Zündkerze mit Zündkabel für Yerbrennungskraftmotoren. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zündherzen mit Zündkabeln für Ver- brennungskraftmaschinen, beispielsweise auf solche für moderne Flugzeugmaschinen, wel che mit höherem spezifischen Druck und dünnerem Brennstoffluftgemisch arbeiten und welche infolge der höheren Drücke eine @-rössere Konzentration von metallischen Be standteilen im Brennstoff zum Verhüten des Klopfens benötigen.
Von solchen Zündkerzen wird verlangt, dass sie unter äusserst strengen Bedingungen exakt arbeiten. So muss beispielsweise die Isolation der Zündkerze, welche dem Ar beitsraume ausgesetzt ist, Temperaturen aus halten, welche hoch genug sind, um das nor male Verölen zu verhindern und muss gleich zeitig in der Zündkerze. so angeordnet sein, um das Ansetzen von Brennstoffteilen zu verhindern, welche durch die Wärme aus geschieden werden und die von der Verwen dung von Tetraäthyl oder ähnlichen Stoffen im Brennstoff herrühren.
Weiter sind diese Zündkerzen oft elek trisch abgeschirmt, um auf den Flugzeugen erfolgreich Radioausrüstungen verwenden zu können und ferner müssen diese Zündkerzen wasserdicht sein, um mit den entgegengesetz- testen Bedingungen fertig zu werden, wel che bei überbeanspruchten Militärmaschinen vorkommen, welche in Höhen von 10 000 Metern und mehr arbeiten müssen.
Die hohen Anforderungen, welche durch das dünne Brennstoffgemisch bedingt wer den, haben ein Versagen der normalen Zünd kerzentype verursacht, bei welcher die ganze Isolation auf der Mittelelektrode sich, be findet.
Durch die vorliegende Erfindung kann eine Zündkerze geschaffen werden, welche die obigen Bedingungen erfüllt. Diese Zünd kerze kann so hergestellt werden, dass sie geringe Aussendimensionen aufweist, um in den V-förmigen Verbrennungsmotoren ge braucht werden zu können und da die Isola tion ohne sehr genaue Bearbeitungsoperatio- nen hergestellt werden kann, ist es möglich, sie mit geringen Kosten herzustellen..
Dies kann erreicht werden, wie nachfol gend eingehend beschrieben wird, durch Ausbildung der Zündkerze als ein Körper, welcher die eine Elektrode trägt und in das normale Gewindeloch des Motorgehäuses ein geschraubt wird; ferner kann dieser Körper mit einer Isolationshülse innen ausgerüstet werden, welche aus Glimmer besteht und in dieser Hülse befinden sich die Glimmer ringe, welche bis anhin gewöhnlich um die Aussenseite dieser Hülse vorgesehen waren.
Zwischen den beiden Gruppen Glimmer ringen kann sich ein Metallstück befinden., welches die Mittelelektrode führt und zum Anschluss des Hochspannungskabels dient. Nach dem Einmontieren dieses Metallstückes kann ein gasdichter Abschluss dadurch er reicht werden, dass dieses Metallstück auf geweitet wird, wodurch die Glimmerhülse zwischen diesem Metallstück und der Innen wand des Zündkerzenkörpers festgeklemmt wird. Eine Zentralelektrode kann gasdicht in den Metallkörper einmontiert werden, in dem sie eingepresst und dann an ihrem obern Ende vernietet wird.
Die Glimmerhülse kann sich über die ganze Länge des Zündkerzenkörpers erstrek- ken und die Glimmerringe innerhalb der Glimmerhülse können sich ober- und unter halb des Metallkörpers befinden. Durch diese Konstruktion wird eine sehr wirksame Isolation und eine rasche Wärmeableitung erreicht und keine Bearbeitungsoperationen werden benötigt, nachdem die Teile zusam mengebaut sind, wie es in einer Konstruk tion notwendig wird, bei der die Glimmer isolation nicht ganz vom Zündkerzenkörper umschlossen wird.
