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Die
Erfindung betrifft eine Zündkerze
mit einer Mittelelektrode und einer zur Generierung eines Zündfunkens
damit zusammenwirkenden Masseelektrode gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher
definierten Art.
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Bei
aus der Praxis bekannten fremdgezündeten Verbrennungsmotoren,
bei welchen die im Kraftstoff enthaltene Energie in Bewegungsenergie umgewandelt
wird, wird ein in einen Brennraum eingespritztes Kraftstoffgemisch über eine
zeitlich gesteuerte Fremdzündung
entflammt. Die Zündung
des Ottomotors erfolgt elektrisch, wobei eine vom Motor gesteuerte
Zündanlage
periodisch eine Hochspannung erzeugt. Diese Hochspannung bewirkt
jeweils einen Funkenüberschlag
zwischen den Elektroden der Zündkerzen
im Verbrennungsraum. Die in dem Funken enthaltene Energie entzündet das
verdichtete Luft-Kraftstoffgemisch, wobei die Zündkerze unter allen Betriebsbedingungen
die Zündenergie
in dem Brennraum einbringen muss, ohne undicht oder heiß zu werden.
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Im
Betrieb sind die Elektroden einer Zündkerze hohen Belastungen durch
den Zündfunken
sowie durch chemisch-thermische Angriffe ausgesetzt, welche Erosion
sowie Korrosion an den Elektroden hervorrufen. Um dem im Betrieb
durch Funkenerosion sowie Korrosion im Brennraum auftretenden Elektrodenverschleiß entgegentreten
zu können,
werden die Zündkerzenelektroden
aus Werkstoffen hergestellt, die durch eine geringe Oxidations-
und Korrosionsneigung sowie eine hohe Verschleißbeständigkeit gegen funkenerosive
Angriffe gekennzeichnet sind. Hierbei zeigen Werkstoffe aus reinen
Edelmetallen oder auf Edelmetallbasis, wie Platin oder Platin- und Iridiumbasislegierungen,
die besten Eigenschaften. Weitere geeignete Elektrodenwerkstoffe
sind Nickel und Silber sowie Nickel- und Silberbasislegierungen, wobei
Zündkerzenelektroden
aus Nickellegierungen gegen Funkenerosion sowie gegen Hochtemperaturkorrosion
im Bereich bis 900°C
beständig
sind. Des Weiteren werden Nickellegierungen auch als Trägermaterialien
für Edelmetallstifte
eingesetzt, die typischerweise in etwa 0.8 mm Durchmesser aufweisen und
mit ca. 1 mm Länge
ausgeführt
sind.
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Der
bei der Zündung
des Funkens entstehende Lichtbogen verursacht an der Elektrode einen funkenerosiven
Verschleiß,
wobei neben dem reinen Oxidationsangriff das Wegspritzen geschmolzener Metalltröpfchen von
der Elektrode als Verschleißmechanismus
angesehen wird, da ein Bereich der Elektrode unter dem Ionenbeschuss
des Lichtbogens aufgeschmolzen wird, an dem gleichzeitig eine Kraft wirkt,
der einer Rückstoßkraft entgegenwirkt,
die von der Oberfläche
der Elektrode in Richtung des Elektrodenabstands weggerichtet ist.
Eine Oberflächenspannungskraft
des geschmolzenen Werkstoffes der Elektrode wirkt dieser Rückstoßkraft entgegen.
Ist die Rückstoßkraft größer als
die Oberflächenspannungskraft,
werden kleine geschmolzene Tröpfchen aus
dem aufgeschmolzenen Bereich der Elektrode emittiert.
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Aus
der
DE 196 31 985
A1 ist eine Elektrode mit einer verschleißfesten
Beschichtung bekannt, die mittels eines thermischen Beschichtungsverfahrens auf
einem Grundkörper
der Elektrode aufgebracht ist. Es wird vorgeschlagen, den Beschichtungswerkstoff in
Pulverform einer energiereichen Wärmequelle zuzuführen und
aufzuschmelzen. Die schmelzflüssigen Partikel
des Beschichtungswerkstoffes werden in Richtung eines Substrats,
d. h. dem Grundkörper
der Elektrode, beschleunigt und treffen mit meist hoher Geschwindigkeit
auf, um eine Schicht zu bilden. Derartig thermisch gespritzte Schichten
zeichnen sich durch Schichtdicken im Bereich von 100 μm bis zu
einigen Millimetern aus, wobei der Bindungsmechanismus entweder
auf mechanischer Verklammerung, Adhäsion, Diffusion, chemischer
Bindung oder elektrostatischen Kräften beruht.
