DE3607243A1 - Mittelelektrode fuer eine zuendkerze und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

PatenlanwÄit? O ß Π 7 O / *5

Dr. rer. nut. Thomas Berendt · P O U / £ H 0

Dr.-Ins. Hans Leyh

Dip!.-hin. Hanraut Hering

Innere Wiener Sir. 20 · 8000 München 80

Unser Zeichen: A 15 069 Lh/fi

CHAMPION SPARK PLUG COMPANY
900 Upton Avenue
Toledo, Ohio, U.S.A.

Mittel elektrode für eine Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung

Champion Spark Plug Co.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Mittel elektrode für eine Zündkerze, insbesondere eine Verbundelektrode und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei die Elektrode eine Zündspitze hat aus einem Edelmetall.

\/\ / Da Zündkerzen meist in stark korrodierenden Umgebungen verwendet werden, ist es erwünscht, ihre Mittel elektrode aus einem Material herzustellen, das einen hohen Grad an Korrosionsfestigkeit hat, z.B. aus Nickel, einer Nickellegierung ο.dgl. Das Material der Mittel elektrode soll ferner eine hohe thermische Leitfähigkeit haben, um den Betriebsbereich der Zündkerze zu steigern. Es ist bekannt, eine Mittel elektrode an einer Zündkerze aus einem inneren Kern mit hoher thermischer Leitfähigkeit, z.B. Kupfer, herzustellen, der von einem äußeren Schutzmantel aus einem korrosionsfesten Material umgeben ist. Es ist ferner bekannt, edle oder halbedle Metalle in der Spitze der Mittel elektrode zu verwenden, um ihre Standzeit zu verlängern. Solche Metalle sind sehr widerstandsfähig gegen Korrosion bei den hohen Temperaturen in der Verbrennungskammer eines Motors und gegen die Erosion der Zündentladungen. Solche edle oder halbedle Metalle sind jedoch sehr teuer und ihre Verwendung erfordert mehrere zusätzliche Arbeitsschritte bei der Herstellung der Elektrode.

In dem US-Patent Nr. 3 144 576 ist ein Verfahren zur Herstellung einer zusammengesetzten Mittel elektrode für eine Zündkerze beschrieben, wobei eine kreisförmige zylindrische Platte aus einem Metall mit guter thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, auf eine kreisförmige zylindrische Platte aus korrosionsfestem Material, wie z.B. Nickel aufgebracht wird. Die übereinandergeschichteten Platten werden in ein Gesenk eingelegt und durch dieses stranggepreßt, um eine Stange zu bilden, die aus einem Kern mit guter thermischer Leitfähigkeit besteht, der innerhalb eines korrosionsfesten Mantels liegt.

In dem US-Patent Nr. 3 548 472 ist eine andere Methode zur Herstellung einer zusammengesetzten Mittel elektrode für eine Zündkerze beschrieben Es wird zunächst eine kreisförmige zylindrische Platine oder oder Bramme aus einem korrosionsfesten Metall in mehreren Schritten stranggepreßt und tiefgezogen, um eine langgestreckte Kappe mit einem inneren Hohlraum

ORIGINAL PlSTES

zu bilden. Aus einer kreisförmigen zylindrischen Bramme aus einem Metall mit einer relativ höheren thermischen Leitfähigkeit wird dann durch Strangpressen ein Kern geformt, der ein Kopfstück mit einem Durchmesser hat, der gleich demjenigen der langgestreckten Kappe ist, sowie einen vorstehenden Abschnitt mit reduziertem Durchmesser, der etwas kleiner ist als derjenige des Hohlraums. Der vorstehende Abschnitt des Kerns wird in den Hohlraum der Kappe eingesetzt und in diese eingepreßt, um einen integralen Stab zu bilden, der einer Wärmediffusion unterzogen wird. Es wird dann eine zusammengesetzte Mittel elektrode gebildet durch Kaltbearbeitung der Stange, an welche ein Kopf angeformt wird. Sowohl die Kappe als auch der Kern werden separat auf die Abmessungen bearbeitet, die im wesentlichen dieselben sind wie ihre Endabmessungen vor der Wärmediffusion.