Auf Grund der Merkmale der vorliegen den Erfindung kann eine abgeschirmte Zündkerze in relativ kleinen Dimensionen und von solcher Form erhalten werden, wel che praktisch nicht mehr Raum als die ge wöhnliche nicht abgeschirmte Zündkerze ein nimmt, und welche leicht zusammen- und eingebaut werden kann und vollständig ge- gen Überhitzung geschützt ist. Diese Merk male können durch eine Konstruktion er reicht werden, welche nachfolgend im Detail beschrieben wird.
Das Verfahren zur Herstellung solcher Zündkerzen besteht darin, dass eine Isola tionshülse aus Glimmer in dem aus einem Stück. bestehenden Zündkerzenkörper ein gebracht und festgemacht wird, dass dann ein Führungsstück mit der Isolationshülse und dem Zündkerzenkörper verbunden wird, wobei die Zentralelektrode so in dieses Füh rungsstück eingebaut wird, dass sie die zu zusätzliche, nur im Zündkerzenkörper fest gehaltene Isolation nirgends berührt.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes sind in der Zeichnung dar gestellt und im folgenden beschrieben. In den Figuren der Zeichnung bezeichnen glei che Zeichen entsprechende Teile in allen An sichten.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt einer Aus führungsform. einer abgeschirmten Zünd kerze; Fig. la ist ein Vertikalschnitt des obern Endes der Zündkerze, welcher eine andere Konstruktion zeigt, bei der das Zündkabel r ec 'ht winklig zn zur Hauptsache der Zündkerze eingeführt wird; Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt einer an dern Ausführungsform einer abgeschirmten Zündkerze;
Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 ist ein Querschnitt nach Linie I-4 der Fig. 2; Fig. 5 ist ein Querschnitt eines Details, welches andere Mittel darstellt, um das Kabelende gegen Überhitzung zu schützen.
Die Ausführungsform der Zündkerze mit Abschirmung zur Vermeidung der Aussen dung von den Radioempfang störenden Wel len nacli Fig. 1 weist einen Körper 1 auf, welcher vorzugsweise aus Stahl und mit dem normalen Gewindeende 2 ausgerüstet ist, welches in das Gewindeloch des Motorgehäu ses eingeschraubt werden kann. Dieser Kör per ist ferner mit einem Abschlussflansch. 3 und einem Sechskantteil 4 ausgerüstet, mit dem unter Verwendung eines Schlüssels die Zündkerze in den Motor eingeschraubt wird.
Oberhalb des Teils 4 ist der Zündkerzen körper mit einer Anzahl runder wärmeablei tender Rippen 5 ausgerüstet, auf die später noch zurückgekommen wird und an seinem untern Ende bildet er eine Elektrode 6 oder ist mit einer solchen ausgerüstet.
Der Zündkerzenkörper hat eine zentrale Bohrung 7, in welcher auf ihrer ganzen Länge eine Isolationshülse 8 vorzugsweise aus Glimmer vorgesehen ist. Innerhalb der Hülse 8 und in der Nähe des Teils 4 des Zündkerzenkörpers ist ein relativ schwerer Körper 9 aus Kupfer oder einem andern Me tall, welches eine hohe Wärmeleitungsfähig- keit besitzt, vorgesehen und in diesem Kör per ist der stabförmige Teil 10a einer Zen tralelektrode 10 gasdicht eingenietet, die sich gegen ihr unteres Ende verjüngt,
so dass ein Luftraum zwischen ihr und der ersten Serie Glimmerisolationsringen gebildet wird. Der Metallkörper 9 ist so in seiner Lage rehalten und gasdicht abgeschlossen, da.ss die Glimmerhülse zwischen dem Metallkörper und dem Zündkerzenkörper festgeklemmt wird, dadurch dass der erstere aufgeweitet wird.
Es wird hervorgehoben, dass das,Stück 9 relativ kurz und massiv ist und sich deut lich von einer langen dünnen Hülse unter scheidet und dass es sieh vorzugsweise inner halb der untern Hälfte der Zündkerze, in der Nähe des schweren @Sechskantteils 4 des Zündkerzenkörpers befindet. In dieser Lage dient es dazu, die Wärme von der Elektrode 10 aufzunehmen, dieses Element zu kühlen und diese Wärme durch die Glimmerhülse auf den Zündkerzenkörper zu leiten, von dem sie durch die Rippen 5 an die Atmo sphäre abgegeben wird.
