EP1299931B1

EP1299931B1 - Zündeinrichtung, insbesondere zündkerze

Info

Publication number: EP1299931B1
Application number: EP01943007A
Authority: EP
Inventors: Carsten Venn; Klaus Hrastnik; Thomas Jaeger; Hellmut Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2021-05-03
Also published as: CN100365892C; CN1451196A; EP1299931A1; WO2002003518A1; DE10032186A1; US20030151342A1; JP2004503058A; DE50103484D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung, insbesondere eine Zündkerze, mit einem Gehäuse, das mit einem Einschraubgewinde versehen ist.

Eine solche Zündkerze wird mit ihrem Einschraubgewinde in eine Aufnahmebohrung in einem Zylinderkopf eines Verbrennungskraftmotors eingeschraubt, so daß an der Zündkerze ausgebildete Elektroden in den Zylinderraum hineinragen. Wenn an die Elektroden ein geeignetes Spannungspotential angelegt wird, kann im Zylinderraum ein Zündfunke erzeugt werden, mittels dem ein zündfähiges Gemisch im Zylinderraum gezündet werden kann.

Aufgrund der im Bereich des Einschraubgewindes während des Betriebs der Zündkerze vorherrschenden Umgebungsbedingungen kann es dazu kommen, daß sich das Herausschrauben der Zündkerze aus dem Zylinderkopf, beispielsweise um die Zündkerze auszutauschen, schwierig gestaltet. Insbesondere nach einer Betriebsdauer der Zündkerze, die einer Laufleistung des mit dem entsprechenden Motor versehenen Kraftfahrzeugs von mehr als 60.000 km entspricht, kann es zu einem Festbacken oder Festfressen des Gehäuses der Zündkerze im Zylinderkopf kommen. Unter einem Festbacken wird dabei ein Zusetzen des Gewindespiels zwischen der Zündkerze und dem Zylinderkopf mit Ölen oder anderen Produkten aus dem Zylinderraum verstanden. Diese Produkte können zu festhaftenden Schichten auf dem Einschraubgewinde führen, was ein Herausschrauben der Zündkerze erschwert oder gar unmöglich macht. Unter einem Festfressen wird dagegen eine Reaktion zwischen der Oberfläche des Einschraubgewindes und dem Zylinderkopf verstanden, die ohne zusätzliche Korrosionsmedien oder unterstützt durch solche Korrosionsmedien erfolgen kann. Insbesondere wenn das Gehäuse der Zündkerze im Bereich des Einschraubgewindes mit Zink als Korrosionsschutzschicht versehen ist, ergeben sich durch ein Festfressen des Einschraubgewindes Probleme beim Herausschrauben, da Zink mit dem für Zylinderköpfe häufig verwendeten Werkstoff Aluminium entsprechend dem Phasendiagramm schon bei niedrigen Temperaturen Reaktionen eingeht, Wenn als Korrosionsschutzschicht dagegen Nickel verwendet wird, sind bei den auftretenden Betriebstemperaturen von etwa 220° nach dem Phasendiagramm keine Reaktionen zu erwarten; diese können jedoch nicht ausgeschlossen werden, da durch lokal auftretende Kontaktbrücken Reaktionen möglich sind. Das Festfressen wird schließlich unterstützt durch die beim Betrieb des Motors auftretenden Vibrationsbewegungen, was ein punktuelles Reibverschweißen ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Zündeinrichtung der eingangs genannten Art ein Festbacken oder Festfressen des Gehäuses im Zylinderkopf auch bei langen Betriebsdauern zuverlässig zu vermeiden.

Vorteile der Erfindung

Bei der Zündeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 verhindern die Antihaft-Pigmente der Beschichtung zuverlässig, daß es in den Gewindegängen des Einschraubgewindes zu festhaftenden Ablagerungen von Verbrennungsrückständen und Motorölen aus dem Zylinderraum kommt.- Auf diese Weise wird ein Festbacken vermieden. Weiterhin verhindern die Antihaft-Pigmente durch ihre trennende Wirkung, daß es zu einer Reaktion zwischen der Oberfläche des Einschraubgewindes und dem Zylinderkopf und somit zu einem Festfressen der Zündkerze kommt. Falls es dennoch lokal zu einem Festbacken oder Festfressen kommen sollte, verringern die Antihaft-Pigmente durch ihre schmierende Wirkung das Ausschraubdrehmoment, so daß die Zündkerze zuverlässig aus dem Zylinderkopf herausgeschraubt werden kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtung mit dem Gleit-, Trenn- und Antihaft-Lack besteht darin, daß das Einschraubgewinde aufgrund der Abriebfestigkeit des Lacks nicht durch zusätzliche Maßnahmen während der Herstellung und des Transports der Zündkerzen geschützt werden muß, beispielsweise durch Plastikhülsen, die bei einigen aus dem Stand der Technik bekannten Zündkerzen während des Transports auf das Einschraubgewinde aufgesetzt werden müssen.