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Nachteilig
dabei ist jedoch, dass die Herstellung der zur Verschleißerhöhung aufzubringenden Verschleißschicht
einen hohen apparativen Aufwand erfordert und bei einer Beschädigung der
Verschleißschicht
die Grundkörper
der Elektroden den hohen korrosiven sowie funkenerosiven Belastungen
im Betrieb ungeschützt
ausgeliefert sind.
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Aus
der
DE 100 15 642
A1 ist eine Zündkerze
für eine
Brennkraftmaschine bekannt, deren Elektrode mit einem hochabbrandbeständigen Bereich, der
einen Teil der der Funkenstrecke zugewandten Stirnfläche der
Elektrode bildet, ausgeführt
ist. Der hochabbrandbeständige
Bereich besteht aus einer Legierung, die mindestens die Legierungsbestandteile
Iridium und Nickel aufweist, und ist mit der Grundelektrode verschweißt.
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Diese
bekannte Zündkerze
für eine
Brennkraftmaschine weist jedoch den Nachteil auf, dass ihre Elektrode
zwischen der Grundelektrode und dem daran angeschweißten hochabbrandbeständigen Bereich
kein homogenes Werkstoffgefüge
aufweist, wodurch eine Wärmeleitfähigkeit
der Elektrode beeinträchtigt
ist, was in bestimmten Betriebsbereichen zu unerwünscht hohen
Temperaturbelastungen der Elektrode und damit zu einer Herabsetzung
der Lebensdauer der Zündkerze
führt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze
mit einer Mittelelektrode und einer zur Generierung eines Zündfunkens
damit zusammenwirkende Masseelektrode zur Verfügung zu stellen, die einfach
und kostengünstig herzustellen
ist und eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Zündkerze
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Zündkerze
ist mit einer Mittelelektrode und einer zur Generierung eines Zündfunkens
damit zusammenwirkenden Masseelektrode ausgebildet, wobei die Mittelelektrode über einen
elektrisch leitenden Bereich mit einem Anschlussbolzen elektrisch
verbunden ist. Der Anschlussbolzen, der elektrisch leitende Bereich
und die Mittelelektrode sind wenigstens bereichsweise innerhalb
eines teilweise von einem Gehäuse
umgebenden Isolators angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist die
Mittelelektrode und/oder die Masseelektrode zumindest in einem der Funkenstrecke
nahen Mittelelektrodenbereich bzw. Masseelektrodenbereich aus einem
wenigstens 60 Gew.-% MoSi2 aufweisenden Elektrodenmaterial hergestellt.
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Damit
steht ein kostengünstiges
Elektrodenmaterial zur Verfügung,
welches auch oberhalb von 900°C
den generell an Zündkerzenelektroden
hinsichtlich im Betrieb einer Zündkerze
auftretenden Oxidation, Korrosion sowie Funkenerosion gestellten Anforderungen
in derartigem Umfang genügt,
dass eine Zündkerze
eine ausreichend lange Lebensdauer aufweist.
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MoSi2
wird in der Praxis als Heizleiterbasismaterial für Ofenapparate verwendet, bei
welchen Betriebstemperaturen bis über 1600°C auftreten und findet zudem
bei keramischen Glühstiftkerzen
bei Dieselbrennkraftmaschinen Verwendung.
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Aufgrund
einer sehr guten Oxidationsbeständigkeit,
die auf der Bildung einer dünnen,
fest haftenden Quarzglasschicht oberhalb von 900°C beruht, eignet sich MoSi2
auch als Elektrodenbasismaterial im Bereich der Mittelelektrode
und/oder der Masseelektrode einer Zündkerze, wobei der Einsatz
von MoSi2 als Elektrodenbasismaterial für Zündkerzen von fremdgezündeten Verbrennungsmotoren
eine ausreichende Zündkerzenlebensdauer
gewährleistet und
auch eine kostengünstige
Herstellung von Zündkerzen
ermöglicht.