In dem US-Patent Nr. 3 857 147 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbund-Mittel elektrode für eine Zündkerze beschrieben, wobei eine kreisförmige zylindrische Platine aus einem korrosionsfesten Metall in einem Preßvorgang zu einer Tasse mit einem Hohlraum geformt wird. Dann wird eine zylindrische kreisförmige Platine aus einem Metall mit guter thermischer¹ Leitfähigkeit zu einer Kappe gepreßt mit einem Kopfstück, das einen Durchmesser hat, der gleich demjenigen der Tasse ist, sowie mit einem vorstehenden Abschnitt reduzierten Durchmessers, der etwas kleiner ist als der des Hohlraums. Der vorstehende Abschnitt der Kappe wird in den Hohlraum der Tasse eingesetzt und beide durch eine Preßform stranggepreßt, um einen Stab zu bilden, der einen Kern gleichmäßiger Dicke und einen Mantel gleichmäßiger Dicke hat. Durch Kaltbearbeitung des Stabes unter Bildung eines Kopfstückes wird eine Verbund-Mittel elektrode geformt.

Die US-Patente Nr. 3 868 530 und 3 967 149 beschreiben eine Zündkerze mit einer Mittel elektrode aus einem korrosions-widerstandsfähigen Metall. In einem erweiterten Ende der Elektrode wird eine axiale Ausnehmung gebildet und ein Edelmetall in diese eingesetzt, um die Ausnehmung auszufüllen. Das erweiterte Ende der Mittel elektrode wird dann durch Drücken oder Einziehen in zylindrische Form zurückgebracht und dadurch der Einsatz aus Edelmetall gehalten.

Weitere Verfahren sind in dem Französischen Patent Nr. 819 156 und in dem Deutschen Patent Nr. 1 052 781 beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbund-Mittelelektrode einer Zündkerze mit einer Zündspitze aus einem Edelmetall oder einem Halbedelmetall, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. Eine kreisförmige zylindrische Bramme aus einem korrosions-widerstandsfähigen Metall wird zunächst zu einer zylindrischen Tasse geformt, die ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende hat. In der Mitte der äußeren Seite des geschlossenen Endes kann während der Bildung der Tasse eine kleine konische Aussparung gebildet werden. Dann wird eine kreisförmige zylindrische Bramme aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit in das offene Ende der Tasse eingesetzt und eingepreßt, so daß es eng an den Seitenwänden und am Boden des Innenraums der Tasse anliegt, um eine zusammengesetzte Bramme oder Platine zu bilden. Im geschlossenen Ende der zusammengesetzten Platine wird dann durch die konische Ausnehmung ein Loch hergestellt und ein Einsatz aus einem edlen oder halbedlen Metall in dieses eingesetzt. Die zusammengesetzte Platine und der Einsatz aus Edelmetall werden dann in eine eng passende Bohrung eines Gesenks eingesetzt, das eine Strangpreßöffnung hat. Ein Kolben wird dann in die Bohrung des Gesenks eingeführt und gegen das gefüllte Ende der Verbund-Platine gepreßt, um alles außer einem Endabschnitt der Verbund-Platine zu extrudieren angrenzend an deren gefülltes Ende und zwar durch die Strangpreßöffnung, um einen Rohling für die Mittel elektrode zu formen.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird zunächst die zylindrische Tasse geformt, wie oben beschrieben. Danach wird im geschlossenen Ende der Tasse eine öffnung ausgebildet. Eine kreisförmige zylindrische Platine aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit wird dann in das offene Ende der Tasse eingesetzt und eng gegen die Seitenwand und den Boden des Hohlraums der Tasse gepreßt, um eine zusammengesetzte Platine zu bilden. Ein Einsatz aus einem Edelmetall oder einem Halbedelmetall wird dann in die Öffnung eingesetzt und eng eingepreßt. Das offene Ende der Tasse wird einwärts gebogen oder geformt, um teilweise die darin angeordnete Platine zu umfassen. Die zusammengesetzte Platine und der Edelmetalleinsatz werden in die eng passende Bohrung eines Preßgesenks eingelegt, das eine öffnung für die Strangpressung hat. Ein Kolben oder Stößel wird in die Bohrung des Gesenks eingesetzt und gegen das gefüllte Ende der Verbund-Platine gepreßt, um alles außer einem Endstück der

