Zündkerze mit Platinzündstift Die Erfindung betrifft eine Zündkerze
mit Platinzündstift für Brennkraftinaschinen, welcher aus dem geschlossenen Ende
des Isolatorfußes sowohl nach außen als auch nach innen in die Hohlbohrung des Isolators
frei hinausragend in dem geschlossenen Ende des Isolators fest verankert ist, wobei
sein inneres Ende unmittelbar von einer die Hohlbohrung des Isolators ausfüllenden
elektrisch leitfähigen Masse umgeben ist.Spark plug with platinum ignition pin The invention relates to a spark plug
with platinum ignition pin for internal combustion engines, which comes from the closed end
of the insulator foot both outwards and inwards into the hollow bore of the insulator
is firmly anchored protruding freely in the closed end of the isolator, wherein
its inner end directly from a filling the hollow bore of the insulator
electrically conductive ground is surrounded.
Bei den bisher bekannten Zündkerzen dieser Art bereitet bekanntlich
die Befestigung des Platinzündstiftes erhebliche technische Schwierigkeiten, weil
dabei sowenig wie möglich teures Platin verwendet werden soll und weil die Durchführung
der erforderlichen Schweiß- oder Lötverfahren zur Befestigung der Platinzündspitze
an dem sie tragenden Mittelelektrodenteil vor allem wegen deren Kleinheit fertigungsmäßig
schwer zu beherrschen ist.The previously known spark plugs of this type are known to prepare
the attachment of the platinum ignition pin considerable technical difficulties because
expensive platinum should be used as little as possible and because the implementation
the required welding or soldering processes to attach the platinum ignition tip
on the central electrode part carrying it, mainly because of its small size
difficult to control.
Solche Platinzündspitzen, die mit einem Flansch versehen und gegen
eine Innenschulter des Isolatorfußes abgestützt sind, benötigen zuviel Platin und
sind schwierig herzustellen (deutsche Patentschrift 895 077). Einfache zylindrische
Platinzündstifte muß man entweder in einer besonderen glasartigen Schmelze in ihrer
Einbaulage im Isolatorfuß festhalten (deutsche Patentschrift 715 856), die
einen wesentlich höheren Schmelzpunkt haben muß als normale Glassorten, oder man
muß die Zündstifte mit einer metallischen Masse in der Hohlbohrung des Iselators
umgießen, damit sie festsitzen (deutsche Patentschrift 885 184, britische
Patentschrift 547 119). Schließlich ist es auch bekannt, einen zylindrischen
Platinzündstift zunächst in einem keramischen Stopfen festzubrennen und dann diesen
Stopfen in eine entsprechende Bohrung des Isolatorfußes einzusetzen und darin zu
versintem (schweizerische Patentschrift 259 564). Da jedoch gerade am Isolatorfuß
die höchsten Belastungen der Zündkerze auftreten, entsteht auch bei größter Sorgfalt
ein inhomogenes Isolatorstoffgefüge, was an dieser Stelle sehr nachteilig ist.Such platinum ignition tips, which are provided with a flange and supported against an inner shoulder of the insulator foot, require too much platinum and are difficult to manufacture (German Patent 895 077). Simple cylindrical platinum ignition pins either have to be held in a special glass-like melt in their installation position in the insulator base (German patent specification 715 856), which must have a significantly higher melting point than normal types of glass, or the ignition pins have to be encased with a metallic mass in the hollow bore of the insulator to keep them in place (German patent specification 885 184, British patent specification 547 119). Finally, it is also known to first burn a cylindrical platinum ignition pin in a ceramic stopper and then to insert this stopper into a corresponding hole in the insulator base and to sinter it (Swiss patent 259 564). However, since the highest loads on the spark plug occur precisely at the insulator base, an inhomogeneous insulator material structure is created even with the greatest care, which is very disadvantageous at this point.
