DE10137523B4

DE10137523B4 - Zündkerze

Info

Publication number: DE10137523B4
Application number: DE10137523.9A
Authority: DE
Inventors: Tsunenobu Hori
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: GB0118878D0; JP2002050448A; DE10137523A1; US6819031B2; GB2368035A; JP4304843B2; US20020017846A1; GB2368035B

Abstract

Zündkerze (100) mit: einem röhrenförmigen Gehäuse (10); einer Stabmittelelektrode (30), die eine Zylinderform hat und von dem röhrenförmigen Gehäuse (10) in dem röhrenförmigen Gehäuse mit einer elektrischen Isolierung (20) dazwischen getragen wird; einer Masseelektrode (40), die von einem Ende (12) des röhrenförmigen Gehäuses (10) ausgeht; mindestens einem Plättchen (50) zur Funkenentladung mittels der Stabmittelelektrode (30) und Masseelektrode (40), das an einer Endfläche (31) eines Grundmaterials (30) angeordnet ist, das durch die Stabmittelelektrode (30) und/oder Masseelektrode (40) gebildet wird, und das eine kreisförmige Platte ist, die ein Edelmetall enthält; und für jedes Plättchen (50) einem Schweißabschnitt (60) zwischen dem Grundmaterial (30) und dem Plättchen (50) mit einer ersten bis n-ten Schweißschicht (61, 62, 63), die durch Laserschweißen aus Materialien des Plättchens (50) und des Grundmaterials (30) gebildet sind, um das Plättchen (50) mit dem Grundmaterial (30) zu verbinden, wobei n eine natürliche Zahl größer als 2 ist und die erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) von der Seite des Grundmaterials (30) aus im Wesentlichen senkrecht zu der Endfläche (31) in der Reihenfolge erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) aufeinanderfolgend mit zunehmendem Abstand von dem Grundmaterial (30) angeordnet sind und jede erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) mindestens einen Überlappungsabschnitt (71, 73) mit einer der benachbarten Schweißschichten aufweist und wobei die Summe einer maximalen ersten Querschnittfläche der ersten Schicht (61) und von Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschichten (62, 63) an den Überlappungsabschnitten (71, 73) mindestens 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens (50) ist, wobei die maximale erste Querschnittfläche der ersten Schicht (61), die zweiten Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschichten (62, 63) an den Überlappungsabschnitten (71, 73) und die Querschnittfläche des Plättchens (50) parallel zur Endfläche (31) liegen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze mit einem Plättchen zur Funkenentladung auf der Mittelelektrode und/oder Masseelektrode.
Eine Zündkerze mit einem Plättchen zur Funkenentladung auf der Mittelelektrode und/oder Masseelektrode ist in der JP H06-188062 A , der US 5 440 198 A und der JP H11-003765 A offenbart. Eine solche herkömmliche Zündkerze umfasst ein Plättchen zur Funkenentladung, das mit einem Grundmaterial laserverschweißt ist, das von der Masseelektrode und/oder Mittelelektrode gebildet wird. Das Plättchen enthält ein Edelmetall oder eine edelmetallhaltige Legierung. Durch die Laserverschweißung zwischen dem Plättchen und dem Grundmaterial wird an einer Grenzfläche zwischen dem Plättchen und dem Grundmaterial ein Schweißabschnitt gebildet, wobei zwischen dem Plättchen (Ir-Legierung, Pt-Legierung oder dergleichen) und dem Grundmaterial (Legierung auf Ni-Basis oder dergleichen) eine große Differenz beim linearen Ausdehnungskoeffizienten besteht. Da das Plättchen durch den laserverschweißten Schweißabschnitt am Grundmaterial befestigt ist, ist das Plättchen mit dem Grundmaterial über eine Schweißung (d. h. einen aufgeschmolzenen und erstarrten Abschnitt) verbunden, wobei die Laserverschweißung eine höhere Verbindungszuverlässigkeit als eine Widerstandsverschweißung hat.
In letzter Zeit wurde jedoch eine noch höhere Zuverlässigkeit erforderlich, da die Plättchengröße und damit letztlich die Wärmebelastung allmählich zunimmt.
Die angesprochene JP H11-003765 A schlägt zur Abstimmung der Wärmebelastung an dem Verbindungsabschnitt vor, mehrere Schweißabschnitte auszubilden, die so angeordnet sind, dass sie mit zunehmendem Abstand vom Grundmaterial aus dicker werden und sich zwischen dem Plättchen und dem Grundmaterial die Differenz des linearen Ausdehnungskoeffizienten verringert. Die JP H11-003765 A offenbart die Schweißabschnitte nur in Grundzügen, nicht aber ihren Querschnittaufbau und die Einzelheiten.
