PL168237B1

PL168237B1 - Swieca zaplonowa do zaplonu mieszanki paliwowo-powietrznej PL PL

Info

Publication number: PL168237B1
Application number: PL92301466A
Authority: PL
Inventors: Hans Schaefer; Dittmar Klett; Hermann Kersting; Bernd Mueller; Jochen Fischer
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1991-06-22
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1996-01-31
Also published as: CZ281015B6; CZ283193A3; HUT67447A; HU215726B; JPH06509204A; KR940701594A; DE59205614D1; BR9206181A; WO1993000731A1; EP0591250A1; EP0591250B1; ES2085016T3; HU9303646D0; JP3373202B2; DE4120659A1

Abstract

1 . Swieca zaplonowa do zaplonu mieszanki paliwowo-powietrznej, z majaca w zasadzie ksztalt rury metalowa obudowa, która na swej powierz- chni zewnetrznej posiada elementy do wmontowania w komore spalania, w swym otworze przelotowym obejmuje szczelnie osiowo-symetryczny, korzy- stnie spiekany element elektroizolacyjny ze stopniowym otworem wzdluz nym, a na swym koncu od strony komory spalania posiada przynajmniej jedna odporna na korozje elektrode masowa, która jest polozona w pewnej odleglo- sci, stanowiacej iskiernik, naprzeciw równiez odpornej na korozje elektrody srodkowej, która jest zamocowana z boku w obszarze wzdluznego otworu, w jego czesci stopowej, w elemencie elektroizolacyjnym od strony komory spalania, swym koncem od strony komory spalania lezy swobodnie przy koncu elementu elektroizolacyjnego od strony komory spalania, swym kon- cem od strony przylaczeniowej, tworzacym kolnierz ustala swe polozenie wzdluz osi na odsadzeniu w szerszym obszarze, w czesci glówkowej, wzdluz nego otworu elementu elektroizolacyjnego i jest od strony przylaczeniowej uszczelniona bezposrednio lub posrednio przy pomocy przewodzacej masy zalewowej, przy czym w tej masie zalewowej osadzony jest od strony przy- laczeniowej fragment przewodzacego bolca laczacego, który od strony przy- laczeniowej polaczony jest w sposób przewodzacy za posrednictwem pracujacego jako wlacznik napieciowy kaskadowego ukladu diod relak- sacyjnych od strony przylaczeniowej w czesci glówkowej wzdluznego otworu elementu elektroizolacyjnego elementem przylaczeniowym swiecy zaplono- wej, przy czym kaskadowy uklad diod jest na swym trzpieniu osloniety elektroizolacyjna koszulka, znamienna tym, ze kaskadowy uklad diod (29) jest od strony komory spalania wsparty na bolcu laczacym (28), zas elek troizolacyjna koszulka (31) przynajmniej czescia swej powierzchni zewne- trznej (31/1) jest wlozona szczelnie we fragment wzdluznego otworu (24) elementu elektroizolacyjnego (17) od strony przylaczeniowej, w czesc glów- kowa (24/1), a od strony przylaczeniowej jest zamocowana na koncu (30/4) elementu przylaczeniowego (30) od strony komory spalania przy je - dnoczesnym utworzeniu polaczenia elektrycznego FI G 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest świeca zapłonowa do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, zwłaszcza do silników spalinowych w pojazdach samochodowych.

Wynalazek dotyczy świecy zapłonowej mającej wbudowany zamontowany we wzdłużnym otworze odpowiedni element elektroizolacyjny elektronicznego napięciowego elementu obwodu elektrycznego, a mianowicie mającej wbudowany kaskadowy układ diod relaksacyjnych. Kaskadowy układ diod relaksacyjnych, który przy dobieranym i zadawanym wstępnie napięciu przechodzi w sposób uderzeniowy od stanu nieprzewodzenia do stanu przewodzenia, ma za zadanie przełączać napięcie, istniejące na wtórnym uzwojeniu cewki zapłonowej, na iskiernik świecy zapłonowej dopiero po osiągnięciu napięcia zapłonowego i w ten sposób zapobiegać stratom energii w obszarze fragmentu elektroizolatora od strony komory spalania, które w innym przypadku mogłoby mieć miejsce w wyniku spowodowanych przewodzącymi prąd elektryczny osadami zjawisk bocznikowania.

Kaskadowe układy diod relaksacyjnych, które są montowane w świecach zapłonowych i zalewane w nich tworzywem sztucznym lub szkłem, są znane z niemieckiego opisu patentowego nr 37 31 393.

Znana świeca zapłonowa zawierająca taki kaskadowy układ diod relaksacyjnych ma metalową obudowę o rurowym kształcie. Na powierzchni zewnętrznej tej obudowy znajdują się elementy służące do wmontowywania świecy w komorę spalania. W jej przelotowym otworze jest szczelnie umieszczony osiowo-symetryczny element elektroizolacyjny mający stopniowany otwór wzdłużny. Na końcu świecy od strony komory spalania umieszczona jest odporna na korozję elektroda masowa. Elektroda ta położona jest w pewnej odległości, stanowiącej iskier4

168 237 nik, naprzeciw również odpornej na korozję elektrody środkowej. Elektroda środkowa jest zamocowana z boku w części stopowej wzdłużnego otworu w elemencie elektroizolacyjnym od strony komory spalania, przy czym jej koniec od strony komory spalania jest usytuowany swobodnie przy końcu elementu elektroizolacyjnego od strony komory spalania, a jej koniec od strony przyłączeniowej mający postać kołnierza ustala swe położenie wzdłuż osi na odsadzeniu w szerszej części główkowej wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego. Elektroda środkowa jest od strony przyłączeniowej uszczelniona na przykład przy pomocy przewodzącej masy zalewowej. W uszczelniającej masie zalewowej osadzony jest od strony przyłączeniowej fragment przewodzącego bolca łączącego. Bolec łączący od strony przyłączeniowej połączony jest w sposób przewodzący, za pośrednictwem pracującego jako włącznik napięciowy kaskadowego układu diod relaksacyjnych, z osadzonym od strony przyłączeniowej w części główkowej wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego elementem przyłączeniowym świecy zapłonowej.