Ein wesentlich einfacheres Herstellungsverfahren unter Einsparung
von Platin und ohne zusätzliche Arbeitsvorgänge ergibt sich bei einer Zündkerze
gemäß der Erfindung dadurch, daß der Mittelabschnitt des Zündstiftes, der gegebenenfalls
eine der Verankerung dienende Ungleichförmigkeit seiner Oberfläche aufweist, durch
unmittelbares Einformen in die Isolatormasse und anschließendes Brennen derselben
im Isolator verankert ist und daß ferner die die Hohlbohrung ausfüllende Masse ein
an sich bekannter elektrisch leitfähiger Glasschmelzfluß ist. Man benötigt somit
weder zur Befestigung des Platinstiftes noch zu dessen elektrisch leitender Verbindung
mit der anschließenden Mittelelektrode irgendwelche Bauteile und erhält eine Zündkerze,
deren Platinzündspitze einen geringen Querschnitt haben kann und auch ohne Vorsichtsmaßregeln
unmittelbar im Glasschmelzfluß elektrisch leitend festsitzt.A much simpler manufacturing process with savings
of platinum and without additional work processes results in a spark plug
according to the invention in that the central portion of the firing pin, which optionally
has a non-uniformity of its surface serving for anchoring, by
direct molding into the insulator mass and subsequent firing of the same
is anchored in the insulator and that also the mass filling the hollow bore
is known electrically conductive glass melt flow. So you need
neither for fastening the platinum pin nor for its electrically conductive connection
with the connecting central electrode any components and receives a spark plug,
whose platinum ignition tip can have a small cross-section and also without precautionary measures
is stuck in an electrically conductive manner directly in the glass melt flow.
Als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist an Hand der
Zeichnung eine Zündkerze mit deren wesentlichen Herstellungsstufen erläutert. Es
zeigt F i g. 1 die Zündkerze, teilweise im Längsschnitt, F i g. 2
deren längsgeschnittenen Isolator vor und nach dem Einformen sowie F i
g. 3 im Fertigungszustand mit eingeschmolzener Mittelelektrode.As an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, a spark plug with its essential manufacturing stages is explained with reference to the drawing. It shows F i g. 1 the spark plug, partly in longitudinal section, FIG. 2 their longitudinally cut insulator before and after molding and FIG . 3 in the manufacturing state with fused-in center electrode.
Die Zündkerze 1 hat einen Platinzündstift 2, der in Form eines
zylindrischen Stäbchens sowie insbesondere zur Verankerung im Isolator
3 eine angestauchte Mantelringwulst 4 hat und mit seinem mittleren Abschnitt
im Bereich dieser Ringwulst 4 unmittelbar in den an seiner Stirnfläche
5 geschlossenen Isolator 3 mit eingeformt ist. Das dem zündseitig
frei über die Isolatorstirnfläche 5 herausragenden Ende 6 entgegengesetzte
Ende 7 des Platinstäbchens 2 ragt auch in anschlußseitiger Richtung frei
in den Bohrungsraum 8 des Isolators 3 hinein und ist darin unmittelbar
von einem leitfähigen Glaspfropfen 9
umschmolzen und festgehalten. Gleichfalls
im Glaspfropfen 9 eingebettet ist der zündseitige Gewindeabschnitt
10 des auch anschlußseitig mit einem Gewindeabschnitt 11 versehenen
Anschlußbolzens 12, der zusammen mit dem leitfähigen Glaspfropfen 9
und dem
Zündstift 2 die Mittelelektrode bildet. Der Isolator 3 ist in der üblichen
Weise in dem die Masseelektrode
13 tragenden Kerzengehäuse
14 gasdicht eingespannt und anschlußseitig durch die am Anschlußbolzen 12 festsitzende
Ringscheibe 15 abgeschlossen.The spark plug 1 has a platinum ignition pin 2, which is in the form of a cylindrical rod and, in particular, has an upset outer ring bead 4 for anchoring in the insulator 3 and with its central section in the area of this ring bead 4 is molded directly into the insulator 3, which is closed at its end face 5. The end 7 of the platinum rod 2 opposite the end 6 protruding freely over the insulator face 5 on the ignition side also protrudes freely into the bore space 8 of the insulator 3 in the connection-side direction and is immediately melted around and held in place by a conductive glass plug 9. Also embedded in the glass plug 9 is the ignition-side threaded section 10 of the connecting bolt 12, which is also provided with a threaded section 11 on the connection side and forms the center electrode together with the conductive glass plug 9 and the ignition pin 2. The insulator 3 is clamped in a gas-tight manner in the usual manner in the plug housing 14 carrying the ground electrode 13 and closed on the connection side by the annular disk 15 which is firmly seated on the connection bolt 12.
Die Herstellung der Zündkerze 1 erfolgt im wesentlichen in
der Reihenfolge der in F i g. 2 und 3 dargestellten Fertigungsstufen.