Platine angrenzend an deren gefülltes Ende durch die Strangpreßöffnung hindurchzupressen, um einen Rohling für eine Mittelelektrode zu formen. Das gegenüberliegende Ende des Rohlings, das den Edelmetalleinsatz hat, wird ein zweites Mal extrudiert, um einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser zu formen. Zuletzt wird das gegenüberliegende Ende des Rohlings geschliffen, um eine ebene Stirnfläche zu schaffen, während sein Anschlußende geschliffen wird, um dem Rohling eine genaue Längsabmessung zu geben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte zusammengesetzte Mittelelektrode für eine Zündkerze zu schaffen, die eine Zündspitze hat mit einem Edelmetall oder einem halbedlen Metall.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen kreisförmigen zylindrischen Barren aus einem korrosionsfesten Material zeigt, der in einem Gesenk einer Strangpresse angeordnet ist und zwar vor dem Strangpressen*

Fig. 2 zeigt im Schnitt den Barren nachdem er gelocht und unter Bildung einer Tasse stranggepreßt worden ist.

Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt die stranggepreßte Tasse nach Fig. 2 sowie einen kreisförmigen zylindrischen Barren aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, ehe dieser in den Hohlraum der Tasse eingeführt wird.

Fig. 4 zeigt im Schnitt den Barren nachdem er in den Hohlraum der Tasse eingesetzt und in dieser verpreßt worden ist, um einen zusammengesetzten Barren zu bilden.

Fig. 5 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren nach Fig. 1, nachdem ein Loch an dessem geschlossenen Ende ausgebildet wurde, in das ein Einsatz aus einem Edelmetall oder einem halbedlen Metall eingesetzt wird und zwar vor dem Einsetzen dieses Einsatzes in das Loch.

Fig. 6 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren nach Fig. 5, nachdem der Einsatz in das Loch eingesetzt worden ist.

Fig. 7 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren nach Fig. 6, der in die Bohrung eines Strangpreßwerkzeugs eingesetzt ist, vor dem Strangpressen.

Fig. 8 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren im Strangpreßgesenk nach dem Strangpressen der gesamten Bramme, außer einem Endabschnitt.

Fig. 9 zeigt einen Teilschnitt einer modifizierten Mittel elektrode, bei der die Spitze aus dem Edelmetall einsatz bündig ist mit dem Boden des Rohlings der Mittelelektrode.

Fig. 10 zeigt schematisch im Schnitt einen stranggepreßten tassenförmigen Barren, ähnlich demjenigen nach Fig. 3,zur Verwendung bei einer anderen Methode zur Herstellung einer zusammengesetzten Mittelelektrode für eine Zündkerze nach der Erfindung.

Fig. 11 zeigt im Schnitt die Tasse nach Fig. 10, nachdem eine Bohrung in deren geschlossenes Ende gebohrt worden ist, sowie eine kreisförmige zylindrische Bramme aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, ehe diese in den Innenraum der Tasse eingeführt worden ist.

Fig. 12 zeigt im Schnitt die Bramme nachdem sie in den Hohlraum der Tasse eingesetzt worden ist, sowie einen Einsatz aus einem edlen oder halbedlen Metall, ehe der letztere in die Bohrung eingesetzt worden ist.

Fig. 13 zeigt im Schnitt den Einsatz nachdem er in die Bohrung eingesetzt worden ist.

Fig. 14 zeigt im Schnitt, ähnlich wie Fig. 13, den Einsatz nach dem Verpressen in der Bohrung.

Fig. 15 zeigt im Schnitt, ähnlich wie Fig. 14, den Barren, nachdem er in dem Hohlraum der Kappe verpreßt worden ist, um einen zusammengesetzten Barren zu bilden.

Fig. 16 zeigt im Schnitt den Rohling einer Mittel elektrode, der durch Strangpressen gebildet worden ist, wobei alles Material, außer

einem Endabschnitt, stranggepreßt worden ist.