Znana jest także, z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4 308 487, świeca zapłonowa, w której układ diod osłonięty jest koszulką z materiału izolacyjnego.

Celem wynalazku jest umieszczenie kaskadowego układu diod relaksacyjnych wraz z przyległymi elementami konstrukcyjnymi w taki sposób, aby zapewniony został nadający się do zastosowania w produkcji wieloseryjnej, korzystny pod względem ekonomicznym i niezawodny technologicznie montaż tego typu świec zapłonowych, a montowane w ten sposób świece zapłonowe cechowały się trwałą odpornością na oddziałujące na nie obciążenia, na przykład na zmiany temperatury i wstrząsy.

Świeca zapłonowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że kaskadowy układ diod relaksacyjnych jest od strony komory spalania wsparty na bolcu łączącym, zaś elektroizolacyjna koszulka przynajmniej częścią swej powierzchni zewnętrznej jest włożona szczelnie we fragment wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego od strony przyłączeniowej, w część główkową, a od strony przyłączeniowej jest zamocowana na końcu elementu przyłączeniowego od strony komory spalania przy jednoczesnym utworzeniu połączenia elektrycznego.

Korzystnie element przyłączeniowy posiada od strony komory spalania przeciwdziałające naprężeniom skrętnym zakotwienia dla koszulki elektroizolacyjnej kaskadowego układu diod relaksacyjnych, takie jak rowkowanie wzdłużne lub krzyżowe.

Korzystnie koszulka elektroizolacyjna jest wykonana z podatnego w niewielkim stopniu na odkształcenia lub sprężystego materiału, takiego jak tworzywo sztuczne, materiały gumopodobne.

Korzystnie elektryczne połączenie osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych z elementem przyłączeniowym i/lub bolcem łączącym jest połączeniem wtykowym.

Korzystnie przynajmniej z jednej powierzchni czołowej osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych wystaje współosiowy drut przyłączeniowy.

Korzystnie drut przyłączeniowy osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych od strony przyłączeniowej jest mocowany w przebiegającym współosiowo ślepym otworze w czołowej powierzchni elementu przyłączeniowego od strony komory spalania.

Korzystnie drut przyłączeniowy osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych od strony komory spalania jest mocowany w przebiegającym współosiowo ślepym otworze w powierzchni czołowej bolca łączącego od strony przyłączeniowej.

Korzystnie koszulka elektroizolacyjna otacza również fragment położonego od strony komory spalania drutu przyłączeniowego kaskadowego układu diod relaksacyjnych, sąsiadujący z tym układem.

Korzystnie każdy z drutów przyłączeniowych jest w celu wciśnięcia w odpowiedni ślepy otwór w elemencie przyłączeniowym i/lub w bolcu łączącym rowkowany przynajmniej na końcowym odcinku.

Korzystnie kaskadowy układ diod relaksacyjnych posiada od strony komory spalania pierścieniowy element stykowy, którego otwór jest ustawiony współosiowo względem kaskadowego układu diod relaksacyjnych i który jest ciasno nałożony na wykonany od strony przyłączeniowej na bolcu łączącym współosiowy palec stykowy.

168 237

Korzystnie pierścieniowy element stykowy posiada rozszerzający się w stronę komory spalania stożek wprowadzający i/lub palec stykowy na bolcu łączącym posiada zwężający się w stronę przyłącza odcinek wprowadzający.

Korzystnie jako element łączący między kaskadowym układem diod relaksacyjnych i bolcem łączącym stosowany jest pracujący osiowo element sprężysty.

Korzystnie element sprężysty jest połączony za stałe, korzystnie za pomocą spawania, z końcem kaskadowego układu diod relaksacyjnych od strony komory spalania.

Korzystnie koszulka elektroizolacyjna jest wtłoczona na kaskadowy układ diod relaksacyjnych.

Korzystnie na położonej od strony przyłączeniowej części główkowej wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego i/lub na swym elemencie przyłączeniowym, na jego odcinku mocowanym przewidziane są elementy służące do mocowania elementu przyłączeniowego, korzystnie gwint wewnętrzny, rowkowanie, gwint, komora na kit.

Świeca zapłonowa według wynalazku dzięki swojej konstrukcji zapewnia prosty i tani montaż umożliwiający jej wielkoseryjną produkcję.