Ziel der Erfindung ist es, eine bessere Zündkerze zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Zündkerze vorgesehen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Es wird also die Verbindungszuverlässigkeit zwischen einem Plättchen und einem Grundmaterial (Mittelelektrode und/oder Masseelektrode) einer Zündkerze verbessert, indem an der Verbindung zwischen dem Plättchen und dem Grundmaterial mit zunehmendem Abstand von dem Grundmaterial unter Überlappung eine Vielzahl von mindestens drei Schweißschichten ausgebildet wird. Im Hinblick auf den Querschnitt der Verbindungsfläche ist die Summe der Querschnittfläche der ersten Schweißschicht und der der zweiten Schweißschichten an den Überlappungsabschnitten zwischen den Schweißschichten mindestens 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Nähere Einzelheiten zu Aufgabe und Merkmalen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zündkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2A eine Seitenschnittansicht eines ersten nicht zur Erfindung gehörigen Beispiels für den Verbindungsabschnitt zwischen der Mittelelektrode und dem Plättchen entlang einer Achse AX der Mittelelektrode;
2B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2A;
2C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B entlang in 2A;
3 eine Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen Beispiels für den Verbindungsabschnitt zwischen der Mittelelektrode und dem Plättchen entlang einer Achse AX der Mittelelektrode beim Ausführungsbeispiel;
4A und 4B Seitenschnittansichten herkömmlicher Zündkerzen zum Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel;
5 eine Tabelle mit Versuchsprobekörpern, die für den Doppelschweißschichtaufbau eine Änderung des Querschnittflächenverhältnisses in Bezug auf die Schweißschichttiefen angibt;
6 eine Tabelle mit Versuchsprobekörpern nach dem Stand der Technik, die für einen herkömmlichen Einzelschweißschichtaufbau eine Änderung des Querschnittflächenverhältnisses in Bezug auf die Schweißschichttiefe d1 angibt;
7 eine grafische Darstellung, die für den Doppelschweißschichtaufbau in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschichten und des Plättchens eine Änderung der Zugfestigkeit (N) mit und ohne Langzeitversuch angibt;
8 für den herkömmlichen Einzelschweißschichtaufbau in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschicht und des Plättchens eine Änderung der Zugfestigkeit (N) mit und ohne Langzeitversuch;
9 eine Tabelle mit Versuchsprobekörpern, die für den Dreifachschweißschichtaufbau des Ausführungsbeispiels eine Änderung des Querschnittflächenverhältnisses in Bezug auf die Schweißschichttiefen angibt;
10 eine grafische Darstellung, die für den Dreifachschweißschichtaufbau des Ausführungsbeispiels in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschichten und des Plättchens eine Änderung der Zugfestigkeit (N) mit und ohne Langzeitversuch angibt;
11A und 11B Seitenschnittansichten des Verbindungsabschnitts zwischen dem Plättchen und der Mittelelektrode bei einem zweiten nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel;
12A bis 12C Seitenschnittansichten des Spitzenabschnitts der Mittelelektrode, die den Schweißabschnitt beim zweiten Beispiel zeigen;
13 eine Tabelle mit Versuchsprobekörpern, die für den Dreifachschweißschichtaufbau des zweiten Beispiels eine Änderung des Querschnittflächenverhältnisses in Bezug auf die Schweißschichttiefen angibt;
14 eine grafische Darstellung, die für das zweite Beispiel in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis ausgehend von einer Langzeitversuchsabschätzung eine Zugfestigkeitsänderung angibt;
15 eine grafische Darstellung, die beim zweiten Beispiel den Zusammenhang zwischen dem Querschnittflächenverhältnis und der Dicke der Spannungsabbauschicht veranschaulicht;
16A bis 16F Seitenschnittansichten des Spitzenabschnitts der Mittelelektrode bei einer ersten Abwandlung; und
17A bis 17C eine zweite Abwandlung des zweiten Beispiels, bei der am Verbindungsabschnitt mehrere Schweißschichten ausgebildet sind.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche oder sich entsprechende Elemente oder Teile.
Ausführungsbeispiel
Die Zündkerze gemäß dem Ausführungsbeispiel wird in einem Gasmotor für einen elektrischen Generator in einem Kogenerationssystem verwendet (Kogeneration: Erzeugung von zwei nutzbaren Energiearten).
1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zündkerze 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Plättchen 50 mittels eines Lasers mit einer als Grundmaterial dienenden Mittelelektrode 30 verschweißt. Das Plättchen 50 kann jedoch auch auf die Masseelektrode 40 aufgebracht werden, oder es können sowohl auf der Masseelektrode 40 als auch auf der Mittelelektrode 30 Plättchen vorgesehen werden. 2A und 3 zeigen Seitenschnittansichten mit Beispielen für den Verbindungsabschnitt zwischen der Mittelelektrode 30 und dem Plättchen 50 auf einer Ebene entlang einer Achse AX des Plättchens 50. 2B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2A und 2C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2A. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient also die Mittelelektrode 30 und/oder Masseelektrode 40 als Grundmaterial.
Die Zündkerze 100 hat ein röhrenförmiges Metallgehäuse 10, das in sich ein Innenloch 36 sowie einen Gewindeabschnitt 11 zur Befestigung an einem (nicht gezeigten) Motorblock aufweist. Das Gehäuse 10 trägt in seinem Innenloch 36 einen Isolator 20 aus Aluminiumoxidkeramik (Al₂O₃) oder dergleichen. Eine Spitze 21 des Isolators 20 liegt zu dem Raum an dem einen Ende 12 des Gehäuses 10 hin frei.
Die Mittelelektrode 30 wird in einem Axialloch 22 des Isolators 20 getragen, so dass die Mittelelektrode 30 isoliert von dem Gehäuse 10 getragen wird. Eine Spitze 31 der Mittelelektrode 30 liegt zu dem Raum an dem einen Ende 12 des Gehäuses 10 hin frei. Die Mittelelektrode 30 ist stabförmig und weist ein Innenmaterial und um das Innenmaterial herum ein Außenmaterial auf. Das Innenmaterial umfasst ein Metallmaterial mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Cu, und das Außenmaterial ein Metallmaterial mit hervorragender Wärmebeständigkeit und hervorragender Korrosionsbeständigkeit, wie etwa eine Legierung auf Ni-Basis. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Mittelelektrode 30 eine Zylinderform.
Das eine Ende 41 der Masseelektrode 40 liegt im Wesentlichen dem einem Ende der Mittelelektrode 30 gegenüber, wobei die Masseelektrode 40 in einem mittleren Abschnitt gebogen ist und das andere Ende 42 der Masseelektrode mit dem einen Ende 12 des Gehäuses 10 verschweißt ist. Demnach geht die Masseelektrode 40 von dem einen Ende 12 des Gehäuses aus.
An der Endfläche (Verbindungsfläche) 31 der Mittelelektrode ist mit der Mittelelektrode als Grundmaterial durch Laserschweißen unter Ausbildung eines lasergeschweißten Schweißabschnitts 60 ein Plättchen 50 verschweißt, das ein Edelmetall oder eine edelmetallhaltige Legierung enthält. Der Schweißabschnitt 60 verbindet also das Plättchen 50 mit der Mittelelektrode 30. Der Schweißabschnitt 60 ergibt sich unter Laserschweißen durch Aufschmelzen der Materialien des Plättchens 50 und der Mittelelektrode 30 und anschließendes Erstarren der Schmelze.