Fig. 17 zeigt im Schnitt den Barren nachdem die Spitze des Rohlings einem zweiten Strangpreßvorgang unterworfen worden ist.

Fig. 18 zeigt im Schnitt den Rohling der Mittel elektrode nachdem die Spitze und die Anschlußteile geschliffen worden sind.

In den Fig. 1-9 ist ein Verfahren zur Herstellung einer zusammengesetzten Mittel elektrode für eine Zündkerze dargestellt.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt ein Extruder 10 ein Gesenk 11, das auf einer Platte 12 angeordnet ist. Das Gesenk 11 hat eine kreisförmige zylindrische obere Bohrung 13, die sich nach unten erstreckt, bis zu einem unteren Gesenkabschnitt 15, der eine etwas kleinere fluchtende untere Bohrung 16 aufweist, die sich durch ihn erstreckt. Ein Stößel 17 erstreckt sich durch eine öffnung in der Platte 12 in Kontakt mit einem schwimmenden Auswerfer 18, der die untere Bohrung 16 des zusammengesetzten Gesenks ^ 11 ausfüllt. Ein Hohlraum 20 wird gebildet durch eine Seitenwand der oberen Bohrung 13 und einer oberen Fläche 21 des Auswerfers 18. Wenn gewünscht, kann die obere Fläche 21 des Auswerfers 18 mit einem zentralen konischen Ansatz 22 versehen sein für noch zu beschreibende Zwecke.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, einen kreisförmigen zylindrischen Barren 23 aus einem korrosionsfesten Material zu einer Tasse umzuformen. Der Barren 23 kann aus Nickel oder einer Nickellegierung bestehen und er kann durch spanabhebende Bearbeitung oder durch Strangpressen geformt sein. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Barren 23 in die obere Bohrung 13 des Gesenks 11 eingelegt. Der Barren 23 kann ein oberes konkaves Ende 25 oder ein im wesentlichen ebenes Ende haben und er ist so dimensioniert, daß er in die Ausnehmung der Bohrung 13 paßt und konform mit deren Seitenwand ist. Ein Stößel 26 mit einer unteren konvexen Stirnfläche 27 wird dann in den Hohlraum 21 eingeführt und gegen das obere Ende 25 des Barrens 23 gedruckt. Wie Fig. 2 zeigt, wird durch den Stößel 26 Druck ausgeübt, wodurch der Barren 23 gelocht und stranggepreßt wird, wodurch ein tassenförmiger Körper 28 ge-

gebildet wird, der ein geschlossenes Ende 30, ein offenes Ende 31 und einen Hohlraum 32 aufweist, der durch eine innere Seitenwand 33 umgrenzt wird, die konzentrisch zu einer unteren konkaven Fläche 35 liegt. Eine konische Ausnehmung 36 wird in der Außenfläche des geschlossenen Endes 30 der Tasse gebildet durch den konischen Ansatz 22 des Auswerfers während des Preßvorgangs.

Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, einen zusammengesetzten Barren zu bilden. Wie Fig. 3 zeigt, wird ein kreisförmiger zylindrischer Barren 37 aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit mit engem Sitz durch das offene Ende 31 in die Tasse 28 eingesetzt. In der bevorzugten Ausführungsform besteht der Barren 37 aus Kupfer und er wird in den Hohlraum 32 der Tasse 28 eingepreßt, um das untere Ende und seine zylindrische Seitenwand in engen Eingriff oder Kontakt mit der unteren konkaven Fläche 35 und der Seitenwand 33 der Tasse 28 zu bringen. Durch diesen Verfahrensschritt wird ein zusammengesetzter oder Verbund-Barren gebildet, wie in Fig. 4 mit 38 bezeichnet, der ein geschlossenes Ende 4o und ein offenes Ende 41 hat. Der Barren 37 kann so geformt sein, daß sein Ende 42 gegen das offene Ende 41 zurückgesetzt ist. Das offene Ende 41 kann zweckmäßigerweise einwärts verformt werden, um den Kupferbarren 37 innerhalb des tassenförmigen Barrens aus Nickel oder einer Nickellegierung teilweise zu umgreifen oder zu umschließen.

