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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Zündkerze, sowie eine Zündkerze mit seitlich angestellter
Masseelektrode.
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Die
Leistungsfähigkeit eines Motors wird bestimmt durch die
Güte seiner Bauteile, und insbesondere auch durch diejenige
der Zündkerzen. Zündkerzen stellen im Motorraum
wohl eines der hochfrequentiertesten Kernstücke dar, die
aufgrund der auf sie einwirkenden elektrischen, wie auch physikalischen
Kräfte bei der Zündung des Brennstoffgemisches,
im Vergleich zu anderen Bauteilen, einem erhöhten Verschleiß unterliegen.
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Zündkerzen
bestehen im Wesentlichen aus einem keramischen Gehäuse
und den beiden Elektroden, der Masseelektrode und der Mittelelektrode. Auf
die zueinander stehenden Frontflächen der jeweiligen Elektrode
sind ferner die eigentlichen Schichten (im Folgenden als Elektrodenoberfläche bezeichnet)
zur Funkenerzeugung in Form von Pins aufgebracht, die zumeinst aus
einer aufwendigen Edelmetalllegierung bestehen. Zwischen den beiden Elektrodenflächen
besteht ein Spalt, der sogenannte Funkenabgabezwischenraum.
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Bei
der Zündung wird im Funkenabgabezwischenraum von einer
vom Motor gesteuerten Zündanlage periodisch eine Hochspannung
erzeugt, die sich in einem Funkenüberschlag zwischen den
beiden Elektrodenflächen der Zündkerzen entlädt.
Der erzeugte Funke zündet dann das verdichtete Luft-Kraftstoffgemisch.
Da die empfindlichen Elektrodenoberflächen bei jeder Erzeugung
eines Zündfunkens extrem hohen Temperaturen ausgesetzt
sind, müssen die Einzelkomponenten der Zündkerze
bestens abgestimmt sein, damit eine gute Haltbarkeit auch bei Dauerbeanspruchung
gewährleistet ist.
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Zündkerzen
mit seitlich angestellter Masseelektrode sind gegenüber
denjenigen Anordnungen, bei denen die Masseelektrode die Mittelelektrode
von oben überdeckt bevorzugt, da so das Luft-Kraftstoffgemisch
besser an den Funkenabgabezwischenraum zwischen den beiden Elektrodenflächen
gelangen kann. Probleme ergeben sich aber in der Herstellung einer
Elektrodenanordnung mit seitlich angestellter Masseelektrode: Um
die Masseelektrode gegenüber der Mittelelektrode seitlich
anzustellen, muss die Masseelektrode mechanisch in die richtige Form gebogen
werden. Ferner darf, um den Pin in adäquater Weise auf
der Elektrodenfrontseite aufbringen zu können, dieser eine
bestimmte Länge nicht unterschreiten. Andernfalls ist ein
optimales Verschweißen der beiden aneinander zu befestigenden
Flächen nicht möglich. Die Summe der Längen von
Pin und Elektrode ergibt die Gesamtlänge der Masseelektrode.
Da aber der Abstand zur Mittelelektrode stark begrenzt und darüber
hinaus diese den Ort, an den die Masseelektrode platziert werden
soll, räumlich abschirmt, muss die Masseelektrode relativ kurz
sein, damit nach dem Biegen in die richtige Form, auch noch ein
ausreichender Funkenabgabezwischenraum zwischen den Elektrodenflächen
der Masseelektrode und der Mittelelektrode verbleibt. Das gezielte,
definierte Biegen eines kurzen, massiven Metalls ist um so schwieriger,
je kurzer das zu biegende Metallstück ist.
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EP 0 765 017 A1 beschreibt
eine Zündkerzenelektrode, die eine zylindrische Mittelelektrode
umfasst und zwei Masseelektroden, wobei die Masseelektroden jeweils
eine gewölbte Frontseite aufweisen, deren Wölbung
in reziproker Weise annähernd der Wölbung der
zylindrischen Mittelelektrode entspricht. Dadurch soll gewährleistet
werden, dass der Abstand zwischen den beiden Elektrodenoberflächen
entlang der gesamten Elektrodenoberflächen gleich groß ist,
so dass die Funkenentladung auf die gesamte Elektrodenoberfläche
wirkt und nicht nur auf Teilbereiche. Eine derartige Zündkerze
ist jedoch sehr aufwendig und teuer in der Herstellung.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer
Zündkerze mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, zeichnet
sich dadurch aus, dass auf diese Weise eine Zündkerze hergestellt
werden kann, die eine optimierte Entflammbarkeit bereitstellt. Ferner
weist die so hergestellte Zündkerze auch eine herausragende
Haltbarkeit durch minimierten funkenerosiven Verschleiß auf,
wodurch die Standzeit dieser Zündkerze deutlich erhöht
ist. Die Akzeptanz durch den Verbraucher wird dadurch in hohem Maße gefördert.