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Vorteile der
Erfindung
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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In
der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Zündkerze
schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß ausgeführten Zündkerze
im Halblängsschnitt;
und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer Zündkerze
nach der Erfindung in einer 1 entsprechenden
Darstellung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Bezug
nehmend auf 1 ist eine Teilschnittansicht
einer in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine anordenbaren
Zündkerze 1,
die mit einem an einem Gehäuse 2 ausgebildeten
Außengewinde 3 in
ein Innengewinde des Zylinderkopfes einschraubbar ist, dargestellt.
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Die
Zündkerze 1 besteht
vorliegend aus Metall, Keramik und Glas. Diese Werkstoffe haben
unterschiedliche Eigenschaften, die durch materialgerechte Konstruktion
der Zündkerze 1 genutzt
werden. Die wichtigsten Bestandteile der Zündkerze 1 sind ein
Anschlussbolzen 5, ein Isolator 6, das Gehäuse 2,
eine Mittelelektrode 7 sowie eine Masseelektrode 8,
wobei ein in dem Isolator 6 angeordneter und elektrisch
leitender Bereich 9, der vorliegend aus einer an sich bekannten
Glasschmelze besteht, die Mittelelektrode 7 mit dem Anschlussbolzen 5 verbindet.
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Der
Anschlussbolzen 5 besteht aus Stahl und ist im Isolator 6 in
der leitfähigen
Glasschmelze 9 gasdicht eingeschmolzen. Des Weiteren wird
am Anschlussbolzen 5 an dem aus dem Isolator 6 herausragenden
Ende ein Anschlussstecker bzw. ein Kerzenstecker der Zündleitung
angebracht.
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Der
Isolator 6 besteht aus einer Spezialkeramik und hat die
Aufgabe, die Mittelelektrode 7 und den Anschlussbolzen 5 vom
Gehäuse 2 zu
isolieren. Das dichte Gefüge
der Spezialkeramik sorgt für
eine hohe Sicherheit gegen elektrische Durchschläge. Die Oberfläche der
Isolator-Anschlussseite ist glasiert. Auf der glatten Glasur haftet
Feuchtigkeit und Schmutz weniger gut, wodurch Kriechströme weitgehend
vermieden werden.
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Die
Forderungen nach guter Wärmeleitfähigkeit
bei hohem elektrischen Isoliervermögen stehen im starken Gegensatz
zu den Eigenschaften der meisten Isolierstoffe. Der vorliegend für den Isolator 6 verwendete
Werkstoff besteht aus Aluminiumoxid, dem in geringem Anteil andere
Stoffe zugemischt sind. Nachdem diese Spezialkeramik gebrannt und glasiert
ist, erfüllt
sie die an den Zündkerzenisolator gestellten
Forderungen nach hoher Isolierfähigkeit und
guter Wärmeleitfähigkeit
sowie nach mechanischer und chemischer Festigkeit.
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Das
Gehäuse
ist aus Stahl gefertigt und dient zur Befestigung der Zündkerze 1 im
Zylinderkopf. Am oberen Teil des Gehäuses 2 befindet sich
ein Sechskant 10 zum Ansetzen des Zündkerzenschlüssels und
im unteren Teil ist das Außengewinde 3 vorgesehen.
Auf der Oberfläche
des Gehäuses 2 ist
galvanisch eine Nickelschicht aufgebracht, um Korrosion zu vermeiden,
das Außengewinde
gleitfähig
zu halten und um ein Festfressen, besonders in Aluminiumzylinderköpfen, zu
verhindern. Die Zündkerze 1 kann je
nach Ausführungsform
des Gehäuses 2 mit
einem Dichtring bzw. einem Bördelring
versehen sein. Nach dem Einsetzen des Isolators 6 in das
Gehäuse 2 der Zündkerze 1 erfolgt
ein Einbördeln
und anschließendes
Einschrumpfen durch resistive Erwärmung unter hohem Druck in
einem Arbeitsgang.