Hierzu wird zunächst in eine Sacklochbohrung 16 an der Stimfläche des die
Isolatorlängsbohrung 8 frei haltenden Kernstabes 17
das angestauchte
Platinstäbehen 2 hineingesteckt und gegebenenfalls gegen Herausfallen mit einer
leicht klebenden Haftmasse festgehalten. Dann wird der Kernstab 17 mit dem
Platinstäbchen 2 in denjenigen Raum eingelegt, den die in F i g. 2 mit
3' bezeichnete, feucht angesetzte Grundmasse für die Isolatorherstellung
in der hier nicht dargestellten Preßfonn zunächst einnimmt. Nach dem im Sackpreßverfahren
durchgeführten Formen der Masse 3' erhält diese bereits die äußeren Abmessungen
des Isolators 3 nach F i g. 2, wobei das Platinstäbchen 2 mit seiner
Ringwulst 4 in der festgepreßten Isolatormasse verbleibt, wenn anschließend der
Kernstab 17 aus dieser herausgezogen wird. Das mit seinem zündseitigen Ende
6
bereits über die Stirnfläche 5 des gepreßten Isolators
3
herausragende Platinstäbchen 5 kann dabei vorsorglich festgehalten
werden, hat sich jedoch bei eingespieltem Herstellungsverfahren unter Verwendung
einer nur leicht klebenden Haftmasse auch ohne die genannte Maßnahme als ausreichend
festsitzend gezeigt.The spark plug 1 is produced essentially in the order shown in FIG. 2 and 3 manufacturing stages shown. For this purpose, the upset platinum rod 2 is first inserted into a blind hole 16 on the end face of the core rod 17 holding the longitudinal insulator bore 8 free and, if necessary, held in place with a slightly adhesive adhesive to prevent it from falling out. Then the core rod 17 with the platinum rod 2 is placed in the space that the one shown in FIG. 2 with 3 ' designated, wet set base for the insulator production in the press mold, not shown here, initially occupies. After the molding of the mass 3 ' carried out in the bag molding process, it already has the external dimensions of the insulator 3 according to FIG. 2, the platinum rod 2 with its annular bead 4 remaining in the firmly pressed insulator compound when the core rod 17 is subsequently pulled out of it. The platinum rod 5 already protruding from the end face 5 of the pressed insulator 3 with its ignition-side end 6 can be held in place as a precaution, but has been shown to be sufficiently tight with a well-established manufacturing process using an only slightly adhesive compound, even without the aforementioned measure.
Nach dem Brennen des formgepreßten Isolators 3
und vor dessen
Einbau in das Kerzengehäuse 14 sind das Platinstäbchen 2 und der Anschlußbolzen
12 bereits fertig in der leitfähigen Glasmasse des Pfropfens 9 eingeschmolzen.
Besonders wesentlich ist es bei diesem Arbeitsgang, daß man das Brennen des Isolators
3 und auch das Einschmelzen der Glasmasse unmittelbar nacheinander durchführen
kann, weil die Brenntemperatur des Isolators, die dem Platinstäbehen nichts schadet,
nur so weit herabgesetzt werden muß, bis der Isolator noch die zur Einschmelzung
des Glases erforderliche Temperatur hat. Bei dieser Temperatur kann dann die pulverförmige
Glasmasse in die Isolatorbohrung 8 eingefüllt, auf die schmelzende Glasmasse
der Anschlußbolzen 12 aufgesetzt und darin hineingepreßt werden. Sehr hochschmelzende
Glassorten lassen sich schon beim Brennen des Isolators mit einschmelzen. Die verhältnismäßig
große Länge des Schmelzflußpfropfens 9
erlaubt auch eine besonders zuverlässige
Bemessung vorgegebener Widerstandswerte für den Fall, daß der Glasschmelzpfropfen
9 arm an leitfähigen Zusatzstoffen gemacht werden und dadurch zugleich als
Vorwiderstand für die Platinzündspitze dienen soll.After the compression-molded insulator 3 has burned and before it is installed in the plug housing 14, the platinum rod 2 and the connecting bolt 12 are already completely melted into the conductive glass mass of the plug 9. It is particularly important in this operation that the firing of the insulator 3 and also the melting of the glass mass can be carried out immediately one after the other, because the firing temperature of the insulator, which does not harm the platinum rod, only has to be reduced until the insulator still has the has the temperature required to melt the glass. At this temperature, the pulverulent glass mass can then be poured into the insulator bore 8 , the connecting bolt 12 placed on the melting glass mass and pressed into it. Very high-melting glass types can be melted down when the insulator is fired. The relatively large length of the melt flow plug 9 also allows a particularly reliable dimensioning of predetermined resistance values in the event that the glass melt plug 9 is made poor in conductive additives and thereby at the same time serves as a series resistor for the platinum ignition tip.