Der nächste Verfahrensschritt umfaßt die Zugabe eines Einsatzes aus einem edlen oder halbedlen Metall in den zusammengesetzten Barren 38. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, wird eine kleine öffnung 43 in der Mitte der äußeren Oberfläche des geschlossenen Endes 40 des Barrens 38 im Bereich der konischen Ausnehmung 36 gebildet. Die Bohrung 43 kann durch Bohren oder in anderer geeigneter Weise hergestellt werden. Die konische Ausnehmung ist im geschlossenen Ende 40 ausgebildet worden, um leichter einen Bohrer oder ein anderes Werkzeug zur Herstellung des Loches 43 anzusetzen. Ein Einsatzstück 45 aus einem Edelmetall oder einem halbedlen Metall wird dann in die Bohrung 43 eingesetzt. Der Einsatz 45 ist ein kurzes Stück Draht, das im wesentlichen denselben Querschnitt bzw. dieselben Querschnittsabmessungen hat wie die Bohrung 43, so daß es in diese paßt und etwaige Zwischenräume vermeidet oder minimalisiert. In der dargestellten Aus-

führungsform greift nur ein Teil des Einsatzes 45 in die Bohrung 43 ein, während der andere Teil des Einsatzes 45 in Längsrichtung von der Bohrung nach außen steht. Wenn gewünscht, kann der Einsatz 45 jedoch so geformt sein, daß er vollständig in die Bohrung 43 paßt. In jedem Fall ist der Einsatz so positioniert, daß er Kontakt zum Boden der Bohrung 43 hat. Der Einsatz 45 kann aus Platin, Iridium o.dgl. bestehen.

Der letzte Verfahrensschritt umfaßt die Herstellung eines Rohlings für die Mittel elektrode aus dem zusammengesetzten Barren 38, der den Einsatz 45 enthält. Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, ist ein Extruder 46 vorgesehen, der ein Gesenk 47 hat, das eine kreisförmige zylindrische Obere Bohrung aufweist, die sich nach unten bis zu einer Schulter 50 erstreckt, sich dann im Durchmesser reduziert und eine Strangpreßöffnung 50 bildet, die sich dann im Durchmesser erweitert auf eine untere Bohrung 52, die sich durch das Gesenk erstreckt. Die obere Bohrung 48 hat einen Durchmesser, der ausreichend groß ist, um den zusammengesetzten Barren 38 mit dem Einsatz 45 in engem Sitz aufzunehmen.

Der Extruder 46 hat ferner einen Stößel 53 mit einem Durchmesser gleich demjenigen der oberen Bohrung 48, in die er einführbar ist. Der Stößel 53 kann ein geformtes Ende 55 haben, um einen Kopf oder Anschlußende 57 am extrudierten Elektrodenrohling 56 anzuformen, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

Das geschlossene Ende 40 des zusammengesetzten Barrens 38 wird voraus in die obere Bohrung 48 des Gesenks 47 eingeführt. Der Stößel 53 wird mit Druck beaufschlagt, um das gesamte Material des zusammengesetzten Barrens 38, außer einem Endabschnitt angrenzend an das offene Ende 41 durch die öffnung 51 hindurchzupressen, wodurch ein Elektrodenrohling 56 geformt wird. Der Rohling 56 hat ein nicht-extrudiertes Kopfende 57 und einen stabförmigen Abschnitt 58 mit reduziertem Durchmesser, der sich in Längsrichtung vom Kopfende aus als ein unterer Abschnitt erstreckt, der in einer Spitze 60 endigt. Der Schaft 58 hat einen Durchmesser gleich demjenigen der Strangpreßöffnung 51 und eine Länge, die wesentlich größer ist als die des zusammengesetzten Barrens 38. Wie Fig. 8 zeigt, besteht der Schaft 58 aus einem langgestreckten inneren Kern aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, der an seinen Seiten, an der Spitze 60 und am Anschlußende von einem äußeren Schutzmantel aus dem korrosions-widerstangsfähigen

Material umschlossen ist. Der Elektrodenrohling 56 kann dann aus der Form durch deren obere Bohrung 48 herausgenommen werden.