Dzięki temu, że osłona kaskadowego układu diod relaksacyjnych jest wykonana z materiału jedynie w niewielkim stopniu podatnego na odkształcenia lub materiału sprężystego, eliminuje się w sposób szczególnie niezawodny przeskok iskry między obydwoma odsuniętymi od siebie elementami kaskadowego układu diod relaksacyjnych. Zakotwienia, które dla przytrzymywania znajdującego się od strony przyłączeniowej we wzdłużnym otworze elementu elektroizolacyjnego, składającego się z elementów przyłączeniowych i kaskadowego układu diod relaksacyjnych z osłoną podzespołu, posiada element przyłączeniowy, umożliwiają przeciwstawienie się oddziałującym na osłonę obciążeniom skręcającym. Tego rodzaju wytrzymałe na działanie obciążeń skręcających zakotwienia są korzystne, zwłaszcza w przypadku takich świec zapłonowych, w których element przyłączeniowy jest zamocowany we wzdłużnym otworze elementu elektroizolacyjnego od strony przyłączeniowej poprzez wkręcenie. Dla tej ostatniej postaci wykonania świecy zapłonowej jest ponadto prościej z uwagi na jej montaż i zapewniony jest bardziej niezawodny styk elektryczny między kaskadowym układem diod relaksacyjnych i bolcem łączącym, jeżeli na kaskadowym układzie diod relaksacyjnych umieszczony zostanie pierścieniowy element stykowy, a na końcu bolca łączącego od strony przyłączeniowej odpowiednio dobrany wymiarami, współosiowy palec stykowy. Alternatywnie do realizacji styku między kaskadowym układem diod relaksacyjnych i bolcem łączącym może być jednak zastosowany także element sprężynowy, który jest zazwyczaj połączony na stałe z kaskadowym układem diod relaksacyjnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania świecy zapłonowej według wynalazku, ukazanej w powiększeniu w przekroju wzdłużnym, gdzie w elemencie elektrycznym przytwierdzony jest za pomocą kitu lub kleju element przyłączeniowy, a w bolcu łączącym wciśnięty drut przyłączeniowy kaskadowego układu diod relaksacyjnych, fig. 2 - ukazany w jeszcze większym powiększeniu składający się z elementu przyłączeniowego i osłoniętego kaskadowego układu diod relaksacyjnych podzespół według fig. 1, fig. 3 - drugi przykład wykonania świecy zapłonowej według wynalazku, ukazanej w powiększeniu w przekroju wzdłużnym mającej w element elektroizolacyjny wkręcony element przyłączeniowy, pierścieniowy element stykowy na kaskadowym układzie diod relaksacyjnych i palec stykowy na bolcu łączącym, fig. 4 - ukazany w jeszcze większym powiększeniu składający się z elementu przyłączeniowego i osłoniętego kaskadowego układu diod relaksacyjnych podzespół według fig. 3, fig. 5 - trzeci przykład wykonania świecy zapłonowej według wynalazku ukazanej w powiększeniu w przekroju wzdłużnym, mającej w element elektroizolacyjny wkręcony element przyłączeniowy, oraz zawierający element sprężynowy do realizacji styku kaskadowego układu diod relaksacyjnych i bolca łączącego, a fig. 6 - ukazany w jeszcze większym powiększeniu składający się z elementu przyłączeniowego i osłoniętego kaskadowego układu diod relaksacyjnych podzespół według fig. 5.

Przedstawiona na fig. 1 wysokonapięciowa świeca zapłonowa 10 posiada metalową obudowę 11 o kształcie rury, która po stronie zewnętrznej ma gwint do wkręcania 12, sześciokąt

168 237 pod klucz 13 i pierścień uszczelniający 14 jako środki służące do zamontowania świecy zapłonowej 10 w nie przedstawionym silniku spalinowym, zwłaszcza w silniku spalinowym pojazdu samochodowego. Metalowa obudowa 11 ma na swym końcu od strony komory spalania odporną na korozję elektrodę masową 15, która w niniejszym przykładzie wykonania ma postać dopasowanego, wygiętego drutu, może jednak mieć również inny charakter. Metalowa obudowa 11 zawiera w swoim stopniowanym otworze przelotowym 16 umieszczony w znany sposób obrotowo-symetryczny element elektroizolacyjny 17, który w znany sposób jest wykonany np. ze spiekanego tlenku aluminium, od strony przyłączeniowej posiada tzw. główkę 17/1, za którą w kierunku komory spalania następuje kołnierz 17/2, odsadzenie kołnierza 17/3 i stopa 17/4. Ten element elektroizolacyjny 17 leży swoim odsądzeniem 18, którejest wykonane między stopą 17/4 i odsądzeniem kołnierza 17/3, na odsadzeniu 19 w otworze przelotowym 16 metalowej obudowy 11, a między odsądzeniem 18 i odsądzeniem 19 zazwyczaj umieszczony jest pierścień uszczelniający 20. Na odsadzeniu od strony przyłączeniowej, które jest utworzone między główką 17/1 i kołnierzem 17/2 elementu elektroizolacyjnego 17, leży zazwyczaj pierścień z obrzeżem 22. Dzięki temu pierścieniowi z obrzeżem 22 fragment metalowej obudowy 11 jest od strony przyłączeniowej ukształtowany w postaci wywinięcia 23. Na skutek opisanego ustalenia położenia elementu elektroizolacyjnego 17 w metalowej obudowie 11 i dodatkowo przy pomocy znanego z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 2 111 916 procesu obkurczania termicznego element elektroizolacyjny 17 jest w sposób trwały i szczelny zamocowany w metalowej obudowie 11, przy czym obszar skurczu metalowej obudowy 11 jest na fig. 1 oznaczony odnośnikiem 11/1. Zamiast stosowania tego procesu zawijania i obkurczania termicznego element elektroizolacyjny 17 może być zamocowany szczelnie w metalowej obudowie 11 w znany sposób poprzez przytwierdzenie np. kitem.

