausgebildet ist. Der brennkammerseitige Längsabschnitt des Elektroisolators 27, der den sogenannten Steinfuß 27/1 bildet, hat den kleinsten Durchmesser, läuft in Richtung Brennkammer kegelstumpfförmig zu und ist koaxial im brennkammerseitigen Längsabschnitt 18/3 der Längsbohrung 13 des Gehäuses 11 angeordnet; das brennkammerseitige Ende dieses Steinfußes 27/1 schließt bündig mit der Stirnfläche 13 des Gehäuses 11 ab, kann jedoch auch - je nach Anwendungsfall - hinter der Stirnfläche 13 des Gehäuses 11 zurückstehen oder auch aus der Längsbohrung 18 des Gehäuses 11 herausragen.
Anschlußseits schließt sich dem Steinfuß 27/1 eine Schulter 28 an, die dann in den als Schaft 27/2 bezeichneten Längsabschnitt des Elektroisolators 27 übergeht. Die Schulter 28 des Elektroisolators 27 ist auf einem Dichtring 29 angeordnet, welcher auf dem Äbsatz 19 in der Längsbohrung 18 des Gehäuses 11 aufliegt. Der brennkammerseitige Abschnitt des Schaftes 27/2 des Elektroisolators 27 ist in dem Abschnitt 18/2 der Längsbohrung 18 des Gehäuses 11 radial geführt, während der anschlußseitige Bereich des Schaftes 27/2 mit dem umgebenden Abschnitt des Gehäuses 11 einen Ringspalt 30 bildet; dieser Ringspalt 30 verhindert, daß auf das Gehäuse 11 auftreffende kühle Luft oder kaltes Spritzwasser direkt auf den bevorzugt aus keramischem Material bestehenden Elektroisolator 27 weiter wirkt und infolgedessen den Elektroisolator 27 brechen läßt (Thermoschock).
Der anschlußseitige Bereich des Elektroisolators 27 ist als Kopf 27/3 bezeichnet und befindet sich im wesentlichen außerhalb der Längsbohrung 18 des Gehäuses 11; auch zwischen diesem Kopf 27/3 des Elektroisolators 27 und dem ihm umgebenden, als Metallhülse ausgebildeten Bauteil 20 befindet sich ein Ringspalt 30/1, der dem gleichen Zweck dient wie der Ringspalt 30 zwischen Elektroi s o l ato r 27 und Gehäuse 11.
Der Elektroisolator 27 besitzt eine den ganzen Elektroisolator 27 in Längsrichtung durchlaufende Mittelbohrung 31, weiche in ihrer anschlußseitigen Stirnfläche 32 einen vertieften Absatz 33 aufweist.
In der Mittelbohrung 31 des Elektroisolators 27 erstreckt sich eine Mittelelektrode 34, bei der zumindest der brennkammerseitige, aus dem Elektroisolator 27 herausragende Abschnitt temperaturwechsel- beständig ist und gegebenenfalls auch mit einem abbrandfesten
Abschnitt (nicht dargestellt) versehen sein kann; dieser brennkammerseitige Endabschnitt der Mittelelektroce 34 steht mit Abstand (Funkenstrecke) der möglicherweise am Gehäuse 11 befestigten Gegenelektrode 14 und/oder einer an einer strichpunktiert angedeuteten Brennkammerwand 35 befindlichen, auch strichpunktiert angedeuten Gegenelektrode 14/1 gegenüber. Der brennkammerseitige Endabschnitt der Mittelelektrode 34, sowie auch die Gegenelektroden 14, 14/1 können dem Anwendungszweck angepaßte Konfigurationen haben, sie können z. B. spitz, kegelstumpfförmig, kantig oder auch abgerundet sein; die brennkammerseitige Stirnfläche 36 der Mittelelektrode 34 ist in den meisten der Anwendungsfälle jedoch rechtwinklig zur gedachten Längsachse der Mittelelektrode 34 ausgerichtet.