Auf diese Weise kann der Block 9 tatsächlich bewirken, dass der Hauptteil der Wärme nach der Aussen seite der Zündkerze abgelenkt und daran verhindert wird, in den obern Teil der Zünd kerze hinaufsteigen zu können. Eine weitere elektrische Isolation der Zündkerze wird durch eine erste Serie von Glimmerringen 11 erreicht, welche zwischen der einen Stirnfläche des Ringes 9 und :dem untern Ende der Zündkerze eingeschaltet sind, und eine zweite :
Serie von Glimmer ringen 12 zwischen der gegenüberliegenden Stirnfläche des Ringes 9 und einer Metall scheibe 18, über welche der obere Endteil 14 des Zündkerzenkörpers umgebördelt ist, um die Teile in zusammengepresstem Zustande festzuhalten. Vorzugsweise, jedoch nicht ab solut notwendig, werden die Metallscheiben 9a und 9b zwischen dem Blocke 9 und den Glimmerscheiben 11 bezw. 12 eingeschaltet.
Alle Glimmerscheiben befinden sich ganz innerhalb des Zündkerzenkörpers und es ist daher keine Bearbeitungs- und iSchlichtungs- operation nötig, nachdem die Teile zusam mengebaut sind.
Der elektrische Strom wird zu der Zen tralelektrode 10 durch ein mit Gummi iso liertes Einführungskabel 15 geleitet, welches in das obere Ende der Zündkerze hineingeht und mit der Elektrode bei 16 in Kontakt kommt. Um -die Zündkerze wasserdicht zu halten, ist ein geeignetes Abdichtungsstück 17 um das Einführungskabel angeordnet und ist vermittelst eines darüberliegenden Flansches 18a einer Mutter 18 angepresst, welche auf den obern mit Gewinde versehe- nen Teil des Zündkerzenkörpers aufge schraubt ist.
Wenn notwendig, können zusätzliche Mittel vorgesehen sein, um das Hinauffliessen der Wärme in die Zündkerze zu verhindern, wodurch eine unzulässige Erhitzung der Isolation des Einführungskabels ausgeschlos sen wird.
Fig. 5 zeigt eine Konstruktion, bei der eine Asbestscheibe 40 in der Glimmerhülse 8 in der Nähe des obern Endes 10a der Elek trode 10 vorgesehen ist. Bei dieser Kon struktion wird die elektrische Verbindung vom Einführungskabel zur Elektrode in folgender Weise gemacht: Zwischen den Glimmerscheiben und der Asbestscheibe ist ein Metallring 41 vorgesehen, welcher eine Spitze besitzt und sich in das Einführungs kabel hineinschiebt. Ein relativ dünner Draht 42 der unter der Scheibe 41 liegt, legt sich um die gante der Asbestscheibe und steht mit dem obern Ende der Elektrode in Verbindung.
In Fig. 1a ist eine weitere Ausführungs form dargestellt, bei der das Einführungs kabel 15 in die Zündkerze rechtwinklig zu ihrer Hauptachse eingeleitet wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der jenigen, welche in Fig. 1 dargestellt ist, da durch, dass sie ein Winkelstück 19 ein schliesst, dessen eines Ende mit einem Flansch 19a versehen ist, der an der Zünd kerze durch die Überwurfsmutter 20, fest gehalten wird, welche durch Gewinde am obern Ende des Zündkerzenkörpers 1 auf geschraubt ist.
Das äussere Ende dieses Win kelstückes ist bei 19b mit Gewinde versehen und ein geeignetes Abdichtungsstück 2,2 wird zwischen dem Winkelstück 19 und einer Überwurfmutter 21 festgehalten, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit in die Zündkerze verhindert wird.
Fig. 2) zeigt eine andere Form einer ab geschirmten Zündkerze, bei der das Kabel auch rechtwinklig eingeführt wird. Die eigentliche Zündkerze ist ähnlich derjenigen. die in Fig. 1 dargestellt ist und unterscheidet sich prinzipiell davon nur in den Mitteln, welche dazu dienen, den Strom zur Zentral elektrode zu leiten und in den Mitteln zur Isolierung und Abschirmung der Einfüh rung des Kabels.