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Die
Mittelelektrode 7 und die Masseelektrode 8 sind
während
des Betriebs der Brennkraftmaschine einem hohen Verschleiß ausgesetzt,
der aufgrund von Erosion und Korrosion hervorgerufen wird. Beide
Faktoren können
in ihrer Auswirkung auf den Verschleiß nicht getrennt behandelt
werden. Der Verschleiß bewirkt
eine Erhöhung
der Zündspannung. Weiter
wird ein gutes Wärmeableitvermögen von
den Elektroden verlangt. Die Anforderungen können je nach Betriebsbedingungen
und Anwendungsfall unterschiedliche Elektrodenformen und Elektrodenwerkstoffe
erforderlich machen.
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Die
Masseelektrode 8 ist vorliegend über eine Verschweißung mit
dem Gehäuse 2 der
Zündkerze 1 verbunden,
während
die Mittelelektrode 7 mit einem der Masseelektrode 8 abgewandten
Ende gasdicht in die elektrisch leitfähige Glasschmelze 9 eingesetzt
ist.
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Des
Weiteren überragt
die Mittelelektrode 7 den Isolator 6 mit ihrem
der Masseelektrode 8 zugewandten Ende axial um eine vordefinierte
Länge,
wobei eine der Masseelektrode 8 zugewandte Stirnfläche der
Mittelelektrode 7 im Betrieb der Zündkerze durch Funkenüberschläge zwischen
der Masseelektrode 8 und der Mittelelektrode 7 befunkt
wird und somit die sogenannte Funkenstrecke der Zündkerze 1 begrenzt.
Die Mittelelektrode 7 ist bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
der Zündkerze 1 im
funkenaktiven Bereich aus einem elektrisch leitenden, keramischen
Material hergestellt, welches vollständig aus MoSi2 besteht.
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Bei
weiteren Ausführungsbeispielen
der Zündkerze 1 weist
das Elektrodenmaterial der Mittelelektrode 7 im funkenaktiven
Bereich wenigstens 90 Gew.-% MoSi2 und wenigstens ein eine Funkenerosionsbeständigkeit
der Mittelelektrode 7 erhöhendes Edelmetall, wie beispielsweise
Pt, Ir, Rh, Pd und/oder eine Legierung aus wenigstens zwei dieser
Elemente auf, wobei der Anteil eines oder mehrerer Edelmetalle im
Elektrodenmaterial bis zu 10 Gew.-% sein kann.
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Alternativ
hierzu kann die Mittelelektrode im funkenaktiven Bereich, d. h.
im Bereich der Stirnfläche 7A aus
einem Elektrodenmaterial hergestellt sein, das 60 Gew.-% bis 80
Gew.-% MoSi2 und 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% der vorgenannten Edelmetalle
und/oder eine Legierung aus wenigstens zwei dieser Elemente aufweist.
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Zusätzlich ist
es bei einer weiteren Ausführungsform
der in 1 dargestellten Zündkerze 1 vorgesehen,
dass die Mittelelektrode 7 zumindest in einem der Funkenstrecke
nahen Mittelelektrodenbereich aus einem Elektrodenmaterial hergestellt
ist, das mindestens 60 Gew.-% MoSi2 und mindestens ein Element aus
der Gruppe Al2O3, AlN oder Si3N4 aufweist, wobei der Anteil des
mindestens einen Elementes aus der vorgenannten Gruppe bis zu 40 Gew.-%
betragen kann.
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Die
Elemente Al2O3, AlN oder Si3N4 stellen sogenannte Füllstoffe
für das
eine hochoxidationsbeständige
und elektrisch leitfähige
Keramik darstellende MoSi2 dar, die zur Einstellung des für die Funktion der
Zündkerze 1 erforderlichen
Widerstands der Mittelelektrode 7 vorgesehen werden.