Das Plättchen 50 und das eine Ende 41 der Masseelektrode 40 bilden einen Spalt 70 zur Funkenentladung. Das Plättchen 50 ist eine kreisförmige Platte aus Ir (Iridium), einer Ir-Legierung, Pt (Platin), einer Pt-Legierung oder dergleichen. In Anbetracht der Wärmebeständigkeit ist es günstig, wenn das Plättchen 50 Gew.-% oder mehr Ir enthält.
Die Zündkerze 100 weist also im Einzelnen das röhrenförmige Gehäuse 10, die von dem röhrenförmigen Gehäuse 10 in dem Loch 36 des röhrenförmigen Gehäuses 10 mit einer elektrischen Isolierung dazwischen getragene Stabmittelelektrode 30 und die von dem einen Ende 12 des röhrenförmigen Gehäuses 10 ausgehende Masseelektrode 40 auf. Das eine Ende der Mittelelektrode 30 liegt im Wesentlichen dem einem Ende der Masseelektrode 40 gegenüber. Das Plättchen 50 ist auf der Seite des einen Endes 12 des röhrenförmigen Gehäuses 10 zur Funkenentladung zwischen der Stabmittelelektrode 30 und der Masseelektrode 40 auf der Endfläche 31 des Grundmaterials angeordnet, das durch die Stabmittelelektrode 30 und/oder Masseelektrode 40 gebildet wird. Das Plättchen 50 umfasst ein Edelmetall.
Unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C und 3 wird nun der Aufbau des Verbindungsabschnitts zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode (Grundmaterial 30) näher beschrieben. In diesen Beispielen ist der Schweißabschnitt (Legierungsabschnitt) 60 so ausgebildet, dass er eine erste bis n-te Schweißschicht enthält und das Plättchen 50 mit dem Schweißabschnitt 60 an dem Grundmaterial befestigt ist, wobei die erste bis n-te Schweißschicht von der Seite des Grundmaterials (Mittelelektrode 30) aus in der Reihenfolge erste bis n-te Schweißschicht entlang der Achse AX des Grundmaterials (aufeinanderfolgend mit zunehmendem Abstand zum Grundmaterial) angeordnet sind und n eine natürliche Zahl von mehr als 1 ist. Jede erste bis n-te Schweißschicht weist, wie in 2A gezeigt ist, mindestens einen Überlappungsabschnitt B mit einer benachbarten Schweißschicht auf. Der Aufbau des Schweißabschnitts lässt sich an seiner Querschnittfläche mit einem metallurgischen Mikroskop begutachten.
2A zeigt ein erstes nicht zur Erfindung gehöriges Beispiel für einen Doppelschichtaufbau, bei dem von der Seite der Mittelelektrode 30 aus eine erste und zweite Schweißschicht 61 und 62 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Zunächst wird durch Laserschweißen die erste Schweißschicht 61 ausgebildet, wobei Abschnitte (Materialien) des Plättchens 50 und der Mittelelektrode 30 aufgeschmolzen und miteinander legiert werden und dann erstarren. 2B zeigt die Schnittansicht der ersten Schweißschicht 61. Als nächstes wird auf ähnliche Weise die zweite Schicht 62 mit dem Überlappungsabschnitt B gebildet. 2C zeigt den Abschnitt der zweiten Schweißschicht an dem Überlappungsabschnitt.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Beispiel für einen dreilagigen Aufbau, bei dem von der Seite der Mittelelektrode 30 aus aufeinanderfolgend erste bis dritte Schweißschichten 61 bis 63 in dieser Reihenfolge ausgebildet werden. Daher ergeben sich Überlappungsabschnitte B und C. Die Anzahl der Schichten kann auch vier oder mehr betragen.
Jede der Schweißschichten 61 bis 63 hat bei Betrachtung entlang der Achse AX eine Ringform. Die Ringform kann im Umfangsrichtung aufeinanderfolgend oder unterbrochen verbunden sein. Die Schweißschichten 61 bis 63 werden im Einzelnen wie folgt ausgebildet:
Das Plättchen 50 wird an der Endfläche 31 der Mittelelektrode 30 vorläufig durch Widerstandsschweißen oder mit Hilfe einer Einspannung befestigt. Als nächstes trifft der Laser um den vollen Umfang der Grenzfläche herum oder an Teilen des Umfangs auf die Grenzfläche zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode 30. Dies bildet die erste Schweißschicht 61.
Als nächstes wird der Laserpunkt entlang der Achse AX verschoben, wobei der Laser den Grenzflächenabschnitt auf ähnliche Weise trifft, um die zweite Schweißschicht 62 auszubilden. In dem in 3 gezeigten Beispiel wird außerdem die dritte Schweißschicht 63 gebildet.
Wie vorstehend erwähnt wurde, werden die Materialien des Plättchens 50 und der Mittelelektrode 30 aufgeschmolzen und zu einer Legierung gemischt und erstarren unter Bildung des Schweißabschnitts 60. Jeder Schweißabschnitt 61 bis 63 ragt von der Außenseite des Grenzflächenabschnitts zur Achse AX vor, so dass die Spitzen der Schweißschichten in die Mittelelektrode 30 oder das Plättchen 50 eindringen. Bei den in 2A und 3 gezeigten Beispielen werden die erste bis dritte Schweißschicht 61 bis 63 (62) in dieser Reihenfolge ausgebildet. Allerdings kann die Reihenfolge, mit der die Schweißschichten 61 bis 63 gebildet werden, auch geändert werden.
Bei dem in 2A gezeigten Beispiel sind die Querschnittflächen des Schweißabschnitts 60 entlang der Verbindungsfläche 31 wie folgt gestaltet:
Die Summe der maximalen ersten Querschnittfläche der ersten Schweißschicht in der A-A-Ebene und der zweiten Querschnittfläche der zweiten Schweißschicht an dem Überlappungsabschnitt in der B-B-Ebene ist 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens 50. Die erste und zweite Querschnittfläche verlaufen entlang der Endfläche 31 bzw. sind senkrecht zur Achse AX.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Summe der maximalen ersten Querschnittfläche der ersten Schweißschicht und der zweiten Querschnittflächen der zweiten und dritten Schweißflächen an den Überlappungsabschnitten in der B-B- und C-C-Ebene 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens 50. Die erste Querschnittfläche und die zweiten Querschnittflächen verlaufen (parallel) entlang der Endfläche 31 bzw. sind senkrecht zur Achse AX.