Element elektroizolacyjny 17 posiada w znany sposób stopniowany otwór wzdłużny 24, którego część główkowa 24/1 od strony przyłączeniowej ma średnicę większą niż położona w obszarze elementu elektroizolacyjnego 17 od strony komory spalania część stopowa 24/2, a stopowa część otworu 24/2 rozpoczyna się w przybliżeniu w obszarze odsadzenia kołnierza 17/3.

W tej stopowej części otworu 24/2 rozciąga się elektroda środkowa 25, której trzpień 25/1 wypełnia w zasadzie cały przekrój stopowej części otworu 24/2 stopy elementu elektroizolacyjnego 17/4, leżąc przy tym swym końcem od strony komory spalania naprzeciw iskiernika 26 elektrody masowej 15, a swym fragmentem od strony przyłączeniowej przechodząc przez kołnierz 25/2 w główkę 25/3 o mniejszej średnicy. Kołnierz 25/2 elektrody środkowej 25 leży we wzdłużnym otworze 24 na utworzonym między główkową częścią otworu 24/1 i stopową częścią otworu 24/2 odsadzeniu 24/3 i w ten sposób określa położenie elektrody środkowej 25 w kierunku wzdłużnym. Elektroda środkowa 25 jest w znany sposób wykonana z odpornego na korozję materiału np. stopu niklu oraz może ona być w znany sposób wyposażona w (nie pokazany) rdzeń z dobrze przewodzącego ciepło materiału np. miedzi i/lub w obszarze zapłonu w odporne na wypalanie metale szlachetne lub inne. Główka 25/3 elektrody środkowej 25 może być korzystnie wyposażona w (nie pokazane) zakotwienia, np wypusty lub skrzydełka i otoczona masą zalewową 27 o dobrej przewodności elektrycznej i cieplnej, która to masa wypełnia położony tam obszar główkowej części otworu 24/1 elementu elektroizolacyjnego 17 i rozciąga się w tej części otworu 24/1 dalej w stronę przyłączenia. Tego rodzaju masy zalewowe 27 są znane np. z opisów patentowych, niemieckiego nr 1 206 209 i Stanów Zjednoczonych nr 2 106 158, przy czym mogą one być dodatkowo wyposażone w substancje działające jako opornik elektryczny, np. według patentu Stanów Zjednoczonych nr 3 903 453.

Od strony przyłączeniowej w masie zalewowej zanurzony jest bolec łączący 28 swym trzpieniem 28/1, którego powierzchnia jest w znany sposób wyposażona w ukształtowane obrzeże lub podobny środek w celu lepszego zakotwienia, którego średnica zewnętrzna jest mniejsza niż średnica wewnętrzna wzdłużnego otworu 24 elementu elektroizolacyjnego 17. Bolec łączący 28 jest wykonany z metalu i posiada łączącą się z trzpieniem 28/1 główkę 28/2. Główka 28/2 ma średnicę większą od średnicy trzpienia 28/1 i wypełnia w przybliżeniu przekrój wzdłużnego otworu 24 elementu elektroizolacyjnego 17. W powierzchni czołowej 28/3 główki 28/2 od strony przyłączeniowej znajduje się współosiowy ślepy otwór 28/4.

168 237

We wzdłużnym otworze 24 z bolcem łączącym 28 łączy się od strony przyłączeniowej kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29, co jest w zasadzie znane z niemieckiego opisu patentowego nr 37 31 393. Taki kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 służy jako włącznik napięciowy, a w przypadku opisanej na fig. 1 wysokonapięciowej świecy zapłonowej 10 jako włącznik wysokonapięciowy, który przy regulowanym i zadawanym wstępnie napięciu przechodzi uderzeniowo od stanu nieprzewodzenia w stan przewodzenia i w związku z tym przekazuje napięcie, istniejące na wtórnym uzwojeniu nie pokazanej cewki zapłonowej, na iskiernik 26 świecy zapłonowej 10 dopiero po osiągnięciu napięcia zapłonowego. Taki kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 powoduje, że przeskakujące między elektrodą środkową 25 i elektrodą masową 15 iskry posiadają dużą energię. W ten sposób zapobiega się stratom energii wynikającym z obecności przewodzącego prąd elektryczny nagaru na zewnętrznej powierzchni stopy 17/4 elementu elektroizolacyjnego 17.

