DE69102957T2 - Massenelektrode für Zündkerze und ihr Herstellungsverfahren. - Google Patents
Massenelektrode für Zündkerze und ihr Herstellungsverfahren.Info
- Publication number
- DE69102957T2 DE69102957T2 DE69102957T DE69102957T DE69102957T2 DE 69102957 T2 DE69102957 T2 DE 69102957T2 DE 69102957 T DE69102957 T DE 69102957T DE 69102957 T DE69102957 T DE 69102957T DE 69102957 T2 DE69102957 T2 DE 69102957T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- core
- ground electrode
- metal
- spark plug
- innermost
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 63
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 63
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
- H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Masseelektrode für eine Zündkerze (und ein Verfahren zu deren Herstellung), welche eine Mittelelektrode enthält, die durch einen Isolator innerhalb eines Metallgehäuses angeordnet ist, wobei die Masseelektrode so angeordnet ist, daß sie der Mittelelektrode über eine Funkenstrecke gegenübersteht, und die Erfindung betrifft insbesondere eine Masseelektrode für eine Zündkerze (und ein Verfahren zu deren Herstellung), deren hinteres Ende sicher mit einem vorderen Ende des Metallgehäuses mittels Schweißen verbunden ist.
- Bei früher vorgeschlagenen Zündkerzen zur Verwendung in Verbrennungsmotoren war ein Ende der Masseelektrode sicher mit einem Metallgehäuse verschweißt. Die Zündkerze hat eine Mittelelektrode enthalten, welche durch einen Isolator im Metallgehäuse angeordnet war. Die Masseelektrode war physikalisch gebogen worden, so daß sie der Mittelelektrode über eine Funkenstrecke gegenüberstand.
- Die so mit dem Metallgehäuse verschweißte Masseelektrode hat im allgemeinen aus einer Legierung auf Nickelbasis mit Si-, Cr-, Al- und Mn-Zusätzen bei bis zu 95% oder mehr Nikkel bestanden, welche über eine wärmeableitende (wärmeleitende) Eigenschaft sowie über eine Eigenschaft der Hitze- und Funkenerosionsbeständigkeit verfügt.
- Im Zuge der neuen Hochleistungsmotoren hat sich jedoch der Wunsch ergeben, eine Masseelektrode einzuführen, welche sich durch eine besonders überragende Wärmeableitungs- (Wärmeleitungs-)-Eigenschaft auszeichnet.
- In einem Versuch, dies zu erreichen, hat man vorgeschlagen, die Masseelektrode mit einem Kupferkern auszuführen, um eine gute Wärmeableitungs-(Wärmeleitungs-)-Eigenschaft zu erhalten. Aufgrund der relativ schwachen Festigkeit des Schweißabschnitts zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse, treten im Schweißabschnitt häufig Risse auf, wenn die Masseelektrode physikalisch zu ihrer endgültigen Konfiguration gebogen wird. Bei rissigem Schweißabschnitt verliert das Kupfer seine gute wärmeableitende Eigenschaft, was in einer begrenzten Betriebslebensdauer bei Verwendung in einem Verbrennungsmotor resultiert.
- Die EP-A-0358319 offenbart eine Zündkerze und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 9.
- Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zündkerze mit einer Masseelektrode bereitgestellt, deren hinteres Ende mittels Schweißen sicher mit einem Metallgehäuse der Zündkerze verbunden ist, wobei eine Funkenstrecke zwischen dem vorderen Ende der Masseelektrode und der Zündspitze einer Mittelelektrode ausgebildet ist, die durch einen Isolator konzentrisch in dem Metallgehäuse angeordnet ist, wobei die Masseelektrode folgendes umfaßt:
- einen mittleren Kern, der aus Kupfer besteht, um für Wärmeleitung zu sorgen, wobei der mittlere Kern mit einem hitze- und funkenerosionsbeständigem Metall ummantelt ist;
- dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode des weiteren einen innersten Kern umfaßt, der vom mittleren Kern umhüllt wird, wobei der innerste Kern aus einem Metall besteht, das mit dem Metall des Metallgehäuses verschweißbar ist, und das hintere Ende des innersten Kerns mit dem Metallgehäuse verschweißt ist, so daß ein Schweißabschnitt zwischen dem Metallgehäuse und der Masseelektrode verstärkt wird.
