用于火花塞系統(tǒng)的接觸劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無鹵素接觸劑的使用，所述接觸劑旨在布置于火花塞（1）的絕緣本體與火花塞連接器（2）的彈性保護(hù)帽（10）之間。
【專利說明】用于火花塞系統(tǒng)的接觸劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于火花塞系統(tǒng)的接觸劑(kontaktmittel),火花塞系統(tǒng)包括火花塞和火花塞連接器，其中接觸劑布置于火花塞的絕緣本體與火花塞連接器的保護(hù)帽之間。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了將可燃性的燃料-空氣混合物點(diǎn)火以便操作根據(jù)奧托(Otto)原理運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，通過火花塞處的電弧放電可獲得所需的點(diǎn)火能量。為了這個(gè)目的，需要高電壓源，該高電壓源在相關(guān)的時(shí)間點(diǎn)向內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)火花塞施加電點(diǎn)火電壓。所述點(diǎn)火電壓使得位于兩個(gè)電極(該兩個(gè)電極布置成距彼此具有限定的小距離)之間的火花塞發(fā)生電弧作用?；鸹ㄈc來自于高壓源的電導(dǎo)體之間的連接通過火花塞連接器來實(shí)現(xiàn)。作為對(duì)此的替換方式，火花塞連接器也可以是高電壓源的部件，而不需要使用附加的電導(dǎo)體。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，火花塞連接器構(gòu)造為具有彈性保護(hù)帽的硅膠模制部以及位于保護(hù)蓋內(nèi)以用于電接觸火花塞的相應(yīng)連接部的金屬連接部。首先，外部保護(hù)蓋用于將火花塞連接器固定于火花塞上，并因而用于確保兩個(gè)連接部之間的持久接觸。為了這個(gè)目的，當(dāng)火花塞連接器被推到火花塞上時(shí)，保護(hù)蓋被徑向地拉伸并因此被保持強(qiáng)制鎖定于陶瓷絕緣本體，該陶瓷絕緣本體圍繞火花塞的連接部。其次，保護(hù)蓋封閉地置于絕緣本體上，這具有密封效果，該密封效果不僅防止火花塞的連接部與火花塞連接器之間的電接觸由于灰塵和濕氣的侵入而造成的任何損壞，而且還防止了當(dāng)施加高電壓時(shí)沿火花塞輪廓的電弧作用。通過彈性保護(hù)蓋，通?？梢噪娊^緣具有時(shí)間常數(shù)(如在機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)中是典型的)的U=35千伏以上的電脈沖電壓。
[0004]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于火花塞連接器來說，使用由甲基-乙烯基-硅橡膠(VMQ)制成的硅膠模制部件，這些部件尤其適合于在高達(dá)約230°C的溫度下使用。這些材料還充分地抗老化并具有良好的耐化學(xué)性，使得它們從根本上也適用于機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室。
[0005]為了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的維修，火花塞連接器必須經(jīng)常地從火花塞移除。因此，對(duì)于火花塞連接器來說，必須甚至在多次插塞循環(huán)(plugging cycle)之后形成與火花塞的可靠接觸。為了確保這一點(diǎn)，需要防止保護(hù)蓋粘附于火花塞的陶瓷絕緣本體，所述粘附尤其可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)室中發(fā)生溫度變化而出現(xiàn)。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，使用硅膠模制部件的油脂或滑石涂層的形式的脫模劑是必不可少的。這些脫模劑經(jīng)常同時(shí)用作潤滑劑，以方便將火花塞連接器推壓到火花塞上，或者以便防止由此而導(dǎo)致的對(duì)于保護(hù)蓋的損壞，并且有時(shí)還可提高保護(hù)蓋的密封效果。對(duì)于潤滑，由于預(yù)期具有溫度加載，所以目前使用了油脂，其化學(xué)成分基于合成制造的全氟聚醚(PFPE)化合物。