Ten kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 ma w korzystnej postaci wykonania kształt cylindra (patrz również fig. 2), może jednak mieć również inną postać np. kolumny o przekroju wielokątnym. Trzpień 29/1 tego kaskadowego układu diod relaksacyjnych 19 jest ograniczony od strony komory spalania powierzchnią czołową 29/2, a od strony przyłączeniowej powierzchnią czołową 29/3, z których to powierzchni wystają druty przyłączeniowe 29/4 i 29/5. Druty przyłączeniowe 29/4 i 29/5 są stosunkowo krótkie i sztywne, a ich powierzchnie są w korzystnym przykładzie wykonania wyposażone w (nie zaznaczone) rowki, korzystnie podłużne. Wewnątrz trzpienia 29/1 takiego kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 znajduje się pewna liczba połączonych szeregowo diod o określonym napięciu zaporowym. Zależnie od wytrzymałości napięciowej i żądanego napięcia zapłonu w trzpieniu 29/1 umieszczana jest odpowiednia liczba diod, ułożonych korzystnie jedna na drugiej i połączonych ze sobą. W przypadku opisanej w tym przykładzie wykonania świecy wysokozapłonowej 10 przy napięciu zapłonu równym przykładowo 25 kV byłoby potrzebnych 25 takich diod, o ile napięcie zaporowe każdej z nich wynosiłoby 1 kV. Konstrukcja takiego kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 nie jest przedmiotem niniejszego wynalazku. Kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 jest wraz ze swym umieszczonym od strony komory spalania drutem przyłączeniowym 29/4 zamocowany na zasadzie wcisku w ślepym otworze 28/4 bolca łączącego 28, podczas gdy drut 29/5 od strony przyłączeniowej jest połączony z metalowym elementem przyłączeniowym 30. Ten metalowy element przyłączeniowy 30 ma w zasadzie kształt obrotowo-symetryczny i jest i jest podzielony na główkę 30/1 od strony przyłączeniowej, łączący się z nią kołnierz 30/2 i łączącą się z nim współosiową nasadkę 30/4. W powierzchni czołowej 30/5 metalowego elementu przyłączeniowego 30 od strony komory spalania wykonany jest współosiowy ślepy otwór 30/6, którego średnica ma tak dobrany wymiar, że znajdujący się po tej stronie, rowkowany drut przyłączeniowy 29/5 kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 może być w nim zamocowany za pomocą pasowania wtłaczanego dokładnego. Na zewnętrznej powierzchni współosiowej nasadki 30/4 umieszczone są zakotwienia 30/7 w postaci podłużnego rowkowania, rowkowania krzyżowego i innych. Na zewnętrznej powierzchni odcinka mocowanego 30/3 również są wykonane rowki 30/8, np. w postaci rowkowania podłużnego, poprzecznego lub krzyżowego, lecz zamiast tego można zastosować również rowki pierścieniowe lub gwint. Element przyłączeniowy 30 jest włożony w część główkową 24/1 wzdłużnego otworu 24 w elemencie elektroizolacyjnym 17 i opiera się przy tym swoim kołnierzem 30/2 na powierzchni czołowej 17/5 elementu elektroizolacyjnego 17 od strony przyłączeniowej, a wyposażony w rowkowanie 30/8 odcinek mocowany 30/3 elementu przyłączeniowego 30 jest przy tym w obszarze główkowej części 24/1 podłużnego otworu 24 w elemencie elektroizolacyjnym 17 od strony przyłączeniowej zamocowany w znany sposób przy użyciu kitu lub kleju. Na obwodowej powierzchni odcinka mocowanego 30/3 i/lub w odpowiednim fragmencie główkowej części 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17 mogą być również przewidziane (nie przedstawione) komory do zbiornika kitu lub kleju.

Kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 jest w obszarze swego trzpienia 29/1, korzystnie jednak również na niewielkim obszarze drutu przyłączeniowego 29/4 od strony komory spalania, osłonięty elektroizolacyjną koszulką 31, która swą cylindryczną powierzchnią zewnętrzną 31/1 jest, przynajmniej częściowo, szczelnie wsuwana w główkową część 24/1 otworu elementu

168 237 elektroizolacyjnego 17 i stąd też wyposażona jest korzystnie w wystające na zewnątrz wargi 31/2. Koszulka 31 może być wykonana z podatnego w niewielkim stopniu na odkształcenia materiału, np. tworzywa sztucznego, takiego jak elastomery, lecz może być także z materiału sprężystego, np. tworzywa gumopodobnego, takiego jak PTFE. Koszulka 31 wystaje od strony przyłączeniowej poza obszar trzpienia 29/1 kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29, obejmuje ponadto współosiową nasadkę 30/4 elementu przyłączeniowego 30 i trzyma się pewnie na umieszczonych na powierzchni zewnętrznej zakotwieniach 30/7. Zgodnie z niniejszym przykładem wykonania koszulka 31 jest wykonana przy pomocy prasowania przetłocznego wybranego materiału wokół kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29. Można ją jednak wykonać również poprzez naciąganie lub obkurczanie odpowiednich elementów na kaskadowym układzie diod relaksacyjnych 29.

Element przyłączeniowy 30, kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29 i koszulka 31 tworzą zatem jeden element konstrukcyjny, który jest łatwy i niezawodny w obsłudze przy montażu tego rodzaju świec zapłonowych 10.

Główka elementu przyłączeniowego 30 jest w niniejszym przykładzie wykonania przedstawiona w kształcie znormalizowanym (profil SAE), może być jednak również, co ma często miejsce, wykonana w ten sposób, że na kołnierzu 30/2 elementu przyłączeniowego 30 przewidziany jest od strony przyłączeniowej gwintowany palec 30/9, na który nakręcona jest nakrętka 30/10, której powierzchnia zewnętrzna ma profil typu SAE.