- Es wird somit eine Masseelektrode für eine Zündkerze bereitgestellt, welche in der Lage ist, eine gute Wärmeableitungseigenschaft aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine starke Befestigung zwischen einer Masseelektrode und einem Metallgehäuse zu bieten, um eine längere Betriebslebensdauer sicherzustellen.
- Vorzugsweise endet das vordere Ende des innersten Kerns kurz vor dem vorderen Ende des mittleren Kerns, um eine wärmeableitende Eigenschaft aufrechtzuerhalten.
- Des weiteren hat der innerste Kern vorzugsweise einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen dem des den mittleren Kern umgebenden Metalls entspricht, und eine axiale Länge, die der des mittleren Kerns ähnlich ist. Dieser Aufbau trägt dazu bei, Wärmespannungen zwischen dem innersten Kern, dem mittleren Kern und dem Metallmantel des mittleren Kerns abzubauen und dadurch eine vorgegebene Funkenstrecke zwischen den Elektroden aufrechtzuerhalten.
- Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Masseelektrode einer Zündkerze bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfaßt:
- Bereitstellen eines wärmeleitenden mittleren Kerns und Ummanteln des leitenden mittleren Kerns mit einem hitze- und funkenerosionsbeständigen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren des weiteren den Schritt der Bereitstellung eines schweißbaren innersten Kerns umfaßt, der im wesentlichen axial vom hinteren Ende der Masseelektrode ausgeht, um einen Schweißabschnitt zwischen dem hinteren Ende der Masseelektrode und einem Metallgehäuse der Zündkerze zu verstärken.
- Mit diesem Verfahren kann die Masseelektrode durch die folgenden Schritte hergestellt werden:
- Pressen eines länglichen Streifens, der als innerster Kern dient, in eine axiale Bohrung, die in einem aus Kupfer bestehenden Metallzylinder ausgebildet ist, um einen ersten Körper zu bilden;
- Pressen des ersten Körpers in ein becherförmiges Metallstück, um einen zweiten Körper zu bilden;
- Pressen des zweiten Körpers in ein in einer Düse vorgesehenes kreisrundes Loch, um den zweiten Körper zu einer langgestreckten Stange zu extrudieren;
- Entfernen eines Endabschnitts von der langgestreckten Stange;
- Pressen der langgestreckten Stange in ein in einer rechtekkigen Düse vorgesehenes rechteckiges Loch, um die langgestreckte Stange zu einer rechteckigen Stange zu extrudieren;
- Abschneiden eines hinteren Abschnitts der rechteckigen Stange, so daß das hintere Ende des innersten Kerns bündig mit dem des äußeren Metalls und des mittleren Kerns ist; und
- Wärmebehandlung bzw. Glühen der rechteckigen Stange.
- Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die nur beispielhafte nachfolgende Beschreibung verwiesen, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird; es zeigen:
- Fig. 1 einen Teilschnitt einer Seitenansicht eines Teils einer ersten Ausführungsform einer Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2a einen Querschnitt entlang der Linie IIa-IIa von Fig. 1;
- Fig. 2b einen Querschnitt entlang der Linie IIb-IIb von Fig. 1;
- Fig. 3 bis 9 schematische Ansichten der Schritte eines Herstellungsverfahrens für die Masseelektrode von Fig. 1;
- Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht der Masseelektrode von Fig. 1 vor der Formung zu ihrer endgültigen Form;
- Fig. 11 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der axialen Länge des innersten Kerns und der Temperatur der Zündspitze der Mittelelektrode von Fig. 1;
- Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur der Zündspitze der Mittelelektrode und dem Querschnittsverhältnis des mittleren Kerns zur Masseelektrode von Fig. 1;
- Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Zugfestigkeit und dem Querschnittsverhältnis des mittleren Kerns zur Masseelektrode von Fig. 1;
- Fig. 14 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1, welche eine zweite Ausführungsform einer Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Fig. 15 einen Querschnitt entlang der Linie XV-XV von Fig. 14;
- Fig. 16 bis 21 Ansichten ähnlich der von Fig. 3 bis 9, welche jedoch ein Verfahren zur Herstellung der Masseelektrode von Fig. 14 darstellen;
- Fig. 22 eine graphische Darstellung ähnlich der von Fig. 12, welche sich jedoch auf die Zündkerze von Fig. 14 bezieht;
- Fig. 23 eine graphische Darstellung ähnlich der von Fig. 13, welche sich jedoch auf die Zündkerze von Fig. 14 bezieht; und
- Fig. 24 und 25 schematische Ansichten der Schritte eines Herstellungsverfahrens für eine modifizierte Version der Masseelektrode von Fig. 14.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 1, welche eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt, kennzeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zündkerze, welche eine konzentrisch in einem zylindrischen Metallgehäuse 4 durch einen rohrförmigen Isolator 3 angeordnete Mittelelektrode 2 besitzt. Die Mittelelektrode 2 besteht aus einem Verbundmetall, welches einen mit einer Legierung auf Nickelbasis ummantelten bzw. plattierten Kupferkern umfaßt und mit einem Hochspannungskabel (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Isolator 3 besteht aus einem Keramikmaterial mit Aluminiumoxid als Hauptbestandteil und hält die Mittelelektrode 2 sicher in ihrer Position. Das Metallgehäuse 4 besteht aus einem Metall auf Eisenbasis, und seine Außenfläche weist ein für die Aufnahme der Zündkerze im Motorblock eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) geeignetes Außengewinde auf.