Die maximale Querschnittfläche der ersten Schweißschicht 61 entspricht der Querschnittfläche entlang der Endfläche 31 mit der maximalen Tiefe d1, mit der die Schweißschicht 61 in der zur Achse AX senkrechten oder zur Endfläche (Verbindungsfläche) 31 parallelen Ebene A-A in die Mittelelektrode 30 eindringt.
Die Erfinder gelangten anhand von Versuchen zu diesem Zusammenhang zwischen den Querschnittflächen. Die Untersuchungen über diesen Zusammenhang werden anhand des in 2A beschriebenen Beispiels erläutert. Die 4A und 4B zeigen Seitenschnittansichten der Mittelelektrode 30 einer herkömmlichen Zündkerze. Der in den 4A und 4B gezeigte Einzelschweißschichtaufbau dient zum Vergleich.
Bei diesem Versuch umfasste die Mittelelektrode 30 eine Legierung auf Ni-Basis namens Inconel (eingetragenes Markenzeichen), wobei der Durchmesser D1 der Endfläche 31 2,7 mm betrug. Das Plättchen 50 umfasste eine Ir-10Rh-Legierung, die 90 Gew.-% Ir und 10 Gew.-% Rh enthielt. Es wurde ein kreisförmiges Plättchen mit einem Durchmesser D2 von 2,4 mm und einer Dicke von 1,4 mm verwendet. Diese Spezifikationen für die Mittelelektrode 30 und das Plättchen 50 sind für die Zündkerze eines Kogenerationssystems üblich, in dem die Wärmebelastung hoch ist.
Bei diesem Doppelschweißschichtaufbau führte eine Änderung der Laserschweißbedingungen zu einer unterschiedlichen Tiefe d1 der ersten Schweißschicht 61 und einer unterschiedlichen Tiefe d2 am Überlappungsabschnitt zwischen der ersten und zweiten Schweißschicht 61 und 62, um bei den Versuchsprobekörpern für verschiedene Querschnittflächenverhältnisse zu sorgen. Auf diese Weise ließen sich Daten über das Verhältnis der Summe einer maximalen ersten Querschnittfläche der ersten Schicht 61 und von zweiten Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschicht an den Überlappungsabschnitten B, C zur dritten Querschnittfläche des Plättchens 50 erhalten.
5 zeigt eine Tabelle mit Versuchsprobekörpern, die in Bezug auf die Schweißschichttiefen die Änderungen des Querschnittflächenverhältnisses für den Doppelschweißschichtaufbau angibt. Bei der Probekörperart (1) beträgt die Tiefe d1 0,3 mm und die Tiefe b2 am Überlappungsabschnitt 0,1 bis 0,3 mm. Bei der Probekörperart (2) beträgt die Tiefe d1 0,7 und die Tiefe d2 zwischen 0,1 und 0,7 mm. Bei der Probekörperart (3) beträgt die Tiefe d1 1,1 mm und die Tiefe d2 zwischen 0,1 und 1,1 mm.
6 zeigt zum Vergleich mit diesen Versuchsprobekörpern eine Tabelle mit herkömmlichen Versuchsprobekörpern, die in Bezug auf die Schweißschichttiefe d1 die Änderung des Querschnittflächenverhältnisses für den Einzelschweißschichtaufbau angibt. Beim Einzelschweißschichtaufbau führte die Änderung der Laserschweißbedingungen zu einer unterschiedlichen Tiefe d1 der Schweißschicht 61, so dass sich für die Schweißschicht 61 verschiedene Querschnittflächen ergaben. Daraufhin wurden die Verhältnisse der Querschnittfläche der Schweißschicht zur Querschnittfläche des Plättchens 50 ermittelt.
Bei den Probekörperarten (4) bis (10) betrug die Tiefe d1 jeweils 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9, 1,1 und 1,3 mm. Die Probekörperarten (4) bis (9) wiesen entlang der Achse AX den ringförmigen Schweißschichtaufbau auf. Die Probekörperart (10) wies wie in 4B gezeigt (entlang der Achse AX betrachtet) eine (voll durchgeschweißte) kreisförmig-plattenförmige Schweißschicht auf.
Die in den 5 und 6 angegebenen Zündkerzenprobekörper wurden einem Langzeitversuch unterzogen, um die Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem Plättchen 50 und Mittelelektrode 30 abzuschätzen. Der Langzeitversuch erfolgte, indem die Zündkerzen in einem Motor mit sechs Zylindern und 2000 ccm Hubraum eingebaut wurden. Ein Betriebszyklus umfasste eine Minute lang Leerlauf und eine Minute lang Vollgas (bei 6000 U/min), wobei dieser Zyklus 100 Stunden lang wiederholt wurde. Die Verbindungszuverlässigkeit wurde anhand der Zugfestigkeit abgeschätzt, wobei auf Verbindungszuverlässigkeit entschieden wurde, wenn die Zugfestigkeit nach dem angesprochenen Langzeitversuch mehr als 200 N betrug.
7 zeigt eine grafische Darstellung, die die Änderung der Zugfestigkeit N für den Doppelschweißschichtaufbau in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschichten 61 und 62 und des Plättchens 50 ohne und mit Langzeitversuch angibt. In 7 geben die ausgefüllten Kreise die Zugfestigkeit für die Probenkörperart (1) ohne Langzeitversuch und die nicht ausgefüllten Kreise die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch an. Die ausgefüllten Dreiecke stehen für die Zugfestigkeit der Probekörperart (2) ohne Langzeitversuch und die nicht ausgefüllten Dreiecke für die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch. Die ausgefüllten Vierecke entsprechen der Zugfestigkeit für die Probekörperart (3) ohne Langzeitversuch und die ausgefüllten Vierecke der nach dem Langzeitversuch.
8 zeigt andererseits die Änderung der Zugfestigkeit N für den Einzelschweißschichtaufbau in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschicht und des Plättchens 50 mit und ohne Langzeitversuch. In 8 stehen die ausgefüllten Kreise für die Zugfestigkeit ohne Langzeitversuch und die ausgefüllten Dreiecke für die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch.
