用于火花塞系统的接触剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无卤素接触剂的使用，所述接触剂旨在布置于火花塞（1）的绝缘本体与火花塞连接器（2）的弹性保护帽（10）之间。
【专利说明】用于火花塞系统的接触剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于火花塞系统的接触剂(kontaktmittel),火花塞系统包括火花塞和火花塞连接器，其中接触剂布置于火花塞的绝缘本体与火花塞连接器的保护帽之间。
【背景技术】
[0002]根据现有技术，为了将可燃性的燃料-空气混合物点火以便操作根据奥托(Otto)原理运行的内燃机，通过火花塞处的电弧放电可获得所需的点火能量。为了这个目的，需要高电压源，该高电压源在相关的时间点向内燃机的各个火花塞施加电点火电压。所述点火电压使得位于两个电极(该两个电极布置成距彼此具有限定的小距离)之间的火花塞发生电弧作用。火花塞与来自于高压源的电导体之间的连接通过火花塞连接器来实现。作为对此的替换方式，火花塞连接器也可以是高电压源的部件，而不需要使用附加的电导体。
[0003]根据现有技术，火花塞连接器构造为具有弹性保护帽的硅胶模制部以及位于保护盖内以用于电接触火花塞的相应连接部的金属连接部。首先，外部保护盖用于将火花塞连接器固定于火花塞上，并因而用于确保两个连接部之间的持久接触。为了这个目的，当火花塞连接器被推到火花塞上时，保护盖被径向地拉伸并因此被保持强制锁定于陶瓷绝缘本体，该陶瓷绝缘本体围绕火花塞的连接部。其次，保护盖封闭地置于绝缘本体上，这具有密封效果，该密封效果不仅防止火花塞的连接部与火花塞连接器之间的电接触由于灰尘和湿气的侵入而造成的任何损坏，而且还防止了当施加高电压时沿火花塞轮廓的电弧作用。通过弹性保护盖，通常可以电绝缘具有时间常数(如在机动车辆内燃机的点火系统中是典型的)的U=35千伏以上的电脉冲电压。
[0004]根据现有技术，对于火花塞连接器来说，使用由甲基-乙烯基-硅橡胶(VMQ)制成的硅胶模制部件，这些部件尤其适合于在高达约230°C的温度下使用。这些材料还充分地抗老化并具有良好的耐化学性，使得它们从根本上也适用于机动车辆的发动机室。
[0005]为了内燃发动机的维修，火花塞连接器必须经常地从火花塞移除。因此，对于火花塞连接器来说，必须甚至在多次插塞循环(plugging cycle)之后形成与火花塞的可靠接触。为了确保这一点，需要防止保护盖粘附于火花塞的陶瓷绝缘本体，所述粘附尤其可能由于发动机室中发生温度变化而出现。因此，根据现有技术，使用硅胶模制部件的油脂或滑石涂层的形式的脱模剂是必不可少的。这些脱模剂经常同时用作润滑剂，以方便将火花塞连接器推压到火花塞上，或者以便防止由此而导致的对于保护盖的损坏，并且有时还可提高保护盖的密封效果。对于润滑，由于预期具有温度加载，所以目前使用了油脂，其化学成分基于合成制造的全氟聚醚(PFPE)化合物。
[0006]基于市场上可获得的火花塞的不同结构(这些结构中的多种或所有旨在与任何特定的内燃机兼容)和这些部件的相对大的公差(根据该公差，根据当前有效基准的实际尺寸可与限定的标称尺寸较大地偏离十分之几毫米)，当使用由VMQ材料制成的硅胶模制部件时，在技术上通常不可能的是，通过设计(即，通过保护盖的适当成型)可靠地防止在火花塞连接器的保护盖与火花塞的绝缘本体之间存在任何空气间隙。当高电压施加于火花塞连接器时，可因此在存在的中空空间中产生气体放电现象(即，局部放电)。所述局部放电在绝缘系统中局部地出现电晕或电弧放电，所述电晕或电弧放电最初不(或者不明显地)破坏部件的实质功能。但是，根据最近的现有技术，已知这种局部放电解离所存在的空隙中的空气并出现中空空间，并且可形成臭氧以及(在存在湿气的情况下)硝酸。众所周知，当全氟聚醚(目前用作脱模剂)分解(例如，在温度T>290°C下的热分解)时，可释放有毒和腐蚀性的气体。另外，预期形成氟化氢(HF)和羰基二氟化物(C02F)。氟化氢连同水分一起具有非常大的的潜在损坏，因为可形成氢氟酸，造成材料分解(材料软化)。如果这种高水平的局部放电能够作用足够长的时间段，那么在存在该严重的酸度的情况下，甚至耐化学腐蚀的VMQ材料也会具有明显降低的可靠性和使用寿命。因此，局部放电导致材料的脆化和硬化，当火花塞连接器被移除以用于内燃机的维修时，这可能会导致部件的完全故障。