- Die Masseelektrode 5 hat eine längliche Form und ist mit ihren hinteren Ende durch Schweißen sicher mit einem vorderen Ende des Metallgehäuses 4 verbunden. Ein vorderer Abschnitt der Masseelektrode 5 ist physikalisch zu einer im wesentlichen L-förmigen Konfiguration gebogen, so daß er einer Zündspitze 2a der Mittelelektrode 2 über eine Funkenstrecke (1) gegenübersteht. Die Masseelektrode 5 hat einen aus Kupfer bestehenden mittleren Kern 6, um eine wärmeableitende (wärmeleitende) Eigenschaft zu erhalten, und ist mit einem äußeren Metall 7 plattiert, welches aus reinem Nickel (Ni), einer Legierung auf Nickelbasis oder aus Inconel (Ni-Legierung mit Cr und Fe) besteht, welches jeweils fest mit dem Metallgehäuse 4 verschweißt ist und gleichzeitig gute Hitze- und Erosionsbeständigkeitseigenschaften bereitstellt. Ein innerster Kern 8 wird vom mittleren Kern 6 ummantelt und besteht aus reinem Nickel, einer Legierung auf Nickelbasis oder aus reinem Eisen, wobei jedes dieser Metalle jeweils fest mit dem Metallgehäuse 4 verschweißt ist. Das äußere Metall 7 liegt im Einsatz im allgemeinen unmittelbar frei gegenüber einem Brennraum (Ch) und einer Funkenentladung. Das hintere Ende des innersten Kerns 8 endet am hinteren Ende des mittleren Kerns 6 und ist bündig mit dem Ende des äußeren Metalls 7. Das vordere Ende des innersten Kerns 8 endet deutlich vor dem vorderen Ende des mittleren Kerns 6. Die axiale Länge des innersten Kerns 8 kann beispielsweise ein Fünftel derjenigen der Masseelektrode 5 betragen, die eine Länge von etwa 15 mm haben kann.
- Bei diesem Beispiel sind die hinteren Enden des innersten Kerns 8 und des äußeren Metalls 7 unmittelbar mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses 4 verschweißt, wenn das hintere Ende der Masseelektrode 5 durch Schweißen sicher mit dem Metallgehäuse 4 verbunden ist. Die Querschnittsfläche des innersten Kerns 8 beträgt 60% oder mehr von derjenigen des mittleren Kerns 6, wie in Fig. 2a dargestellt ist, während die Querschnittsfläche des mittleren Kerns 6, wie in Fig. 2b gezeigt, 40% oder weniger von derjenigen der Masseelektrode 5 beträgt.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 9, wird die Masseelektrode 5 wie folgt hergestellt:
- (i) Wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein länglicher Nickelstreifen 10, welcher als der innerste Kern 8 dient, so vorbereitet, daß er eine erheblich kürzere axiale Länge hat als ein Kupferzylinder 9. Der Zylinder 9 ist an seinem oberen Ende mit einem Flanschabschnitt 9a ausgeführt, der als Anschlag wirkt. Der längliche Streifen 10 wird in eine im Kupferzylinder 9 vorgesehene axiale Bohrung 9b gedrückt, um einen ersten Körper 11 zu bilden, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Zylinder 9 enthält einen Flanschabschnitt 9a an seinem oberen Ende, der als Anschlag wirkt.
- (ii) Der erste Körper 11 wird in einen Hohlraum 12a eines becherförmigen Stücks 12 aus einer Nickellegierung gedrückt, bis der Flanschabschnitt 9a das obere Ende des becherförmigen Stücks 12 aus Nickellegierung erreicht, um einen zweiten Körper 13 zu bilden, wie in Fig. 5 gezeigt.