Wie aus 8 deutlich hervorgeht, ändert sich die Zugfestigkeit beim Einzelschweißschichtaufbau ohne Langzeitversuch mit der Querschnittfläche der Schweißschicht. Allerdings erreicht die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch selbst im Fall des vollständig durchgeschweißten Aufbaus (4B), der als Einzelschichtaufbau die höchste Zuverlässigkeit zeigt, nicht das geforderte Zuverlässigkeitsniveau von 200 N.
Wie in 7 gezeigt ist, ändert sich die Zugfestigkeit beim Doppelschweißschichtaufbau ohne Langzeitversuch mit der Gesamtquerschnittfläche. Nach dem Langzeitversuch nimmt jedoch die Zugfestigkeit unbeachtet der Querschnittsform des Schweißabschnitts 60 mit dem Verhältnis der Gesamtquerschnittfläche der Schweißschichten zur Querschnittfläche des Plättchens 50 zu.
Die liegt daran, dass die Dicke des Schweißabschnitts 60 beim Doppelschweißschichtaufbau größer als beim Einzelschweißschichtaufbau ist und dass außerdem die Differenz des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode (Grundmaterial 30) verringert werden kann, so dass sich die auf den Verbindungsabschnitt wirkende Wärmebelastung reduzieren lässt. Wenn darüber hinaus das Querschnittflächenverhältnis (Gesamtquerschnittfläche) größer oder gleich 1,4 mal der Querschnittfläche des Plättchens 50 ist, lässt sich eine Zugfestigkeit von mehr als 200 N erzielen, so dass die Verbindungszuverlässigkeit das geforderte Praxisniveau erfüllt.
Darüber hinaus wurde auch der in 3 gezeigte Dreifachschichtaufbau beurteilt. Die Probekörperarten waren mit denen des Doppelschichtaufbaus vergleichbar. Und zwar wurden Versuchsprobekörper angefertigt, bei denen die Tiefe d1 der ersten Schweißschicht 61, die Tiefe d2 der zweiten Schweißschicht 62 am Überlappungsabschnitt und die Tiefe d3 des dritten Schweißabschnitts 63 am Überlappungsabschnitt wie in 9 gezeigt geändert wurden.
Bei jedem der überprüften Probekörper wurde die Gesamtsumme der Querschnittfläche der ersten Schweißschicht 61, der Querschnittfläche der zweiten Schweißschicht 62 am Überlappungsabschnitt zwischen der ersten und der zweiten Schweißschicht 61 und 62 und der Querschnittfläche der dritten Schweißschicht 63 am Überlappungsabschnitt zwischen der zweiten und dritten Schweißschicht 62 und 63 berechnet. 9 gibt für die jeweiligen Versuchsprobekörper die Verhältnisse dieser Gesamtquerschnittfläche zur Querschnittfläche des Plättchens 50 an.
Laut 9 betrug bei der Probekörperart (11) die Tiefe d1 0,3 mm, die Tiefe d2 am Überlappungsabschnitt B zwischen 0,1 und 0,3 mm und die Tiefe d3 am Überlappungsabschnitt C zwischen 0,1 und 0,2 mm. Bei der Probekörperart (12) betrug die Tiefe d1 0,7 mm, die Tiefe d2 zwischen 0,1 und 0,2 mm und die Tiefe d3 am Überlappungsabschnitt C zwischen 0,1 und 0,2 mm. Bei der Probekörperart (13) betrug die Tiefe d1 1,1 mm, die Tiefe d2 0,1 mm und die Tiefe d3 0,1 mm.
Die Versuchsprobekörper wurden einem ähnlichen Langzeitversuch wie vorstehend unterzogen. Die Verbindungszuverlässigkeit wurde anhand der Zugfestigkeit abgeschätzt.
10 zeigt eine grafische Darstellung, die für den Dreifachschweißschichtaufbau die Änderung der Zugfestigkeit (N) in Bezug auf das Querschnittflächenverhältnis der Schweißschichten 61 bis 63 und des Plättchens 50 mit und ohne Langzeitversuch angibt. In 10 entsprechen die ausgefüllten Kreise der Zugfestigkeit für die Probekörperart (11) ohne Langzeitversuch und die nicht ausgefüllten Kreise der nach dem Langzeitversuch. Die ausgefüllten Dreiecke entsprechen der Zugfestigkeit für die Probekörperart (12) ohne Langzeitversuch und die nicht ausgefüllten Dreiecke der nach dem Langzeitversuch. Das ausgefüllte Viereck entspricht der Zugfestigkeit für die Probekörperart (13) ohne Langzeitversuch und das nicht ausgefüllte Viereck der Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch. Wie deutlich aus 10 hervorgeht, ergibt sich der gleiche Verlauf wie beim Doppelschweißschichtaufbau.
Aus den obigen Untersuchungen ergibt sich, dass sich die geforderte Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode 30 erzielen lässt, indem die Gesamtsumme der Querschnittfläche der ersten Schweißschicht 61 und der Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschichten an den Überlappungsabschnitten 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens 50 eingestellt wird.
Abgesehen davon ist es bei diesem Ausführungsbeispiel günstig, wenn die m-te Schweißschicht (2 ≤ m ≤ n) entlang der Verbindungsfläche 31 eine Querschnittfläche hat, die größer als die Querschnittfläche am Überlappungsabschnitt B oder C ist. Das heißt, dass die m-te Schweißschicht in einer die Achse AX enthaltenden Ebene eine Spitze aufweisen sollte, die zu der Achse AX hin in das Plättchen 50 hineinragt.
Die Beispiele in den 2A und 3 haben diesen günstigen Aufbau, d. h. einen Keilaufbau. So ist bei dem Doppelschichtaufbau die Querschnittfläche der zweiten Schweißschicht 62 größer als die Querschnittfläche des Überlappungsabschnitts B zwischen der ersten und zweiten Schweißschicht 61 und 62. Bei dem Dreifachschichtaufbau ist die Querschnittfläche der dritten Schweißschicht 63 größer als die Querschnittfläche an ihrem Überlappungsabschnitt C zwischen der zweiten und dritten Schweißschicht 62 und 63.
