专利名称：结构空间优化的火花塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的结构空间优化的具有夹紧螺母的火花塞。
背景技术：
用于内燃机的火花塞从现有技术中在不同的设计方案中为人所知。比如从 US5, 091，672B中公开一种具有单构件的金属壳体的火花塞。该火花塞在此没有任何自身的 螺纹，而是通过螺母夹紧在气缸盖中。从FR 2 779 014A1中公开了一种火花塞，该火花塞包括绝缘体、中间电极和至少 一个地电极。在此，该火花塞通过所述绝缘体与气缸盖中的螺母旋紧在一起。该螺母同时 在地电极与气缸盖之间建立接地接触。此外，从现有技术中已知在壳体上具有螺纹并且旋紧在气缸盖中的火花塞。现代 的多阀技术扩大了入口通道和出口通道并且对于直喷来说所要求的在喷射阀上很近的安 装位置要求在火花塞上不断地降低结构空间。尤其这里结构空间的降低涉及火花塞的直径 的缩小。但是，所述两个电极之间的高电压的绝缘要求最小壁厚。绝缘体的这种最小壁厚 有悖于所期望的直径降低。在火花塞的壳体上放弃螺纹，这提供了用于降低直径并且因此 用于减小结构空间的可能性。
发明内容
相对于此，按本发明的具有权利要求1所述特征的火花塞具有这样的优点，即直 径与传统的火花塞相比可以显著减小。由此可以将整个火花塞构造得更为纤细并且尤其也 可以减小必要的用于火花塞的结构空间。由此按本发明可以使火花塞的放置位置比如离喷 射近得多。按照本发明，设置了双构件的壳体，其中所述两个壳体件具有不同的壁厚，其中 尤其薄壁的管子结构是有利的。由此可以缩小火花塞的外直径并且可以减少气缸盖中的 孔，其中所述绝缘体的壁厚可以保持相同或者必要时可以扩大。此外，火花塞通过壳体座表 面来得到支撑。因为按本发明的火花塞的壳体在壳体座表面的这个部位上具有显著提高的 横截面，所以通过这个壳体座表面来使热量和电流最佳地从地电极导弓I到气缸盖中。这一 点按本发明通过以下方式来实现，即设置了用于内燃机的火花塞，该火花塞包括以下部件 双构件的具有第一壳体件尤其是壳体座和第二壳体件尤其是壳体管的金属的壳体、中间电 极、布置在所述第一壳体件上的地电极和用于将中间电极与地电极分开的绝缘体。在此所 述第一壳体件比所述第二壳体件更靠近燃烧室，也就是说比如更靠近内燃机的气缸。此外， 所述第一壳体件具有用于使火花塞可靠地安放在安装的状态中的壳体座表面。此外，所述 第一壳体件的第一壁厚大于所述第二壳体件的第二壁厚。由此产生这一点，即垂直于所述 第一壳体件的火花塞的纵轴线的横截面面积大于垂直于所述第二壳体件的火花塞的纵轴 线的横截面面积。从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。此外，有利的是，所述壳体座表面相对于火花塞的纵轴线倾斜。由此通过所述壳体
3座表面也可以使火花塞经由所述倾斜的或者说锥形的表面来定心。在另外的有利的设计方案中，按本发明的火花塞的绝缘体支撑在所述第一壳体件 的内部凸肩上。此外，有利的是，在这个支承面上设置了密封元件。由此壳体与绝缘体之间 的空间相对于燃烧室得到可靠的密封。作为绝缘体在第一壳体件上的安放的替代方案，优选所述绝缘体可以安放在第二 壳体件上，其中这里第一壳体件也具有内部凸肩。此外，在这种情况下第二壳体件具有向内 指向的朝向燃烧室的端部，在该端部上安放着所述绝缘体。在有利的设计方案中，在此使所 述第二壳体件的向内指向的更靠近燃烧室的端部变形或者说成形到所述第一壳体件的内 部凸肩上。在所述第二壳体件的这个端部上安放着所述绝缘体。由此在这里壳体与绝缘体 之间的相对于燃烧室的密封面通过所述第二壳体件的端部来形成。此外，优选的是，所述壳体座表面比第一壳体件上的内部凸肩更靠近燃烧室。由此 绝缘体与第一壳体件之间的有时候对热敏感的密封面稍许从燃烧室后移。 此外，优选所述火花塞包括夹紧螺母，用于将火花塞在轴向上夹紧在气缸盖中。由 此可以放弃壳体上的螺纹，从而可以实现火花塞的特别纤细的设计方案。用夹紧螺母来夹 紧保证了绝缘体与壳体座之间的密封以及壳体座与气缸盖之间的外部的密封性。