- (iii) Der zweite Körper 13 wird in ein in einer kreisrunden Düse 14 vorgesehenes kreisrundes Loch gedrückt, um den zweiten Körper zu einer langgestreckten Stange 15 mit kreisförmigem Querschnitt zu extrudieren, wie in Fig. 6 gezeigt.
- (iv) Ein an der langgestreckten Stange 15 vorgesehener Flanschkopf 16 wird von der langgestreckten Stange 15 entfernt, wie in Fig. 7 gezeigt.
- (v) Die langgestreckte Stange 15 wird in ein in einer rechteckigen Düse 17 vorgesehenes rechteckiges Loch gedrückt, um die langgestreckte Stange 15 zu einer rechteckigen Stange 18 mit rechteckigem Profil zu extrudieren, wie in Fig. 8 gezeigt.
- (vi) Ein hinterer Abschnitt 18a der rechteckigen Stange 18 wird dann so abgeschnitten, daß das hintere Ende des innersten Kerns 8 bündig mit demjenigen des äußeren Metalls 7 ist, und der mittlere Kern 6 und die rechteckige Stange 18 werden dann wärmebehandelt bzw. geglüht, um die Masseelektrode 5 zu formen, wie in Fig. 9 dargestellt.
- Unter Verwendung der in Fig. 10 dargestellten Masseelektrode 5 wurde ein erstes Experiment durchgeführt, um festzustellen, wie die axiale Länge (a) des innersten Kerns 8 die wärmeableitende (wärmeleitende) Wirkung der in Fig. 2a dargestellten Masseelektrode 5 beeinflußt. Das mit diesem ersten Experiment erhaltene Ergebnis ist in Fig. 11 dargestellt. Dieses zeigt, daß sich die wärmeableitende Wirkung mit einer Abnahme der axialen Länge (a) des innersten Kerns 8 verbessert.
- Ein zweites Experiment wurde durchgeführt, um festzustellen, wie das Querschnittsverhältnis zwischen dem mittleren Kern 6 und der Masseelektrode 5 die wärmeableitende Wirkung der in Fig. 2b dargestellten Masseelektrode 5 beeinflußt. Das bei dem zweiten Experiment erhaltene Ergebnis ist in Fig. 12 dargestellt. Dieses zeigt, daß man eine befriedigende Wärmeableitung erhält, wenn das Querschnittsverhältnis 20% oder mehr beträgt.
- Bei konstantem Querschnitt des innersten Kerns 8 wurde ein drittes Experiment durchgeführt, um festzustellen, wie das Querschnittsverhältnis zwischen dem mittleren Kern 6 und der Masseelektrode 5 die Zugfestigkeit des Schweißabschnitts zwischen dem Metallgehäuse 4 und der Masseelektrode 5 beeinflußt. Das bei dem dritten Experiment erhaltene Ergebnis ist in Fig. 13 dargestellt. Dieses zeigt, daß man eine befriedigende Zugfestigkeit erhält, wenn das Querschnittsverhältnis 40% oder weniger beträgt.
- Wie aus diesen drei Experimenten ersichtlich ist, ist es möglich, eine gute wärmeableitende Wirkung der Masseelektrode 5 zu erzielen, wenn der innerste Kern 8 kurz vor dem vorderen Ende des mittleren Kerns 6 endet, und die Masseelektrode 5 fest mit dem Metallgehäuse 4 zu verbinden, indem das äußere Metall 7 und der innerste Kern 8 gleichzeitig mit dem Metallgehäuse 4 verschweißt werden. Da die Masseelektrode 5 des weiteren durch teilweise gleiche Fertigungsprozesse hergestellt wird wie die Mittelelektrode 2, trägt dies zu einer Reduzierung der Fertigungskosten bei.
- Die Fig. 14 und 15 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung. Identische Bezugszeichen in Fig. 14 und 15 kennzeichnen ähnliche Teile wie diejenigen der Zündkerze in den Fig. 1, 2a und 2b der vorliegenden Erfindung. In der zweiten Ausführungsform der Erfindung besitzt der innerste Kern 8 einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das äußere Metall 7, während er eine ähnliche axiale Länge wie der mittlere Kern 6 aufweist. Dieser Aufbau trägt dazu bei, Wärmespannungen zwischen dem innersten Kern 8, dem mittleren Kern 6 und dem äußeren Metall 7 abzubauen und verhindert weitgehend eine ungünstige Verformung der Masseelektrode 5, wodurch die Funkenstrecke (1) als der gewünschte Abstand aufrechterhalten wird. In diesem Fall beträgt die Querschnittsfläche des mittleren Kerns 6 zwischen 20% und 50% von derjenigen der Masseelektrode 5.