Da die Spitze 60 des Rohlings 56 im Durchmesser ebenfalls kleiner ist als der nicht-extrudierte Barren 38, wird der Teil des Einsatzes 45, der in diesen eingesetzt ist, während des Strangpressens ebenfalls verpreßt. Dieses Verpressen bewirkt, daß etwaige offene Zwischenräume, die nach dem Einsetzen des Einsatzes 45 in die Bohrung 46 verblieben sein könnten, beseitigt werden. Zusätzlich wird während des Strangpressens ein leicht vergrößerter Abschnitt 65 des Einsatzes 45 im Bereich des inneren Endes der Spitze 60 gebildet. Der Durchmesser des vergrößerten Abschnittes 65 ist größer als der Durchmesser des Einsatzes 45 an der Spitze 61. Als Folge hiervon wird der Einsatz 45 sicher in der Bohrung 43 gehalten und ein Herausfallen oder Herausnehmen verhindert. Wie Fig. 8 zeigt, verläuft ein Teil des Einsatzes 45 in Längsrichtung auswärts aus der Spitze 60 des Schaftes 58 nach Beendigung des Strangpreßvorganges. Es hat sich als zweckmäßig gezeigt, diesen Teil des Einsatzes 45 in seiner freiliegenden Position zur Verwendung in einer Zündkerze zu belassen. Alternativ kann der Einsatz 45 so dimensioniert werden, daß er vollständig innerhalb der Bohrung 43 vor dem Strangpressen enthalten ist. Durch geeignete Bemaßung des Einsatzes 45 wird das untere Ende 61 des Einsatzes 45 bündig mit dem Boden bzw. der Stirnfläche 62 der Spitze 60, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Eine leichte Fase 63 kann zwischen der zylindrischen Seitenwand 64 der Elektrodenspitze 60 und der Stirnfläche ausgebildet sein. Die Fase 63 dient hauptsächlich dazu, die Mittelelektrode mit dem Einsatz 45 von konventionellen Mittel elektroden unterscheiden zu können, da der Einsatz 45 praktisch dieselbe Farbe haben kann, wie das benachbarte Metall und nicht leicht sichbar ist. Das nicht-verpreßte Anschlußende 57 des Rohlings 56 in Fig. 8 kann weiterbearbeitet werden und in jede gewünschte Form zur Verwendung in einer Zündkerze gebracht werden. Diese weitere Bearbeitung ist jedoch nicht Teil der Erfindung.

Die Fig. 10-18 zeigen eine weitere Methode zur Herstellung einer verbesserten zusammengesetzten Mittel elektrode für eine Zündkerze. Aus einem korrosionsfesten Material wird ein tassenförmiger Körper 70 gebildet, wie oben in Verbindung mit den Fig. T und 2 beschrieben worden ist. Die Tasse 70 hat

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ein geschlossenes Ende 71, ein offenes Ende 72 und einen inneren Hohlraum 73« Der Hohlraum wird begrenzt durch eine zylindrische Seitenwand 75, die konzentrisch zu einer unteren konkaven Fläche 76 liegt. Eine konische Ausnehmung 77 ist in der äußeren Fläche des geschlossenen Endes 71 der Tasse 70 ausgebildet. Wie Fig. 11 zeigt, besteht der nächste Schritt darin, eine Bohrung 78 in der äußeren Fläche des geschlossenen Endes 71 der Tasse 70 herzustellen. Die Bohrung 78 kann durch Bohren hergestellt werden, wie oben beschrieben und sie kann einen sich verjüngenden Endabschnitt 80 haben, wie er beim Bohren entsteht.

