CN107078468A - 火花塞和用于制造火花塞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有改善的中心电极的散热性能的火花塞（1）。根据本发明的火花塞（1）包括地电极（2）、中心电极（3）和陶瓷的绝缘体（7），所述绝缘体设定用于容纳中心电极（3）。中心电极（3）具有处于火花塞（1）的电联接区域（13）的方向上的中心电极头部（5），所述中心电极头部包括了端侧（10），所述端侧与布置在电联接区域（13）和中心电极头部（5）之间的、能够导电的连接元件（8）形成接触。中心电极头部（5）在其外周处至少以区段的方式与陶瓷的绝缘体（7）形成导热的接触，并且构成导热的接触区域（9）。

Description

火花塞和用于制造火花塞的方法

技术领域

本发明涉及一种具有在中心电极处减少的磨损的火花塞，以及简单能够施行的、用于制造火花塞的方法。

背景技术

由现有技术已知了以不同的设计方案的火花塞。WO 2012/105255 A 1说明了具有中心电极和地电极的火花塞。所述中心电极布置在绝缘体中。能够导电的材料制造了火花塞的中心电极和电联接区域之间的电连接。在这种情况下，能够导电的材料包围了中心电极的在电联接区域的方向上定向的中心电极头部，并且填充了中心电极头部和绝缘体之间的缝隙。能够导电的材料作为热的绝缘体起作用，并且阻止了或者说减少了由中心电极经过陶瓷的绝缘体至与火花塞壳体形成接触的、经冷却的气缸盖的散热。因此，这样的火花塞的磨损通过热的过载是高的。

发明内容

不同地，按照主权利要求的、根据本发明的火花塞的特征在于中心电极头部和陶瓷的绝缘体之间的非常好的导热。这点这样来获得：即中心电极头部在其外周处至少以区段的方式与陶瓷的绝缘体形成导热的接触，并且构成了导热的接触区域。换而言之，中心电极头部的外周的区段与陶瓷的绝缘体形成能够导热的接触，从而以大的速率进行了由中心电极头部至绝缘体上的热传递以及因此由中心电极的热导出。在这里发现了，能够导电的连接元件相比陶瓷的绝缘体具有更差的热的传导性，所述连接元件设置用于火花塞的中心电极头部和电联接区域的电连接。通过导热的接触区域，中心电极头部和绝缘体形成了非常好的热的连接，从而热传输能够非常好地进行。由中心电极头部至绝缘体上的热导出能够因此非常快速地以高的速率进行。通过非常好的散热减少了中心电极的磨损率。特别地，由朝向燃烧室的中心电极尖端至绝缘体上的热导出并且进一步至通常经冷却的气缸盖上的热导出得到改善，在所述中心电极尖端处以火花等离子为条件支配有最高的温度。中心电极的材料因此较不被过度使用，并且根据本发明的火花塞的使用寿命明显地提高。

从属权利要求指明了本发明优选的改型方案。

为了进一步改善由中心电极头部至绝缘体上的热导出，根据一个有利的改型方案设置的是，中心电极头部的整个外周与陶瓷的绝缘体构成了导热的接触区域。

导热能够这样来进一步地改善，即中心电极头部的外周与绝缘体形成直接的接触。换而言之这意味着，在中心电极头部和绝缘体之间不存在中间层，即既不存在能够导热的中间层也不存在空气层。同样在这个区域内不存在能够导电的连接元件。

进一步有利的是避免了中心电极头部和绝缘体之间的空气间隙。这优选地这样来获得，即在中心电极头部和绝缘体之间构造了压连接部。为了另外最小化通过对流流动的热传输损失，中心电极头部和绝缘体之间的导热的接触区域有利地气密地构造。

根据本发明的火花塞的散热性能能够在中心电极的尽可能小的总长度中有利地这样来提升：即，导热的接触区域在火花塞的轴向方向X-X上具有至少1 mm、并且优选地具有1. 5至4. 5 mm的长度L。

通过优化中心电极头部的长度和其直径的比例，并且特别地通过导热的接触区域处中心电极头部的直径D计为至少2 mm，并且特别地计为2至4 mm，散热性能能够通过导热的接触区域进一步提升。

导热的接触区域的长度L与导热的接触区域的直径D的比例L/D也同样有助于散热性能，所述比例优选地计为至少0. 75。

所述燃烧室的好的气密的密封，以及中心电极头部在绝缘体中的中心定位的支承并且因此向所有的侧部特别均匀地构造的高的散热性能有利地由此获得：即中心电极头部的直径大于朝向燃烧室的中心电极区段。另外，在中心电极头部和朝向燃烧室的中心电极区段之间的过渡区域内构造了肩部，所述肩部处于绝缘体上。由此中心电极的肩部也形成了与陶瓷的绝缘体的导热的接触。