- Die gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung aufgebaute Masseelektrode 5 wird wie folgt hergestellt:
- (i) Es wird ein länglicher Nickelstreifen 106 hergestellt, welcher als innerster Kern 8 dient. Seine axiale Länge ist im wesentlichen gleich derjenigen eines Kupferrohres 104. Der Nickelstreifen 106 wird in das Kupferrohr 104 gedrückt, welches mit einem als Anschlag dienenden äußeren Flanschabschnitt 109a versehen ist, um einen plattierten Draht 109 herzustellen, wie in Fig. 16 gezeigt.
- (ii) Der plattierte Draht 109 wird in einen hohlen Abschnitt 110a eines becherförmigen Stücks 110 aus Nickellegierung gedrückt, bis der äußere Flanschabschnitt 109a ein oberes Ende des becherförmigen Stücks 110 aus Nickellegierung erreicht, um einen Verbundkörper 111 herzustellen, wie in Fig. 17 gezeigt.
- (iii) Der Verbundkörper 111 wird in ein in einer kreisrunden Düse 112 vorgesehenes kreisrundes Loch gedrückt, um den Verbundkörper 111 zu einer langgestreckten Stange 113 mit kreisförmigem Querschnitt zu extrudieren, wie in Fig. 18 gezeigt.
- (iv) Ein während des Extrudierens an der langgestreckten Stange 113 einstückig ausgebildeter Flanschkopf 114 wird von der langgestreckten Stange 113 entfernt, wie in Fig. 19 gezeigt.
- (v) Die langgestreckte Stange 113 wird in ein in einer rechteckigen Düse 115 vorgesehenes rechteckiges Loch gedrückt, um die langgestreckte Stange 113 in Form einer rechteckigen Stange 116 mit rechteckigem Profil zu extrudieren, wie in Fig. 20 gezeigt.
- (vi) Ein hinterer Abschnitt 116a der rechteckigen Stange 116 wird dann so abgeschnitten, daß das hintere Ende der rechteckigen Stange 116 bündig mit demjenigen des äußeren Metalls 7, des mittleren Kerns 6 und des innersten Kerns 8 ist, wie in Fig. 21 gezeigt. Die rechteckige Stange 116 wird dann wärmebehandelt bzw. geglüht, um die Masseelektrode 5 zu formen.
- Ein erstes Experiment wurde durchgeführt, um festzustellen, wie das Querschnittsverhältnis zwischen dem mittleren Kern 6 und der Masseelektrode 5 die wärmeableitende Wirkung der Masseelektrode 5 beeinflußt. Das mit dem ersten Experiment erhaltene Ergebnis ist in Fig. 22 dargestellt. Dieses zeigt, daß man eine befriedigende Wärmeableitung erhält, wenn das Querschnittsverhältnis 20% oder mehr beträgt.
- Ein zweites Experiment wurde durchgeführt, um festzustellen, wie das Querschnittsverhältnis zwischen dem mittleren Kern 6 und der Masseelektrode 5 die Zugfestigkeit des Schweißabschnitts zwischen dem Metallgehäuse 4 und der Masseelektrode 5 beeinflußt. Das mit dem zweiten Experiment erhaltene Ergebnis ist in Fig. 23 dargestellt. Dieses zeigt, daß man eine befriedigende Zugfestigkeit erhält, wenn das Querschnittsverhältnis 50% oder weniger beträgt.
- In den beiden Experimenten befand sich der mittlere Kern 6 zwischen dem äußeren Metall 7 und dem innersten Kern 8, die beide denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Dieser Aufbau schützt die Masseelektrode 5 gegen ungünstige Verformung, wenn sie zum Brennraum (Ch) des Verbrennungsmotors freiliegt.
- Weiterhin zeigen die Experimente, daß ein Querschnittsverhältnis zwischen dem mittleren Kern 6 und der Masseelektrode 5 im Bereich von 20% bis 50% eine befriedigende Wärmeableitungswirkung der Masseelektrode 5 sowie eine Schweißverbindung geeigneter Festigkeit zwischen dem Metallgehäuse 4 und der Masseelektrode 5 ergibt.