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Zusätzlich weist
das Elektrodenmaterial der Mittelelektrode 7 im Bereich
zwischen der Glasschmelze 9 und dem funkenaktiven Bereich
zur Erhöhung
der Oxidationsbeständigkeit
vorzugsweise Y2O3 und/oder SiC auf, wobei der Anteil am gesamten
Elektrodenmaterial der Mittelelektrode 7 bis zu 20 Gew.-%
betragen kann und mit zunehmendem Abstand vom funkenaktiven Bereich
einem vordefinierten Konzentrationsprofil entsprechend ansteigend vorgesehen
sein kann.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Zündkerze 1 gemäß 1 ist
die Mittelelektrode 7 als Nickel-Basis-Elektrode ausgeführt, die
im funkenaktiven Bereich mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet
ist, welches mindestens 90 Gew.-% MoSi2 aufweist, das wiederum wenigstens
ein Element aus der Gruppe Pt, Ir, Rh, Pd und/oder einer Legierung
aus wenigstens zwei dieser Elemente aufweist.
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Dabei
kann es weiter vorgesehen sein, dass der Anteil an MoSi2 und auch
der Edelmetall-Anteil im Beschichtungsmaterial ausgehend vom funkenaktiven
Bereich der Mittelelektrode 7 in Richtung der Glasschmelze 9 abnimmt,
da zur Einstellung des Widerstandes der Mittelelektrode wenigstens
ein Element aus der Gruppe Al2O3, Aln oder Si3N4 vorgesehen ist,
dessen Anteil vorzugsweise mit zunehmendem Abstand vom funkenaktiven
Bereich der Mittelelektrode 7 zunimmt.
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Wiederum
hierzu alternativ ist die Mittelelektrode 7 bei einer weiteren
in der Zeichnung nicht dargestellten Ausgestaltung der Zündkerze 1 gemäß 1 im
funkenaktiven Bereich mit einem in ein wenigstens 60 Gew.-% MoSi2
aufweisendes Elektrodenbasismaterial der Mittelelektrode eingesetzten Edelmetallstift
ausgeführt,
der vorzugsweise aus reinem Platin besteht, wobei der Stift mit
Längen
in einem Bereich von 1 bis 3 mm und mit Durchmessern im Bereich
von 0,3 bis 3 mm ausgebildet ist.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäß ausgebildeten
Zündkerze 1 dargestellt,
dessen Mit telelektrode 7 in der Funkenstrecke nahen Elektrodenbereichen
sowie in seinem funkenaktiven Bereich jeweils in einer den vorbeschriebenen
Ausführungsformen
entsprechenden Art und Weise ausgebildet ist.
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Die
Zündkerze 1 unterscheidet
sich von der in 1 dargestellten Zündkerze
im Wesentlichen im Bereich zwischen der Mittelelektrode 7 und
dem Anschlussbolzen 5, da der elektrisch leitende Bereich 9 der
Zündkerze 1 bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Zündkerze 1 ebenfalls
wie die Mittelelektrode 7 aus einem elektrisch leitenden,
keramischen Material hergestellt ist.
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Der
elektrisch leitende Bereich 9 der Zündkerze 1 gemäß 2 besteht
aus einem keramischen Verbund aus MoSi2 und wenigstens einem Element
aus der Gruppe Al2O3, AlN, SiC und/oder Si3N4. Dabei wird der Bereich
zwischen dem Anschlussbolzen 5 und dem funkenaktiven Abschnitt der
Mittelelektrode 7 wahlweise mit einem stufenförmig ausgebildeten
Konzentrationsprofil oder einem kontinuierlichen Konzentrationsprofil
ausgeführt,
wobei der Anteil an MoSi2 ausgehend vom funkenaktiven Bereich der
Mittelelektrode 7 in Richtung des dem Anschlussbolzen 5 zugewandten
Ende reduziert ist und gleichzeitig der Anteil an Al2O3, AlN, SiC und/oder
Si3N4 ansteigt, um die Verbindung zwischen dem funkenaktiven Bereich
der Mittelelektrode 7 und dem Anschlussbolzen 5 mit
dem für
die Funktionsweise der Zündkerze 1 erforderlichen
elektrischen Widerstand auszuführen.