【发明内容】
[0007]从该现有技术出发，本发明的目的是提供一种改进的接触剂，该接触剂布置在火花塞连接器的保护盖与火花塞的绝缘本体之间，该接触剂能够实现分隔、润滑和/或密封的功能。特别地，该接触剂使得火花塞连接器的保护盖的使用寿命可延长。
[0008]这个目的通过独立权利要求1及附加的从属权利要求的主题实现。本发明的接触剂的有利实施例是独立权利要求的主题，并且在本发明的以下描述中公开。
[0009]本发明的核心在于一种无卤素的(具体地，无氟的)接触剂的使用，用于布置在内燃机的火花塞的绝缘本体与火花塞连接器的保护盖之间。本发明的接触剂优选地布置在较大的面积上，并且更特别地优选地，尽可能地布置在绝缘本体与保护盖之间的整个区域上，所述接触剂能够在该位置处用作分隔剂、润滑剂和/或密封剂。通过不使用卤素或卤素化合物作为接触剂的成分，可防止上面描述的与全氟聚醚化合物用作接触剂相关的缺点。
[0010]根据本发明的接触剂优选地是基于聚硅氧烷(硅胶)的，并且特别优选地是基于聚二甲基硅氧烷的，其不仅被构造成或能够被构造成足够热稳定(在约T=-40°C到约T=200°C的与火花塞连接器相关联的温 度范围中)，而且还可具有可实现所期望良好“适应性”的粘度，即，本发明的接触剂还可靠地封闭在绝缘本体与保护盖之间形成的较小的(以及甚至最小的)中空空间，该中空空间还可导致上述有问题的放电。该粘度还在给定的相关温度范围中保持足够恒定。基于聚硅氧烷的接触剂的创造性使用的进一步相关优点是其较小的劣化倾向，这部分地归因于这样的事实，即，根据本发明，火花塞连接器的保护盖还优选地由基于聚硅氧烷的弹性体构造，从而就这个方面来说，形成了材料的有利联合。
[0011]此外，聚硅氧烷是明显疏水的，通过该接触剂，可以避免酸(诸如硝酸)的形成，所述酸能够通过局部放电连同湿气一起造成的空气解离的产生。
[0012]优选地，还可以提供的是，根据本发明所使用的接触剂包括二氧化硅(硅酸)。特别地，二氧化硅可以用作增稠剂，以便产生相对较高粘度的(优选地膏状的)接触剂，优选与硅油(两相系统)组合。由此，特别地，可以提高接触剂的实用性。
[0013]优选地，二氧化硅包括在大约0.Ιμ--到大约ΙΟμ--范围中的颗粒尺寸(高度分散的二氧化硅)。已经变得明白的是，该尺寸的二氧化硅颗粒能够很好地(即，尽可能均匀地)分散于聚硅氧烷基质中。
[0014]本发明的火花塞连接器包括保护盖，该保护盖是弹性的且优选地由硅橡胶(VMQ)构成，所述火花塞连接器的特征在于，保护盖的内部至少在一个区域中(且优选地在该内部的被设置成用于与火花塞的外部密封接触的整个区域上)涂覆有(润湿有)本发明的接触剂。
[0015]本发明的火花塞包括围绕电接触元件的绝缘本体,其特征在于,绝缘本体的外部至少在一个区域中(且优选地在该外部的被设置成用于与火花塞连接器的内部密封接触的整个区域上)被涂覆有(润湿有)本发明的接触剂。
[0016]本发明的火花塞系统包括:至少一个火花塞，具有围绕电接触元件的绝缘本体；以及火花塞连接器，具有弹性保护盖，所述弹性保护盖以密封的方式推动到火花塞的绝缘本体上，火花塞系统的特征在于，本发明的接触剂被布置在绝缘本体与保护盖之间。
[0017]在本发明的火花塞连接器或本发明的火花塞或本发明的火花塞系统的情况下，本发明的接触剂形成的涂层的层厚度优选地在10 μ m到1000 μ m的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]现在，通过参照示出在附图中的示例性实施例将更详细地描述本发明，附图中:
[0019]图1以局部剖切的侧视图示出了根据本发明的火花塞系统。
【具体实施方式】
[0020]图1以局部剖切的侧视图示出了根据本发明的火花塞系统的基本元件。所述火花塞系统包括火花塞I和火花塞连接器2，火花塞连接器能够被推压到火花塞I的上部区域上，以便在火花塞I与点火电压源(未示出)之间建立电接触。