[0006]基于市場上可獲得的火花塞的不同結(jié)構(gòu)(這些結(jié)構(gòu)中的多種或所有旨在與任何特定的內(nèi)燃機(jī)兼容)和這些部件的相對(duì)大的公差(根據(jù)該公差，根據(jù)當(dāng)前有效基準(zhǔn)的實(shí)際尺寸可與限定的標(biāo)稱尺寸較大地偏離十分之幾毫米)，當(dāng)使用由VMQ材料制成的硅膠模制部件時(shí)，在技術(shù)上通常不可能的是，通過設(shè)計(jì)(即，通過保護(hù)蓋的適當(dāng)成型)可靠地防止在火花塞連接器的保護(hù)蓋與火花塞的絕緣本體之間存在任何空氣間隙。當(dāng)高電壓施加于火花塞連接器時(shí)，可因此在存在的中空空間中產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象(即，局部放電)。所述局部放電在絕緣系統(tǒng)中局部地出現(xiàn)電暈或電弧放電，所述電暈或電弧放電最初不(或者不明顯地)破壞部件的實(shí)質(zhì)功能。但是，根據(jù)最近的現(xiàn)有技術(shù)，已知這種局部放電解離所存在的空隙中的空氣并出現(xiàn)中空空間，并且可形成臭氧以及(在存在濕氣的情況下)硝酸。眾所周知，當(dāng)全氟聚醚(目前用作脫模劑)分解(例如，在溫度T>290°C下的熱分解)時(shí)，可釋放有毒和腐蝕性的氣體。另外，預(yù)期形成氟化氫(HF)和羰基二氟化物(C02F)。氟化氫連同水分一起具有非常大的的潛在損壞，因?yàn)榭尚纬蓺浞幔斐刹牧戏纸?材料軟化)。如果這種高水平的局部放電能夠作用足夠長的時(shí)間段，那么在存在該嚴(yán)重的酸度的情況下，甚至耐化學(xué)腐蝕的VMQ材料也會(huì)具有明顯降低的可靠性和使用壽命。因此，局部放電導(dǎo)致材料的脆化和硬化，當(dāng)火花塞連接器被移除以用于內(nèi)燃機(jī)的維修時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致部件的完全故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的接觸劑，該接觸劑布置在火花塞連接器的保護(hù)蓋與火花塞的絕緣本體之間，該接觸劑能夠?qū)崿F(xiàn)分隔、潤滑和/或密封的功能。特別地，該接觸劑使得火花塞連接器的保護(hù)蓋的使用壽命可延長。
[0008]這個(gè)目的通過獨(dú)立權(quán)利要求1及附加的從屬權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的接觸劑的有利實(shí)施例是獨(dú)立權(quán)利要求的主題，并且在本發(fā)明的以下描述中公開。
[0009]本發(fā)明的核心在于一種無鹵素的(具體地，無氟的)接觸劑的使用，用于布置在內(nèi)燃機(jī)的火花塞的絕緣本體與火花塞連接器的保護(hù)蓋之間。本發(fā)明的接觸劑優(yōu)選地布置在較大的面積上，并且更特別地優(yōu)選地，盡可能地布置在絕緣本體與保護(hù)蓋之間的整個(gè)區(qū)域上，所述接觸劑能夠在該位置處用作分隔劑、潤滑劑和/或密封劑。通過不使用鹵素或鹵素化合物作為接觸劑的成分，可防止上面描述的與全氟聚醚化合物用作接觸劑相關(guān)的缺點(diǎn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的接觸劑優(yōu)選地是基于聚硅氧烷(硅膠)的，并且特別優(yōu)選地是基于聚二甲基硅氧烷的，其不僅被構(gòu)造成或能夠被構(gòu)造成足夠熱穩(wěn)定(在約T=-40°C到約T=200°C的與火花塞連接器相關(guān)聯(lián)的溫 度范圍中)，而且還可具有可實(shí)現(xiàn)所期望良好“適應(yīng)性”的粘度，即，本發(fā)明的接觸劑還可靠地封閉在絕緣本體與保護(hù)蓋之間形成的較小的(以及甚至最小的)中空空間，該中空空間還可導(dǎo)致上述有問題的放電。該粘度還在給定的相關(guān)溫度范圍中保持足夠恒定?；诰酃柩跬榈慕佑|劑的創(chuàng)造性使用的進(jìn)一步相關(guān)優(yōu)點(diǎn)是其較小的劣化傾向，這部分地歸因于這樣的事實(shí)，即，根據(jù)本發(fā)明，火花塞連接器的保護(hù)蓋還優(yōu)選地由基于聚硅氧烷的彈性體構(gòu)造，從而就這個(gè)方面來說，形成了材料的有利聯(lián)合。
