CN103828151A - 具有侧面安装的火花塞搭铁电极的火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火花塞，其包括中心电极（3）、火花塞搭铁电极（2）以及贵金属衬件（31），所述火花塞搭铁电极在侧面安装在所述中心电极（3）上；所述贵金属衬件布置在所述中心电极（3）上，其中所述贵金属衬件（31）布置在设置在所述中心电极（3）的基础材料（30）中的空隙（5）中并且材料配合地与所述中心电极（3）的基础材料（30）连接；其中所述贵金属衬件（31）以表面（33）指向侧面安装的火花塞搭铁电极（2）。

Description

具有侧面安装的火花塞搭铁电极的火花塞

技术领域

本发明涉及一种具有侧面安装的火花塞搭铁电极和带有贵金属衬件的中心电极的火花塞。

背景技术

由现有技术已知不同设计方案的火花塞。由于尤其作用到电极上的电学的和物理学的力，电极与其他构件相比承受了提高的磨损。为了减小所述磨损，于是通常将由贵金属制成的销安放到电极上。例如由文献DE 102007042790 A1已知一种具有侧面安装的火花塞搭铁电极的火花塞。这种具有侧面安装的火花塞搭铁电极的火花塞相对于同样已知的、带有顶盖式电极的火花塞具有以下优点，即由于与顶盖式电极相比更短的电极长度能够进行更好的发火并且降低了火花塞搭铁电极温度。当然，在火花塞搭铁电极和中心电极上使用贵金属销是非常昂贵的。因此所期望的是，火花塞具有减小的贵金属份额。

发明内容

根据本发明的、具有权利要求1所述特征的火花塞相对于此具有以下优点：与现有技术相比能够显著地减少贵金属或者金属合金的需求量。由此根据本发明的火花塞能够明显更加成本低廉地进行制造，而不会因此减少其使用寿命。这根据本发明通过以下方式来实现：所述火花塞具有侧面安装的火花塞搭铁电极和带有贵金属衬件的中心电极。对此，所述贵金属衬件在中心电极的基础材料中布置在设置在中心电极中的空隙中。所述贵金属衬件在此如此布置在中心电极的外圆周上，从而使得贵金属衬件以一表面指向火花塞搭铁电极。因此能够通过指向火花塞搭铁电极的贵金属衬件来减小中心电极的磨损，而在此并不需要大量的贵金属。所述贵金属衬件在此能够完全由贵金属制成或者也能够由包含贵金属的合金制成。基础材料优选是成本低廉的镍合金。所述贵金属衬件在此材料配合地与基础材料连接，并且如此布置在中心电极中，从而使得所述贵金属衬件指向火花塞搭铁电极，以便在所述贵金属衬件与火花塞搭铁电极之间进行火花放电。在所述火花塞搭铁电极上优选也布置有优选形式为销的贵金属。

从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。

为了提供火花塞的非常高的疲劳强度，优选火花塞搭铁电极的指向中心电极的端面的投影完全投射在所述贵金属衬件上。这确保了，所述火花放电发生在中心电极的包含贵金属的电极表面上。

进一步优选地，在中心电极中的空隙是平行于中心电极的中轴线延伸的槽。特别优选地，所述空隙是冲压到中心电极中的槽。进一步优选地，所述槽在焊接过程之前具有截面为弧形的形状。

根据本发明的另一种优选的设计方案，所述中心电极在指向火花塞搭铁电极的侧面上具有一回弹部。在此，所述贵金属衬件布置在中心电极的回弹部上。所述回弹部通过基本上平坦的、指向火花塞搭铁电极的平面来提供，所述空隙设置在所述平面中。特别优选的是，在所述回弹部上朝向两个侧面沿贵金属衬件的圆周方向存在由基础材料制成的第一区域和第二区域。由此能够增大中心电极的磨损面，因为除了所述贵金属衬件的表面之外也能够考虑将基础电极材料作为磨损面，所述磨损面朝向贵金属衬件的两个侧面布置。另一个优点由相对于火花塞搭铁电极的、垂直于中心电极的纵轴线的、增大的侧面覆盖公差得出。

进一步优选地，在贵金属衬件与中心电极的基础材料之间构造焊接连接部。所述焊接连接部优选借助激光制造。

优选地，所述贵金属衬件从表面朝向中心电极的中轴线的最大深度小于或者等于贵金属衬件的、指向火花塞搭铁电极的自由放置的表面沿圆周方向的长度。这确保了，在中心电极中使用尽可能少量的贵金属。