Die Zündkerze umfasst also einen Haupt körper 1, welcher ein Gewindeende 2, einen Absehlussflansch 3, ein Sechskantstück 4, runde wärmeableitende Rippen 5, Elektrode 6 und eine zentrale Bohrung 7 besitzt.
Die Boh rung 7 ist auch mit einer Glimmerhülse 8 und Glimmerscheiben 11 und 12 ausgerüstet; die letzteren sind innerhalb der Hülse 8, ober- und unterhalb eines die Wärmeablei tung nach aussen begünstigenden Stückes 9, aus Kupfer oder einem andern geeigneten Material, angeordnet und das Metallstück- 9 wird innerhalb der Hülse 8 gasdicht gehal- ten, wie dies im Zusammenhange mit der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben worden ist.
Es hat sich gezeigt, dass Glimmer die beste Isolation für Flugzeugzündkerzen gibt; aber bis anhin hatte man grosse Schwierig keiten in der Herstellung von Flugzeugzünd kerzen mit rechtwinkligem Kabelanschluss, infolge der Tatsache, da.ss relativ kurze Win kel in Glimmer nicht leicht gemacht werden können.
Dies hat bis anhin zu grossen, kom plizierten und teueren Konstruktionen ge führt, die nicht vollständig befriedigten. Nun sind Mittel gefunden worden, durch die ein scharfer rechter Winkel mit einem elektri schen Leiter gemacht werden kann und gleichzeitig doch die wünschbare Glimmer isolation zur Verwendung kommt. Dies ist dadurch erreicht worden, dass die zueinander rechtwinklig stehenden Teile des Leiters durch getrennte Glimmerhülsen eingeschlos sen werden, von denen eine radial in eine Öffnung in der Wand der andern Hülse hin einragt.
Gemäss Fig. 2 wird die Zentralelektrode 10 in dem Ringe 9 festgehalten und die elek trische Verbindung mit ihrem obern Ende wird durch einen Stab 23 hergestellt, welcher einen Bund 2.3a besitzt, der sich gegen einen auf dem obern Ende der Elektrode befind lichen Federring 24 anlegt.
Eine Glimmer hülse 25 umgibt diesen Stab, ist axial zur Zündkerze angeordnet und so dimensioniert, dass zwischen ihr und der zweiten Serie Glim- merisolationsringe ein Luftraum verbleibt; diese Glimmerhülse 2'5 geht durch eine Büchse 26, welche über dem auf dem um- gebördelten Ende 14 des Zündkerzenkörpers 1 sitzt.
Eine metallische Überwurfsmutter 27, welche auf dem obern Ende des Zünd kerzenkörpers aufgeschraubt ist, besitzt einen Flansch 27a, der sich über einen Flansch 26a der Büchse 26 legt, wodurch die letztere auf dem Zündkerzenkörper fest gehalten wird.
Ein metallisches Abschirmgehäuse 28 ist auf die Büchse 26 aufgeschraubt und der Hauptteil desselben ist rechtwinklig zur Achse des Zündkerzenkörpers 1 angeordnet. Dieses Gehäuse ist mit runden wärmeab gebenden Rippen 29 versehen, ähnlich den Rippen 5, und an seinem äussern Endteil 30 ist dasselbe mit Gewinde ausgerüstet. Inner halb der Bohrung 28a dieses Gehäuses 28 ist.
eine Isolationshülse 31 aus Glimmer einmon tiert und in der letzteren befindet sich eine ()ffnung 31a, durch welche die Hülse :.'5 Hindurchgeht:. .Das obere Ende des Stabes ? 3 ist in ein Verbindungsstück 32 eingeschraubt, welches sich innerhalb der Hülse 31 befin det, wovon noch später die Rede sein wird.
Der Hochspannungsstrom wird durch ein mit Gummi isoliertes Kabel 33 in die Zündkerze geleitet, welches in das Gehäuse 28 und die Isolationshülse 31 hineinragt und an dessen innerem Ende eine mit einer Rinne versehene metallische Scheibe 34 befestigt ist, mit der das Kabel in elektrischer Verbindung steht, wie später noch beschrieben wird. Eine Schraubenfeder 35, welche zwischen der Scheibe 34 und dem Kontaktstück 32 ein geschaltet ist, dient als elektrischer Leiter und vervollständigt den Kreislauf.