Jede der Schweißschichten 61 bis 63 wird von der Außenfläche aus zur Mitte hin ausgebildet (aufgeschmolzen und erstarrt). Die Spitze der zweiten Schicht 62 ragt beispielsweise von der Tiefe d2 des Überlappungsabschnitt B zwischen der ersten und zweiten Schweißschicht 61 und 62 aus zur Mitte des Plättchens 50 hin in das Material des Plättchens 50 hinein. Mit anderen Worten ragt ein Teilabschnitt 71 des Plättchens 50 in den Schweißabschnitt 60 vor. Die zweite Schweißschicht 62 nimmt diesen Keilabschnitt 63 auf. Das hindert das Plättchen 50 daran, sich von der Mittelelektrode 63 zu lösen.
Bei dem in 3 gezeigten Dreifachschichtaufbau ist zwischen der zweiten und dritten Schweißschicht 62 und 63 für einen weiteren Keilabschnitt 73 gesorgt. Dies ergibt einen noch stärkeren Keilaufbau.
Wenn die Anzahl der Schweißschichten mehr als zwei beträgt, können mit Ausnahme der ersten Schweißschicht 61 sämtliche Schweißschichten diesen Aufbau aufweisen. Die Keilwirkung liegt allerdings auch dann vor, wenn abgesehen von der ersten Schweißschicht mindestens eine der Schweißschichten diesen Aufbau aufweist.
Zweites Beispiel
11A zeigt in einer Seitenschnittansicht einen Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 30 beim zweiten nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel.
Die Zündkerze gemäß dem zweiten Beispiel hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das erste nicht zur Erfindung gehörige Beispiel. Der Unterschied besteht darin, dass zwischen dem Plättchen 50 und der Endfläche 31 der Mittelelektrode (Grundmaterial) 30 eine Spannungsabbauschicht (Spannungsabschwächungsschicht) 80 vorgesehen ist. Und zwar ist die Spannungsabbauschicht 80 auf beiden Seiten von dem Plättchen 50 und der Endfläche 31 der Mittelelektrode 31 bedeckt, um die Wärmespannung zwischen dem Plättchen 50 in der Mittelelektrode 30 zu verringern. Die Spannungsabbauschicht 80 hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der zwischen dem des Plättchens 50 und dem der Mittelelektrode 30 liegt. Das Plättchen 50 ist an der Mittelelektrode 30 durch eine Schweißschicht 90 befestigt, die durch Laserschweißen am Grenzflächenabschnitt der Mittelelektrode 30, der Spannungsabbauschicht 80 und des Plättchens 50 aus den Materialien des Plättchens 50, der Spannungsabbauschicht 90 und der Mittelelektrode 30 ausgebildet wurde. 11B zeigt einen Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 30, in dem die Laserschweißung durch die gesamte Tiefe (Radius der Mittelelektrode 30) geht. Das heißt, dass die Schweißschicht 90 bei Betrachtung entlang der Achse AX als kreisförmige Platte ausgebildet ist. Der Schweißabschnitt ist also auf dem Grundmaterial und das Plättchen 50 auf dem Schweißabschnitt angeordnet, wobei sich der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schweißabschnitts zwischen dem des Grundmaterials und dem des Plättchens 50 befindet.
Die Mittelelektrode 30 umfasst eine Legierung auf Ni-Basis, das Plättchen 50 Ir oder eine Ir-Legierung, und für das Material der Spannungsabbauschicht 80 kann eine Pt-Legierung oder dergleichen verwendet werden, deren linearer Ausdehnungskoeffizient zwischen dem der Legierung auf Ni-Basis und dem der Ir-Legierung liegt. Als Pt-Legierung kann Pt-20Ir-2Ni (Legierung mit 78% Pt, 20% Ir und 2% Ni) verwendet werden.
Die 12A und 12C zeigen Seitenschnittansichten des Verbindungsabschnitts der Mittelelektrode, die den Schweißvorgang veranschaulichen.
Als erstes wird die Spannungsabbauschicht (Abschwächungsschicht) 80 von beiden Seiten mit den Plättchen 50 und der Endfläche 31 der Mittelelektrode 30 bedeckt und werden diese drei Teile vorläufig befestigt. Die vorläufige Befestigung kann durch Widerstandsschweißen oder eine Einspannung erfolgen. Als nächstes trifft ein Laserstrahl an der oder um die Spannungsabbauschicht 80 herum auf, so dass die Grenzflächen zwischen dem Plättchen 50 und der Spannungsabbauschicht 80 und zwischen der Spannungsabbauschicht 80 und der Mittelelektrode 30 unter Bildung der Schweißschicht 90 beseitigt werden. Dadurch ergibt sich der in 12C gezeigte Schweißaufbau.
Die Spannungsabbauschicht 80 zwischen dem Plättchen 50 und der Endfläche 31 der Mittelelektrode 30 verringert aufgrund der Differenz des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode 30 die Wärmespannungen. Dies verbessert die Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem Plättchen 50 in der Mittelelektrode 30.
Dabei ist es günstig, wenn die Dicke der Spannungsabbauschicht 80 größer oder gleich 0,2 mm und kleiner oder gleich 0,6 mm ist. Im Hinblick auf das Verhältnis α, das sich ergibt, wenn die Querschnittfläche an der maximalen Tiefe der Schweißschicht 90 auf der Ebene (E-E-Schnitt in 11A) entlang der Endfläche 31 durch die Querschnittfläche des Plättchens 50 dividiert wird, ist es zudem günstig, wenn α größer oder gleich (1,4 – t)/2 ist. Diese Bedingung sorgt für eine ausreichende Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem Plättchen 50 und dem Grundmaterial.
Zu diesem Zusammenhang bezüglich des Verhältnisses α gelangten die Erfinder anhand von Versuchsergebnissen. Im Folgenden werden diese Versuche beschrieben.