Ferner vorteilhaft ist auch die Einfachheit des Herstellungsverfahrens,
im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren. Dies wird dadurch
erreicht, dass das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung einer Zündkerze mit einer Mittelelektrode
und einer Masseelektrode umfasst, dass die Mittelelektrode und die
Masseelektrode voneinander beabstandet sind, und durch ein trennendes
Fertigungsverfahren an der Mittelelektrode eine erste planare Elektrodenfläche
und an der Masseelektrode eine zweite planare Elektrodenfläche
gebildet wird. Das trennende Herstellverfahren hat zudem noch einen
weiteren entscheidenden Vorteil: Die Formgebung der Masseelektrode
wird dadurch erheblich erleichtert ohne weiteren apparativen Aufbau
oder zusätzliche Kosten zu erfordern.
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Die
Unteransprüche des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung einer Zündkerze zeigen bevorzugte
Weiterbildungen dieser Erfindung.
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Bei
der Herstellung der planaren Elektrodenflächen der erfindungsgemäßen
Zündkerze, kann ein einstufiges- oder ein mehrstufiges
trennendes Fertigungsverfahren angewandt werden. Das bedeutet, dass
mittels eines geeigneten trennenden Verfahrens nacheinander die
jeweils planaren Elektrodenflächen der Masseelektrode und
der Mittelelektrode gebildet werden können. Das mehrstufige
Fertigungsverfahren bietet sich in dem Fall an, dass die planare
Elektrodenfläche an der Masseelektrode vor einem Umbiegen
der Masseelektrode in Richtung der Mittelelektrode erzeugt wird.
Eine deutliche Kostenreduktion und Aufwandsreduktion kann aber dadurch erzielt
werden, dass durch das trennende Fertigungsverfahren die erste planare
Elektrodenfläche und die zweite planare Elektrodenfläche
in einem Schritt hergestellt werden. Durch die gleichzeitige Herstellung
der Elektrodenflächen mit einem Werkzeug wird ferner immer
ein konstanter Abstand der Elektrodenflächen sichergestellt.
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Als
besonders bevorzugt hat sich ein Verfahren herausgestellt, das sich
dadurch auszeichnet, dass die gebildeten planaren Elektrodenflächen
zueinander parallel angeordnet sind. Es wurde festgestellt, dass
parallel angeordnete planare Elektrodenflächen insbesondere
die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches verbessern. Bei
einer derart ausgerichteten Elektrodenanordnung ist der Funkenüberschlag
zwischen den Elektrodenflächen maximal, so dass Fehlzündungen
minimiert werden, und auch Teilbereiche des Luft-Kraftstoffgemisches
entzündet werden, die nicht in unmittelbarer Umgebung des
Funkenabgabezwischenraumes vorliegen. Zudem ist ferner der Verschleiß des
Elektrodenmaterials bei parallel angeordneten Elektrodenflächen
am geringsten, da sich die auf die Elektrodenflächen wirkenden
Kräfte auf die Gesamtflächen der Elektroden verteilten,
wodurch der Krafteintrag pro Oberflächensegment minimiert
ist. Die Folge ist eine Zündkerze mit hohen Standzeiten.
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Insbesondere
bevorzugt ist ein Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass
der Abstand zwischen den Elektrodenflächen, der einen definierten Funkenabgabezwischenraum
bildet, durch ein trennendes Fertigungsverfahren erzielt wird, das
ein Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden ist. Hierdurch wird
eine außerordentlich glatte planare Oberfläche
erzeugt, bei der der funkenerosive Verschleiß deutlich
minimiert und die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches maximiert
ist.