优选地，中心电极的中心电极头部在其端侧处具有杯状的区域。在这种情况下，所述杯状的区域进一步优选地具有了环绕闭合的壁部。借此，在经减少的中心电极头部体积的情况下获得了特别大的外周，这有助于由中心电极头部至绝缘体上的热传输。

尤其优选地，中心电极头部构造为柱筒状的杯。由此能够以大的速率进行均匀的、向所有的侧部至绝缘体上的热导出。

一个另外的有利的改型方案的特征在于，中心电极头部在其外周的区域内具有多个锯齿形的凸起，所述外周位于导热的接触区域内。借此，导热的接触区域的表面积增大，从而热导出还能够更有效地进行。

同样地根据本发明也说明了用于制造火花塞的方法。接下来公开的方法特别适合用于制造上述说明的火花塞。通过标准工艺的组合，所述方法能够非常简单地在没有高的技术费用的情况中并且因此在花费上有利地施行。所述方法包括把中心电极加入到陶瓷的绝缘体的空腔中作为第一步骤，从而中心电极头部处于陶瓷的绝缘体的空腔中所构成的肩部上。特别地，中心电极头部的直径就此大于中心电极的朝向燃烧室的区段，所述区段布置在构造在绝缘体中的肩部之下。作为其它的步骤，实施中心电极与陶瓷的绝缘体的挤压。由此获得了，火花塞的燃烧室气密地相对燃烧室外部的区域密封。此外因而带来了中心电极头部与陶瓷的绝缘体的直接的接触，从而在一个另外的步骤中构成了中心电极头部的外周与陶瓷的绝缘体之间的导热的接触区域。通过所述方法，能够以技术上简单的方式制造火花塞，所述火花塞具有高的、由中心电极至陶瓷的绝缘体上，并且进一步至通常经冷却的气缸盖上的散热性能。所述方法因此能够在没有大的费用的情况中在花费上有利地施行。如此制造的火花塞的特征在于好的热的稳定性、低的中心电极的磨损率以及因此高的耐用性。

针对根据本发明的火花塞说明的优点、有利的效果和改型方案也在根据本发明的、用于制造火花塞的方法上得到应用。

在技术上以低的费用，有利地利用冲头实施挤压。在这种情况下，所述冲头优选地具有以下形式：其对应于待挤压的中心电极头部的阴模，从而能够执行同样的、用于中心电极在陶瓷的绝缘体中的中心定位的布置和紧固的力传递。

进一步有利地，所述方法包括把能够导电的连接元件加入到陶瓷的绝缘体的空腔中的步骤，从而中心电极头部与火花塞的电联接区域导电地连接。

有利地，紧接着例如在炉子中进行能够导电的连接元件的熔化，由此所述中心电极头部的导热的布置和紧固持久地固定。

附图说明

随后，本发明的实施例参考附加的附图详细地说明。图示：

图1是按照本发明的一种有利的改型方案的火花塞的局部剖视图并且

图2是来自图1的火花塞的区段的剖视图。

具体实施方式

正如从1中可见的那样，火花塞1包括地电极2和中心电极3。陶瓷的绝缘体7如此设置，即中心电极3以已知的方式稍微从绝缘体7突出。中心电极3由一种材料制造，当然也能够具有芯鞘型结构，例如具有由含有镍的材料的鞘和由含有铜的材料形成的芯，这改善了由朝向燃烧室的中心电极底座至绝缘体7上的热量运输。此外，在燃烧室侧能够设置贵金属销钉以用于产生火花等离子。

绝缘体7本身部分地由壳体6包围。附图标记13标识了火花塞1的电联接区域。由电联接区域13，经过联接销轴和例如由导电的玻璃制造的连接元件8设置了至中心电极3的能够导电的连接部。

中心电极3具有在能够导电的连接元件8的方向上布置的中心电极头部5。在这里，中心电极头部5的端侧10与能够导电的连接元件8形成接触。

中心电极头部5的直径大于朝向燃烧室的中心电极区段4的直径。在这里，在中心电极头部5和朝向燃烧室的中心电极区段4之间的过渡区域内，在中心电极头部5处构造有肩部12，所述肩部处于绝缘体7的相应构造的区段上。

中心电极头部5的外周与陶瓷的绝缘体7形成导热的接触，从而在中心电极头部5的外周和陶瓷的绝缘体7之间构造了导热的接触区域9。

导热的接触区域9在图2中具体地展示。按照在此所展示的有利的改型方案，中心电极头部5的整个外周与陶瓷的绝缘体7构成了导热的接触区域9。换言之，中心电极头部5的整个外周包括其肩部12与绝缘体7形成直接的接触，从而在这些构件之间既不设置空气间隙，也不如同在传统的火花塞中那样形成能够导电的连接元件8。

就此，在中心电极头部5和绝缘体7之间特别地构造了压连接部。由此也改善了中心电极头部5和绝缘体7之间的导热的接触区域9的气密性。

导热的接触区域9在火花塞1的轴向方向X-X上有利地具有至少1 mm，特别地具有1. 5至4. 5 mm的长度L，因为这样能够提供中心电极头部5和绝缘体7之间的特别大的热交换面。

此外有利的是，在所述导热的接触区域9处的中心电极头部5的直径D计为至少2mm，特别是计为2至4 mm，并且导热的接触区域9的长度L与导热的接触区域9的直径D的比例L/D至少是0. 75。通过比例L/D的变化，导热的接触区域9能够依据火花塞1的尺寸设置而增大至最大的大小。

中心电极头部5在其端侧10的方向上具有杯状的区域11，并且因此在能够导电的连接元件8的方向上具有经定向的凹的区域。借此，在经减小的中心电极头部体积的情况中，在能够导电的连接元件8的非常好的接触的情况下获得特别大的导热的接触区域9。此外，中心电极3因此形状配合的压入到绝缘体和能够导电的连接元件8中，由此中心电极3在陶瓷的绝缘体7中中心定位地稳定。

Claims (13)

1.一种火花塞，包括：

- 地电极（2），

- 中心电极（3）和

- 陶瓷的绝缘体（7），所述绝缘体设定用于容纳所述中心电极（3），

- 其中，所述中心电极（3）包括位于所述火花塞（1）的电联接区域（13）的方向上的中心电极头部（5），所述中心电极头部具有端侧（10），所述端侧与布置在所述电联接区域（13）和所述中心电极头部（5）之间的能够导电的连接元件（8）形成接触，并且

- 其中，所述中心电极头部（5）在其外周处至少以区段的方式与所述陶瓷的绝缘体（7）形成导热的接触并且构成导热的接触区域（9）。

2.按照权利要求1所述的火花塞，其特征在于，中心电极头部（5）的整个外周与陶瓷的绝缘体（7）构成导热的接触区域（9）。

3.按照权利要求1或者2所述的火花塞，其特征在于，中心电极头部（5）的外周与绝缘体（7）形成直接的接触。

4.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，在中心电极头部（5）和绝缘体（7）之间构造了压连接部。

5.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述导热的接触区域（9）气密地构造在中心电极头部（5）和绝缘体（7）之间。

6.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述导热的接触区域（9）在火花塞（1）轴向方向（X-X）上具有至少1 mm、优选从1. 5至4. 5 mm的长度（L）。

7.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，中心电极头部（5）的在导热的接触区域（9）处的直径（D）计为至少2 mm，特别地计为2至4 mm。

8.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，导热的接触区域（9）的长度（L）与导热的接触区域（9）的直径（D）的比例L/D计为至少0. 75。

9.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，中心电极头部（5）的直径大于朝向燃烧室的中心电极区段（4），其中，在中心电极头部（5）和朝向燃烧室的中心电极区段（4）之间的过渡区域内构造了肩部（12），所述肩部与所述陶瓷的绝缘体（7）形成导热的接触。

10.按前述权利要求中任一项所述的火花塞，其特征在于，中心电极头部（5）在端侧（10）处具有杯状的区域（11）。

11.一种按前述权利要求中任一项所述的用于制造火花塞（1）的方法，包括以下步骤：

- 把中心电极（3）加入到陶瓷的绝缘体（7）的空腔中，从而中心电极头部（5）处于在陶瓷的绝缘体（7）的空腔中构成的肩部上，

- 将中心电极（3）与陶瓷的绝缘体（7）挤压并且

- 在中心电极头部（5）的外周和陶瓷的绝缘体（7）之间构成导热的接触区域（9）。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述挤压利用冲头实施。

13.按照权利要求11或者12所述的方法，另外包括了把能够导电的连接元件（8）加入到陶瓷的绝缘体（7）的空腔中的步骤，从而中心电极头部（5）与火花塞（1）的电联接区域（13）导电地连接。