Als Mittelelektrode 30 wurde ein Stab mit einem Durchmesser D1 von 2,7 mm an der Endfläche 31, als Plättchen 50 ein kreisförmiges Plättchen aus Ir-10Rh mit einem Durchmesser D2 von 2,4 mm und einer Dicke von 1,4 mm und als Spannungsabbauschicht eine kreisförmige Platte aus Pt-20Ir-2Ni mit einem Durchmesser d3 von 2,4 mm verwendet.
Der Grund dafür, warum die Dicke der Spannungsabbauschicht 80 auf den Bereich von 0,2 bis 0,6 mm eingeschränkt wurde, ist der, dass bei einer Dicke von weniger als 0,2 mm die Tendenz besteht, dass aufgrund von Wärmespannungen Risse auftreten und es der Spannungsabbauschicht an Festigkeit mangelt. Abgesehen davon trägt eine Dicke von mehr als 0,6 mm nicht weiter zur Wärmespannungsabbauwirkung bei.
Wie in 13 gezeigt ist, wurden die Versuchsprobekörper wie folgt hergestellt:
Unter Änderung der Laserschweißbedingungen wurde die Tiefe d4 der Schweißschicht 90 geändert, um das Verhältnis α der Querschnittfläche bei der Tiefe d4 zur Querschnittfläche des Plättchens 50 zu ändern.
Die in 13 gezeigten Versuchsprobekörper wurden auf die gleiche Weise wie beim Ausführungsbeispiel dem Langzeitversuch unterzogen, um die Versuchsprobekörper einschätzen zu können.
14 zeigt eine grafische Darstellung, die in Bezug auf das Verhältnis α ausgehend von den Ergebnissen für die Langzeitversuchsabschätzung die Zugfestigkeitsänderung angibt.
In 14 stehen die ausgefüllten Vierecke für die Zugfestigkeit bei einer Dicke t der Spannungsabbauschicht 80 von 0,2 mm ohne Langzeitversuch. Die nicht ausgefüllten Vierecke stehen für die Zugfestigkeit bei einer Dicke t der Spannungsabbauschicht 80 von 0,2 mm nach dem Langzeitversuch. Die ausgefüllten Dreiecke stehen für die Zugfestigkeit bei einer Dicke t der Spannungsabbauschicht 80 von 0,4 mm ohne Langzeitversuch und die ausgefüllten Dreiecke für die Zugfestigkeit bei der Dicke t von 0,4 mm nach dem Langzeitversuch. Die ausgefüllten Kreise stehen für die Zugfestigkeit bei einer Dicke t der Spannungsabbauschicht 80 von 0,6 mm ohne Langzeitversuch und die nicht ausgefüllten Kreise für die Zugfestigkeit bei der Dicke t der Spannungsabbauschicht 80 von 0,6 mm nach dem Langzeitversuch. Wie deutlich aus 14 hervorgeht, nimmt die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch mit zunehmendem Verhältnis α zu. Dies liegt an der Wärmespannungsabbauwirkung, die durch die kleinere Differenz beim linearen Ausdehnungskoeffizienten und die Abnahme des nicht geschweißten Abschnitts am Verbindungsabschnitt bedingt ist. Abgesehen davon nimmt die Zugfestigkeit nach dem Langzeitversuch mit zunehmender Dicke der Spannungsabbauschicht 80 zu. Dies liegt daran, dass die Wärmespannungsabbauwirkung steigt, wenn die Dicke der Spannungsabbauschicht 80 bis zu einer Dicke von 0,6 mm zunimmt.
Aus dem in 14 gezeigten Ergebnis ergibt sich der Zusammenhang zwischen dem Verhältnis α und der Dicke t der Spannungsabbauschicht 80, der für eine Zugfestigkeit von mehr als 200 N nach dem Langzeitversuch sorgt. Wenn die Dicke t zum Beispiel 0,2 mm beträgt, beträgt das Verhältnis α 0,6. Bei einer Dicke T von 0,4 mm beträgt das Verhältnis α 0,5. Und bei einer Dicke von 0,6 mm beträgt das Verhältnis α 0,4.
15 zeigt eine grafische Darstellung, die diesen Zusammenhang wiedergibt. Aus 15 ergibt sich die folgende Gleichung (1), die für die geforderte Verbindungszuverlässigkeit, d. h. für eine Zugfestigkeit von mehr als 200 N, sorgt. α ≥ (1,4 – t)/2 0,2 ≤ t ≤ 0,6 (t in mm) (1)
Aus der obigen Untersuchung ergibt sich, dass das Verhältnis α bei der Spannungsabbauschicht 80, die eine Dicke von größer oder gleich 0,2 mm und kleiner oder gleich 0,6 mm hat und zwischenliegend durch Laser verschweißt ist, größer oder gleich (1,4 – t)/2 betragen sollte (vgl. Bereich zwischen 0,2 und 0,6 der Dicke t oberhalb der Linie α = (1,4 – t)/2). Dieser Aufbau sorgt für die geforderte Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem Plättchen 50 und der Mittelelektrode 30.
Wie in 11B gezeigt ist, ist die Schweißschicht 90 bei diesem Beispiel zwischen dem Grundmaterial und dem Plättchen 50 angeordnet. Die Schweißschicht 90 besitzt einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der zwischen dem des Grundmaterials 30 und dem des Plättchens 50 liegt, so dass sich die Wärmespannungen zwischen dem Plättchen 50 und dem Grundmaterial 30 verringern lassen.
In 11A ist der Schweißabschnitt um die Spannungsabbauschicht herum angeordnet. Der Schweißabschnitt ist quer über den Verbindungsabschnitt des Grundmaterials mit dem Plättchen ausgebildet.
Es gibt verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten.