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Ganz
besonders bevorzugt ist ein trennendes Fertigungsverfahren durch
Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden, wobei die geometrisch bestimmte
Schneide vorzugsweise ein Sägeblatt ist. Durch Sägen
werden sehr gute, planare Trennflächen erzeugt. Zudem sind
Sägeblätter in vielfältigen Formen, Größen
und Materialien zu erhalten. Sägen erfordert ferner keine
komplizierte Vorrichtung ist kann daher kostengünstig bewerkstelligt
werden. Durch entsprechende Wahl einer Breite des Sägeblatts
können auch auf einfache Weise beide Elektrodenflächen
gleichzeitig hergestellt und auch der Elektrodenabstand variiert
werden. In der Massenherstellung kann somit ein Elektrodenabstand
mit einer konstant gleich hohen Genauigkeit realisiert werden.
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Durch
Ausrichtung des Sägeblattes in vordefinierter Richtung,
kann ferner der Abstand und die Form der Elektrodenflächen
dahingehend verändert werden, dass die Entflammbarkeit
des Luft-Kraftstoffgemisches optimiert wird. Von Vorteil ist es
dabei, wenn das Sägeblatt derart angeordnet ist, dass eine Rotationsachse
des Sägeblattes senkrecht zur Mittelachse der Mittelelektrode
angeordnet ist. Dies erleichtert den apparativen Aufbau der Sägevorrichtung.
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Ferner
ist es möglich, dass das beim Sägen zum Herstellen
des Elektrodenabstandes verwendete Sägeblatt derart angeordnet
ist, dass die Rotationsachse des Sägeblattes mit der Mittelachse
der Mittelelektrode einen Winkel von 0° bis 90°C
einschließt. Der Vorteil hieraus ist, dass nun der Funkenabgabezwischenraum
räumlich variiert werden kann, so dass eine Ausrichtung
in Richtung des zündfähigen Gemisches besser möglich
wird. Ferner kann auch durch Kippstellung des Sägeblattes
die Elektrodenfläche der Masseelektrode bzw. der Mittelelektrode
vergrößert werden, wodurch die zur Funkenentladung
bereitstehende Fläche maximiert wird. Die Funkenentladung
und damit auch die Entflammbarkeit der Luft-Kraftstoffgemisches
wird hierdurch verbessert.
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Auch
eine Anordnung, bei der das Sägeblatt in einer Weise angeordnet
ist, dass dessen Rotationsachse zu der Mittelachse der Mittelelektrode
parallel angeordnet ist, kann vorteilhaft sein. Insbesondere bei
kleinen Elektrodenabständen wird es dann umso leichter
möglich beide Elektrodenfläche so zu bearbeiten,
dass der kleine, definierte Elektrodenabstand gewahrt bleibt. Zudem
ist ein derartiger Aufbau einfach umzusetzen.
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Ein
weiterer Vorteil, der sich durch das erfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze ergibt ist derjenige,
dass der zu krümmende Bereich der Masseelektrode von gleicher
oder längerer Länge wie bei handelsüblichen
Zündkerzen sein kann, und aber gleichzeitig die Länge
eines auf der Elektrode angebrachten Pins nicht abnehmen muss, was
nachteilig in Bezug auf die zur Verfügung stehende aktive
Elektrodenfläche wäre. Die Masseelektrode ist
umso leichter zu biegen, je länger der zu biegende Bereich
ist. Allerdings ist der Raum begrenzt dadurch, dass auf die Frontseite
der Masseelektrode der Pin aufgebracht ist. Entsprechend dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann der Pin durch das trennende Verfahren nach dem Biegen
auf die gewünschte Länge gekürzt werden.
So kann der zu biegende Bereich im Vorfeld länger sein
und damit einfacher zu biegen. Damit wird eine deutliche Vereinfachung
des Herstellungsverfahrens erzielt.