此外，本发明涉及一种用于制造具有侧面安装的火花塞搭铁电极的火花塞的中心电极的方法。根据本发明在此实施以下步骤：提供由基础材料制成的、具有空隙的中心电极；将贵金属衬件布置在所述空隙中；并且借助激光形成贵金属衬件与基础材料的材料配合的连接部。贵金属衬件与基础材料的材料配合的连接部在此优选如此实现，从而所述贵金属衬件完全充满基础材料的空隙。优选地，所述激光在此在端侧直接对准贵金属衬件，以便制造所述材料配合的连接部。优选地，在此通过将贵金属与基础材料混合产生贵金属合金。替代地，所述激光在背面对准在中心电极上与贵金属衬件对置的背面。由此能够使得热量穿过基础材料进入到贵金属衬件与基础材料之间的连接区域中。由此尤其能够实现在基础材料上纯贵金属衬件的固定，从而使得所述贵金属衬件具有纯贵金属表面。

优选地，在基础材料中的空隙借助冲压步骤掏制到基础材料中。优选在此冲压出一槽。进一步优选地，柱状的贵金属线嵌入到所述空隙中，其中所述贵金属线具有从0.3mm到0.6mm、优选从mm0.45到0.55mm、并且特别优选大约0.5mm的直径。

所述贵金属衬件优选由铂和/或铱和/或铑和/或铼和/或这些元素的合金制成。

附图说明

接下来参照附图详细地描述本发明的优选的实施例。附图示出：

图1是根据本发明的第一实施例的火花塞的一部分的示意性的、部分剖开的视图；

图2是图1所示的火花塞的示意性的俯视图；

图3是根据本发明的第二实施例的火花塞的一部分的示意图；

图4是图3所示的火花塞的示意性的俯视图；并且

图5、6是用于制造具有贵金属衬件的中心电极的两种可选的制造方法的示意图。

具体实施方式

接下来参照图1和图2对根据本发明的第一种优选的实施例的火花塞1进行详细描述。

如图1所示的那样，所述火花塞1包括侧面安装的火花塞搭铁电极2、柱状的中心电极3和绝缘体4。在图中仅示出了火花塞对于本发明来说重要的那一部分。所述侧面安装的火花塞搭铁电极2包括贵金属销20，所述贵金属销垂直于火花塞的中轴线X-X对准中心电极3。

所述中心电极3包括基础材料30和贵金属衬件31，所述贵金属衬件布置在基础材料30中的空隙5中。尤其如图2所示的那样，如此设置所述贵金属衬件31，从而整个空隙5通过贵金属衬件31填充。此外所述贵金属衬件31具有表面33，所述表面根据中心电极3的外圆周形成。在此如此设置所述贵金属衬件31，从而使得火花塞搭铁电极2的端面21到贵金属衬件31的表面33的投影完全投射在贵金属衬件31的表面上。

此外，如图1所示，所述贵金属衬件31从中心电极的端侧面32出发平行于中轴线X-X延伸。

因此对于根据本发明的中心电极3来说，仅仅中心电极的一小部分必须由昂贵的贵金属或者贵金属合金制成。此外，在此贵金属衬件31的最大深度T小于贵金属衬件31的、相对于火花塞搭铁电极自由放置的表面33的圆周弧长。通过空隙5在此确保，在中心电极3与火花塞搭铁电极2之间的最短的连接部的区域中存在足够的材料厚度，从而包含贵金属的衬件具有足够的厚度，以便实现火花塞的较高的使用寿命。

贵金属衬件31沿中心电极的中轴线X-X的长度优选等于或者大于火花塞搭铁电极2的、指向中心电极的端侧面的直径。也就是说，当在所述火花塞搭铁电极上设置销或者类似部件时，所述贵金属衬件的长度大于或者等于销的直径。

所述贵金属衬件31在此借助激光材料配合地与中心电极3的基础材料30连接。在此，在图5和图6中示出两种可选的制造方法。在两种制造方法中，首先制造一截面为弧形的槽，因此截面为圆形的贵金属线8能够良好地布置到槽处，并且在所述槽与贵金属线之间不存在空气，以便预防形成缩孔（Lunkerbildung）。尤其将所述贵金属线冲压到槽中。在焊接过程中所述槽的形状会发生改变。

对于在图5中示出的制造方法来说，激光射束6从激光射束源7出发直接对准布置在空隙5中的贵金属线8。所述激光射束6在此沿侧面的定向对准所述贵金属线，之后侧面安装的火花塞搭铁电极2布置在其上。由此在贵金属线8与基础材料30之间形成快速而可靠的材料配合的连接部，其中贵金属线8的贵金属材料尤其也能够与基础材料30混合，从而在已经制造好的中心电极中所述贵金属衬件是贵金属合金。所述槽的形状在正面的焊接之后在截面中基本上是V形的。

