Der Dichtring einer Zündkerze ist nach einmaligem Anziehen festgelegt, nicht davor

Wir können keinen Drehmomentwert nennen und versuchen es auch nicht. Abschnitt 7 trägt den Titel Installation torque und steht auf der gedruckten Seite 7. Die öffentlich zugängliche Vorschau dieser Norm endet mit der gedruckten Seite 6. Das Dokument hat vierundzwanzig Seiten, lesen können wir sechs davon, also ein Viertel. Tabelle 3, die sowohl die Drehmomente als auch die Dichtringdicken enthält, liegt jenseits dieser Grenze.

Diese Grenze verdient es, deutlich ausgesprochen zu werden, denn ein Drehmomentwert für eine Zündkerze ist genau die Art Zahl, die von einer Seite wie dieser abgeschrieben wird und dann in fremden Händen landet. Der Wert für Ihren Motor gehört in die Anleitung des Kerzenherstellers und in das Handbuch des Motorherstellers. Was folgt, ist die Begründung drumherum.

Die Norm warnt in ihren Begriffsbestimmungen vor zu hohem Anziehen

Die meisten Normen halten Ratschläge aus Abschnitt 3 heraus. Diese nicht. Der Eintrag zum Montageanziehdrehmoment trägt eine Anmerkung, die klingt, als sei sie nach der Lektüre eines Forumsbeitrags geschrieben worden.

Vier benannte Bedingungen, und keine davon ist eine Eigenschaft der Kerze allein. Der Werkstoff des Kopfes, die Beschichtung des Gehäuses, was auch immer auf dem Gewinde ist, und was die letzten paar tausend Meilen in der Bohrung hinterlassen haben. Ein Drehmomentwert ist eine Aussage über eine Schraube und das, worin sie sitzt; dasselbe Argument hat diese Website allgemein dazu vorgebracht, was eine Drehmomentangabe voraussetzt. Hier sagt es die Norm speziell für Zündkerzen, und zwar in den Begriffsbestimmungen statt in einer Anmerkung am Ende.

Der letzte Satz ist der einfachste. Kleineres Gewinde, weniger Drehmoment. Zündkerze ist nicht gleich Zündkerze: Die Gewindegrößen in dieser Norm reichen von M10 bis M18, und der Wert, der zur einen passt, passt nicht zur anderen.

Zwei Sitzformen, und nur eine hat einen Dichtring

Bevor irgendetwas davon zählt, stellt sich zur Kerze in Ihrer Hand eine Frage, die die Norm mit zwei Begriffsbestimmungen beantwortet.

• Kegeldichtsitz ist ein kegeliger Abschnitt des Gehäuses, der als Dichtfläche dient. Die Anmerkung lautet: „Zwischen den kegeligen Gegenflächen wird in der Regel kein Dichtring verwendet.“
• Flachdichtsitz ist eine ebene Fläche senkrecht zur Kerzenachse. Die Anmerkung lautet: „Diese Dichtung verwendet in der Regel einen Dichtring zwischen dem flachen Sitz der Zündkerze und der ebenen Gegenfläche des Zylinderkopfs.“

Zwei völlig verschiedene Dichtmechanismen unter demselben Wort. Der eine drückt einen quetschbaren Ring flach, der andere zieht zwei Kegel zusammen und dichtet auf der Schräge. Abschnitt 8 der Norm teilt seine Maßtabellen genauso auf, ein Unterabschnitt für jede Form, und Abschnitt 9 tut dasselbe für die Gewindebohrungen im Zylinderkopf. Keinen der beiden können wir lesen, aber das Inhaltsverzeichnis macht die Teilung sichtbar.

Es ist dieselbe Unterscheidung, die entscheidet, ob eine Verbindung im Gewinde oder daneben dichtet; diese Website hat sie von der Seite der Rohrgewinde betrachtet. Ein kegeliger Sitz dichtet durch Verkeilen. Ein flacher Sitz dichtet, indem er etwas zusammendrückt. Beide verhalten sich unterschiedlich, wenn man weiterzieht.