Die Mittelelektrode 34 ist mit einem Anschlag 37 ausgestattet, der flanschartig ausgebildet ist, brennkammerseits an einem Dichtring 38 anliegt, bevorzugt kreisringförmig ist, jedoch auch eine Umfangslinie anderer Konfiguration haben kann (z. B. viereckig). Der Dichtring 38 liegt auf dem in der Längsbohrung 18 des Elektroisolators 27 befindlichen Absatz 33.
Anschlußseits liegt auf dem Anschlag 37 der Mittelelektrode 34 ein Isolierkörper 39 auf, welcher beispielsweise ebenfalls im wesentlichen aus Aluminiumoxyd bestehen kann, einer. Außendurchmesser hat, welcher dem Außendurchmesser des Kopfes 27/3 des Elektroisolators 27 im wesentlichen entspricht und eine Zentraibohrung 40 besitzt, durch welche das im Beispiel einstückig mit der Mittelelektrode 34 hergestellte Anschlußteil 41 hinein- bzw. hindurchführt. An den
Isolierkörper 39 ist anschlußseits ein rohrstutzenartiger Abschnitt 42 mit angeformt, durch welchen auch die Zentralbohrung 40 mit hindurchführt. Das Anschlußteil 41 der Mittelelektrode 34 ist mit einer Kontaktstelle 43 versehen, welche innerhalb und/oder außerhalb der Zentralbohrung 40 angeordnet ist und gewindeartig c. ä. ausgebildet sein kann. Zwischen der brennkammerseitigen Fläche 44 des Isolierkörpers 39 und der anschlußseitigen Stirnfläche 32 des Elektroisolators 27 befindet sich ein Spalt 45. Die brennkammerseitige Fläche 44 des Isolierkörpers 39 kann auf einem zusätzlichen Dichtring 46 aufstehen, welcher anschlußseits auf dem Anschlag 37 der Mitteiektrode 34 aufliegt. Auf der anschlußseitigen, bevorzugterweise ringförmigen Fläche 47 des Isolierkörpers 39 stützt sich ein Federelement 48 ab, das sich an der Auflage 21 des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 anliegt und unter mechanischer Vorspannung steht; bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Federelement 48 von mindestens einer ringförmigen Tellerfeder gebildet.
Anschlußseits vom Federelement 48 ist ein rohrförmiges Dichtelement 49 angeordnet, das den Spalt zwischen dem rohrstutzenartigen
Abschnitt 42 des Isolierkörpers 39 und dem anschlußseitigen
Abschnitt 24 des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 abdichtend ausfüllt; der anschlußseitige Endabschnitt des Abschnitts 24 des Bauteils 20 kann als Bördelrand 25 ausgebildet sein und über die anschlußseitige Stirnfläche 50 des rchrförmigen Dichtelementes 49 greifen.
Bei der dargestellten Ausführungsform einer elektrischen Zündvorrichtung 10 ist der Anschluß eines Zündkabels 51 vorgesehen, welches brennkammerseits mit einer Anschlußhülse 52 versehen ist; diese Anschlußhülse 52 ist anschlußseits mit dem elektrisch leitender. Teil (nicht dargestellt) des von einer Isolierummantelung 53 umgebenen Zündkabels 51 verbunden, während der brennkammerseitige Abschnitt der Anschlußhülse 52 die Kontaktstelle 43 der Mittelelektrode 34 umfaßt und bevorzugterweise dabei von dem rohrstutzenartigen Abschnitt 42 des Isolierkörpers 39 umgeben ist. Bei dieser Ausführungsform ist das rohrförmige Dichtelement 49 in seiner Länge über den rohrstutzenartigen Abschnitt 42 des Isolierkörpers 39 hinaus verlängert und umgibt auch noch vollständig den anschlußseitigen Bereich der Anschlußhülse 52 sowie auch noch einen Teil des mit der Isolierummantelung 53 umgebenen Zündkabels 51. Eine metal l ische Schutzkappe 54, die brennkammerseits eng über den anschlußseitigen Abschnitt 24 des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 faßt und anschlußseits das Zündkabel 51 eng umfaßt, wird durch Verstemmen bzw. Vercrimpen gemeinsam mit dem anschlußseitigen Abschnitt 24 des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils 20 fest gegen das rohrformige Dichtelement 49 gepreßt, welches sich infolgedessen mit seiner Innenseite 55 abdichtend an die Isolierummantelung 53 des Zündkabels 51 anlegt. Das Verstemmen bzw. Vercrimpen ist an der mit Bezugszeichen 56 gekennzeichneten Stelle zweckmäßig.