[0021]火花塞I包括由陶瓷绝缘器头4围绕的导电端子立柱3。中空壳体5邻接绝缘器头4，绝缘器末端6在中空壳体内延伸。绝缘器末端6围绕中心电极7，中心电极以导电方式连接至端子立柱3。壳体包括具有外螺纹8的下部，火花塞可通过该外螺纹旋拧到内燃机(未示出)的缸头的相应内螺纹中。接地电极9邻接壳体的具有外螺纹8的所述部分，该接地电极弯曲90°并且终止在离中心电极7的自由端的预定距离处，因此在接地电极9与中心电极7之间提供火花塞间隙。
[0022]火花塞连接器2包括由甲基-乙烯基-硅橡胶制成的保护盖10以及集成于保护盖10的上部中的接触元件11。接触元件11导电地连接至点火电压源。
[0023]为了火花塞I的操作，火花塞连接器2被推到火花塞I的上端上，直到接触元件11的锁定元件12卡扣于端子立柱3的周缘槽13中，以便确保电接触。可替换地，在高压发生器被牢固地旋拧就位的情况下，作为对锁定元件12的替代，还可以使用压缩弹簧来用于接触。因此，火花塞连接器2的保护盖10的下部围绕火花塞I的绝缘器头4的整个周缘，使得可弹性变形的保护盖10被径向拉伸。通过该弹性拉伸，实现了保护盖10密封安置于绝缘器头4上。首先，这种密封安置与卡扣于周缘槽中的锁定元件12 —起确保了火花塞连接器2牢固保持于火花塞I上，并且其次，这种密封安置密封了端子立柱3与接触元件11之间的电接触(包围关系)，以便在可能的情况下防止灰尘和湿气进入。
[0024]保护盖10在所述盖与绝缘器头4接触的区域中的整个面积上设置有涂层14，该涂层由本发明的接触剂制成。接触剂被构造成两相系统，由可热稳定的硅油和非熔化的高度分散的二氧化硅(硅酸)形成。当火花塞连接器2被推动到火花塞I上时，接触剂用作润滑齐U，以提高保护盖10在绝缘器头4上的滑动运动。在火花塞系统的插塞在一起的状态下，首先，接触剂用作密封剂，该密封剂填充于保护盖与绝缘器头之间的可能的空气包含物中，并从而阻止了局部放电的发生，并且其次，由于润滑效应，接触剂用作分隔剂，该分隔剂防止在火花塞系统的长期使用之后保护盖10粘附于绝缘器头4。
【权利要求】
1.一种无卤素接触剂的用途，用于布置在火花塞(I)的绝缘本体与火花塞连接器(2)的弹性保护盖(10)之间。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述接触剂是无氟的。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述接触剂是基于聚硅氧烷的。
4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述接触剂是基于聚二甲基硅氧烷的。
5.根据权利要求3或4所述的用途，其特征在于，所述聚硅氧烷组合物包括二氧化硅。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述二氧化硅包括在0.1 μπι到ΙΟμπι范围中的颗粒尺寸。
7.一种具有弹性保护盖(10)的火花塞连接器(2)，其特征在于，所述保护盖(10)的内部被涂覆有根据前述权利要求中的任一项所述的接触剂。
8.一种具有围绕电接触元件的绝缘本体的火花塞(I)，其特征在于，所述绝缘本体的外部被涂覆有根据权利要求1到6中的任一项所述的接触剂。
9.一种火花塞系统,具有: 火花塞(I),其包括由绝缘本体围绕的电接触元件；以及 火花塞连接器(2)，其包括弹性保护盖(2)，所述弹性保护盖以密封方式被推压到所述火花塞的所述绝缘本体上，其特征在于，根据权利要求1至6中的一项所述的接触剂布置在所述绝缘本体与所述保护盖(10)之间。
【文档编号】H01T13/06GK103430408SQ201280013617
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】吉多·巴亚德, 克里斯托弗·诺瑟, 德克·凯特泽乐博戈恩, 马丁·斯托勒, 斯蒂芬·瓦瑟夫, 克劳斯·克诺马约尔 申请人:帕斯电子股份有限公司