Ein Quetschdichtring ist ein Maß für genau einen Vorgang

Zurück zu Abschnitt 5.2 und zu der Begriffsbestimmung, die dazugehört. Die Einbauhöhe in Abschnitt 3.1 ist der Abstand vom Anlagepunkt am Zylinderkopf bis zur Oberkante des Anschlusses, „einschließlich der Dicke des zusammengedrückten Dichtrings bei mit dem festgelegten Montageanziehdrehmoment eingebauter Zündkerze“.

Die Norm hat also für dasselbe Teil zwei Zustände im Blick und legt den zweiten fest. Der Dichtring wird als geformter Ring aufgesetzt und endet als gequetschter, und in der Tabelle steht das gequetschte Maß. Alles über die Lage der Kerze im Kopf und damit darüber, wo die Elektrode im Brennraum sitzt, hängt davon ab, dass diese Quetschung einmal und auf die festgelegte Weise stattgefunden hat.

Die Bedingungen in jenem Satz sind also keine Verzierung.

• Unbenutzt. Eine Kerze, die schon in einem Motor war, hat einen Dichtring, der seine einzige Verformung bereits zum Teil hinter sich hat. Sie braucht nicht dieselbe Drehung, um an denselben Punkt zu gelangen
• Einmal. Die Festlegung beschreibt ein einziges Anziehen, keine Folge aus Anziehen, Prüfen, Lösen und erneutem Anziehen
• Mit dem festgelegten Drehmoment. Dicke und Drehmoment stehen in derselben Tabelle; das eine ohne das andere anzugeben, ist bedeutungslos
• Sauber, glatt und trocken. Dieselben Reibungsbedingungen, die der Abschnitt mit den Begriffsbestimmungen aufzählte, hier als Voraussetzung dafür wiederholt, dass das Maß gilt

Die Aufgabe des Dichtrings steht im Satz davor: „eine gasdichte Verbindung zwischen Zylinderkopf und Zündkerze unter allen möglichen Betriebsbedingungen sicherzustellen“, mit den Prüfbedingungen in ISO 11565, die wir nicht gelesen haben. Eine gasdichte Verbindung, hergestellt durch das Quetschen eines Rings, einmal.

Das Gewinde ist kein ganz gewöhnliches metrisches Gewinde

Abschnitt 3.2 definiert die Gewindegröße der Zündkerze und fügt eine leicht übersehene Anmerkung hinzu: Es handelt sich um metrische Normgewinde nach der Reihe ISO 965, „mit Ausnahme des Gewindes M14 × 1,25“. Das weltweit häufigste Zündkerzengewinde ist genau dasjenige, das nicht im allgemeinen System steht.

Tabelle 1 gibt dann Grenzmaße für vier Größen an, und interessant werden die Toleranzklassen. Die Gewindebohrung im Zylinderkopf ist durchgehend 6H. Das Kerzengewinde ist bei M18 × 1,5, M14 × 1,25 und M12 × 1,25 6e und bei M10 × 1 6g.

Daraus ergeben sich drei Dinge, und alle drei sind unsere Rechnung, keine Aussagen der Norm.

• Das Spiel am Flankendurchmesser und am Außendurchmesser ist in jeder Größe dieselbe Zahl. Vier Größen, vier exakte Übereinstimmungen
• Die M10-Kerze hat weniger als die Hälfte des Spiels der anderen. 0,026 mm gegenüber 0,063 und 0,067
• Die Bohrung darf eine breitere Toleranz am Flankendurchmesser haben als die Kerze, um etwa ein Drittel, in allen vier Größen. Das Teil, das man wegwirft, ist enger toleriert als das Teil, das man behält

Warum die kleine Größe die engere Klasse bekommt, sagt die Norm nicht, und wir werden keinen Grund behaupten. Sagen lässt sich, wofür das Grundabmaß da ist. Eine Kerze wird in eine heiße Bohrung voller Verbrennungsrückstände eingeschraubt und wieder herausgedreht, immer wieder, und eine großzügige Klasse lässt dafür Raum. Es ist dasselbe Spiel, das die Reibung unvorhersehbar macht, also die Reibung, vor der der Abschnitt mit den Begriffsbestimmungen gewarnt hat.

Was der Schlüssel tat und was nicht

Der Forumsbeitrag enthält seine eigene Diagnose: Das Klicken war nicht zu hören, also wurde der Wert niedriger eingestellt und weitergezogen. Das ist eine Frage zum Drehmomentschlüssel, nicht zur Zündkerze, und diese Website hat an anderer Stelle behandelt, welcher Teil eines Drehmomentschlüssels nicht spezifiziert ist und was seine Norm sagt und was nicht. Zwei Punkte aus diesen Seiten gelten hier, ohne dass man die Zahlen kennen muss.