[0011]此外，聚硅氧烷是明顯疏水的，通過該接觸劑，可以避免酸(諸如硝酸)的形成，所述酸能夠通過局部放電連同濕氣一起造成的空氣解離的產(chǎn)生。
[0012]優(yōu)選地，還可以提供的是，根據(jù)本發(fā)明所使用的接觸劑包括二氧化硅(硅酸)。特別地，二氧化硅可以用作增稠劑，以便產(chǎn)生相對(duì)較高粘度的(優(yōu)選地膏狀的)接觸劑，優(yōu)選與硅油(兩相系統(tǒng))組合。由此，特別地，可以提高接觸劑的實(shí)用性。
[0013]優(yōu)選地，二氧化硅包括在大約0.Ιμ--到大約ΙΟμ--范圍中的顆粒尺寸(高度分散的二氧化硅)。已經(jīng)變得明白的是，該尺寸的二氧化硅顆粒能夠很好地(即，盡可能均勻地)分散于聚硅氧烷基質(zhì)中。
[0014]本發(fā)明的火花塞連接器包括保護(hù)蓋，該保護(hù)蓋是彈性的且優(yōu)選地由硅橡膠(VMQ)構(gòu)成，所述火花塞連接器的特征在于，保護(hù)蓋的內(nèi)部至少在一個(gè)區(qū)域中(且優(yōu)選地在該內(nèi)部的被設(shè)置成用于與火花塞的外部密封接觸的整個(gè)區(qū)域上)涂覆有(潤濕有)本發(fā)明的接觸劑。
[0015]本發(fā)明的火花塞包括圍繞電接觸元件的絕緣本體,其特征在于,絕緣本體的外部至少在一個(gè)區(qū)域中(且優(yōu)選地在該外部的被設(shè)置成用于與火花塞連接器的內(nèi)部密封接觸的整個(gè)區(qū)域上)被涂覆有(潤濕有)本發(fā)明的接觸劑。
[0016]本發(fā)明的火花塞系統(tǒng)包括:至少一個(gè)火花塞，具有圍繞電接觸元件的絕緣本體；以及火花塞連接器，具有彈性保護(hù)蓋，所述彈性保護(hù)蓋以密封的方式推動(dòng)到火花塞的絕緣本體上，火花塞系統(tǒng)的特征在于，本發(fā)明的接觸劑被布置在絕緣本體與保護(hù)蓋之間。
[0017]在本發(fā)明的火花塞連接器或本發(fā)明的火花塞或本發(fā)明的火花塞系統(tǒng)的情況下，本發(fā)明的接觸劑形成的涂層的層厚度優(yōu)選地在10 μ m到1000 μ m的范圍內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在，通過參照示出在附圖中的示例性實(shí)施例將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中:
[0019]圖1以局部剖切的側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的火花塞系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1以局部剖切的側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的火花塞系統(tǒng)的基本元件。所述火花塞系統(tǒng)包括火花塞I和火花塞連接器2，火花塞連接器能夠被推壓到火花塞I的上部區(qū)域上，以便在火花塞I與點(diǎn)火電壓源(未示出)之間建立電接觸。
[0021]火花塞I包括由陶瓷絕緣器頭4圍繞的導(dǎo)電端子立柱3。中空殼體5鄰接絕緣器頭4，絕緣器末端6在中空殼體內(nèi)延伸。絕緣器末端6圍繞中心電極7，中心電極以導(dǎo)電方式連接至端子立柱3。殼體包括具有外螺紋8的下部，火花塞可通過該外螺紋旋擰到內(nèi)燃機(jī)(未示出)的缸頭的相應(yīng)內(nèi)螺紋中。接地電極9鄰接殼體的具有外螺紋8的所述部分，該接地電極彎曲90°并且終止在離中心電極7的自由端的預(yù)定距離處，因此在接地電極9與中心電極7之間提供火花塞間隙。
[0022]火花塞連接器2包括由甲基-乙烯基-硅橡膠制成的保護(hù)蓋10以及集成于保護(hù)蓋10的上部中的接觸元件11。接觸元件11導(dǎo)電地連接至點(diǎn)火電壓源。