Wie schon weiter vorne erwähnt, kann die Verbindung zwischen einem Zündkabel 51 und einer elektrischen, funkenbildεnden Zündvorrichtung 10 aber auch mittels anderer bekannter Mittel vorgenommen werden.
In der Figur 2 ist eine etwas von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 abweichende Ausführungsform einer elektrischen Zündvorrichtung 10' dargestellt. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 die Mittelelektrode 34 und das Anschlußteil 41 ein einziges Bauteil bilden, sind bei der elektrischen Zündvorrichtung 10' gemäß dieser Figur 2 der Zeichnung die Mitteiektrode 34' und das Anschlußteil 41' jeweils ein separates Teil. Der kopfförmige Anschlag 37' der Mittelektrode 34' liegt dabei auf einem Absatz 33' in einer anschlußseitigen Aufbohrung 60 des Elektroisolators 27'. Zwischen dem Anschlag 37' der Mittelelektrode 34' und dem Anschlußteii 41' ist in der Aufbohrung 60 des Elektroisolators 27' eine unter mechanischer Vorspannung stehende Ausgleichsfeder 61 angeordnet; während im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ausgleichsfeder 61 von einem Draht gebildet ist, der mindestens eine wellenförmige Auslenkung 62 aufweist, können anstatt dessen auch andere bekannte Federelemente Anwendung finden (z. B. Zickzack- oder wendeiförmige Feder). Die im Beispiel dargestellte Ausgleichsfeder 61 hat axial ausgerichtete Endabschnitte, die in jeweils ein Sackloch 63, 64 im Anschlußteil 41' bzw. im kopfförmigen Anschlag 37' der Mittelelektrode 34' festgelegt sind. Das Anschiußanteil 41' der elektrischen Zündvorrichtung 10' besitzt brennkammerseits einen flanschformigen Anschlag 65, mit dem es anschlußseits auf einem Dichtring 46' aufliegt. Dieser Dichtring 46' liegt anschlußseits wiederum an dem Isolierkörper 39' an und ragt dabei auch noch abdichtend in den Spalt 45' zwischen Elektroisolator 27' und Isolierkörper 39'. - Im übrigen entspricht der Aufbau der elektrischen Zündvorrichtung 10' der in Figur 1 dargestellten elektrischen Zündvorrichtung 10.
Die in Figur 3 dargestellte elektrische Zündvorrichtung 10" entspricht weitgehend der Zündvorrichtung 10' gemäß der Figur 2. Diese Zündvorrichtung 10" ist gegenüber der Zündvorrichtung 10' gemäß Figur 2 dadurch gekennzeichnet, daß in die anschlußseitige Aufbohrung 50' ihres Elektroisolators 20" ein Entstörwiderstand 70 mit eingebaut ist. Beispielsweise ist in dieser Figur 3 ein Entstorwiderstand 70 dargestellt, bei dem eine (nicht dargestellte) Widerstandswendel auf einen stabförmigen Keramikträger 71 aufgewickelt und/oder eingeformt ist. Die beiden Endabschnitte der (nicht dargestellten) Widerstandswendel sind elektrisch leitend mit
metallischen Anschlußkappen 72 verbunden, von denen jeweils eine über einen Endabschnitt des Keramikträgers 71 gestülpt ist. Die elektrische Verbindung und Fixierung der brennkammerseitigen Anschlußkappe 72 des Entstörwiderstandes 70 erfolgt in einem anschlußseitsweisenden Sackloch 64' des köpfartigen Anschlages 37" der Mittelelektrode 34", während die anschlußseitige Anschlußkarpe 72 des Entstorwiderstandes 70 in einem brennkammerseits weisenden Sackloch 63' des Anschlußteiles 41" radial fixiert und mittels einer unter mechanischer Vorspannung stehenden Ausgleichsteder 61' elektrisch kontaktiert wird; die Ausgleichsfeder 61' ist bevorzugt als zickzackförmig gebogener Streifen ausgebildet, der sich einerseits am Boden des Sackloches 63' und andererseits an der anschlußseitigen Anschlußkappe 72 des Entstorwiderstandes 70 abstützt. Anstelle einer solchen zickzackförmig gebogenen Ausgleichsfeder 51' kann auch eine Tellerfeder oder eine wendeiförmige Feder Verwendung finden. -
Anstelle des vorstehend beschriebenen Entstorwiderstandes 70 können auch andere bekannte Arten von Widerständen hier Verwendung finden, sofern sie den Temperaturbeanspruchungen der elektrischen Zündvorrichtung 10" standhalten. - Auch bei diesem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Zündvorrichtung 10" gilt im wesentlichen das auch zu den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 1 und 2 Gesagte.