Ein Knickschlüssel signalisiert, er stoppt nicht. Nichts im Werkzeug verhindert das nächste Grad Drehung. Und ein Bereich, der oberhalb von null beginnt, bedeutet, dass das untere Ende der Skala möglicherweise gar nicht im festgelegten Bereich liegt; wer die Einstellung herunterdreht, um ein Klicken zu erzwingen, kann das Werkzeug aus dem Teil seiner Skala bringen, den die Norm abdeckt.

Wir wissen nicht, welcher Schlüssel das war, wir haben die Kerze nicht gesehen, und wir diagnostizieren keinen Motor, den wir nicht untersuchen können. ISO 28741 ergänzt die andere Hälfte: Selbst ein Schlüssel, der genau beim Sollwert geklickt hätte, hätte ein Drehmoment gemeldet, und das Drehmoment ist nur ein Ersatz für das, worauf es wirklich ankommt, nämlich dass ein Dichtring um das richtige Maß gequetscht wurde, einmal.

Ein Dokument statt vieler

Eine Bemerkung dazu, was diese Norm ist, denn ihre Einleitung erklärt ihre eigene Existenz ungewöhnlich klar. Ihr Zweck ist es, „eine kompakte und knappe Festlegung für Zündkerzen und ihre Aufnahmen im Zylinderkopf bereitzustellen, die die große Zahl bestehender einzelner Internationaler Normen für jeden Zündkerzentyp ersetzt hat“, sodass „der Anwender mit einer umfassenden Internationalen Norm arbeiten kann… statt mit einer Reihe Internationaler Normen, von denen jede nur für einen Typ festgelegt ist“ (sinngemäß übersetzt).

Es ist eine Zusammenführung, und sie ist noch in Bewegung. Dies ist die dritte Ausgabe vom August 2023, die die zweite Ausgabe von 2013 ersetzt. Das eigene Vorwort nennt die Änderungen: einen neuen Unterabschnitt für zusätzliche Anschlussvarianten und die Aufnahme von M18-Zündkerzen. Die M18-Zeile in der Tabelle oben ist drei Jahre alt. ISO führt das Dokument bereits im Stadium 90.92, zur Überarbeitung vorgesehen, mit einem Arbeitsentwurf der nächsten Ausgabe in Vorbereitung.

Eine weitere Zeile aus dem Vorwort verdient Beachtung, weil sie in einer Maßnorm selten ist: „Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Dokuments hatte ISO Kenntnis von Patenten erhalten, die zur Umsetzung dieses Dokuments erforderlich sein können.“ Ein Dokument über die Grundmaße einer Zündkerze, mit einer Patenterklärung.

Was man mitnehmen sollte

• Die Dichtringdicke in der Norm ist die gequetschte Dicke, festgelegt für eine unbenutzte Kerze, einmal angezogen, mit dem festgelegten Drehmoment, auf sauberem, glattem und trockenem Gewinde
• Die Einbauhöhe schließt den zusammengedrückten Dichtring ein; wo die Elektrode landet, hängt also davon ab, dass die Quetschung wie festgelegt stattfand
• Flachdichtsitze verwenden einen Dichtring, Kegeldichtsitze in der Regel nicht. Zwei verschiedene Dichtmechanismen unter einem Namen
• Die Norm nennt vier Einflüsse, die das richtige Drehmoment verändern: Kopfwerkstoff, Gehäusebeschichtung, Gewindeschmierung und Verbrennungsrückstände. Keiner ist eine Eigenschaft der Kerze allein
• Sie sagt klar, dass zu hohes Anziehen die Unversehrtheit der Kerze beeinträchtigen und zu Motorschäden führen kann, und zwar im Abschnitt mit den Begriffsbestimmungen
• Kleineres Gewinde, geringeres Drehmoment. Die Größen reichen hier von M10 bis M18, und ihre Werte sind nicht austauschbar
• M14 × 1,25 steht nicht im allgemeinen metrischen System, und M10 × 1 ist die einzige Größe mit 6g statt 6e, bei weniger als der Hälfte des Gewindespiels
• Wir nennen keinen Drehmomentwert. Abschnitt 7 und Tabelle 3 liegen außerhalb der kostenlosen Vorschau, und der Wert für einen bestimmten Motor gehört in dessen Handbuch