Podczas montażu świecy zapłonowej 10 w część stopową 24/2 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17 wkładana jest najpierw elektroda środkowa, tak że opiera się ona swym kołnierzem 25/2 na odsadzeniu 24/3 wzdłużnego otworu 24 elementu elektroizolacyjnego 17. Następnie we wzdłużny otwór ustawionego pionowo elementu elektroizolacyjnego wprowadzana jest określona ilość zimnej masy zalewowej 27 w postaci proszku lub granulatu, nad którym umieszczony jest bolec łączący 28. Układ ten jest nagrzewany w pozycji pionowej w ten sposób, że masa zalewowa 27 ulega stopieniu, po czym bolec łączący 28 jest swym trzpieniem 28/1 wciskany na określoną głębokość w stopioną masę zalewową 27. Masa zalewowa 27 podnosi się wówczas częściowo w szczelinie pierścieniowej, utworzonej między trzpieniem bolca łączącego 28/1 i główkową częścią 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17. Po schłodzeniu tego układu składający się z elementu przyłączeniowego 30, kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 i koszulki 31 podzespół jest wkładany od strony przyłączeniowej w część główkową 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17, a mianowicie tak daleko, by wtłoczyć drut przyłączeniowy 29/4 kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 od strony komory spalania w ślepy otwór 28/4 bolca łączącego 28. Przed wprowadzeniem tegoż podzespołu w główkową część 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17 odcinek mocowany 30/3 elementu przyłączeniowego 30 należy pokryć kitem lub klejem, który twardnieje po wsunięciu omawianego podzespołu. Zamiast powlekania klejem lub kitem mocowanego odcinka 30/3 elementu przyłączeniowego 30 można nim powlec alternatywnie również odpowiedni obszar główkowej części 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17. Głębokość wsunięcia elementu przyłączeniowego 30, a w związku z tym również głębokość wsunięcia kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 we wzdłużny otwór 24 elementu elektroizolacyjnego 17 jest określana poprzez oparcie się kołnierza 30/2 o powierzchnię czołową 17/5 elementu elektroizolacyjnego 17.

Dalszy montaż świecy zapłonowej 10 z metalową obudową 11 może być zrealizowany w znany sposób i nie stanowi przedmiotu niniejszego wynalazku.

Opisana uprzednio świeca zapłonowa 10 jest przeznaczona do produkcji wielkoseryjnej, zapewnia korzystny ekonomicznie i niezawodny montaż, jest odporna na działające na nią obciążenia i przy pomocy kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 zapobiega występowaniu zjawiska bocznikowania elektrycznego, co w tego rodzaju świecach zapłonowych jest często spotykane z uwagi na obecność przewodzącego nagaru na stopie 17/4 elementu elektroizolacyjnego 17.

Przedstawiony na fig. 1 i fig. 2 układ elementów może znaleźć zastosowanie również w przypadku świec zapłonowych, w których elektroda środkowa jest zapiekana w mającej mniejszą średnicę części stopowej otworu w elemencie elektroizolacyjnym, co znane jest przykładowo z

168 237 opisu patentu europejskiego nr 0 101 547. W tym przypadku w przykładzie wykonania takiej świecy zapłonowej nad właściwą elektrodą środkową znajduje się palec stykowy.

Układ według wynalazku może być również stosowany w świecach zapłonowych o iskiernikach ślizgowych, które od dawna należą do stanu techniki, przy czym izolator elektryczny, tworzący iskiernik ślizgowy, może być w znany sposób wykonany z materiału półprzewodnikowego, np. z SIC. Tego rodzaju świece zapłonowe mają, jak wiadomo, o wiele niższy pobór napięcia zapłonu i nazywane są niskonapięciowymi świecami zapłonowymi.

Układ ten może również znaleźć zastosowanie w świecach zapłonowych, które zawierają kombinacje iskiernika powietrznego i ślizgowego.

Wynalazek może być korzystnie stosowany również w całkowicie osłoniętych świecach zapłonowych, w których również obszar znajdujący się od strony przyłączeniowej względem metalowej obudowy, jest otoczony metalową rurą.

Na figurach 3 i 4 przedstawiony jest drugi przykład wykonania zgodnej z wynalazkiem świecy zapłonowej 10’. Świeca zapłonowa 10’ ma również element przyłączeniowy 30’ i kaskadowy układ diod relaksacyjnych 29’, które są połączone ze sobą przy pomocy koszulki 31’. Ten obszar świecy zapłonowej 10’ różni się od odpowiadającego mu obszaru świecy zapłonowej 10 według pierwszego przykładu wykonania tym, że element przyłączeniowy 30’ jest swym odcinkiem mocowanym 30^3’ nie tylko włożony we fragment główkowej części 24/1 ’ otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17’ i przymocowany klejem lub kitem, lecz w tym przykładzie wykonania świecy zapłonowej 10’ odcinek mocowany 30/3’ elementu przyłączeniowego 30’ jest wyposażony we fragment posiadający gwint 30/8/, który jest wkręcany w mającą odpowiedni gwint wewnętrzny \ΊΙ6' główkową część 24/1’ otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17’. W celu zabezpieczenia elementu przyłączeniowego 30’ fragment z gwintem 17/6’, 30/8’ jest pokrywany niewielką ilością kleju. W wyniku powstających podczas wkręcania elementu przyłączeniowego 30’ naprężeń skręcających, oddziałujących na przylegającą ściśle do główkowej części 24/1 koszulkę 31’ kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29’, współosiowa nasadka 30/4’ na końcu elementu przyłączeniowego 30’ od strony komory spalania jest wyposażona w zakotwienia 30/7’w postaci rowkowania wzdłużnego lub krzyżowego. Na skutek ruchu obrotowego podczas wkręcania elementu przyłączeniowego 30’ we wspomnianą główkową część otworu 24/1 ’ przedstawione na fig. 1 połączenie wtykowe między rowkowanym drutem przyłączeniowym 29/4 od strony komory spalania i znajdującym się w główce 28/2 bolca łączącego 28 ślepym otworem 28/4 nie jest dostatecznie niezawodne. Z tego powodu z powierzchnią czołową 29/2’ kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29’ od strony komory spalania połączony jest, za pośrednictwem nakładki łączącej 32/1’, pierścieniowy element stykowy 32’, np. poprzez spawanie. Pierścieniowy element stykowy 32’ jest ustawiony współosiowo względem kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29’, przy czym w tym przykładzie wykonania wyposażony korzystnie w szczelinę wzdłużną 32/2’, a w celu uproszczenia montażu może być od strony komory spalania wyposażony w rozszerzający się na zewnątrz stożek wprowadzający 32/3’. Pierścieniowy element stykowy 32’ jest wykonany z materiału sprężystego, a jego średnica zewnętrzna jest mniejsza niż maksymalna średnica koszulki 31 ’ kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29’. Pierścieniowy element stykowy 32’ jest w tej postaci wykonania świecy zapłonowej 10’ ciasno naciągany na palec stykowy 28/5’, który wychodzi współosiowo z powierzchni czołowej 28/3/ bolca łączącego 28’ od strony przyłączeniowej. Palec stykowy 28/5’ jest na swym końcu od strony przyłączeniowej wyposażony w zwężający się odcinek wprowadzający 28/6’, który wraz ze stożkiem wprowadzającym 32/3’ pierścieniowego elementu stykowego 32’ na kaskadowym układzie diod relaksacyjnych 29’ ułatwia montaż i czyni go niezawodnym.