Als Antihaft-Pigmente besonders geeignet sind PTFE-Pigmente, Graphit-Pigmente, Molybdändisulfid-Pigmente und Bornitrid-Pigmente. Es können auch Metalloxide verwendet werden. Alle diese Materialien weisen die gewünschten Gleit-, Trenn- und Antihaftwirkungen auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Lack zusätzlich mit Metallpigmenten versehen werden. Auf diese Weise ergibt sich eine bessere Temperaturleitfähigkeit von der Zündkerze zum Zylinderkopf, was die Funktion der Zündkerze verbessert.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Lack eine Zusammensetzung aufweist, mit der zusätzlich eine Korrosionsschutzwirkung erzielt wird. Auf diese Weise ist eine Korrosionsschutzschicht gebildet, die auch in Bereichen außerhalb des Einschraubgewindes aufgebracht sein kann und eine Korrosion des aus Metall bestehenden Gehäuses der Zündkerze in der heißen und korrosiven Atmosphäre, wie sie beim Betrieb des Motors vorliegt, zuverlässig verhindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Lack ein Bindemittel aufweist, das eine schnelle Aushärtung mittels UV-Bestrahlung-, IR-Bestrahlung oder durch Induktionstrocknung ermöglicht. Die auf diese Weise möglichen, kurzen Trocknungszeiten des Lackes erlauben, den Lackierprozeß in die Herstellungslinie für die Zündkerze zu integrieren. Vorzugsweise wird die Lackierung nach der Montage der Zündkerze vorgenommen. Bei der kurzen Trocknungszeit des Lacks kann die Zündkerze dann schnell verpackt und weitertransportiert werden.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

Figur 1 in einer teilgeschnittenen Ansicht eine erfindungsgemäße Zündkerze; und
Figur 2 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt II von Figur 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist in einer teilgeschnittenen Ansicht eine erfindungsgemäße Zündeinrichtung gezeigt, die hier als Zündkerze 10 ausgebildet ist. Die Zündkerze 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das ein Einschraubgewinde 14 sowie einen Sechskant 16 enthält. Das Einschraubgewinde 14 dient dazu, die Zündkerze in eine mit einem komplementären Gewinde versehene Bohrung in einen Zylinderkopf eines Verbrennungskraftmotors einzuschrauben.

Im Inneren des Gehäuses 10 sind in bekannter Weise ein Isolator 18 sowie eine Mittelelektrode 20 angeordnet, die mit einer am Isolator angeordneten Anschlußmutter 22 in elektrisch leitender Verbindung steht. Der Mittelelektrode 20 gegenüber liegt mindestens eine Masseelektrode 24, die am Gehäuse 12 angebracht ist. Durch Anlegen eines geeigneten Spannungspotentials zwischen der Anschlußmutter 22 und dem Gehäuse 12 kann zwischen den beiden Elektroden ein Zündfunke erzeugt werden, der dazu dient, ein zündfähiges Gemisch im Zylinder des Motors zu entzünden.

Wie besser in Figur 2 zu sehen ist, ist das Einschraubgewinde 14 des Gehäuses 12 mit einer Beschichtung 26 versehen, die aus einem mit Antihaft-Pigmenten versehenen Lack besteht. Die Antihaft-Pigmente können PTFE-Pigmente, Graphit-Pigmente, Molybdändisulfid-Pigmente und/oder Bornitrid-Pigmente sein. Die Pigmente verleihen der Beschichtung eine Gleit-, Trennund Antihaftwirkung, mittels der verhindert wird, daß das Einschraubgewinde 14 in der Bohrung im Zylinderkopf festbacken oder festfressen kann.

Zur Erzielung der gewünschten Gleit-, Trenn- und Antihaftwirkung zur Verhinderung des Festbackens oder Festfressens ist es ausreichend, wenn die Beschichtung 26 im Bereich des Einschraubgewindes vorhanden ist. Falls jedoch erwünscht ist, daß mittels der Beschichtung auch eine Korrosionsschutzwirkung erzielt wird, ist vorzugsweise das gesamte Gehäuse 12 mit dem Lack beschichtet.

Claims

Zündeinrichtung, insbesondere Zündkerze (10), mit einem Gehäuse (12), das mit einem Einschraubgewinde (14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mindestens im Bereich des Einschraubgewindes eine Beschichtung (26) aus einem Lack aufweist, der mit Antihaft-Pigmenten versehen ist.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaft-Pigmente PTFE-Pigmente sind.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaft-Pigmente Graphit-Pigmente sind.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaft-Pigmente Molybdändisulfid-Pigmente sind.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaft-Pigmente Bornitrid-Pigmente sind.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaft-Pigmente Metalloxid-Pigmente sind.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lack-Beschichtung (26) zusätzlich mit Metallpigmenten versehen ist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lack-Beschichtung (26) eine Zusammensetzung aufweist, mit der zusätzlich eine Korrosionsschutzwirkung erzielt wird.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack ein Bindemittel aufweist, das eine schnelle Aushärtung mittels UV-Bestrahlung, IR-Bestrahlung oder durch Induktionstrocknung ermöglicht.