Zwischen der Büchse 31 und dem Kabel 33 und von der Scheibe 3-1 bis zum Gewinde ende 30 des Gehäuses 2,8 befindet sich eine Isolationsbüchse 3,6, die vorzugsweise aus einer Zusammensetzung von Glimmer und Bakelit hergestellt ist. Ausserhalb der Zünd kerze ist das Kabel .33 von einem metal lischen Geflecht 37 umgeben, mit der eine Büchse 38 verbunden ist, welche einen Flansch 38a besitzt. Um eine wasserdichte Verbindung zu erhalten, ist ein geeignetes Abdichtungsstück 39 zwischen dem Flansche 38a und dem konkaven Ende der Büchse 36 eingeschaltet. Eine tberwurfsmutter 40, welche auf dem Endteil 30 des Gehäuses aufgeschraubt ist, greift über den Flansch 38a der Büchse 38 und dient dazu, die Teile so zusammenzuziehen, dass ein wasserdichter Abschluss entsteht.
Um das Kontaktstück 32 in der Büchse 31 zu sichern, ist das Kopfstück 32a dieses Kontaktstückes geschlitzt, wie bei 32X (Fig. 3) ersichtlich ist und eine Schraube 329 wird hineingeschraubt, um die beiden Teile des Kopfes auseinander zu pressen, wodurch sie sich an die innere Wand der Büchse 31 anlegen, die dadurch an die Wand der Boh rung 2,8a gedrückt wird.
Die Scheibe 34 ist am Kabel 33 folgen dermassen befestigt: Die Scheibe hat ein zen trales Loch 34a, eine Ringnute 34b und radial verlaufende Schlitze 34a und 34c (Fig. 4). Das Kabel 33, welches aus einer Anzahl von Drahtlitzen besteht, die von einer geeigneten Gummiisolation umgeben sind, wird durch das Loch 34a der Scheibe 34 hindurchgeführt. Die Drahtlitzen werden dann in zwei Gruppen unterteilt, von denen die eine nach oben durch den Schlitz 340 geführt und dann mehrere Male in der Ring nute 34b herumgewickelt wird. Die zweite Gruppe Drähte wird abwärts durch den Schlitz 34a geführt und dann in der Ring nute 34b mehrere Male in einer Richtung herumgewickelt, die derjenigen der ersten Gruppe entgegengesetzt ist.
Dadurch er reicht man einen sehr sicheren und positiven Kontakt ohne Verwendung von Lötmaterial.
Die ganze Zündkerze und das Einfüh rungskabel sind vollständig in Glimmer iso liert; solche Zündkerzen sind abgeschirmt, damit sie nicht Wellen aussenden können, die die Aussendung und den Empfang von Radiowellen stören, dadurch, dass sie von metallischen Teilen vollständig eingeschlos sen sind, welche an das Gehäuse des Ver brennungsmotors angeschlossen sind; der relativ grosse Kriechweg wird eingehalten, da das Stück 2-6 eine kugelförmige Ver tiefung besitzt. Dieser Kriechweg ist durch den gebrochenen Pfeil f angedeutet und die gewünschte rechtwinklige Einführung des Kabels ist erreicht worden, ohne die Gesamt höhe der Zündkerze wesentlich zu erhöhen.
Bei den bisherigen Zündkerzen wird die Zentralelektrode mit den Glimmerringen ge wöhnlich zusammenmontiert; dies gibt keine befriedigende Lösung, da die hohen Tempe raturen der Zentralelektrode, welche die Überhitzung der Glimmerringe verursachen, ein Versagen der Zündkerze bewirken, da die Niederschläge geschmolzen werden, wel che sich auf den Glimmerscheiben als Folge der Verwendung von metallischen Mate rialien im Brennstoff zur Verhütung des Motorklopfens bilden.
Durch diese verbesserte Konstruktion werden die Glimmerscheiben auf der Zylin derseite durch den Zündkerzenkörper getra gen und berühren die Zentralelektrode nicht; sie werden besser gekühlt, da sie guten Kon takt mit der zylindrischen Wand und dem Zündkerzenkörper machen, der die Wärme durch die Rippen 5 ableitet.