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Dabei
bildet die Mittelelektrode 7 mit ihrem innerhalb des Isolators 6 angeordneten
Bereich zusammen mit dem elektrisch leitenden Bereich 9 einen nachfolgend
als Innenleiter der Zündkerze 1 bezeichneten
Abschnitt der Zündkerze 1 aus,
der in dem funkenaktiven Bereich der Mittelelektrode 7 zugewandten
Bereichen mit höheren
elektrischen Widerständen
ausgebildet ist, als in dem Anschlussbolzen 5 zugewandten
Bereichen. Der Gesamtwiderstand des elektrisch leitenden, keramischen
Materials des Innenleiters der Zündkerze 1 wird
in Abhängigkeit
des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles im Bereich von 500 Ohm
bis 10 kOhm eingestellt, um die Funktionsweise der Zündkerze 1 in
gewünschtem
Umfang zu gewährleisten.
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Die
Ausgestaltung der Zündkerze 1 mit
einer elektrisch leitfähigen
Keramik zwischen dem funkenaktiven Bereich der Mittelelektrode 7 und
dem Anschlussbolzen 5 bietet auf einfache Art und Weise
die Möglichkeit,
eine Zündkerze
mit optimalen Entstöreigenschaften
auszuführen,
da die MoSi2 enthaltende Keramik des Innenleiters der Zündkerze 1 über die Höhe der Zündkerze 1 mit
einem derartig definierten Konzentrationsprofil ausführbar ist,
dass die Zündkerze 1 auch
in Bereichen nahe der Funkenstrecke der Zündkerze 1 ein für gute Entstöreigenschaften
erforderliches Widerstandspaket aufweist, welches gegenüber den
im Betrieb der Zündkerze
auftretenden Beanspruchungen entsprechend resistenter ausgeführt ist
als eine aus dem Stand der Technik bekannte und in herkömmlichen
Zündkerzen
eingesetzte Glasschmelze.
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Durch
einen langen, weit zur Mittelelektrodenspitze vorgezogenen Entstörwiderstand
wird die elektromagnetische Störstrahlung
von Zündkerzen erheblich
reduziert. Die Ausführung
der Mittelelektrode 7 aus einem Elektrodenbasiswerkstoff,
der eine MoSi2 aufweisende, elektrisch leitfähige Keramik darstellt, bietet
auf einfache Art und Weise durch Variation der Zusammensetzung der
Keramik die Möglichkeit,
das zur Reduzierung der elektromagnetischen Störstrahlung einer Zündkerze
erforderliche Widerstandspaket in axialer Erstreckung der Zündkerze 1 im
Vergleich zu herkömmlich ausgeführten Zündkerzen
weiter in Richtung des funkenaktiven Bereichs der Mittelelektrode 7 zu
erstrecken, womit die elektromagnetische Störstrahlung einer Zündkerze
erheblich reduziert wird.
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Die
elektromagnetische Störstrahlung
der Zündkerze 1 gemäß 2 ist
gegenüber
herkömmlichen
Zündkerzen
noch stärker
reduziert, da auch der Anschlussbolzen 5 aus keramisch
leitendem Material, welches MoSi2 aufweist, hergestellt ist.
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Dabei
ist es vorgesehen, dass der im inneren Bereich des Isolators 6 angeordnete
Innenleiter der Zündkerze 1,
der zumindest aus dem vom Isolator 6 umgebenen Bereich
der Mittelelektrode 7 sowie die Mittelelektrode 7 und
den Anschlussbolzen 5 miteinander verbindenden elektrisch
leitenden Bereich 9 besteht, und der Anschlussbolzen 5 selbst
zunächst in
Form einer das für
eine gute Entstörung
erforderliche vordefinierte Konzentrationsprofil aufweisenden Pulvermischung
vorliegen, die anschließend
während
eines Sinterprozesses in die endgültige feste Form des Innenleiters
der Mittelelektrode und des Anschlussbolzen überführt wird.
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Vorzugsweise
ist der funkenaktive Bereich der Mittelelektrode 7 mit
einem verschleißbeständigen Platinstift,
der in den Isolator 6 und die elektrisch leitfähige Keramik
der Mittelelektrode 7 eingesintert wird, ausgebildet.