[0023]為了火花塞I的操作，火花塞連接器2被推到火花塞I的上端上，直到接觸元件11的鎖定元件12卡扣于端子立柱3的周緣槽13中，以便確保電接觸?？商鎿Q地，在高壓發(fā)生器被牢固地旋擰就位的情況下，作為對(duì)鎖定元件12的替代，還可以使用壓縮彈簧來用于接觸。因此，火花塞連接器2的保護(hù)蓋10的下部圍繞火花塞I的絕緣器頭4的整個(gè)周緣，使得可彈性變形的保護(hù)蓋10被徑向拉伸。通過該彈性拉伸，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)蓋10密封安置于絕緣器頭4上。首先，這種密封安置與卡扣于周緣槽中的鎖定元件12 —起確保了火花塞連接器2牢固保持于火花塞I上，并且其次，這種密封安置密封了端子立柱3與接觸元件11之間的電接觸(包圍關(guān)系)，以便在可能的情況下防止灰塵和濕氣進(jìn)入。
[0024]保護(hù)蓋10在所述蓋與絕緣器頭4接觸的區(qū)域中的整個(gè)面積上設(shè)置有涂層14，該涂層由本發(fā)明的接觸劑制成。接觸劑被構(gòu)造成兩相系統(tǒng)，由可熱穩(wěn)定的硅油和非熔化的高度分散的二氧化硅(硅酸)形成。當(dāng)火花塞連接器2被推動(dòng)到火花塞I上時(shí)，接觸劑用作潤滑齊U，以提高保護(hù)蓋10在絕緣器頭4上的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在火花塞系統(tǒng)的插塞在一起的狀態(tài)下，首先，接觸劑用作密封劑，該密封劑填充于保護(hù)蓋與絕緣器頭之間的可能的空氣包含物中，并從而阻止了局部放電的發(fā)生，并且其次，由于潤滑效應(yīng)，接觸劑用作分隔劑，該分隔劑防止在火花塞系統(tǒng)的長期使用之后保護(hù)蓋10粘附于絕緣器頭4。
【權(quán)利要求】
1.一種無鹵素接觸劑的用途，用于布置在火花塞(I)的絕緣本體與火花塞連接器(2)的彈性保護(hù)蓋(10)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述接觸劑是無氟的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述接觸劑是基于聚硅氧烷的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用途，其特征在于，所述接觸劑是基于聚二甲基硅氧烷的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用途，其特征在于，所述聚硅氧烷組合物包括二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)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范圍中的顆粒尺寸。
7.一種具有彈性保護(hù)蓋(10)的火花塞連接器(2)，其特征在于，所述保護(hù)蓋(10)的內(nèi)部被涂覆有根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接觸劑。
8.一種具有圍繞電接觸元件的絕緣本體的火花塞(I)，其特征在于，所述絕緣本體的外部被涂覆有根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的接觸劑。
9.一種火花塞系統(tǒng),具有: 火花塞(I),其包括由絕緣本體圍繞的電接觸元件；以及 火花塞連接器(2)，其包括彈性保護(hù)蓋(2)，所述彈性保護(hù)蓋以密封方式被推壓到所述火花塞的所述絕緣本體上，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的接觸劑布置在所述絕緣本體與所述保護(hù)蓋(10)之間。
【文檔編號(hào)】H01T13/06GK103430408SQ201280013617
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月13日
【發(fā)明者】吉多·巴亞德, 克里斯托弗·諾瑟, 德克·凱特澤樂博戈恩, 馬丁·斯托勒, 斯蒂芬·瓦瑟夫, 克勞斯·克諾馬約爾 申請(qǐng)人:帕斯電子股份有限公司