W celu ułatwienia maszynowego wkręcania elementu przyłączeniowego 30’ w główkową część 24/1 ’ otworu elementu elektroizolacyjnego 17’, na powierzchni czołowej 30/11 ’ elementu przyłączeniowego 30’ od strony przyłączeniowej wykonany jest wewnętrzny sześciokąt 30/12’ w postaci ślepego otworu. Podczas montażu świecy zapłonowej 10’ w ten wewnętrzny sześciokąt 30/12’ w postaci ślepego otworu wchodzi narzędzie i obraca element przyłączeniowy 30’wraz z kaskadowym układem diod relaksacyjnych 29’·, koszulką 31’ i pierścieniowym elementem stykowym 32’, aż do oparcia się kołnierza 30/2’ na powierzchni czołowej 17/5’główkowej części

168 237

24/1’ otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17’ od strony przyłączeniowej. W trakcie tego procesu skręcania również pierścieniowy element stykowy 32’ na końcu kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29’ od strony komory spalania nasuwa się palec stykowy 28/5’ na główce 28/2’ bolca łączącego 28’ i wytwarza tam trwałe połączenie elektryczne.

Poza tym, dla tej postaci wykonania świecy zapłonowej 10’ słuszne są również uwagi, dotyczące pierwszego przykładu wykonania przedstawionego na fig. 1 i 2.

Na figurze 5 i 6 przedstawiona jest świeca zapłonowa 10, która w dużym stopniu odpowiada świecy zapłonowej 10’ według fig. 3 i 4, jednak zamiast pierścieniowego elementu stykowego 32’ i palca stykowego 28/5’ na główce bolca łączącego 28/2’ posiada ona element sprężysty 33, który w korzystnej postaci wykonania jest połączony z powierzchnią czołową 29/2 otoczonego koszulką 31 kaskadowego układu diod relaksacyjnych 29 od strony komory spalania. Pokazany na fig. 5 i 6 element sprężysty stanowi wykonany ze sprężystego materiału pasek, który jest wygięty w kształcie litery S i za pośrednictwem jego ramienia 33/1 od strony przyłączeniowej jest używany do łączenia z kaskadowym układem diod relaksacyjnych 29, a jego wolne ramię 33/2 służy jako element styku z powierzchnią czołową 28/3 bolca łączącego 28. Zamiast tego rodzaju elementu sprężystego 33 w kształcie litery S można zastosować także element sprężysty w kształcie litery U lub zygzaka, można również do tego celu zastosować sprężyny talerzowe lub spirale śrubowe z drutu. Element przyłączeniowy 30świecy zapłonowej 10 jest w tym przykładzie wykonania świecy zapłonowej 10 mocowany również przez wkręcanie w główkową część 24/1 otworu w elemencie elektroizolacyjnym 17’ i również przez dodanie kleju. Poza tym konstrukcja tej świecy zapłonowej 10 odpowiada budowie świecy zapłonowej 10’ według fig. 1 i 4. Dotyczy to również odpowiednio przykładu wykonania według fig. 1 i 2 odnośnie typów świec zapłonowych i innych kształtach i układach elektrod, różnych iskiernikach itd.

168 237

FIG.6

168 237

FIG.5

168 237

FIG.ił

30/TP

	T“
pi	φ
>	II
lŁ	ni

30/3'

168 237 ^30/12L«

30FIG.3

168 237

FIG.2

ST~	i ¹ i \ NK
1 1 I	1η^{1 Φ}Ι ϋ_Lii.