此外，火 花塞由此借助于夹紧螺母朝壳体座表面得到支撑。此外，有利的是，所述第二壳体件在背向燃烧室的端部上具有至少一个舌片，所述 舌片尤其根据地电极来定向。通过所述舌片尤其三个舌片的向外弯曲，尤其可以防止夹紧 螺母朝背向燃烧室的一侧的方向滑落。由此所述舌片在这里履行夹紧螺母的防丢失功能。 一方面可能迫切需要的是，将按本发明的火花塞的地电极在内燃机的内部定向。因此有利 的是，所述舌片的位置与地电极的位置相协调或者说相一致。因此比如可以将地电极在朝 舌片指向的情况下进行固定或者可以使舌片在朝地电极指向的情况下弯曲。地电极在燃烧 室中的定向可以通过简单的旋转火花塞来进行。地电极在燃烧室中的位置在安装之后能够 从舌片的位置上看出来。当然，舌片和地电极的这种一致性也能够在多个电极上得到实现。 因此比如对于三个地电极来说可以通过三个舌片来显示所述位置。此外优选的是，所述第一壳体件尤其借助于激光焊接来固定地与所述第二壳体件 相连接。这方便了按本发明的火花塞的安装和电极间距的精确的调节。此外有利的是，所述第二壳体件具有直径扩大部，所述直径扩大部尤其具有褶皱， 其中直径扩大部是用于夹紧螺母的突缘并且/或者其中所述直径扩大部使所述第二壳体 件和绝缘体相对于彼此固定。由此，通过所述第二壳体件的简单的成形，不仅可以提供用于 夹紧螺母的突缘而且可以使绝缘体与壳体之间的连接得到优化。此外优选的是，所述第一壳体件在其靠近燃烧室的一侧具有电极突起尤其是凸 肩，在该电极突起上固定了至少一个地电极。在这种情况下，所述电极突起必须为至少一个 地电极的固定提供足够的表面尤其沿径向方向的端面。由此保证第一壳体件与一个或者多 个地电极之间的导电及导热能力。此外有利的是，第二壳体件构造为板材管，并且/或者第一壳体件构造为车 削件。在这种情况下，有利的是，第二壳体件构造为板材管，该板材管所具有的壁厚比板材 管的直径小得多。通过第一壳体件，不仅可以将热量而且可以将电流从地电极传导至气缸 盖中。对于这种有效的热量及电流的传导来说，一定的质量或者说一定的体积是务必需要的。相对于此，可以在第二壳体件的区域中也就是在远离燃烧室的区域中节省质量。为此， 薄壁的板材管适合于节省质量及节省直径，所述板材管也能够以低廉的成本来制造。优选 在此所述第一壳体件的壁厚在每个位置上都始终大于第二壳体件的最大壁厚。因为导热和导电主要通过壳体座表面来进行，所以有利的是，所述第一壁厚在壳 体座表面的高度上具有最大值。在这种实施例中，所述第一壁厚优选比壳体管的第二壁厚 大4到5倍。此外，壳体管的第二壁厚优选是恒定的。此外优选的是，所述第一壁厚始终大 于第二壁厚。
下面参照附图对本发明的两种优选的实施例进行说明。附图示出图1是按本发明的按第一实施例的火花塞的在安装在气缸盖中的情况下的部分 剖切的示意图，图2是按本发明的按第二实施例的火花塞的在安装在气缸盖中的情况下的细节 图。
具体实施例方式下面参照图1对按本发明的第一实施例的火花塞1进行说明。如可以在图1中看出的一样，火花塞1安装在气缸盖9中。该火花塞1包括壳体 2，该壳体2具有壳体座21 (第一壳体件)、壳体管沈(第二壳体件)和夹紧螺母3以及中间 电极4、地电极5和绝缘体6。所述火花塞1在其上面的端部上具有插接触头11以及第一锥体13a和第二锥体 13b。所述插接触头11用于使火花塞1与点火装置进行电连接。所述锥体13a和1 用于 将点火插头插接到火花塞1上。所述壳体座21在其背向燃烧室的端部上具有环形的凸肩22以及内部凸肩23。在 该壳体座21的朝向燃烧室的端部上布置了壳体座表面M和电极突起25。所述环形的凸肩22用于将壳体座21插到壳体管沈中并且提高这个连接部位的 稳定性。所述内部凸肩23用于将绝缘体6支承在壳体座21上。同时，在这里形成密封部 位，用于相对于燃烧室对壳体与绝缘体之间的空间进行密封。该密封部位通过密封元件7 得到密封。所述壳体座表面M朝燃烧室的方向构造为锥形的。由此壳体座表面M不仅承受 夹紧螺母3的夹紧力并且继续将其传递到气缸盖9中，而且也用于将火花塞1在气缸盖9 中定心。此外，通过这个壳体座表面M不仅将电压而且将热量从地电极5传导到气缸盖9 中。