DE102010011739B4

DE102010011739B4 - Zündkerze und Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze

Info

Publication number: DE102010011739B4
Application number: DE102010011739.0A
Authority: DE
Inventors: Werner Niessner
Original assignee: Federal Mogul Ignition GmbH
Current assignee: Federal Mogul Ignition GmbH
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: CN102195236A; US8476816B2; CN102195236B; DE102010011739A1; US20110227472A1

Abstract

Zündkerze (1) mit einem Innenleiter (6), einer mit dem Innenleiter (6) verbundenen Zündspitze (7), einem den Innenleiter (6) umgebenden Isolator (8) mit einem vorderen (9) und einem hinteren (10) Ende, einem Zündkerzenkörper (2) mit einem vorderen (3) und einem hinteren (4) Ende und wenigstens einer mit dem vorderen Ende (3) des Zündkerzenkörpers (2) verbundenen Masseelektrode (5), wobei die Zündkerze (1) eine sich parallel zum Innenleiter (6) erstreckende Längsrichtung aufweist, wobei der Zündkerzenkörper (2) einen in Längsrichtung verlaufenden Durchgang (12) aufweist, in dem der Isolator (8) angeordnet ist, wobei eine aus Metall bestehende erste Hülse (13) zwischen dem Isolator (8) und dem Zündkerzenkörper (2) angeordnet ist, die dicht mit dem Isolator (8) und dem Zündkerzenkörper (2) verbunden ist, wobei wenigstens eine zweite Hülse (14) im Abstand zu der ersten Hülse (13) zwischen der ersten Hülse (13) und dem hinteren Ende (10) des Isolators (8) angeordnet ist, und wobei die zweite Hülse (14) mit dem Isolator (8) verbunden ist und den Zündkerzenkörper (2) in seinem Durchgang (12) berührt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hülsen (13, 14) aus einem Metall besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient an das Material des Isolators (8) in einer eine gleichmäßige Ausdehnung von Hülse (13, 14) und Isolator (8) bewirkenden Weise angepasst ist.