ψ-30/2 30/3

168 237

Departament Wydawnictw (JP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Świeca zapłonowa do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, z mającą w zasadzie kształt rury metalową obudową, która na swej powierzchni zewnętrznej posiada elementy do wmontowania w komorę spalania, w swym otworze przelotowym obejmuje szczelnie osiowosymetryczny, korzystnie spiekany element elektroizolacyjny ze stopniowym otworem wzdłużnym, a na swym końcu od strony komory spalania posiada przynajmniej jedną odporną na korozję elektrodę masową, która jest położona w pewnej odległości, stanowiącej iskiemik, naprzeciw również odpornej na korozję elektrody środkowej, która jest zamocowana z boku w obszarze wzdłużnego otworu, w jego części stopowej, w elemencie elektroizolacyjnym od strony komory spalania, swym końcem od strony komory spalania leży swobodnie przy końcu elementu elektroizolacyjnego od strony komory spalania, swym końcem od strony przyłączeniowej, tworzącym kołnierz ustala swe położenie wzdłuż osi na odsadzeniu w szerszym obszarze, w części główkowej, wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego i jest od strony przyłączeniowej uszczelniona bezpośrednio lub pośrednio przy pomocy przewodzącej masy zalewowej, przy czym w tej masie zalewowej osadzony jest od strony przyłączeniowej fragment przewodzącego bolca łączącego, który od strony przyłączeniowej połączony jest w sposób przewodzący za pośrednictwem pracującego jako włącznik napięciowy kaskadowego układu diod relaksacyjnych od strony przyłączeniowej w części główkowej wzdłużnego otworu elementu elektroizolacyjnego elementem przyłączeniowym świecy zapłonowej, przy czym kaskadowy układ diod jest na swym trzpieniu osłonięty elektroizolacyjną koszulką, znamienna tym, że kaskadowy układ diod (29) jest od strony komory spalania wsparty na bolcu łączącym (28), zaś elektroizolacyjna koszulka (31) przynajmniej częścią swej powierzchni zewnętrznej (31/1) jest włożona szczelnie we fragment wzdłużnego otworu (24) elementu elektroizolacyjnego (17) od strony przyłączeniowej, w część główkową (24/1), a od strony przyłączeniowej jest zamocowana na końcu (30/4) elementu przyłączeniowego (30) od strony komory spalania przy jednoczesnym utworzeniu połączenia elektrycznego.
2. Świeca zapłonowa według zastrz. 1, znamienna tym, że element przyłączeniowy (30') posiada od strony komory spalania przeciwdziałające naprężeniom skrętnym zakotwienia (30/7’) dla koszulki (31’) kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29’), takie jak rowkowanie wzdłużne lub krzyżowe.
3. Świeca zapłonowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że koszulka (31) jest wykonana z podatnego w niewielkim stopniu odkształcenia lub sprężystego materiału, takiego jak tworzywo sztuczne, materiały gumopodobne.
4. Świeca zapłonowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że elektryczne połączenie osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29) z elementem przyłączeniowym (30) i/lub bolcem łączącym (28) jest przyłączeniem wtykowym.
5. Świeca zapłonowa według zastrz. 1, znamienna tym, że przynajmniej z jednej powierzchni czołowej (29/2,29/3) osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29) wystaje współosiowy drut przyłączeniowy (29/4, 29/5).
6. Świeca zapłonowa według zastrz. 5, znamienna tym, że drut przyłączeniowy (29/5) osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29) od strony przyłączeniowej jest mocowany w przebiegającym współosiowo ślepym otworze (30/6) w czołowej powierzchni (30/5) elementu przyłączeniowego (30) od strony komory spalania.
7. Świeca zapłonowa według zastrz. 5, znamienna tym, że drut przyłączeniowy (29/4) osłoniętego koszulką kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29) od strony komory spalania jest mocowany w przebiegającym współosiowo ślepym otworze (28/4) w powierzchni czołowej (28/3) bolca łączącego (28) od strony przyłączeniowej.

168 237
8. Świeca zapłonowa według zastrz. 7, znamienna tym, że koszulka (31) otacza również fragment położonego od strony komory spalania drutu przyłączeniowego (29/4) kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29), sąsiadujący z tym układem.
9. Świeca zapłonowa według zastrz. 5 albo 6,albo 7, albo 8, znamienna tym, że każdy z drutów przyłączeniowych (29/4, 29/5) jest w celu wciśnięcia w odpowiedni ślepy otwór (30/6, 28/4) w elemencie przyłączeniowym (30) i/lub w bolcu łączącym (28) rowkowany przynajmniej na końcowym odcinku.
10. Świeca zapłonowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że kaskadowy układ diod relaksacyjnych (29’) posiada od strony komory spalania pierścieniowy element stykowy (32’), którego otwór jest ustawiony współosiowo względem kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29’) i który jest ciasno nałożony na wykonany od strony przyłączeniowej na bolcu łączącym (28’) współosiowy palec stykowy (28/5’).
11. Świeca zapłonowa według zastrz. 10, znamienna tym, że pierścieniowy element stykowy (32’) posiada rozszerzający się w stronę komory spalania stożek wprowadzający (32/3’) i/lub współosiowy palec stykowy (28/5’) na bolcu łączącym (28’) posiada zwężający się w stronę przyłącza odcinek wprowadzający (28/6’).
12. Świeca zapłonowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jako element łączący między kaskadowym układem diod relaksacyjnych (29) i bolcem łączącym (28) stosowany jest pracujący osiowo element sprężysty (33).
13. Świeca zapłonowa według zastrz. 12, znamienna tym, że element sprężysty (33) jest połączony na stałe, korzystnie za pomocą spawania, z końcem kaskadowego układu diod relaksacyjnych (29) od strony komory spalania.
14. Świeca zapłonowa według zastrz. 1, znamienna tym, że koszulka (31) jest wtłoczona na kaskadowy układ diod relaksacyjnych (29).
15. Świeca zapłonowa według zastrz. 1, znamienna tym, że na położonej od strony przyłączeniowej części główkowej (24/1’) wzdłużnego otworu (24’) elementu elektroizolacyjnego (17’) i/lub na samym elemencie przyłączeniowym (30/3) znajdują się elementy służące do mocowania elementu przyłączeniowego (30,30’), korzystnie gwint wewnętrzny (17/6’), rowkowanie (30/8), gwint (30/8’), komory na kit.