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Ferner
betriff die Erfindung eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode
und einer seitenangestellten Masseelektrode, die sich dadurch auszeichnet,
dass zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode ein Abstand
für einen Funkenabgabezwischenraum durch zwei planare Elektrodenflächen
gebildet wird. Vorteilhaft ist bei einer Elektrodenanordnung, bei
der die Masseelektrode seitlich angestellt ist, dass das zündfähige
Luft-Kraftstoffgemisch wesentlich besser in den Funkenabgabezwischenraum
gelangt, da dieser nicht von der Masseelektrode überdeckt
wird. Darüber hinaus birgt die Planarität der Elektrodenflächen
entscheidende Vorteile: Zum Einen wird damit die Funkenentladung
optimiert und damit auch die Entflammbarkeit des zündfähigen Luft-Kraftstoffgemisches
deutlich verbessert. Zum Anderen wird dadurch dem funkenerosiven
Verschleiß der Elektrodenflächen vorgebeugt. Die
erfindungsgemäße Zündkerze ist somit
hinsichtlich ihrer Haltbarkeit und Standzeiten optimiert.
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Die
dazugehörigen Unteransprüche zeigen bevorzugte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündkerzenelektrode.
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Die
erfindungsgemäße Zündkerze zeichnet sich
gerade dann durch eine gegenüber herkömmlichen
Zündkerzen deutlich verbesserte Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches
und ferner durch eine längere Standzeit durch reduzierten
Verschleiß durch Funkenerosion aus, wenn die beiden planaren Elektrodenflächen
vorzugsweise zueinander parallel angeordnet sind.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn der Abstand der beiden planaren Elektrodenflächen
den geringsten Abstand zwischen diesen darstellt, da dann die Funkenentladung
optimiert ist und die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches
maximiert ist.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der Abstand der planaren Elektrodenflächen
0,3 mm bis 1,3 mm beträgt, da dann die Funkenentladung
zwischen den Elektrodenflächen sehr gut ist und das Luft-Kraftstoffgemisch
optimal gezündet wird. Die besten Ergebnisse hinsichtlich
der Funkenentladung und Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches
werden bei einem Elektrodenabstand von 0,8 mm erzielt.
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Die
jeweiligen planaren Flächen der Elektroden können
unterschiedlicher Form sein. Eine mit geringem kostentechnischen
und apparatetechnischen Aufwand sehr einfach herstellbare Form wird
dann ermöglicht, wenn die Elektrode bzw. der Pin zylindrisch
ausgestaltet ist. Durch das trennende Herstellverfahren werden dann
je nach Stellung der geometrisch bestimmten Schneide unterschiedliche
Elektrodenflächen erzeugt, wodurch die beiden planaren Elektrodenflächen
sich entweder verhalten wie ein Kreis zu einem Rechtecht, ein Oval
zu einem Oval oder ein Teiloval zu einem Teiloval. Ferner ist es
aber auch möglich, dass die Elektrode bzw. der Pin quaderförmig
ausgestaltet ist. Dann verhalten sich die gebildeten planaren Elektrodenflächen
wie ein Rechteck zu einem Rechteck. Dies ist zwar aufwendiger in
der Herstellung, jedoch sind dann die sich gegenüberstehenden
Teile von maximaler Fläche, was die Funkenbildung im Funkenabgabezwischenraum optimiert,
und sich damit positiv auf die Entflammbarkeit des zündfähigen
Luft-Kraftstoffgemisches auswirkt. Die durch die erzeugten geometrischen
formen der Elektrodenflächen erzielbaren Wirkungen können
individuell an die Bedürfnisse im Brennraum angepasst werden.
Möglich ist auch, dass jeweils eine der Elektroden bzw.
der Pins zylindrisch und die andere Elektrode bzw. der andere Pin
quaderförmig ist. Damit ergeben sich planare Elektrodenflächen,
die sich zueinander verhalten wie ein Kreis zu einem Rechteck.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zündkerze,
die in einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Anwendung
kommt;
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1a zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zündkerze,
die gemäß der ersten Ausführungsform
des Verfahrens hergestellt wurde, ergänzt um einige Details;
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2 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zündkerze,
die in einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zur Anwendung
kommt;
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2a zeigt
die Form der Elektrodenfläche bei einer Vorrichtung zur
Herstellung einer Zündkerze gemäß der
zweiten Ausführungsform;
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3 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zündkerze,
die in einer dritten Ausführungsform des Verfahrens zur Anwendung
kommt;
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3a zeigt
die Form der Elektrodenfläche bei einer Vorrichtung zur
Herstellung einer Zündkerze gemäß der
dritten Ausführungsform;
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4 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zündkerze,
die in einer vierten Ausführungsform des Verfahrens zur Anwendung
kommt;
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5a zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zündkerze
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
und
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5b zeigt
eine Draufsicht auf die in 5a gezeigte
Zündkerze.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Es
sei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele vorangestellt,
dass gleiche Bezugszeichen in den unterschiedlichen Figuren gleiche
Bauteile beziffern.
