DE10027651A1 - Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode - Google Patents
Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen ElektrodeInfo
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Abstract
Es wird eine Elektrode und eine Zündkerze (5) für eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Elektrode als Mittelelektrode (10) vorgeschlagen. Die Elektrode besteht dabei aus einem Elektrodengrundkörper (20) aus einem ersten Werkstoff und einem mit dem Elektrodengrundkörper (20) stoffschlüssig verbundenen Endabschnitt (30), der einen mit dem ersten Werkstoff stoffschlüssig verbundenen ersten Bereich (23) aus einem platinhaltigen Werkstoff und einen mit dem ersten Bereich (23) stoffschlüssig verbundenen zweiten Bereich (26) aus einem iridiumhaltigen und/oder rutheniumhaltigen Werkstoff aufweist. Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode vorgeschlagen, bei dem eine Einprägung einer ersten Ausnehmung (21) in den Elektrodengrundkörper (20), ein Einlegen eines ersten Formteils (22) in die erste Ausnehmung (21), ein Aufschmelzen des ersten Formteils (22) unter Bildung einer ersten Legierung, eine Einprägung einer zweiten Ausnehmung (24) in einem Bereich der ersten Legierung, ein Einlegen eines zweiten Formteils (25) in die zweite Ausnehmung (24) und ein Aufschmelzen des zweiten Formteils (25) unter Bildung einer zweiten Legierung vorgenommen wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrode, eine Zündkerze für
eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Elektrode als
Mittelelektrode und, ein Verfahren zur Herstellung einer der
artigen Elektrode nach der Gattung der unabhängigen Ansprü
che.
Die Anforderungen an Zündkerzen für Brennkraftmaschinen hin
sichtlich Dauerhaltbarkeit wachsen stetig, da in Kraftfahr
zeugen vielfach Wechselintervalle von 60000 km bis 100000 km
angestrebt werden. Derartige Wechselintervalle sind zumin
dest bei üblichen Dachelektrodenzündkerzen nur durch den
Einsatz von Edelmetall-Legierungen wie beispielsweise Pla
tin-Legierungen oder Iridium-Legierungen im Bereich der
Elektroden, insbesondere der Mittelelektrode, erreichbar,
die dort dann beispielsweise durch Fließpressen, Platieren,
Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Laserlegieren auf
den bisher üblichen Elektroden bzw. Elektrodenwerkstoffen
aus Nickel-Legierungen angebracht oder befestigt werden. Bei
dieseh Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Edelme
tall-Legierung mit der Nickel-Legierung werden jedoch ver
fahrenstechnisch hohe Anforderungen gestellt, da sich die
Eigenschaften von Platin- und vor allem Iridium-Legierungen
im Vergleich zur Nickel-Legierungen hinsichtlich Schmelz-
und Siedepunkt sowie auch hinsichtlich des Wärmeausdehnungs
koeffizienten stark unterscheiden. Darüber hinaus sind Form
teile wie beispielsweise Stifte insbesondere aus Iridium-
Legierungen auf Grund von deren geringer Duktilität nur mit
hohem Aufwand herstellbar.
Aus EP 0 785 604 B1 ist bereits eine Zündkerze für eine
Brennkraftmaschine bekannt, die eine Mittelelektrode auf
weist, die aus einem Elektrodengrundkörper und einem Edelme
tallplättchen besteht, das auf der brennraumzugewandten
Stirnfläche des Elektrodengrundkörpers befestigt ist. Der
Elektrodengrundkörper weist zudem in seinem brennraumseiti
gen Endabschnitt eine Kegelstumpfform auf. Das Edelmetall
plättchen gemäß EP 0 785 604 B1 ist weiter durch Laser
schweißen oder Widerstandsschweißen auf den Elektrodengrund
körper aufgebracht worden und besteht aus einer Platin-
Legierung oder einer Iridium-Legierung, während der Elektro
dengrundkörper von einer Nickel-Legierung mit einem Kern aus
einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
In der Anmeldung DE 100 11 705.8 ist weiter bereits vorge
schlagen worden, auch das Edelmetallplättchen kegelstumpf
förmig auszubilden. Zudem wurde darin vorgeschlagen, als
funkenerosionsbeständigen Elektrodenwerkstoff für Zündkerzen
eine Metall-Legierung einzusetzen, die Ruthenium als Haupt
bestandteil enthält.
Schließlich würde in EP 0 866 503 A1 ein Elektrodenwerkstoff
in Form einer Metall-Legierung vorgeschlagen, der sich be
sonders zur Verwendung in Zündkerzen eignet. Dieser Werk
stoff ist eine Metall-Legierung mit Iridium als Hauptbe
standteil und weiteren Edelmetallen wie Rhodium, Ruthenium
oder Rhenium als Nebenbestandteile.
Insgesamt ist somit bekannt, dass sich Iridium-Legierungen
und Ruthenium-Legierungen aufgrund ihres extrem hohen
Schmelzpunktes und der damit verbundenen Erosionsfestigkeit
als Elektrodenmaterial in Zündkerzen eignen. Weiter ist be
kannt, aufgrund der geringen Oxidationsbeständigkeit von
Iridium diesem vorzugsweise Rhodium zuzulegieren. Anderer
seits sind derartige Legierungen sehr spröde und daher nur
mit hohem Aufwand umformbar, so dass die Herstellung von
Formteilen wie Stiften oder Scheiben, die dann mit bekannten
Elektrodengrundkörpern, beispielsweise aus Nickel, verbun
den, insbesondere verschweißt, werden sollen, sehr kostenin
tensiv ist.
Die erfindungsgemäße Elektrode und das erfindungsgemäße Ver
fahren zur Herstellung einer solchen Elektrode hat gegenüber
dem Stand der Technik den Vorteil, dass damit sehr langlebi
ge Zündkerzen in verfahrenstechnisch einfacher Weise her
stellbar sind, die zumindest im Bereich der Funkenstrecke
der Zündkerze eine Edelmetall-Legierung aufweisen.
Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass bei dem erfindungsgemä
ßen Verfahren als Formteile insbesondere Kugeln aus einem
platinhaltigen bzw. einem iridiumhaltigen und/oder rutheni
umhaltigen Werkstoff eingesetzt werden, die sich aus diesen
Werkstoffen bzw. Legierungen im Gegensatz zu Stiften oder
Scheiben relativ kostengünstig herstellen lassen.
Daneben ist auch der Materialeinsatz von Ruthenium und ins
besondere Iridium oder einer Iridium-Rhodium-Legierung ge
genüber bekannten Elektroden mit derartigen Edelmetall-
Legierungen reduziert, da lediglich der zweite Bereich iri
diumhaltig bzw. rutheniumhaltig ist, während der stoff
schlüssig mit diesem zweiten Bereich verbundene erste Be
reich, der wiederum mit dem Elektrodengrundkörper verbunden
ist, aus einem platinhaltigen Werkstoff besteht. Insbesonde
re ist Platin derzeit billiger als Iridium oder Rhodium.
Die erfindungsgemäße Elektrode und das erfindungsgemäße Ver
fahren zur Herstellung einer derartigen Elektrode hat weiter
den Vorteil, dass es durch das Aufschmelzen des ersten Form
teils unter Bildung einer ersten Legierung und das Auf
schmelzen des zweiten Formteils unter Bildung einer zweiten
Legierung bei den Aufschmelzvorgängen jeweils zumindest in
den Grenzbereichen zwischen dem von dem ersten Formteil ein
genommenen Volumen und dem Elektrodengrundkörper bzw. dem
von dem zweiten Formteil eingenommenen Volumen und dem von
dem ersten Formteil eingenommenen Volumen zu Durchmischungen
oder zur Ausbildung von durchmischten Legierungszonen kommt,
die jeweils einen kontinuierlichen Übergang in der Zusammen
setzung zwischen den benachbarten Materialien bewirken.
Da einerseits die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Iridium
und Nickel stark unterschiedlich sind, neigen direkte Ver
bindungen dieser Materialien bei Temperaturwechseln, wie sie
vielfach in Brennkraftmaschinen auftreten, zum Aufreißen. Da
der Wärmeausdehnungskoeffizient von Platin andererseits zwi
schen dem von Iridium und dem von Nickel liegt, wird durch
die beiden Aufschmelzvorgänge bei dem erfindungsgemäßen Ver
fahren in den Übergangsbereichen bzw. den durchmischten Le
gierungszonen jeweils vorteilhaft auch ein kontinuierlicher
Übergang der Wärmeausdehnungskoeffizienten erreicht, so dass
die erzeugten Verbindungen insbesondere in diesen durch
mischten Legierungszonen sehr stabil sind und nicht zum Auf
reißen neigen.
Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Elektrode und bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorteilhaft, dass der
nahe am Schmelzpunkt von Iridium liegende Siedepunkt von
Nickel umgangen werden kann. So besteht bisher bei einem di
rekten Laserverschweißen oder Laserlegieren von Iridium mit
Nickel die Gefahr, dass eine Verdampfung von Nickel ein
tritt, da aufgrund des hohen Schmelzpunktes von Iridium eine
hohe Temperatur erzeugt werden muss, um eine schmelzmetall
urgische Verbindung dieser beiden Materialien zu erreichen.
Da in der erfindungsgemäßen Elektrode der Elektrodengrund
körper jedoch zunächst stoffschlüssig mit einem ersten Be
reich aus einem platinhaltigen Werkstoff und dieser erste
Bereich dann stoffschlüssig mit einem zweiten Bereich aus
einem iridiumhaltigen und/oder rutheniumhaltigen Werkstoff
verbunden ist, und gleichzeitig der Schmelzpunkt von Platin
zwischen dem von Iridium und dem von Nickel liegt, tritt
dieses Problem bei der erfindungsgemäßen Elektrode bzw. bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr auf. Insbesondere
liegt der Schmelzpunkt des platinhaltigen Werkstoffs in dem
ersten Bereich zwischen dem Schmelzpunkt des ersten Werk
stoffes des Elektrodengrundkörpers und des iridiumhaltigen
bzw. rutheniumhaltigen Werkstoffes des zweiten Bereiches.
Schließlich ist auch vorteilhaft, dass zwar Iridium-
Legierungen bekanntermaßen schwierig zu bearbeiten sind,
dass jedoch Platin-Legierungen diesen Nachteil nicht aufwei
sen. Somit ist im Fall der erfindungsgemäßen Elektrode ge
währleistet, dass sowohl der Elektrodengrundkörper als auch
der mit diesem stoffschlüssig verbundene Endabschnitt mit
dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ohne verfahrens
technische Schwierigkeiten einer Formgebung, insbesondere
einer zerspanenden Formgebung, unterzogen werden kann, bei
der eine variable und gleichzeitig exakte Bearbeitung insbe
sondere des Endabschnittes der Elektrode möglich ist. Dieser
ist somit in einfacher Weise in weitgehend beliebigen Formen
und bevorzugt auch in Form eines Kegelstumpfes herstellbar.
Eine derartige Form des Endabschnittes ist besonders vor
teilhaft hinsichtlich Standzeit, Entflammungsverhalten und
Wärmeableitung der erfindungsgemäßen Elektrode bzw. der da
mit hergestellten Zündkerze.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
der in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist besonders vorteilhaft, wenn der Elektrodengrundkörper
zumindest in einer Umgebung des Endabschnittes aus einer
Nickel-Legierung, der erste Bereich aus einer Legierung mit
Nickel und Platin, und der zweite Bereich aus einer Legie
rung mit Nickel, Platin und Iridium besteht. Weiter ist vor
teilhaft, wenn auch bereits der Elektrodengrundkörper eine
sich insbesondere kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig verjün
gende Spitze aufweist, an deren Stirnfläche der Endabschnitt
derart angebracht ist, dass die Stirnfläche stoffschlüssig
mit dem ersten Bereich des Endabschnittes verbunden ist.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrode ist beson
ders, wenn die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausneh
mung eine kalottenförmige Ausnehmung ist, die beispielsweise
durch eine Prägung mit Hilfe Kugel bzw. einer Halbkugel er
zeugt werden kann.
Weiter ist das in dieser ersten Ausnehmung bzw. in dieser
zweiten Ausnehmung bevorzugt eingelegte Formteil jeweils ei
ne Kugel, deren Volumen jeweils derart gewählt ist, dass das
Volumen der Kugel zumindest näherungsweise gleich dem Volu
men der ersten Ausnehmung bzw. der zweiten Ausnehmung ist.
Zum Aufschmelzen des in die erste Ausnehmung eingelegten er
sten Formteils bzw. des in die zweite Ausnehmung eingelegten
zweiten Formteils eignet sich besonders ein in an sich be
kannter Weise eingesetzter, frontal auf die Stirnseite des
Elektrodengrundkörpers gerichteter Laserstrahl. Durch den
Einsatz dieses Laserstrahles wird ein Laserlegieren er
reicht, d. h. es bildet sich bei dem Aufschmelzen des ersten
Formteils in der ersten Ausnehmung mit dem Laserstrahl eine
erste Legierung aus dem Werkstoff des ersten Formteils und
dem Werkstoff des Elektrodengrundkörpers bzw. bei dem Auf
schmelzen des zweiten Formteils in der zweiten Ausnehmung
mit dem Laserstrahl eine zweite Legierung aus der ersten Le
gierung und dem Werkstoff des zweiten Formteils.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und in der nachfol
genden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1a bis 1h
erläutern die verschiedenen Verfahrensschritte bei der Her
stellung einer Elektrode in Form einer Mittelelektrode für
eine Zündkerze, die Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen Aus
schnitt aus einer Zündkerze mit einer derartigen Mittelelek
trode im Bereich der Funkenstrecke.
Die Fig. 1a zeigt zunächst einen bekannten Elektrodengrund
körper 20 aus einer Nickel-Legierung, wie diese vielfach bei
Zündkerzen als Material für die Mittelelektrode eingesetzt
wird. Insbesondere ist der Elektrodengrundkörper 20 gemäß
Fig. 1a in an sich bekannter Weise zumindest in dem Be
reich, der sich bei einer nachfolgend damit hergestellten
Zündkerze im Bereich der Funkenstrecke befindet, stiftförmig
mit zylindrischem Querschnitt ausgebildet. Die Fig. 1b er
läutert den nächsten Verfahrensschritt, in dem in einer
Stirnfläche des Elektrodengrundkörpers 20 mit Hilfe eines
geeigneten Prägewerkzeuges eine kalottenförmige erste Aus
nehmung 21 erzeugt wird. Diese kalottenförmige erste Ausneh
mung 21 hat beispielsweise eine Tiefe von ca. 1 mm und in
Draufsicht einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durch
messer von ca. 1,5 mm.
Die Fig. 1c erläutert dann, wie in diese erzeugte erste
Ausnehmung 21 eine Kugel als erstes Formteil 22 eingelegt
wird, die aus einer Platin-Legierung besteht. Nach dem Ein
legen dieses ersten Formteiles 22 wird dann ein Laserstrahl
frontal auf die Stirnseite des Elektrodengrundkörpers 20 ge
richtet, so dass das erste Formteil 22 einschließlich einem
Randbereich der ersten Ausnehmung 21 aufgeschmolzen wird,
wobei sich ein erster Bereich 23 ausbildet, der aus einer
ersten Legierung besteht, die sowohl Platin als auch Nickel
enthält. Insbesondere sei dabei betont, dass das Volumen des
ersten Formteils 22 zumindest näherungsweise gleich dem von
der ersten Ausnehmung 21 eingenommenen Volumen ist. Weiter
findet bei dem Aufschmelzen des ersten Formteiles 22 in dem
Bereich der Grenzfläche zwischen dem erstem Bereich 23 und
dem Elektrodengrundkörper 20 eine Durchmischung des Werk
stoffes des Elektrodengrundkörpers 20 mit der Platin-
Legierung, aus der das erste Formteil 22 besteht, statt, so
dass sich dort eine durchmischte Legierungszone ausbildet.
Insgesamt bewirkt der eingesetzte Laserstrahl somit mittels
Laserlegieren zumindest im Bereich der durchmischten Legie
rungszone die Ausbildung einer Legierung aus dem Werkstoff
des Elektrodengrundkörpers 20 und der Platin-Legierung des
ersten Formteils 22.
Bevorzugt wird dieses Laserlegieren weiter derart durchge
führt, und die Platin-Legierung aus der das erste Formteil
22 besteht, derart ausgewählt, dass sich nach dem Laserle
gieren in dem ersten Bereich 23 eine erste Legierung befin
det, die Platin und Nickel im Verhältnis 70 zu 30 enthält.
Die Fig. 1e erläutert den der Fig. 1d nachfolgenden Ver
fahrensschritt, in dem nunmehr insbesondere mittig in dem
Bereich der Stirnseite des Elektrodengrundkörpers 20, der
von dem ersten Bereich 23 eingenommen wird, eine kalotten
förmige zweite Ausnehmung 24 erzeugt wird. Diese zweite Aus
nehmung 24 wird analog der ersten Ausnehmung 21 durch Prägen
mit einem geeigneten Prägewerkzeug erzeugt. Die Tiefe der
zweiten Ausnehmung 24 liegt beispielsweise bei ca. 0,5 mm,
ihr Durchmesser in Draufsicht auf die Stirnseite des Elek
trodengrundkörpers 20 beträgt beispielsweise ca. 0,8 mm.
Anschließend wird dann gemäß Fig. 1f in diese zweite Aus
nehmung 24 ein zweites Formteil 25 in Form einer Kugel aus
einer Iridium-Legierung eingelegt. Danach wird erneut ein
Laserstrahl frontal auf die Stirnseite des Elektrodengrund
körpers 20 gerichtet, so dass das eingelegte zweite Formteil
25 und ein Randbereich der zweiten Ausnehmung 24 aufge
schmolzen wird und sich ein zweiter Bereich 26 ausbildet.
Auch in diesem Fall wird das Volumen des zweiten Formteils
25 bevorzugt zumindest näherungsweise so gewählt, dass es
gleich dem Volumen der zweiten Ausnehmung 24 ist, so dass
die zweite Ausnehmung 24 nach Aufschmelzen von dem aufge
schmolzenden zweiten Formteil 25 zumindest nahezu vollstän
dig ausgefüllt wird. Daneben tritt auch beim Aufschmelzen
des zweiten Formteils 25 mittels des eingesetzten Lasers zu
mindest in dem Grenzbereich von erstem Bereich 23 und zwei
tem Formteil 25 eine Materialdurchmischung bzw. ein Laserle
gieren auf, so dass sich erneut zumindest dort eine durch
mischte Legierungszone ausbildet. Auf diese Weise wird ge
währleistet, dass die in dem ersten Bereich 23 vorliegende
erste Legierung mindestens im Randbereich der Ausnehmung 24
mit der Iridium-Legierung des zweiten Formteils 25 durch
mischt bzw. legiert wird, so dass nach dem Aufschmelzen des
zweiten Formteils 25 das zuvor von der zweiten Ausnehmung 24
eingenommene Volumen zumindest bereichsweise aus einer Le
gierung besteht, die sowohl Platin als auch Iridium enthält.
Weiter enthält der gebildete zweite Bereich 26 neben Platin
und Iridium nun vielfach auch einlegiertes Nickel, das aus
dem ersten Werkstoff des Elektrodengrundkörpers 20 stammt.
Bevorzugt erfolgt das Aufschmelzen des zweiten Formteils 25
bzw. das damit einhergehende Laserlegieren derart, dass sich
in dem zweiten Bereich 26 eine Legierung aus der Iridium-
Legierung, aus der das zweite Formteil 25 bestand, und der
Platin-Nickel-Legierung, aus der der erste Bereich 23 be
stand, bildet. Diese Legierung, die sowohl Iridium als auch
Platin als auch Nickel enthält, weist weiter bevorzugt ein
Verhältnis von Iridium zu der Platin-Nickel-Legierung aus
dem ersten Bereich 23 von 80 zu 20 auf.
Nachdem nun gemäß Fig. 1g in dem Elektrodengrundkörper 20
sowohl der erste Bereich 23 als auch zweite Bereich 26 er
zeugt worden sind, wobei der zweite Bereich 26 vollkommen
innerhalb des ersten Bereiches 23 liegt, erfolgt anschlie
ßend eine zerspanende Formgebung des Elektrodengrundkörpers
20, des ersten Bereiches 23 und des zweiten Bereiches 26.
Bei dieser zerspanenden Formgebung wird zunächst gemäß Fig.
1h eine sich kegelstumpfförmig verjüngende Spitze 31 des
Elektrodengrundkörpers 20 erzeugt, die dann in einen Endab
schnitt 30 übergeht, der von dem ersten Bereich 23 und dem
zweiten Bereich 26 gebildet wird. Dieser Endabschnitt 30 ist
weiter bevorzugt zumindest näherungsweise ebenfalls kegel
stumpfförmig ausgebildet und im Bereich einer Stirnfläche 32
stoffschlüssig mit dem Elektrodengrundkörper 20, insbesonde
re der Spitze 31, verbunden.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Elektrodengrundkör
per 20 im Bereich der Stirnfläche 32 zunächst stoffschlüssig
nur mit dem ersten Bereich 23 verbunden ist, der selbst wie
derum stoffschlüssig mit dem zweiten Bereich 26 in Verbin
dung steht.
Die Fig. 2 erläutert den Einsatz einer gemäß Fig. 1h vor
bereiteten Mittelelektrode 10 in einer Zündkerze 5. Die Mit
telelektrode 10 ist dabei derart in die Zündkerze 5 inte
griert, dass der zweite Bereich 26 einer Massenelektrode 11
gegenüber steht und von dieser in an sich bekannter Weise
über eine Funkenstrecke getrennt ist. Weiter ist der zweite
Bereich 26 gemäß Fig. 2 nur mit dem ersten Bereich 23
stoffschlüssig in Verbindung, während der erste Bereich 23
stoffschlüssig mit der Spitze 31 des Elektrodengrundkörpers
20 der Mittelelektrode 10 verbunden ist.
Auf die Erläuterung weiterer, an sich bekannter Details der
Zündkerze 5 sei hier verzichtet.
Insgesamt ist somit gemäß Fig. 2 eine Zündkerze 5 mit einer
angespitzten Mittelelektrode 10 entstanden, die ein kegel
stumpfförmiges Ende aus dem Endabschnitt 30 aufweist. Dieser
Endabschnitt 30 besteht in dem zweiten Bereich 26 aus einer
Iridium-Legierung, in die eine Platin-Nickel-Legierung ein
legiert ist. Zwischen dem zweiten Bereich 26 und dem Elek
trodengrundkörper 20 befindet sich dann der erste Bereich
23, der aus einer Platin-Nickel-Legierung besteht. Der Elek
trodengrundkörper 20 selbst besteht schließlich aus einer
Nickel-Legierung.
Claims (15)
1. Elektrode, insbesondere Mittelelektrode in einer Zündker
ze, mit einem Elektrodengrundkörper (20) aus einem ersten Werk
stoff und einem mit dem Elektrodengrundkörper (20) stoffschlüs
sig verbundenen Endabschnitt (30), dadurch gekennzeichnet, dass
der Endabschnitt (30) einen mit dem ersten Werkstoff stoff
schlüssig verbundenen ersten Bereich (23) aus einem platinhalti
gen Werkstoff und einen mit dem ersten Bereich (23) stoffschlüs
sig verbundenen zweiten Bereich (26) aus einem von dem platin
haltigen Werkstoff verschiedenen, iridiumhaltigen und/oder ru
theniumhaltigen Werkstoff aufweist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Werkstoff Nickel oder eine Nickel-Legierung ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der platinhaltige Werkstoff eine Legierung des ersten Werkstof
fes mit Platin oder einer Platin-Legierung ist.
4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der iridiumhaltige Werkstoff eine Legierung ist, die Iridium,
Platin und den ersten Werkstoff enthält, und/oder dass der rut
heniumhaltige Werkstoff eine Legierung ist, die Ruthenium, Pla
tin und den ersten Werkstoff enthält.
5. Elektrode nach mindestens einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff Nickel
oder eine Nickel-Legierung ist, der erste Bereich (23) aus einer
Legierung von Nickel mit Platin oder einer Legierung von Nickel
mit einer Platin-Legierung besteht, und der zweite Bereich (26)
aus einer Legierung mit Nickel, Platin und Iridium oder einer
Legierung mit Nickel, Platin und Ruthenium besteht.
6. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektrodengrundkörper (20) eine sich insbesondere kegelför
mig oder kegelstumpfförmig verjüngende Spitze (31) mit einer
Stirnfläche (32) aufweist, die stoffschlüssig mit dem ersten Be
reich (23) des Endabschnittes (30) verbunden ist.
7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Endabschnitt (30) zumindest näherungsweise die Form eines
Kegelstumpfes, eines Kegels oder eines Zylinders aufweist, wobei
der zweite Bereich (26) über den ersten Bereich (23) von der
Spitze (31) des Elektrodengrundkörpers (20) getrennt ist.
8. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer Elektrode
nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche als Mittele
lektrode (10).
9. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere
einer Mittelelektrode (10) für eine Zündkerze (5) nach minde
stens einem der vorangehenden Ansprüche, mit den Verfahrens
schritten:
- a) Vorbereiten eines Elektrodengrundkörpers (20) aus einem ersten Werkstoff,
- b) Einprägung einer ersten Ausnehmung (21), insbesondere ei ner kalottenförmigen ersten Ausnehmung, in eine Stirnfläche des Elektrodengrundkörpers (20),
- c) Einlegen eines ersten Formteils (22), insbesondere einer ersten Kugel, in die erste Ausnehmung (21),
- d) Aufschmelzen des ersten Formteils (22) in der ersten Aus nehmung (21) unter Bildung einer ersten Legierung aus dem Werk stoff des ersten Formteils (22) und dem Werkstoff des Elektro dengrundkörpers (20),
- e) Einprägung einer zweiten Ausnehmung (24), insbesondere einer kalottenförmigen zweiten Ausnehmung, in einem Bereich der Stirnfläche des Elektrodengrundkörpers (20), der von der ersten Legierung aus dem Material des ersten Formteils (22) und dem Ma terial des Elektrodengrundkörpers (20) eingenommen wird,
- f) Einlegen eines zweiten Formteils (25), insbesondere einer zweiten Kugel, in die zweite Ausnehmung (24),
- g) Aufschmelzen des zweiten Formteils (25) in der zweiten Ausnehmung (24) unter Bildung einer zweiten Legierung aus der ersten Legierung und dem Werkstoff des zweiten Formteils (25).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das von der ersten Ausnehmung (21) eingenommene Volumen zumin
dest näherungsweise gleich dem Volumen des eingelegten ersten
Formteils (22) und/oder das von der zweiten Ausnehmung (24) ein
genommene Volumen zumindest näherungsweise gleich dem Volumen
des eingelegten zweiten Formteils (25) ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Aufschmelzen des ersten und/oder des zweiten Formteils (22,
25) mittels eines auf die Stirnseite des Elektrodengrundkörpers
(20) gerichteten Laserstrahls erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeich
net, dass das Bilden der ersten Legierung und/oder der zweiten
Legierung mittels Laserlegieren erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einprägung der zweiten Ausnehmung (24) derart erfolgt, dass
diese vollständig innerhalb des von der ersten Legierung einge
nommenen Volumens liegt.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt g)
eine insbesondere zerspanende Formgebung derart vorgenommen
wird, dass eine sich insbesondere kegelförmig oder kegelstumpf
förmig verjüngende Spitze (31) des Elektrodengrundkörpers (20)
ausgebildet wird, die eine Stirnfläche (32) aufweist, die stoff
schlüssig mit einem ersten Bereich (23) aus der ersten Legierung
verbunden ist, der wiederum stoffschlüssig mit einem zweiten Be
reich (26) aus der zweiten Legierung verbunden ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Formgebung derart erfolgt, dass der erste Bereich (23) und
der stoffschlüsssig damit verbundene zweite Bereich (26) zusam
men zumindest näherungsweise die Form eines Kegelstumpfes, eines
Kegels oder eines Zylinders aufweisen, wobei der zweite Bereich
(26) durch den ersten Bereich (23) von der Spitze (31) des Elek
trodengrundkörpers (20) getrennt ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10027651A DE10027651C2 (de) | 2000-06-03 | 2000-06-03 | Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode |
JP2002502875A JP2003536218A (ja) | 2000-06-03 | 2001-03-30 | 電極、該電極を製作するための方法およびこのような形式の電極を備えた点火プラグ |
EP01931397A EP1230720A1 (de) | 2000-06-03 | 2001-03-30 | Elektrode, verfahren zu deren herstellung und zündkerze mit einer derartigen elektrode |
PCT/DE2001/001268 WO2001095447A1 (de) | 2000-06-03 | 2001-03-30 | Elektrode, verfahren zu deren herstellung und zündkerze mit einer derartigen elektrode |
US10/048,652 US6869328B2 (en) | 2000-06-03 | 2001-03-30 | Electrodes, method for production thereof and spark plugs with such an electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10027651A DE10027651C2 (de) | 2000-06-03 | 2000-06-03 | Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10027651A1 true DE10027651A1 (de) | 2001-12-13 |
DE10027651C2 DE10027651C2 (de) | 2002-11-28 |
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---|---|---|---|---|
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DE102004018933B4 (de) * | 2004-04-20 | 2014-10-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Mittelelektrode einer Zündkerze |
JP2008509531A (ja) * | 2004-08-03 | 2008-03-27 | フェデラル−モーグル コーポレイション | リフローされた点火先端部を有する点火装置およびその製造方法 |
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US20070236124A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Spark plug |
US7569979B2 (en) * | 2006-04-07 | 2009-08-04 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Spark plug having spark portion provided with a base material and a protective material |
US7851984B2 (en) * | 2006-08-08 | 2010-12-14 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Ignition device having a reflowed firing tip and method of construction |
US8026654B2 (en) * | 2007-01-18 | 2011-09-27 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Ignition device having an induction welded and laser weld reinforced firing tip and method of construction |
US8568578B2 (en) * | 2007-11-07 | 2013-10-29 | Nec Corporation | Electrode for electrochemical measurement apparatus and electrode for biosensor |
WO2009065117A2 (en) | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Honeywell International Inc. | Iridium alloy for spark plug electrodes |
US8460044B2 (en) * | 2009-01-23 | 2013-06-11 | Fram Group Ip Llc | Spark plug electrode and method of making |
DE102009047001A1 (de) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Zündkerzenmasseelektrode mit mehrschichtigem Aufbau sowie Verfahren zu deren Herstellung |
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WO2012116062A2 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3605300A1 (de) * | 1986-02-19 | 1987-08-20 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Zuendkerze |
EP0549368A2 (de) * | 1991-12-27 | 1993-06-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Zündkerzenelektrode und sein Herstellungsverfahren |
GB2269632A (en) * | 1992-08-12 | 1994-02-16 | Nippon Denso Co | Spark plug electrodes. |
EP0936710A1 (de) * | 1998-02-16 | 1999-08-18 | Denso Corporation | Zündkerze mit einem mit einer elektrischen Entladungselektrode verbundenen Edelmetalltip und vorzugsweise in einem Verbrennungsmotor eingebaut |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59160988A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-11 | 日本特殊陶業株式会社 | スパ−クプラグ |
US5866972A (en) * | 1996-01-19 | 1999-02-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug in use for an internal combustion engine |
JP3672718B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2005-07-20 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US6346766B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-02-12 | Denso Corporation | Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing same |
DE10011705A1 (de) | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung einer Mittelelektrode für eine Zündkerze einer Brennkraftmaschine |
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2000
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2001
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3605300A1 (de) * | 1986-02-19 | 1987-08-20 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Zuendkerze |
EP0549368A2 (de) * | 1991-12-27 | 1993-06-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Zündkerzenelektrode und sein Herstellungsverfahren |
GB2269632A (en) * | 1992-08-12 | 1994-02-16 | Nippon Denso Co | Spark plug electrodes. |
EP0936710A1 (de) * | 1998-02-16 | 1999-08-18 | Denso Corporation | Zündkerze mit einem mit einer elektrischen Entladungselektrode verbundenen Edelmetalltip und vorzugsweise in einem Verbrennungsmotor eingebaut |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010027463A1 (de) * | 2010-07-17 | 2012-01-19 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
DE102010027463B4 (de) * | 2010-07-17 | 2016-12-22 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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