此外，所述壳体座表面M以其锥形座状的构造用于在燃烧室与气缸盖9之间进行密封。 壳体座21在其最厚的部位、在壳体座表面M的上面的端部上具有最大的第一壁厚Dl (参 见图幻。该第一壁厚Dl比壳体管沈的第二壁厚D2(参见图幻大4到5倍。如可以从图 1中看出的一样，所述壳体管沈的第二壁厚D2是恒定的。此外，所述第一壁厚Dl始终大于 所述第二壁厚D2。所述壳体座21的朝向燃烧室的内孔构成所述电极突起25，用于为了一个或者多个地电极5的固定而沿径向方向得到足够的端面。在这个电极突起25的端部上安置了地 电极5。所述壳体管沈在其背向燃烧室的半体上具有直径扩大部27，该直径扩大部27则 具有褶皱27a。在所述直径扩大部上方连接着管端观，其中该管端观的端部又构造成舌片 29。所述绝缘体6至少部分地在其外轮廓方面相应于壳体管沈及其直径扩大部27的 内轮廓。由此尤其沿轴向方向保证壳体管沈与绝缘体6之间的连接。所述夹紧螺母3通过壳体管端观的弯曲的舌片四得到保持。火花塞1和夹紧螺 母3由此产生连接在一起的能够容易地安装和拆卸的构件。夹紧螺母3通过壳体管沈将 绝缘体6挤压到壳体座21的内部凸肩23中。这个壳体座21又通过壳体座表面M和气缸 盖9中的相应的配对面91 (参见图1)挤压或者说夹紧到气缸盖9中。由此通过夹紧螺母3 来施加预紧力，该预紧力实现了绝缘体6在壳体座21上的密封并且实现了壳体座21相对 于气缸盖9的密封。在未夹紧的状态中，火花塞1不必强制地处于气密状态。为了满足这 个功能，夹紧螺母3具有螺纹31和工具啮合结构32。在气缸盖9中设置了相对于螺纹31 的相应的配对螺纹。此外可以看出，壳体座21通过激光焊接方法与壳体件沈相连接并且由此具有焊 缝8。根据这份详细的说明，相对于现有技术获得按本发明的火花塞1的巨大的优点。 在壳体2上放弃螺纹，这提供了用于减小气缸盖9中的孔的直径的可能性。将壳体2分离 为壳体管26和壳体座21的做法则能够在火花塞1的背向燃烧室的一侧实现很薄的管子结 构。此外，通过借助于夹紧螺母3来进行的固定可以使火花塞1在最终夹紧在气缸盖9中 之前旋转。由此可以使地电极5比如朝向喷射定向。现在下面在图2中对按本发明的第二实施例的火花塞1进行说明。相同的或者说 功能相同的构件在这里用和在第一实施例中相同的附图标记来说明。图2示出了按所述第二实施例的火花塞的在安装在气缸盖9中的情况下的细节 图。与第一实施例相反，该第二实施例在内部凸肩23上没有密封件7。在这里取代这个密 封件7而使壳体管沈的朝向燃烧室的端部26a成形在所述内部凸肩23上。在这里通过将 绝缘体6压紧到壳体座21或其内部凸肩23上来产生密封。此外，在这里可以很好地看出气缸盖9的配对面91，所述锥状的壳体座表面M支 撑在该配对面91上。此外，图2示出了所述作为具有很高的稳定性的实心的车削件制造的壳体座21的 第一壁厚Dl与所述壳体管沈的薄壁的管子结构的第二壁厚D2之间的明显的差别。在安装火花塞1时，应该考虑到以下步骤将壳体座21以及壳体管沈彼此连接起 来。可以在连接之前或者之后将地电极固定在壳体座21上。在此在朝所述壳体管沈的舌 片四指向的情况下进行固定。随后将绝缘体6装到壳体2中。壳体管沈的管端观通过 凸肩成形在绝缘体上并且由此产生壳体管26的直径扩大部27。在此舌片四还抵靠在绝缘 体6上。在下一个步骤中，将夹紧螺母3插到绝缘体6上。通过夹紧螺母3以等于或者大 于对于气密性来说必需的预紧力的力沿轴向方向将绝缘体6压到壳体座21中。在预紧力 下来调节电极间距。在夹紧螺母3卸载前优选通过褶皱27a的径向压入来使壳体管沈进行塑性变形。在卸载之后，通过所述塑性变形而在壳体2中存在着预紧力，该预紧力固定着 绝缘体6并且防止电极间距的移动。通过舌片四的弯曲来防丢失地固定夹紧螺母3。
权利要求
1.用于内燃机的火花塞，包括-金属的壳体0)，该壳体( 具有第一壳体件尤其是壳体座和第二壳体件06) 尤其是壳体管，-中间电极⑷，-地电极(5)，该地电极( 布置在所述第一壳体件上，和-用于将所述中间电极与所述地电极(5)分开的绝缘体(6)，其中，所述第一壳体件比所述第二壳体件06)更靠近燃烧室，其中，所述第一壳体件具有用于使所述火花塞(1)可靠地安放在安装的状态中的 壳体座表面04)，并且其中，所述第一壳体件的第一壁厚(Dl)大于所述第二壳体件06)的第二壁厚 (D2)。