- Die Fig. 24 und 25 zeigen eine Modifikation des Herstellungsverfahrens der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Ein als mittlerer Kern 6 dienendes Kupferrohr 207 hat im Gegensatz zu der zweiten Ausführungsform der Erfindung keinen Flanschabschnitt. Ein länglicher Nickelstreifen 208 wird in das Kupferrohr 207 gedrückt, um einen plattierten Draht 217 zu erhalten. Der plattierte Draht 217 wird dann in einen hohlen Abschnitt 210a eines Bechers 210 aus Nikkellegierung gedrückt, um einen Verbundkörper 211 herzustellen, wie in Fig. 25 gezeigt. Die nach der Herstellung des Verbundkörpers 211 durchgeführten Verfahren sind identisch mit den im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit Fig. 18 bis 21 erwähnten Verfahren.
- In diesem Fall kann der Becher 210 aus Kupfer bestehen, und statt des plattierten Drahtes 217 kann reines Nickel verwendet werden.
- Es sei darauf verwiesen, daß eine Vielzahl von Masseelektroden anstatt einer einzelnen Masseelektrode vorgesehen werden kann.
- Des weiteren sei darauf hingewiesen, daß die Masseelektrode zu einer C-förmigen anstatt zu einer L-förmigen Konfiguration gebogen werden kann.
- Selbstverständlich kann eine Masseelektrode des geraden Typs verwendet werden, und die Masseelektrode kann so geneigt sein, daß sie dem Umfang der Mittelelektrode gegenübersteht.
Claims (11)
1. Zündkerze mit einer Masseelektrode (5), deren
hinteres Ende sicher mit einem Metallgehäuse (4) der Zündkerze
durch Schweißen verbunden ist, wobei eine Funkenstrecke (1)
zwischen dem vorderen Ende der Masseelektrode (5) und der
Zündspitze einer Mittelelektrode (2) ausgebildet ist, die
in einem Isolator (3) konzentrisch in dem Metallgehäuse (4)
angeordnet ist, wobei die Masseelektrode (5) folgendes
umfaßt:
einen mittleren Kern (6), der aus Kupfer besteht, um für
Wärmeleitung zu sorgen, wobei der mittlere Kern mit einem
hitze- und funkenerosionsbeständigen Metall (7) ummantelt
ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (5) des
weiteren einen innersten Kern (8) umfaßt, der von dem
mittleren Kern (6) umhüllt wird, wobei der innerste Kern (8) aus
einem Metall besteht, das mit dem Metall des Metallgehäuses
(4) verschweißt werden kann, und das hintere Ende des
innersten Kerns (8) mit dem Metallgehäuse (4) verschweißt
ist, so daß ein Schweißabschnitt zwischen dem Metallgehäuse
(4) und der Masseelektrode (5) verstärkt wird.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, bei der das hintere Ende
des innersten Kerns (8) bündig mit dem des mittleren Kerns
(6) endet.
3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der
das vordere Ende des innersten Kerns (8) kurz vor dem
vorderen Ende des mittleren Kerns (6) endet.
4. Zündkerze nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der
die axiale Länge des innersten Kerns (8) im wesentlichen
der des mittleren Kerns (6) entspricht.
5. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der der innerste Kern (8) einen
Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der im wesentlichen dem des den mittleren
Kern (6) umgebenden Metalls (7) entspricht.
6. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Querschnittsfläche des mittleren Kerns (6) im
Bereich von 20% bis 40% der Querschnittsfläche der
Masseelektrode (5) liegt.
7. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der der innerste Kern (8) aus reinem Nickel, einer
Nikkellegierung oder aus reinem Eisen besteht.