Worauf der Verfasser mit dem Schlüssel eigentlich hinarbeitete, war nie ein Drehmoment. Es war ein Dichtring, der einmal eine bestimmte Dicke erreicht. Das Drehmoment ist der Weg, den die Norm dafür vorgibt, wenn das Gewinde sauber, glatt und trocken ist, und sie sagt das im selben Satz.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 2: Gewinde. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Mit welchem Drehmoment wird eine Zündkerze angezogen?

Diese Seite nennt keinen Wert und kann es nicht. ISO 28741 führt die Montagedrehmomente in Abschnitt 7 und Tabelle 3, die eine Seite hinter dem Ende der kostenlosen Vorschau liegen, die wir gelesen haben. Der Wert für einen bestimmten Motor gehört in die Anleitung des Kerzenherstellers und das Handbuch des Motorherstellers, und die Norm selbst sagt, dass der richtige Wert mit den Reibungsbedingungen schwankt.

Was verändert das richtige Zündkerzendrehmoment?

Die Norm nennt vier Bedingungen, die die Reibung zwischen Kerzengewinde und Zylinderkopfgewinde beeinflussen: Werkstoff des Zylinderkopfs, Beschichtung des Kerzengehäuses, Gewindeschmierung und Verunreinigung durch Verbrennungsrückstände. Sie fügt hinzu, dass Zündkerzen mit kleineren Gewindegrößen ein geringeres Montageanziehdrehmoment erfordern.

Warnt die Norm vor zu hohem Anziehen?

Ja, und ungewöhnlicherweise im Abschnitt mit den Begriffsbestimmungen. Die Anmerkung zum Montageanziehdrehmoment empfiehlt sicherzustellen, dass Zündkerzen bei der Montage nicht zu fest angezogen werden, da dies die Unversehrtheit der Kerze beeinträchtigen und zu Motorschäden führen kann.

Warum ist die Dichtringdicke an Bedingungen geknüpft?

Weil sie ein Maß im gequetschten Zustand ist. Abschnitt 5.2 legt die Dicke für unbenutzte Kerzen mit Flachdichtsitz fest, die einmal, mit dem festgelegten Drehmoment, auf sauberem, glattem und trockenem Gewinde angezogen wurden. Abschnitt 3.1 bestätigt das, indem er die Einbauhöhe einschließlich der Dicke des zusammengedrückten Dichtrings beim festgelegten Montageanziehdrehmoment definiert.

Kann ein Zündkerzendichtring wiederverwendet werden?

Die Norm behandelt Wiederverwendung nicht, und wir auch nicht. Sie sagt jedoch, dass die festgelegte Dicke für eine unbenutzte, einmal angezogene Kerze gilt. Eine bereits eingebaute Kerze ist nicht die Kerze, die dieser Satz beschreibt, und diese Seite zieht daraus keine weitere Schlussfolgerung.

Was unterscheidet eine Kerze mit Flachdichtsitz von einer mit Kegeldichtsitz?

Der Flachdichtsitz ist eine ebene Fläche senkrecht zur Kerzenachse, und laut Norm verwendet diese Dichtung in der Regel einen Dichtring zwischen ihr und der ebenen Gegenfläche des Kopfes. Der Kegeldichtsitz ist ein kegeliger Abschnitt des Gehäuses, der als Dichtfläche dient, und laut Norm wird zwischen den kegeligen Gegenflächen in der Regel kein Dichtring verwendet.

Sind Zündkerzengewinde metrische Normgewinde?

Größtenteils. Abschnitt 3.2 sagt, es seien metrische Normgewinde nach der Reihe ISO 965, mit Ausnahme des Gewindes M14 mal 1,25. Gewinde und Gewindebohrungen müssen ISO 68-1, ISO 261, ISO 965-1 und ISO 965-3 entsprechen; keine davon haben wir gelesen.

Warum hat das M10-Zündkerzengewinde eine andere Klasse?