对于在图6中示出的可选的制造方法来说，所述激光射束6从中心电极的背向于贵金属衬件的侧面出发指向中心电极3。由此穿过基础材料30形成在基础材料30与贵金属线8之间的材料配合的连接部。由此尤其能够避免在贵金属衬件31的表面33的区域中在基础材料30与贵金属电极的材料之间的混合。仅仅在用于基础材料30与贵金属衬件之间的材料配合的连接部的空隙5的区域中形成混合。因此，按照贵金属衬件31的期望的设计方案能够使用上述方法其中之一。

因此，根据本发明也能够通过选择方法来确定，是否应当将由纯贵金属制成的贵金属线8以纯的形式固定在中心电极3上（背面的激光焊接），或者是否应当将借助激光焊接制造的贵金属合金作为贵金属衬件31使用（直接的（正面）激光焊接）。

在图3和图4中详细示出了根据本发明的第二实施例的火花塞1。相同的或者说功能相同的部分利用与第一实施例中相同的附图标记来表示。

尤其如图4所示，所述中心电极3具有回弹部34。所述贵金属衬件31在此设置在所述回弹部34。此外如图4所示，所述贵金属衬件31在此在中间设置在回弹部34上。由此朝向贵金属衬件31的两个侧面沿圆周方向形成基础材料30的第一区域35和第二区域36，所述第一区域和第二区域朝向火花塞搭铁电极2自由放置。由此增大了在中心电极3上的磨损面，因为除了贵金属衬件31的表面33之外还提供回弹部34的第一区域和第二区域35、36作为磨损面使用。该实施例的另一优点在于，增大了相对于火花塞搭铁电极2的销20的、垂直于中心电极的纵轴线X-X的侧面覆盖公差。

Claims (14)

1.火花塞，其包括：

中心电极（3）；

火花塞搭铁电极（2），所述火花塞搭铁电极在侧面安装在所述中心电极（3）上；以及

贵金属衬件（31），所述贵金属衬件布置在所述中心电极（3）上，

其中所述贵金属衬件（31）布置在设置在所述中心电极（3）的基础材料（30）中的空隙（5）中并且材料配合地与所述中心电极（3）的基础材料（30）连接；并且

其中所述贵金属衬件（31）以表面（33）指向侧面安装的火花塞搭铁电极（2）。

2.按权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞搭铁电极（2）的指向所述中心电极（3）的端侧面（21）的投影完全投射在所述贵金属衬件（31）的表面（33）上。

3.按上述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，在所述中心电极（3）中的空隙（5）是平行于所述中心电极（3）的中轴线（X-X）延伸的槽。

4.按上述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述空隙（5）从所述中心电极（3）的端面（32）出发延伸。

5.按上述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述中心电极（3）在指向所述火花塞搭铁电极（2）的侧面上具有回弹部（34），其中所述贵金属衬件（31）布置在所述回弹部（34）上。

6.按权利要求5所述的火花塞，其特征在于，在所述回弹部（34）上朝向所述贵金属衬件（31）的两个侧面沿圆周方向分别设有一个由基础材料制成的区域（35、36），所述区域指向所述火花塞搭铁电极（2）。

7.按上述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于在所述贵金属衬件（31）与所述中心电极（3）的基础材料（30）之间的焊接连接部。

8.按上述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述贵金属衬件（31）的、从表面（33）朝向所述中心电极（3）的中轴线（X-X）的最大深度（T）小于或者等于所述贵金属衬件（31）的沿所述中心电极（3）的圆周方向自由放置的表面（33）的长度。

9.用于制造具有侧面安装的火花塞搭铁电极（2）的火花塞的中心电极（3）的方法，所述方法包括以下步骤：

提供由基础材料（30）制成的、具有空隙（5）的中心电极（3）；

将贵金属衬件布置在所述空隙（5）中；并且

在所述贵金属衬件与所述基础材料（30）之间借助激光制造材料配合的连接部。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述激光直接对准所述贵金属衬件，以便制造所述材料配合的连接部。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，通过直接的激光焊接形成由贵金属合金制成的贵金属衬件（31）。

12.按权利要求9所述的方法，其中所述激光在相对于所述贵金属衬件（31）来说背面的侧面上对准所述基础材料（30），并且进行所述贵金属衬件与所述基础材料的背面的焊接。

13.按权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述空隙（5）借助冲压掏制到所述中心电极（3）的基础材料（30）中。

14.按权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，一种基本上柱状的贵金属线嵌入到所述空隙（5）中。

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