Ein engsitzender kreisförmiger zylindrischer Barren 81 aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, wird zunächst koaxial fluchtend mit der Ausnehmung 73 angeordnet, wie Fig. 11 zeigt. Der Barren 81 wird dann in die Bohrung 73 der Tasse 70 durch deren offenes Ende 72 eingeführt. Wie Fig. 12 zeigt, ist die Länge des Barrens etwas geringer als die Länge der inneren Seitenwand 75, so daß der Barren etwas zurückgesetzt ist unterhalb des oberen Endes 72 der Tasse 70, wenn er in die Bohrung 73 eingesetzt ist. Der zurückgesetzte Bereich zwischen dem offenen Ende 72 der Tasse 70 und dem Barren 81 ist vorgesehen, damit ein nicht -gezeigter Stößel leichter eingeführt und gegen den Barren 81 angepreßt werden kann, um diesen weiter in die Bohrung 73 der Tasse 70 einzupressen. Ein Einsatz 82 aus einem Edelmetall oder einem halbedlen Material wird dann koaxial fluchtend mit der Bohrung 78 in diese eingesetzt, wie die Fig. 12 und 13 zeigen. Die Länge des Einsatzes 78 ist etwas kleiner als die Länge der Bohrung 78, so daß ein zurückgesetzter Bereich zwischen dem Ende des Einsatzes 78 und dem geschlossenen Ende 71 der Tasse 70 gebildet wird, aus demselben Grund, wie oben in Verbindung mit dem Barren erläutert wurde. Wie Fig. 14 zeigt, werden der Barren 81 und der Einsatz in die Bohrung 73 bzw. die Bohrung 78 entsprechend eingepreßt, um einen zusammengesetzten Barren 83 zu bilden. Der Barren 83 hat ein geschlossenes Ende 85 und ein offenes Ende 86. Der Barren 81 kann so geformt werden, daß er ein Ende 87 hat, das gegen das offene Ende 86 zurückgesetzt ist. Das offene Ende 86 des zusammengesetzten Barrens 83 kann dann einwärts verformt werden, wie in Fig. 15 dargestellt ist, um teilweise den Barren 81 zu umgreifen.

Der nächste Arbeitsschritt umfaßt das Strangpressen des zusammengesetzten

Barrens 83, um einen Mittelelektroden-Rohling zu bilden. Dieser Strangpreßschritt kann in einem konventionellen Extruder 46 ausgeführt werden, wie er oben beschrieben und dargestellt ist. Durch das Strangpressen wird ein Rohling hergestellt, wie er bei 88 in Fig. 16 gezeigt ist. Der Rohling 88 hat einen nicht-stranggepreßten Kopfabschnitt 90, einen Schaftabschnitt 91 mit reduziertem Durchmesser und eine Spitze 92. Der Schaft 91 hat einen Durchmesser gleich demjenigen der Strangpreßöffnung 51 und eine Länge, die beträchtlich größer ist als diejenigen des zusammengesetzten Barrens 83. Ein langgestreckter innerer Kern 93 aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit ist im Schaft 91 eingeschlossen. Da die Spitze 92 des Rohlings 88 im Durchmesser kleiner ist als der Verbund-Barren 83, wird der Einsatz 82 während des Strangpressens zusammengepreßt. Aufgrund dieses Verpressens erhält der Einsatz 82 einen vergrößerten inneren Abschnitt 95 innerhalb des Rohlings 88. Der Durchmesser des vergrößerten Abschnittes 95 ist größer als der Durchmesser des Einsatzes an der Spitze 92. Der Einsatz 82 wird dadurch sicher in der Bohrung 78 gehalten und eine Entfernung aus dieser verhindert. Da ferner der Einsatz 82 anfangs in dem Verbund-Barren 81 vor dem Strangpressen zurückgesetzt war, wie die Fig. 15 zeigt, umschließt die Spitze 92 des Rohlings 88 während des Strangpressens vollständig eine Spitze 96 des Einsatzes 82, die gegenüber von dessem vergrößerten Abschnitt 95 liegt. Abhängig von der Größe des Isolators, in den der Rohling 88 eingebaut wird, kann es erwünscht sein, die Spitze 92 des Rohlings 88 noch einmal zu extrudieren.

Wie Fig. 17 zeigt, ist die Spitze 92 noch einmal durch eine nicht-gezeigte öffnung hindurchgepreßt worden, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der der Strangpreßöffnung 51, die benutzt wurde, um den Rohling zu erzeugen. Als Folge hiervon hat die Spitze 92 einen Abschnitt 97 mit weiter reduziertem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige des Schaftes und der verbreiterte Abschnitt 95 des Einsatzes 82 ist wiederum verbreitert. Das zweite Strangpressen ist zweckmäßig , um einen Spalt zwischen der Spitze 92 des Rohlings und dem nicht-gezeigten keramischen Isolator zu schaffen, der die Spitze evtl. umgibt. Wie bekannt, führt die Spitze 92 starke elektrische Ströme, wenn die Zündkerze in Benutzung ist. Diese Leitung von elektrischen Strömen erzeugt Wärme, welche bewirkt, daß die Metallteile der Spitze 92 sich erweitern. Wenn die Spitze 92 nicht