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Alternativ
hierzu ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Zündkerze 1 gemäß 2 auch
vorgesehen, dass die Mittelelektrode 7 im funkenaktiven
Bereich anstelle des Platinstiftes aus einem Elektrodenmaterial
besteht, das 20 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-%, wenigstens
eines Elementes aus der Gruppe mit Pt, Ir, Rh und/oder Pd oder einer
Legierung aus wenigstens zwei dieser Elemente und 60 bis 80 Gew.-%
MoSi2, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, aufweist, wobei die Mittelelektrode 7 in
vorbeschriebener Art und Weise durch sintern einstückig mit
dem elektrisch leitenden Bereich 9 und dem Anschlussbolzen 5 der Zündkerze 1 ausgebildet
sein kann.
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Wesentlich
für die
Funktion der Zündkerze ist,
dass eine gasdichte Verbindung zwischen dem Isolator 6 und
der den inneren Bereich des Isolators 6 ausfüllenden
elektrisch leitfähigen
Keramik der Mittelelektrode 7 bzw. des Innenleiters der
Zündkerze 1 vorliegt,
wobei die gasdichte Verbindung durch Aufschrumpfen des Isolators
während
eines Sinterprozesses oder während
eines gemeinsamen Sinterprozesses des Isolators 6 und der
im Inneren des Isolators 6 angeordneten elektrisch leitfähigen Keramik herstellbar
ist.
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Der
Anteil des MoSi2-Gehaltes im Bereich der Mittelelektrode 7,
im Bereich des Innenleiters und im Bereich des Anschlussbolzens 5 wird
sowohl zur Einstellung der elektrischen Eigenschaften als auch zum
Einstellen des thermischen Ausdehnungsverhaltens der elektrisch
leitenden Keramik derart variiert, dass die thermische Ausdehnung
der Keramik an die physikalischen Eigenschaften des Isolator 6 angepasst
ist.
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Selbstverständlich liegt
es im Ermessen des Fachmannes, die Masseelektrode 8 der
Zündkerze 1 gemäß 1 oder
der Zündkerze 1 gemäß 2 ebenfalls
im funkenaktiven Bereich aus einem 70 Gew.-% bis 80 Gew.-% MoSi2,
vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% MoSi2, aufweisenden Elektrodenmaterial
herzustellen, wobei das Elektrodenmaterial im funkenaktiven Bereich
der Masseelektrode zur Erhöhung
einer Funkenerosionsbeständigkeit wenigstens
eines der Elemente aus der Gruppe Pt, Ir, Rh, Pd und/oder einer
Legierung aus wenigstens zwei dieser Elemente mit Anteilen zwischen
20 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% aufweisen
kann.
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Zusätzlich kann
die Masseelektrode 8 der Zündkerze gemäß 1 oder gemäß 2 in
der Funkenstrecke nahen Bereichen aus einem wenigstens 60 Gew.-%
MoSi2 aufweisenden Elektrodenmaterial hergestellt sein, das bis
zu 40 Gew.-% mindestens eines Elementes aus der Gruppe Al2O3, AlN oder
Si3N4 mit enthält,
um die Masseelektrode mit einem für die Funktionsweise der Zündkerze
erforderlichen elektrischen Widerstand darstellen zu können.
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Alternativ
hierzu oder zusätzlich
kann die Masseelektrode in dem funkenaktiven Bereich auch mit einem
mit dem Elektrodengrundkörper
fest verbundenen und aus Edelmetall, vorzugsweise Platin, hergestellten
Bereich ausgeführt
sein, wobei der Elektrodengrundkörper
der Masseelektrode aus einem Elektrodenmaterial mit einer der vorgenannten Zusammensetzungen
hergestellt sein kann.
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Zudem
kann es bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Zündkerze
gemäß 1 oder
gemäß 2 auch
vorgesehen sein, dass die Masseelektrode als Nickelbasiselektrode
ausgeführt
ist, die zumindest bereichsweise, vorzugsweise zumindest in einem
der Funkenstrecke nahen Bereich, mit einem Elektrodenmaterial beschichtet
ist, welches eine der vorbeschriebenen Zusammensetzungen aufweist.