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Eine
erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung einer Zündkerze wird im Folgenden
mit Bezug auf 1 und 1a beschrieben.
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In 1 ist
eine Zündkerze 10 gezeigt, die Masseelektrode 1 und
eine Mittelelektrode 2, eine Isolierung 6 und
ein Gehäuse 7 umfasst, wobei die Masseelektrode 1 in
Bezug auf die Mittelelektrode 2 seitlich angestellt ist.
Eine Anordnung, bei der die Masseelektrode 1 an die Mittelelektrode 2 seitlich
angestellt ist hat sich als vorteilhaft erwiesen, da bei dieser
Elektrodenanordnung das zündfähige Luft-Kraftstoffgemisch
wesentlich besser in den Funkenabgabezwischenraum gelangt, da dieser
nicht von der Masseelektrode 1 überdeckt wird.
An die Enden der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 1 sind
jeweils Pins 4 bzw. 3 angebracht. Grundsätzlich
können die Pins 3 bzw. 4 jegliche, insbesondere
quaderförmige und bevorzugt zylindrische Gestalt aufweisen,
je nach Herstellung und bestehen im Allgemeinen zumeist aus einer
Edelmetalllegierung.
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In 1 weiter
dargestellt sind Elektrodenflächen 3' und 4',
zwischen denen der Funken für die Zündung des
Luft-Kraftstoffgemisches entladen wird. Aufgrund dessen, dass sich
das zündfähige Luft-Kraftstoffgemisch nicht zwangsläufig
direkt zwischen den Elektrodenflächen 3' und 4' bildet,
sondern in deren näherem Umfeld, ist es möglich,
dass die Masseelektrode 1 gegenüber der Mittelelektrode 2 etwas
erhaben in Axialrichtung X-X der Zündkerze angeordnet ist.
Umso wichtiger ist es, dass die sich gegenüberliegenden
Elektrodenflächen 3' und 4' an den Stellen,
an denen sie zueinander den geringsten Abstand aufweisen, möglichst
große planare Flächen besitzen. Beim ersten Ausführungsbeispiel
liegt ein Schnitt des Sägeblatts 5 im Pin 4 jedoch
nicht in der Mitte des Pins, sondern etwas davon beabstandet, so dass
die Elektrodenfläche 4' nicht die maximal mögliche
Größe aufweist.
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Das
erfindungsgemäße trennende Fertigungsverfahren
weist sich dadurch aus, dass vorgebildete Bauteile, wie Pins 3 und 4,
die auf die jeweiligen Elektrodenfrontseiten der Zündkerze 10 aufgebracht
sind, auf eine Weise nachbehandelt werden, dass Teilstücke 3'' und 4'' von
den Pins 3 bzw. 4 abgetrennt werden, so dass eine
neue Elektrodenfläche 3' bzw. 4' freigelegt
wird, die sich durch eine besonders geringe Oberflächenrauheit
und daraus folgend extrem hohe Planarität auszeichnet.
Dies geschieht dadurch, dass mit einem Sägeblatt 5,
dessen Rotationsachse Y-Y senkrecht zu der Mittelachse X-X der Mittelelektrode 2 angeordnet
ist, von Richtung der Elektrode kommend, durch Vorschieben des Sägeblattes 5 in
Richtung auf die beiden Elektroden zu, zunächst der Pin 3 an
seinem vorderen Ende erfasst wird, so dass ein Teilstück 3'' von
ihm senkrecht abgeschnitten wird, und dann im Folgenden auch der Pin 4 der
Mittelelektrode 2 von dem Sägeblatt 5 erfasst
wird, so dass auch ein Teilstück 4'' vom Pin 4 abgetrennt
wird. Dieses Teilstück 4'' wird umso größer
ausfallen, je tiefer das Sägeblatt 5 in den Pin 4 eindringt.