ORIGINAL INSPECTED

stranggepreßt wird unter Bildung des Abschnittes 97 mit reduziertem Durchmesser, könnte sie sich ausdehnen gegen den relativ nicht-dehnbaren keramischen Isolator, der sie umgibt, was zu einem Bruch des letzteren führen könnte.

Der letzte Verfahrensschritt besteht darin, den Kopfabschnitt 90 zu schleifen und die Spitze 92 des Elektrodenrohlings 88 freizulegen. Wie Fig. 18 zeigt, wird der Kopfabschnitt 90 geschliffen, unter Bildung einer flachen Schulter 98 während die Spitze 92 geschliffen wird unter Bildung einer ebenen Stirnfläche 99. Dieses Schleifen kann in beliebiger bekannter Weise ausgeführt werden und es wird dadurch eine genaue Längs*· abmessung von der Schulter 98 zur Stirnfläche 99 geschaffen.

Modifikationen des vorbeschriebenen Verfahrens sind möglich. Beispielsweise kann das Bohren des Loches 78 ausgeführt werden, nachdem der Barren 81 in die Bohrung 73 der Tasse 70 eingesetzt worden ist. Ferner können der Barren 81 und der Einsatz 82 in die Bohrungen 73 und an anderen Punkten des Verfahrens eingebpreßt werden.

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I G. 6

IG. 7

ORIGINAL IMS?ECTEO

Claims (1)

1. Champion Spark Plug Co. *3 R Π 7 9 A ^

   - A 15 069- * ♦

   Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellungenner Mittel elektrode für eine Zündkerze, insbesondere einen zusammengesetzten Rohling für eine Mittel elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammengesetzter Barren gebildet wird, der aus einer Tasse aus einem korrosionsfesten Metall besteht, die einen Hohlraum hat, der wenigstens teilweise mit einem Material ausgefüllt wird, das eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, wobei die Tasse ein geschlossenes Ende hat mit einer äußeren Fläche, in der eine öffnung ausgebildet wird, daß dann wenigstens ein Abschnitt eines Einsatzes aus einem edlen oder halbedlen Metall in die öffnung eingesetzt wird, und daß der zusammengesetzte Barren mit dem geschlossenen Ende zuerst durch eine Strangpreßöffnung extrudiert wird, wodurch ein Rohling einer Mittel elektrode erzeugt wird, der einen inneren Kern aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit hat, welcher von einem äußeren Mantel aus einem korrosionsfesten Material umschlossen ist, und der Rohling eine extrudierte Spitze hat, in die wenigstens ein Teil des Ein- ν satzes eingepreßt ist.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des zusammengesetzten Barrens eine konische Ausnehmung an der Außenfläche des geschlossenen Endes der Tasse gebildet wird vor der Ausbildung der Bohrung in der Außenfläche des geschlossenen Endes des zusammengesetzten Barrens.

   Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Ausnehmung im geschlossenen Ende der Tasse während der Formung der Tasse ausgebildet wird.

   Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Bohrung in der äußeren Fläche des geschlossenen Endes des zusammengesetzten Barrens in dem Bereich der konischen Aussparung ausgeführt wird, die im geschlossenen Ende der Tasse ausgebildet worden ist. ₄

   ί.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz vollständig innerhalb der Bohrung vor dem Strangpressen gehalten ist, und daß der Einsatz bündig mit dem Ende der extrudierten Spitze des extrudierten Rohlings ist.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Spitze des Rohlings ein weiteres Mal durch eine Strangpreßöffnung extrudiert wird, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der ersten Strangpreßöffnung, wodurch die Spitze des Rohlings einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser erhält.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Spitze und ein Endabschnitt des Rohlings geformt werden, um zwischen beiden eine genaue Längsabmessung zu schaffen.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verformung durch Schleifen ausgeführt wird.