8. Verfahren zur Herstellung einer verstärkten
Masseelektrode (5) einer Zündkerze, umfassend die folgenden
Schritte: Bereitstellen eines wärmeleitenden mittleren
Kerns (6) und Ummanteln des wärmeleitenden mittleren Kerns
(6) mit wärme- und funkenerosionsbeständigen Metall (7),
dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahren des weiteren
ein verschweißbarer innerster Kern (8) bereitgestellt wird,
der im wesentlichen axial vom hinteren Ende der
Masseelektrode (5) ausgeht, um einen Schweißabschnitt zwischen dem
hinteren Ende der Masseelektrode (5) und einem
Metallgehäuse (4) der Zündkerze zu verstärken.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die
Masseelektrode durch folgende Schritte hergestellt wird:
ein langgestreckter Streifen (10, 106, 208), der als
innerster Kern dient, wird in eine axiale Bohrung (9b) gedrückt,
die in einem aus Kupfer bestehenden Metallzylinder (9, 104,
207) ausgebildet ist, um einen ersten Körper (11, 109) zu
bilden;
der erste Körper (11, 109) wird in ein becherförmiges
Metallstück (12, 110, 210) gedrückt, um einen zweiten Körper
(13, 111, 211) zu bilden;
der zweite Körper (13, 111, 211) wird in ein in einer Düse
(14, 112) ausgebildetes kreisrundes Loch gedrückt, um den
zweiten Körper zu einer langgestreckten Stange (15, 113) zu
extrudieren;
ein Endabschnitt (16, 114) wird von der langgestreckten
Stange (15, 113) entfernt;
die langgestreckte Stange (15, 113) wird in ein in einer
rechteckigen Düse (17, 115) ausgebildetes rechteckiges Loch
gedrückt, um die langgestreckte Stange zu einer
rechteckigen Stange (18, 116) zu extrudieren;
ein hinterer Abschnitt (18a, 116a) der rechteckigen Stange
(18, 116) wird abgeschnitten, so daß das hintere Ende des
innersten Kerns bündig mit dem des äußersten Metalls (7)
und dem mittleren Kern (6) ist; und
die rechteckige Stange (18, 116) wird wärmebehandelt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem ein erstes Ende
des Metallzylinders (9, 104) einen Flanschabschnitt (9,
109a) besitzt, der als Anschlag dient, und der erste Körper
(11, 109) in ein becherförmiges Metallstück (12, 110)
gedrückt wird, bis der Flanschabschnitt das obere Ende des
becherförmigen Metallstückes erreicht, und bei dem
anschließend der den Flanschabschnitt (9a, 109a) aufweisende
Endabschnitt (16, 114) entfernt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem
die axiale Bohrung (9b) zwei Durchmesser besitzt, wodurch
eine obere Ausnehmung entsteht.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2238225A JPH0648631B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 点火栓の外側電極の製造方法 |
JP23822490A JPH0648630B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 点火栓の外側電極およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69102957D1 DE69102957D1 (de) | 1994-08-25 |
DE69102957T2 true DE69102957T2 (de) | 1994-11-03 |
Family
ID=26533587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69102957T Expired - Fee Related DE69102957T2 (de) | 1990-09-07 | 1991-07-25 | Massenelektrode für Zündkerze und ihr Herstellungsverfahren. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5210457A (de) |
EP (1) | EP0474351B1 (de) |
DE (1) | DE69102957T2 (de) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5866973A (en) * | 1991-04-30 | 1999-02-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having a platinum tip on an outer electrode |
JP3226294B2 (ja) * | 1991-06-13 | 2001-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US5760532A (en) * | 1991-12-26 | 1998-06-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sintered ceramic body for a spark plug |
DE4203251A1 (de) * | 1992-02-05 | 1993-08-12 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Zuendkerze |
JP2853108B2 (ja) * | 1992-06-17 | 1999-02-03 | 日本特殊陶業 株式会社 | スパークプラグ |
DE69323192T2 (de) * | 1993-08-02 | 1999-06-17 | Cooper Automotive Products, Inc. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Houston, Tex. | Zündkerzenelektroden |
DE9312864U1 (de) * | 1993-08-27 | 1994-12-22 | Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart | Fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode |
DE4424789B4 (de) * | 1993-08-27 | 2006-12-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer fließgepreßten, als Verbundkörper ausgebildeten Elektrode |
US5530313A (en) * | 1994-10-24 | 1996-06-25 | General Motors Corporation | Spark plug with copper cored ground electrode and a process of welding the electrode to a spark plug shell |
US5675209A (en) * | 1995-06-19 | 1997-10-07 | Hoskins Manufacturing Company | Electrode material for a spark plug |