2.按权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述壳体座表面04)相对于所述火花塞 (1)的纵轴线(Χ-Χ)倾斜。
3.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第一壳体件具有内 部凸肩(23)，其中，所述绝缘体(6)安放在该内部凸肩03)上。
4.按权利要求1或2中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第一壳体件具有 内部凸肩(23)，并且所述第二壳体件06)具有向内指向的朝向燃烧室的端部06a)，所述 绝缘体(6)安放在该端部06a)上。
5.按权利要求3或4中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述壳体座表面04)比所 述内部凸肩03)更靠近燃烧室。
6.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，此外，包括夹紧螺母(3)，用于将所述火花 塞夹紧在气缸盖中。
7.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第二壳体件06)在背向 燃烧室的端部上具有至少一个舌片(四)，该舌片09)尤其根据地电极( 来定向。
8.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第一壳体件尤其借 助于焊接连接(8)固定地与所述第二壳体件06)相连接。
9.按权利要求6到8中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第二壳体件06)具有 直径扩大部(27)，所述直径扩大部(XT)尤其具有褶皱07a)，其中，所述直径扩大部(XT) 是用于夹紧螺母(3)的突缘并且/或者其中所述直径扩大部(XT)使所述第二壳体件06) 和所述绝缘体(6)相对于彼此固定。
10.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第一壳体件在其 靠近燃烧室的一侧包括电极突起(25)，在该电极突起0 上固定着至少一个地电极(5)。
11.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第二壳体件06)构造 为板材管，并且/或者所述第一壳体件制造为车削件。
12.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述第一壁厚(Dl)在所述 壳体座表面04)的高度上具有最大值。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机的火花塞(1)，该火花塞(1)包括具有第一壳体件(21)尤其是壳体座和第二壳体件(26)尤其是壳体管的金属的壳体(2)、中间电极(4)、布置在所述第一壳体件(21)上的地电极(5)和用于将所述中间电极(4)与所述地电极(5)分开的绝缘体(6)，其中，所述第一壳体件(21)比所述第二壳体件(26)更靠近燃烧室，其中，所述第一壳体件(21)具有壳体座表面(24)，该壳体座表面(24)用于使所述火花塞(1)可靠地安放在安装的状态中，并且其中，所述第一壳体件(21)的第一壁厚(D1)大于所述第二壳体件(26)的第二壁厚(D2)。
文档编号H01T13/08GK102089946SQ200980126569
公开日2011年6月8日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年7月9日
发明者A·本茨, D·哈特曼, J·费希尔 申请人:罗伯特.博世有限公司