Erste Abwandlung
Die 16A bis 16F zeigen Seitenschnittansichten des Verbindungsabschnitts des Plättchens 50 und der Mittelelektrode 30. Sämtlichen Abwandlungen ist gemeinsam, dass mindestens eine Schweißschicht vollständig durchgeschweißt ist. Das heißt, mindestens eine Schweißschicht ist als eine kreisförmige Platte ausgebildet. Diese erste Abwandlung ergibt die gleiche Wirkung, wie oben beim Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Die 16A bis 16C zeigen einen nicht zur Erfindung gehörigen Doppelschweißschichtaufbau. Bei dem Doppelschweißschichtaufbau in 16A ist die erste Schweißschicht 61 (über den Durchmesser der Mittelelektrode 30) voll durchgeschweißt. Beim Doppelschweißschichtaufbau in 16B sind die erste und auch die zweite Schweißschicht 61 und 62 voll durchgeschweißt. Bei dem Doppelschweißschichtaufbau in 16C ist nur die zweite Schweißschicht durchgeschweißt. Die 16D bis 16F zeigen einen erfindungsgemäßen Dreifachschweißschichtaufbau. In 16D sind sämtliche Schweißschichten voll durchgeschweißt. In 16E ist nur die erste Schweißschicht voll durchgeschweißt. In 16F sind nur die erste und zweite Schweißschicht 61 und 62 voll durchgeschweißt.
Zweite Abwandlung
Die 17A bis 17C zeigen eine zweite Abwandlung für das zweite Beispiel, bei der am Verbindungsabschnitt mehrere Schweißschichten ausgebildet sind. Dieser abgewandelte Aufbau ergibt durch die Spannungsabbauschicht 80 die gleiche Wärmespannungsabschwächungswirkung wie das zweite Beispiel. Aufgrund der Form der Schweißschichten 90 ergibt dieser Aufbau außerdem die gleich Wirkung, wie oben beim Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
In 17C umfasst der Schweißabschnitt eine erste und zweite ringförmige Schicht 90a und 90b, wobei die erste Schicht 90a zwischen einem Abschnitt der Endfläche 31 des Grundmaterials 30 und der Spannungsabbauschicht 80 angeordnet ist, um die Spannungsabbauschicht 80 an dem Grundmaterial zu befestigen, und die zweite ringförmige Schicht 90b zwischen dem Plättchen 50 und der Spannungsabbauschicht 80 angeordnet ist, um das Plättchen 50 an der Spannungsabbauschicht 80 zu befestigen. Am Mittelabschnitt der ringförmigen Schicht 90a und 90b berührt das Grundmaterial 30 die Spannungsabbauschicht 80 und die Spannungsabbauschicht 80 das Plättchen 50.
Dritte Abwandlung
Das erste und zweite Beispiel und das Ausführungsbeispiel wurden dahingehend beschrieben, dass das Plättchen 50 durch Laserschweißen mit der Mittelelektrode 30 verbunden wird. Allerdings sind diese Beispiele auch auf den Fall übertragbar, bei dem das Plättchen 50 mit der Masseelektrode 40 verschweißt wird und bei dem sowohl mit der Mittelelektrode 30 als auch mit der Masseelektrode 40 jeweils ein Plättchen 50 verschweißt wird. Darüber hinaus kann bei der Erfindung auch die Form der Mittelelektrode 30, der Masseelektrode 40 und des Plättchens 50 in ihrer Gestaltung abgewandelt werden. Das heißt, dass die Erfindung bei einer Zündkerze, bei der das Grundmaterial (die mittlere Elektrode 30 und die Masseelektrode 40) und das aus einem Edelmetall oder einer edelmetallhaltigen Legierung bestehende Plättchen 50 durch Laserschweißen verbunden sind, durch den besprochenen Aufbau des Schweißabschnitts und durch Vorsehen der Spannungsabbauschicht eine höhere Verbindungsfestigkeit zwischen dem Grundmaterial und dem Plättchen 50 ergibt, während die anderen Abschnitte abgewandelt werden können.

Claims

Zündkerze (100) mit: einem röhrenförmigen Gehäuse (10); einer Stabmittelelektrode (30), die eine Zylinderform hat und von dem röhrenförmigen Gehäuse (10) in dem röhrenförmigen Gehäuse mit einer elektrischen Isolierung (20) dazwischen getragen wird; einer Masseelektrode (40), die von einem Ende (12) des röhrenförmigen Gehäuses (10) ausgeht; mindestens einem Plättchen (50) zur Funkenentladung mittels der Stabmittelelektrode (30) und Masseelektrode (40), das an einer Endfläche (31) eines Grundmaterials (30) angeordnet ist, das durch die Stabmittelelektrode (30) und/oder Masseelektrode (40) gebildet wird, und das eine kreisförmige Platte ist, die ein Edelmetall enthält; und für jedes Plättchen (50) einem Schweißabschnitt (60) zwischen dem Grundmaterial (30) und dem Plättchen (50) mit einer ersten bis n-ten Schweißschicht (61, 62, 63), die durch Laserschweißen aus Materialien des Plättchens (50) und des Grundmaterials (30) gebildet sind, um das Plättchen (50) mit dem Grundmaterial (30) zu verbinden, wobei n eine natürliche Zahl größer als 2 ist und die erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) von der Seite des Grundmaterials (30) aus im Wesentlichen senkrecht zu der Endfläche (31) in der Reihenfolge erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) aufeinanderfolgend mit zunehmendem Abstand von dem Grundmaterial (30) angeordnet sind und jede erste bis n-te Schweißschicht (61, 62, 63) mindestens einen Überlappungsabschnitt (71, 73) mit einer der benachbarten Schweißschichten aufweist und wobei die Summe einer maximalen ersten Querschnittfläche der ersten Schicht (61) und von Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschichten (62, 63) an den Überlappungsabschnitten (71, 73) mindestens 1,4-mal so groß wie die Querschnittfläche des Plättchens (50) ist, wobei die maximale erste Querschnittfläche der ersten Schicht (61), die zweiten Querschnittflächen der zweiten bis n-ten Schweißschichten (62, 63) an den Überlappungsabschnitten (71, 73) und die Querschnittfläche des Plättchens (50) parallel zur Endfläche (31) liegen.
Zündkerze nach Anspruch 1, bei der die m-te Schweißschicht eine zur Endfläche (31) parallele maximale zweite Querschnittfläche aufweist, die größer als die Querschnittfläche der m-ten Schweißfläche an dem Überlappungsabschnitt (71, 73) zwischen der m-ten und (m – 1)-ten Schweißschicht ist, wobei 2 ≤ m ≤ n gilt und m eine natürliche Zahl ist.
Zündkerze nach Anspruch 1, bei der das Plättchen (50) mehr als 50 Gew.-% Ir enthält.