JP4283347B2 (ja) * | 1997-11-20 | 2009-06-24 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US6320302B1 (en) | 1999-01-11 | 2001-11-20 | Honeywell International Inc. | Copper core side wire to carbon steel shell weld and method for manufacturing |
US6326719B1 (en) * | 1999-06-16 | 2001-12-04 | Alliedsignal Inc. | Spark plug shell having a bimetallic ground electrode spark plug incorporating the shell, and method of making same |
JP4419327B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-02-24 | 株式会社デンソー | 内燃機関用スパークプラグ及びその製造方法 |
JP2002343533A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-11-29 | Denso Corp | 内燃機関用スパークプラグ |
DE10129040A1 (de) * | 2001-06-15 | 2003-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze |
JP2005228562A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Denso Corp | スパークプラグ |
KR100701570B1 (ko) | 2005-09-30 | 2007-03-29 | 주식회사 세림테크 | 내연기관용 점화 플러그의 전극 구조 및 전극 제조방법 |
EP1837964B1 (de) | 2006-03-20 | 2014-02-12 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Zündkerze für einen Verbrennungsmotor |
JP4700638B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-06-15 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関用スパークプラグ |
JP4414457B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2010-02-10 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
JP4829329B2 (ja) * | 2008-09-02 | 2011-12-07 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
JP4939642B2 (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-30 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US8482188B1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-07-09 | Federal-Mogul Ignition Company | Spark plug electrode with nanocarbon enhanced copper core |
US9083156B2 (en) | 2013-02-15 | 2015-07-14 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode core material for spark plugs |
WO2020223413A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Federal-Mogul Ignition Llc | Spark plug electrode and method of manufacturing same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2614274C3 (de) * | 1976-04-02 | 1980-06-19 | Beru-Werk Albert Ruprecht Gmbh & Co Kg, 7140 Ludwigsburg | Hochspannungszundkerze |
DE8907188U1 (de) * | 1988-06-16 | 1989-10-12 | Champion Spark Plug Europe S.A., Binche, Peronnes | Zündkerze für Brennkraftmaschine |
US4931686A (en) * | 1988-09-06 | 1990-06-05 | General Motors Corporation | Copper core side electrode spark plug shell |
JPH0295085A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Sony Corp | ビデオカメラ |
-
1991
- 1991-06-12 US US07/714,270 patent/US5210457A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-25 DE DE69102957T patent/DE69102957T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-25 EP EP91306771A patent/EP0474351B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0474351A1 (de) | 1992-03-11 |
US5210457A (en) | 1993-05-11 |
EP0474351B1 (de) | 1994-07-20 |
DE69102957D1 (de) | 1994-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69102957T2 (de) | Massenelektrode für Zündkerze und ihr Herstellungsverfahren. | |
DE60100323T2 (de) | Zündkerze für Verbrennungsmotoren und ihr Herstellungsverfahren | |
DE69016542T2 (de) | Zündkerze. | |
DE69218731T2 (de) | Herstellungsverfahren der Mittelelektrode einer Zündkerze | |
DE69400173T2 (de) | Zündkerze für Verbrennungsmotor und ihr Herstellungsverfahren | |
DE102007012368B4 (de) | Zündkerze für einen Verbrennungsmotor | |
DE19925672B4 (de) | Zündkerze | |
DE3340359C2 (de) | ||
DE10205078A1 (de) | Zündkerzenaufbau mit höherer Haltbarkeit und höherem Kraftstoffzündvermögen | |
DE10249408B4 (de) | Glühkerze und entsprechendes Herstellungsverfahren | |
DE102010014325B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze und dadurch hergestellte Zündkerze | |
DE102005006393A1 (de) | Zündkerze mit hochgradig fester und hitzebeständiger Masseelektrode | |
DE102014109057B4 (de) | Zündkerze | |
DE3607243A1 (de) | Mittelelektrode fuer eine zuendkerze und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE69306499T2 (de) | Herstellungsverfahren für Zündkerze | |
DE60038297T2 (de) | Zündkerze mit verschleissfestem elektrodentip aus ko-extrudiertem kompositmaterial und ihr herstellungsverfahren | |
DE112017007278T5 (de) | Zündkerze | |
DE10122938A1 (de) | Zündkerze und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3802233C2 (de) | ||
DE68908750T2 (de) | Kabelendstück. | |
DE69205251T2 (de) | Zündkerze und sein Herstellungsverfahren. | |
DE10238314A1 (de) | Zündkerze mit hoher Oxidationsbeständigkeit und Schweißnahtfestigkeit und Herstellungsverfahren dafür | |
EP1158632B1 (de) | Mittelektrode mit Edelmetallarmierung | |
DE68909154T2 (de) | Zündkerzenkörper mit einer Massenelektrode mit Kupferseele. | |
DE69323192T2 (de) | Zündkerzenelektroden |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |