DE10027651A1 - Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode - Google Patents

Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode

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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.
Stand der Technik
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.
Vorteile der Erfindung
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.
Zeichnungen
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.
Ausführungsbeispiele
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.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255187A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden einer Elektrode mit einem Edelmetallabschnitt
FI115009B (fi) 2003-03-18 2005-02-15 Waertsilae Finland Oy Menetelmä polttomoottorin sytytystulpan valmistamiseksi
DE10352792A1 (de) * 2003-11-12 2005-06-23 Beru Ag Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102004018933B4 (de) * 2004-04-20 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Mittelelektrode einer Zündkerze
CN101218721B (zh) * 2004-08-03 2012-05-30 费德罗-莫格尔公司 具有回流点火端的点火装置及其制造方法
DK1907583T4 (da) 2005-06-15 2020-01-27 Complete Genomics Inc Enkeltmolekyle-arrays til genetisk og kemisk analyse
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
US20070236124A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Federal-Mogul World Wide, Inc. Spark plug
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
JP5061375B2 (ja) * 2007-11-07 2012-10-31 日本電気株式会社 電気化学測定装置用電極およびバイオセンサ用電極
US8030830B2 (en) * 2007-11-15 2011-10-04 Fram Group Ip Llc 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
CN103229372A (zh) 2010-07-29 2013-07-31 美国辉门(菲德尔莫古)点火系统有限公司 用于与火花塞一起使用的电极材料
US8471451B2 (en) 2011-01-05 2013-06-25 Federal-Mogul Ignition Company Ruthenium-based electrode material for a spark plug
US8575830B2 (en) 2011-01-27 2013-11-05 Federal-Mogul Ignition Company Electrode material for a spark plug
WO2012116062A2 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Federal-Mogul Ignition Company Electrode material for a spark plug
WO2013003325A2 (en) 2011-06-28 2013-01-03 Federal-Mogul Ignition Company Electrode material for a spark plug
WO2013063092A1 (en) 2011-10-24 2013-05-02 Federal-Mogul Ignition Company Spark plug electrode and spark plug manufacturing method
US10044172B2 (en) 2012-04-27 2018-08-07 Federal-Mogul Ignition Company Electrode for spark plug comprising ruthenium-based material
WO2013177031A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Federal-Mogul Ignition Company Method of making ruthenium-based material for spark plug electrode
US8979606B2 (en) 2012-06-26 2015-03-17 Federal-Mogul Ignition Company Method of manufacturing a ruthenium-based spark plug electrode material into a desired form and a ruthenium-based material for use in a spark plug
US9130358B2 (en) 2013-03-13 2015-09-08 Federal-Mogul Ignition Company Method of manufacturing spark plug electrode material
US11499206B2 (en) * 2018-04-18 2022-11-15 Materion Corporation Electrodes for biosensors

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP3265210B2 (ja) 1996-01-19 2002-03-11 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
DE10027651C2 (de) 2002-11-28
WO2001095447A1 (de) 2001-12-13
EP1230720A1 (de) 2002-08-14
US20020171346A1 (en) 2002-11-21
US6869328B2 (en) 2005-03-22
JP2003536218A (ja) 2003-12-02

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