Dabei entsteht am unteren Punkt des Pins 4, an dem das
Sägeblatt nicht mehr weiter vordringt, eine zur Elektrodenfläche
rechtwinklige Fläche 4'''. Die Eindringtiefe in
Pin 4 muss mindestens so tief sein, dass gleichzeitig damit
ein komplettes Teilstück 3'' des Pins 3 vollständig
abgetrennt wird, so dass eine planare Elektrodenfläche 3' entsteht.
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Die
durch das Sägen hergestellten ebenen Elektrodenflächen 3' und 4' ermöglichen,
dass die Funkenentladung gleichmäßig und flächendeckend ist,
so dass die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches verbessert
und damit erhöht wird. Das Sägeblatt 5 sorgt,
durch seine stete, gleichmäßige Umdrehung mit
hoher Geschwindigkeit für eine sehr gleichmäßige
Schnittfläche, so dass die Elektrodenflächen 3' und 4' eine
maximale Planarität aufweisen, die einen entscheidenden
Einfluss auf die Reduktion des funkenerosiven Verschleiß'
der Elektrodenflächen 3' und 4' hat.
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Wie
aus 1a ersichtlich, ist durch die gleichzeitige Herstellung
der Elektrodenflächen die erste planare Elektrodenfläche 4' zur
zweiten planaren Elektrodenfläche 3' parallel
angeordnet. F bezeichnet den Gesamtdurchmesser der Zündkerze 10.
Mit E wird der Abstand der Elektrodenfläche 3' der
Masseelektrode 1 bis zu dem Punkt der Masseelektrode 1 bezeichnet,
an dem eine Krümmung der Masseelektrode um 90° beginnt.
Der Abstand E steht mit dem Abstand F in der Weise in Beziehung,
dass E Werte annehmen kann von 0,12 bis 0,20 multipliziert mit F.
Bevorzugt ist dabei, wenn der Abstand E = 0,16·F beträgt.
Dieser Abstand E gewährleistet, dass vor der Herstellung
der Elektrodenfläche 3' die Masseelektrode 1 einfach
um 90° gebogen werden kann.
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In 1a ist
mit A der minimale Abstand der beiden Elektrodenflächen 3' und 4' beziffert.
Dieser entsteht durch das gleichzeitige Absägen des Pins 3 bzw.
von Teilen des Pins 4. Im ersten Ausführungsbeispiel
entspricht der Abstand A der beiden Elektrodenflächen 3' und 4' einer
Breite D des Sägeblattes 5 aus 1 und
liegt vorzugsweise bei ca. 0,8 mm.
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Weiter
zeigt 1a eine Länge C. Diese
gibt die Länge des geraden Teils des Pins 3 an.
Die Länge C des geraden Abschnittes des Pins 3 liegt
bevorzugt bei 0,5 mm. Bei einer zu geringen Länge C wird der
Abstand zur Elektrodenfläche 4' zu groß,
so dass kein guter Funkenüberschlag mehr stattfinden kann, bei
zu großer Länge ist Funkenabgabezwischenraum zu
klein für eine optimale Funkenentladung.
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Ferner
angegeben ist in 1a der Radius G der Krümmung
der Masseelektrode 1. Bevorzugt liegt der Radius G zwischen
0,2 mm und 2 mm, und ist besonders bevorzugt 1 mm.
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Die 2 und 2a zeigen
eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau der Vorrichtung
zum Herstellen einer Zündkerze gemäß der zweiten
Ausführungsform ist demjenigen aus der ersten Ausführungsform
sehr ähnlich. Unterschiede ergeben sich in der Stellung
des Sägeblattes 5. In 2 ist gezeigt,
dass das Sägeblatt 5 auch eine gekippte Stellung
einnehmen kann. Dies ist dann der Fall, wenn die Rotationsachse
Y-Y des Sägeblattes 5 in einem Winkel α zur
Mittelachse X-X der Mittelelektrode 2 angeordnet ist, wobei
der Winkel α Werte zwischen 0° und 90° annehmen
kann. In 2 ist α = 45°.
Das Sägeblatt 5 schneidet zunächst an
einer beliebigen Stelle der Frontfläche S des Pins 4 in
den Pin 4 ein. Gleichzeitig oder kurz danach wird auch
die Frontfläche T des Pins 3 an einer entsprechenden Stelle
vom Sägeblatt 5 erfasst. Es werden jeweils die Teilstücke 3'' und 4'' abgetrennt.