Anwendung können die beschriebenen elektrischen, funkenerzeugenden Zündvorrichtungen insbesondere für gasförmige Brennstoffe, aber sie sind auch zum Zünden von Gemischen aus Brennstoffnebel und Luft geeignet; besonders gut ist die elektrische Zündvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Brennkammer anzuwenden, welche in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine stromaufwärts vor einem Katalysator angeordnet ist.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische, funkenerzeugende Zündvorrichtung (10), insbesondere für gasförmige Brennstoffe, mit einem metallischen, rohrförmigen Gehäuse (11), das an seiner Außenseite mit Befestigungsmitteln (12) für den Einbau in eine Brennkammer versehen ist und eine Längsbohrung (18) mit einem anschlußseitsweisenden Absatz (19) hat, außerdem mit einem rohrförmigen Elektroisolator (27), der auf seiner Außenseite eine brennkammerseitsweisende, auf dem Absatz (19) in der Längsbohrung (18) des Gehäuses (11) direkt oder indirekt aufliegende Schulter (28) hat, mittels eines Längsabschnitts (27/2) seiner Außenseite in einem Abschnitt (18/2) der Längsbohrung (18) des Gehäuses (11) radial fixiert ist und in seiner Mittelbohrung (31) eine Mittelelektrode (34) umfaßt, welche mit einem über ihren Durchmesser hinausragenden Anschlag (37) direkt oder indirekt auf einem in der Mittelbohrung (31) des Elektroisolators (27) befindlichen Absatz (33) aufliegt, und darüber hinaus mit einem gegenüber Masse elektrisch isoliertem Anschlußteil (44), das mit dem anschlußseitigen Ende der Mittelektrode (34) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter mechanischer Vorspannung stehendes Federelement (48) vorgesehen ist, das indirekt mit seinem brennkammerseitigen Ende axial sowohl auf den Elektroisolator (27) als auch auf die Mittelelektroce (34) wirkt, infolgedessen die Schulter (28) des Elektroisolators (27) abdichtend auf den Absatz (19) in der Längsbohrung (18) des Gehäuses (11) preßt und außerdem die Mittelelektrode (34) mit ihrem Anschlag (37) abdichtend gegen den in der Mittelbohrung (31) des Elektroisolators (27) befindlichen Absatz (33) drückt, wobei sich das Federelement (48) mit seinem anschlußseitigen Ende an einem Bauteil (20) abstützt, welches mit einem brennkammerseitigen Abschnitt am Gehäuse (11) festgelegt ist.
2. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (20), welches das Federelement (48) anschlußseits abstützt, eine Metallhülse ist, die anschlußseits eine brennkammerseits weisende Auflage (21) zur direkten oder indirekten
Abstützung des Federelementes (48) hat.
3. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Metallhülse ausgebildete Bauteil (20) mit seinem brennkammerseitigen Abschnitt gegen den Druck des Federelementes (48) über den anschlußseitigen Abschnitt des Gehäuses (11) geschoben und in diesem Bereich befestigt ist.
4. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Metallhulse ausgebildete Bauteil (20) an seinem das Gehäuse (11) umfassenden Bereich (16) mindestens einen Vorsprung (22) hat, der radial nach innen weist und in mindestens eine Vertiefung (15) im Gehäuse (11) eingreift.
5. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das brennkammerseitige Ende des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils (20) mit dem Gehäuse (11) abdichtend verbunden ist, bevorzugt ringsum mit einer Schweißung (23) versehen ist.
6. Elektrische Zündvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (48) brennkammerseits auf einen Isolierkörper (39) drückt, der den Druck mittelbar oder unmittelbar auf die Mittelelektrode (34) wirken läßt und eine koaxial zur Mittelektrode (34) verlaufende Zentralbohrung (40) aufweist, die das Anschlußteil (41) für ein elektrisches Zündkabel (51) umfaßt.
7. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (39) an seiner anschlußseitigen Fläche (47), auf der das Federelement (48) aufliegt, einen rohrstutzen- artigen Abschnitt (42) hat, durch bzw. in den das Anschlußteil (41) führt.
8. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein anschlußseits vom Federelement (48) befindlicher Abschnitt (24) des als Metallhülse ausgebildeter. Bauteils (20) ein rohrförmiges Dichtelement (49) abdichtend umfaßt und mit dessen Innenseite (55) abdichtend an den rohrstutzenartiger. Abschnitt (42) des Isolierkörpers (39) und/oder einen von dem rohrförmigen Dichtelement (49) auch mit umfaßtes Zündkabel (51) drückt.
9. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die anschlußseitigen Enden des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils (20) und des rohrförmigen Dichtelementes (49) von einer das Zündkabel (51) umfassenden Schutzkappe (54) mit abgedeckt sind, die mit ihrem brennkammerseitigen Abschnitt den anschlußseitigen Abschnitt (24) des als Metallhülse ausgebildeten Bauteils (20) eng umfaßt und daran befestigt ist (z. B. durch Verstemmen).
10. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (34) mit ihrem Anschlag (37) und das Anschlußteil (41) ein einziges Bauelement bilden.
11. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelektrode (34') und das Anschlußteil (41') separate Teile sind, wobei das Anschlußteil (41') brennkammerseits einen Anschlag (65) hat, mit dem es mit der brennkammerseitigen Fläche des Isolierkörpers (39') in Wirkverbindung steht, und daß zwischen dem Anschlußteil (41') und dem Anschlag (37') der Mittelelektrode (34') eine unter mechanischer Vorspannung stehende Ausgleichsfeder (61) angeordnet ist.
12. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsfeder (61) von einem Draht gebildet ist, der mindestens eine wellenförmige Auslenkung (62) aufweist.
13. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der drahtförmigen Ausgleichsfeder (61) in je einem koaxialen Sackloch (63, 64) des Anschlußteils (41') bzw. der Mittelelektrode (34') festgelegt sind.
14. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlag (37) der Mittelelektrode (34) und dem zugehörigen Absatz (32) in der Mittelbohrung (31) des Elektroisolators (27) ein Dichtring (38) angeordnet ist.
15. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Absatz (19) in der Längsbohrung (18) des Gehäuses (11) und der zugehörigen Schulter (28) des Elektroisolators (27) ein Dichtring (29) angeordnet ist.
16. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem flanschartigen Anschlag (65) des Anschlußteils (41') und der brennkammerseitigen Fläche des Isolierkörpers (39') ein Dichtring (46') angeordnet ist (Figuren 2 und 3 ).
17. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem flanschartigen Anschlag (65) des Anschlußteils (41') und der brennkammerseitigen Fläche des Isolierkörpers (39') angeordnete Dichtring (46') einen derartigen Durchmesser hat, so daß er gleichzeitig auch als Dichtring zwischen der anschlußseitigen Stirnfläche des Elektroisolators (27') und der brennkammerseitigen Fläche des Isolierkörpers (39') dient (Figuren 2 und 3 ).
18. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlußteil (41") und der Mittelelektrode (34") ein Entstörwiderstand (70) angeordnet ist, der mit beiden elektrisch in Reihe geschaltet ist (Figur 3).
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