Tabelle 1 nennt 6e für M18 mal 1,5, M14 mal 1,25 und M12 mal 1,25 und 6g für M10 mal 1, gegenüber 6H für die Gewindebohrung in jedem Fall. Nach unserer eigenen Rechnung aus dieser Tabelle beträgt das Spiel bei den größeren Größen 0,063 bis 0,067 mm und bei M10 0,026 mm, weniger als die Hälfte. Die Norm nennt keinen Grund, und wir bieten keinen an.

Mein Drehmomentschlüssel hat nicht geklickt. Was bedeutet das?

Das ist eine Frage zum Werkzeug, nicht zur Kerze, und diese Seite beantwortet sie nicht aus ISO 28741, die nichts über Schlüssel sagt. Zwei allgemeine Punkte gelten: Ein Knickschlüssel signalisiert, statt zu stoppen, und sein festgelegter Bereich beginnt oberhalb von null; wer die Einstellung herunterdreht, kann das Werkzeug unter den Teil seiner Skala bringen, den die Schlüsselnorm abdeckt.

Quellen

• ISO 28741:2023, Road vehicles, spark-plugs and their cylinder head housings, basic characteristics and dimensions. Dritte Ausgabe, 24 Seiten, ISO/TC 22/SC 32. Vorwort, Einleitung, Anwendungsbereich, Abschnitt 3, Abschnitt 4, Unterabschnitte 5.1 bis 5.3 und Tabelle 1 aus der öffentlich zugänglichen Vorschau gelesen
• r/MechanicAdvice, wo ein erster Zündkerzenwechsel und ein Drehmomentschlüssel, dessen Klicken nicht zu hören war, die Frage auslösten

ISO 28741:2023 wurde aus der öffentlich zugänglichen Vorschau gelesen, die bis zur gedruckten Seite 6 eines 24-seitigen Dokuments reicht, also etwa ein Viertel davon. Abschnitt 7, Installation torque, und Tabelle 3, die sowohl die Drehmomentwerte als auch die Dichtringdicken enthält, stehen auf der nächsten Seite und außerhalb der Vorschau. Kein Drehmomentwert und keine Dichtringdicke erscheint irgendwo auf dieser Seite, und keiner sollte aus ihr abgeleitet werden. Tabelle 2, die Abschnitte 6, 8 und 9 sowie die Anhänge A, B und C liegen ebenfalls außerhalb der Vorschau; nichts daraus wird zitiert oder beschrieben. Die Katalogangaben wurden auf der ISO-Seite selbst im Browser gelesen: dritte Ausgabe, August 2023, vierundzwanzig Seiten, ISO/TC 22/SC 32, ICS 43.060.50, veröffentlicht im Stadium 90.92 zur Überarbeitung, ersetzt die zurückgezogene zweite Ausgabe von 2013, mit einem Arbeitsentwurf der nächsten Ausgabe in Vorbereitung. Folgendes ist unsere eigene Rechnung, keine Aussage der Norm: die vier Gewindespiele als Mindestmaß der Gewindebohrung minus Höchstmaß der Kerze, die Beobachtung, dass die Spiele am Flanken- und am Außendurchmesser in allen vier Größen identisch sind, die Beobachtung, dass das M10-Spiel weniger als die Hälfte der anderen beträgt, die Beobachtung, dass die Gewindebohrung in jeder Größe eine etwa ein Drittel breitere Toleranz am Flankendurchmesser hat als die Kerze, sowie der Anteil des Dokuments, den die Vorschau abdeckt. Die Norm nennt keinen Grund dafür, M10 als 6g und die größeren Größen als 6e festzulegen, und wir bieten keinen an. ISO 11565, ISO 68-1, ISO 261, ISO 965-1, ISO 965-3, ISO 3412, ISO 3895 und ISO 3896 werden in dieser Norm genannt und wurden nicht gelesen. Wir diagnostizieren den Motor aus dem Forumsbeitrag nicht, den wir nicht gesehen haben, und nennen keine Fahrzeug-, Bauteil- oder Handelsmarke. Wir haben den Beitrag gelesen, nicht die Antworten. Abschnitt 5.2 und Tabelle 1 wurden anhand gerenderter Bilder der gedruckten Seiten geprüft, nicht anhand extrahierten Textes. Was ein Drehmomentschlüssel garantiert und was nicht, behandelt eine frühere Seite; es wird hier nicht wiederholt.