In 2 sind beide Pins 3 und 4 von
zylindrischer Form, so dass sich nach dem Abtrennen der beiden Teilstücke 3'' und 4'' jeweils
ein Teiloval als Elektrodenfläche 3' bzw. 4' ergibt
(siehe 2a).
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2a zeigt
die Elektrodenfläche 3', die mittels der Vorrichtung
gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung hergestellt wurde, die sich nach dem Abtrennen des Teilstücks
des Pins 3'' der Masseelektrode 1 ergibt. T kennzeichnet
dabei das nicht von dem Sägeblatt 5 erfasste Teilstück
des Pins 3.
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Die 3 und 3a zeigen
eine Zündkerze und ein Verfahren gemäß einer
dritten Ausführungsform. Wiederum ist der Winkel α für
die Stellung des Sägeblatts 5 45°, jedoch
schneidet das Sägeblatt 5 genau in den Rand bzw.
die Mantelbereiche der beiden Pins 3 bzw. 4. Dadurch
wird eine parallele Elektrodenfläche in Form von Ovalen
erzeugt (siehe 3a), wodurch die Fläche
zur Entladung eines Funkens sehr groß ist, so dass die
Entflammbarkeit des Luft-Brennstoffgemisches hoch ist, und der Verschleiß der
Elektrodenflächen 3' bzw. 4' sehr reduziert
ausgeprägt ist.
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3a zeigt
eine Elektrodenfläche 3', wenn der ursprüngliche
Pin 3 von zylindrischer Gestalt ist, und die Rotationsachse
Y-Y des Sägeblatts 5 mit der Mittelachse X-X der
Mittelelektrode 2 einen Winkel α von 45° einschließt.
Es bildet sich als Elektrodenfläche ein Oval. Die Größe
der Elektrodenfläche kann durch Variation des Winkels α dabei
an vorbestimmte Gegebenheiten angepasst werden.
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4 zeigt
eine vierte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform
ist das zum Trennen der Pins 3 und 4 verwendete
Sägeblatt 5 derart angeordnet, dass die Rotationsachse
Y-Y des Sägeblattes 5 parallel zur Mittelachse
X-X der Mittelelektrode 2 angeordnet ist. Dies stellt den
um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehten Fall aus 1 dar.
Diese Anordnung kann dann bevorzugt sein, wenn insbesondere der
Pin 3 der Masseelektrode 1 sehr lang ausgebildet
ist. Dadurch liegt die Elektrodenfläche 3' der
Masseelektrode 1 gegenüber der Elektrodenfläche 4' der Mittelelektrode 2,
wobei eine vollständige Überdeckung der Elektrodenflächen
erreicht wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass ausgeprägt
große sich gegenüberliegende Elektrodenfläche 3' und 4' erzeugt
werden, wodurch wiederum der Verschleiß an den Elektrodenflächen 3' und 4' minimiert
und die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemisches maximiert ist.
Je nach Form der Pins 3 bzw. 4 können,
wie bereits ausgeführt, unterschiedlich geformte Elektrodenflächen 3' bzw. 4' erhalten werden.
Im vierten Ausführungsbeispiel ist für eine maximale
Elektrodenfläche 3' der Schnitt mit dem Sägeblatt 5 durch
die Mitte des Pins 3 gelegt.
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Die 5a und 5b zeigen
eine fünfte Ausführungsform einer Zündkerze
gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie insbesondere
aus der 5b ersichtlich ist, liegt die
Mittelelektrode 2 auf der Mittelachse X-X der Zündkerze 10 und
die Masseelektrode 1 ist mit einem seitlichen Abstand A
zur Mittelelektrode 2 angeordnet. Der Abstand A ist wieder
mittels Sägen hergestellt. Wie ferner aus Figur Sa ersichtlich ist,
liegt der Pin 3 der Masseelektrode 1 auf gleicher Höhe
mit einem Ende des Pins 4 der Mittelelektrode 2.
Mit anderen Worten ist eine Mittelachse des Pins 3, welche
im rechten Winkel zur Mittelachse X-X angeordnet ist, seitlich etwas
zur Mittelachse X-X versetzt. Der Aufbau dieser Zündkerze
eignet sich dabei insbesondere für gasförmige
Brennstoffe und kann in Gasmotoren verwendet werden. Ansonsten entspricht
dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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