Description

Die Erfindung geht von einer Zündkerze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie von einem Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11 aus.
Eine Zündkerze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der US 2009/0102345 A1 bekannt. Dort ist vorgesehen, eine Hülse aus einem hochwärmeleitfähigen Metall, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminum, herzustellen. Durch eine in axialer Richtung auf den Isolator wirkende Presskraft kann die Hülse deformiert werden, so dass sie in radialer Richtung expandiert. Ferner ist aus der DE 514 687 A bekannt, zwischen einem Zündkerzenkörper und einem Isolator eine Kupfer-Hülse einzusetzen, wobei deren Ausdehnungskoeffizient großer sein soll, als der des Materials von Isolator oder Zündkerzenkörper. Aus der US 2,322,616 A ist eine Zündkerze bekannt, in welcher zwischen einem Isolator und einem zweiteiligen metallischen Zündkerzenkörper drei Dichtringe aus Kupfer vorgesehen sind, die durch Verschrauben der zwei Teile des Zündkerzenkörpers miteinander zwischen konischen Flächen geklemmt werden, welche am Isolator sowie an den zwei Teilen des Zündkerzenkörpers ausgebildet sind.
Die WO 2010/025054 A2 offenbart eine Zündkerze, in welcher zwischen dem Isolator und dem Zündkerzenkörper eine metallische Hülse angeordnet ist, welche mit dem Isolator und/oder mit dem Zündkerzenkörper hart verlötet ist.
Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11 ist aus der DE 100 47 498 A1 bekannt. Dort wird eine dünne Stahlblechhülse zwischen Isolator und Zündkerzenkörper verwendet, die auf einem Keramikisolator befestigt wird. Am Zündkerzenkörper wird die Stahlblechhülse mit Hilfe einer stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung befestigt.
Eine Zündkerze und ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze sind aus der DE 12 89 360 A bekannt. Bei dem bekannten Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze wird ein mit einem Innenleiter und einer Zündspitze vorgefertigter Isolator zusammen mit einer Hülse aus weichem Metall in einen Durchgang eines Zündkerzenkörpers eingesetzt. Anschließend wird die Hülse axial zusammengepresst, indem ein Ende an einem Ansatz festgehalten wird und das andere Ende der Hülse durch ein Stempel gestaucht wird. Durch die Stauchung wird die Hülse plastisch verformt und fixiert dadurch den Isolator im Zündkerzenkörper. Gleichzeitig sorgt die Hülse für eine gasdichte Abdichtung zwischen Isolator und Zündkerzenkörper. Bei der fertigen Zündkerze stellt die Hülse die einzige Verbindung zwischen Isolator und Zündkerzenkörper dar.
Beim Einsetzen des Isolators in den Zündkerzenkörper mittels der aus der DE 12 89 360 A bekannten Hülse ist es erforderlich, dass die drei Teile Zündkerzenkörper, Isolator und Hülse zueinander positioniert und ausgerichtet werden. Gleichzeitig muss die Hülse plastisch verformt werden. Bei dieser Art der Herstellung kann oftmals eine exakte Positionierung des Isolators innerhalb des Zündkerzenkörpers während dem Verpressen der Hülse nicht sichergestellt werden. Es kann beim Verpressen zu einem Versatz des Isolators in Bezug auf den Zündkerzenkörper kommen, so dass die Zündspitze nicht mehr mittig im Zündkerzenkörper sitzt. Insbesondere kann beim Verpressen ein „Kippen” des Isolators im Zündkerzenkörper auftreten, so dass Isolator und Zündkerzenkörper nicht mehr exakt parallel zueinander sind. Es kann hierdurch eine ungenaue Positionierung der Zündspitze auftreten. Insgesamt kommt es bei der bekannten Zündkerze zu relativ großen Ungenauigkeiten bei der Positionierung des Isolators im Zündkerzenkörper.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, bei der eine verbesserte Ausrichtung und Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem Isolator und dem Zündkerzenkörper erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch eine Zündkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Die Begriffe „vorderes Ende” und „hinteres Ende” sind folgendermaßen definiert: Das „vordere Ende” der Zündkerze bzw. des Zündkerzenkörpers und des Isolators ist das Ende, das bei Verwendung der Zündkerze im Motorblock sitzt und dem Brennraum des Motors zugewandt ist. Die Zündspitze ist am vorderen Ende des Isolators angeordnet. Das „hintere Ende” des Zündkerzenkörpers ist im Betriebszustand dem Brennraum des Motors abgewandt. Das „hintere Ende” des Isolators ist das der Zündspitze abgewandte Ende, das aus dem Zündkerzenkörper herausragt und über das der Innenleiter mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, welche die Zündspannung zur Erzeugung des Zündfunkens liefert.
Eine Zündkerze, bei der die Positionierung des Isolators im Zündkerzenkörper durch zwei zueinander beabstandete Hülsen erfolgt, bewirkt eine höhere Genauigkeit bei der Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper. Der Isolator wird an zwei Stellen im Zündkerzenkörper geführt und positioniert. Durch die beiden zueinander beabstandeten Hülsen wird ein Kippen des Isolators in Bezug auf den Zündkerzenkörper vermieden, so dass eine gute Parallelität zwischen Isolator und Zündkerzenkörper sichergestellt werden kann. Die Lage der Zündspitze in Bezug auf die Masseelektrode ist dadurch sehr präzise bestimmt.
Es ist vorteilhaft, wenn die beiden Hülsen einen möglicht großen Abstand voneinander aufweisen. Ein großer Abstand verhindert sehr wirkungsvoll ein Kippen des Isolators im Zündkerzenkörper und bewirkt eine besonders präzise Zentrierung des Isolators in dem Zündkerzenkörper. Die erste Hülse ist daher bevorzugt nah am vorderen Ende des Zündkerzenkörpers angeordnet. Der Isolator weist an seinem vorderen Ende einen sich verjüngenden Bereich auf, der im Folgenden als „Isolatorfuß” bezeichnet wird. Um einen möglichst großen Abstand zwischen den beiden Hülsen zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die erste Hülse in der Nachbarschaft des Isolatorfußes angeordnet ist. Bevorzugt ist die erste Hülse unmittelbar angrenzend an den Isolatorfuß angeordnet. Ein besonders großer Abstand der zweiten Hülse von der ersten Hülse und somit eine besonders genaue Positionierung des Isolators lässt sich erreichen, wenn die zweite Hülse an dem hinteren Ende des Zündkerzenkörpers angeordnet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens die erste Hülse mit dem Isolator verlötet ist. Durch ein Verlöten lässt sich eine sehr sichere Verbindung zwischen dem Isolator und der Hülse erreichen, die neben einer guten Positionsgenauigkeit auch eine sichere Abdichtung der Fuge zwischen dem Isolator und der Hülse gegen den im Brennraum des Motors vorhandenen Gasdruck ermöglicht. Der Isolator weist bevorzugt eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur zur Befestigung der wenigstens einen Hülse auf.
Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens die erste Hülse eine Presspassung zu dem Zündkerzenkörper aufweist. Durch eine Presspassung zwischen Hülse und Zündkerzenkörper wird eine sehr gute Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper erreicht. Außerdem wird gleichzeitig eine Abdichtung der Fuge zwischen der Hülse und dem Zündkerzenkörper gegen den im Brennraum des Motors vorhandenen Gasdruck erreicht.
Für eine gute und betriebssichere Funktion der Zündkerze ist es ausreichend, wenn die erste Hülse am vorderen Ende der Zündkerze gasdicht mit dem Isolator und dem Zündkerzenkörper verbunden ist. Die zweite Hülse dient hauptsächlich der Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper und braucht keine dichte Verbindung zum Isolator und Zündkerzenkörper aufweisen. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind jedoch beide Hülsen mit dem Isolator verlötet und weisen eine Presspassung zu dem Zündkerzenkörper auf. Der Zündkerzenkörper weist bevorzugt eine im Wesentlichen zylindrische Innenkontur zur Aufnahme der wenigstens einen Hülse im Bereich des Durchgangs auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Hülsen aus einem Metall besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient an das Material des Isolators angepasst ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich der Isolator und die Hülse unter Wärmeeinwirkung im Betriebszustand gleichmäßig ausdehnen und die Verbindung zwischen Hülse und Isolator möglichst geringen Spannungen ausgesetzt ist. Dies führt zu einer über eine lange Einsatzdauer gasdichten Verbindung zwischen Hülse und Isolator. Der Isolator besteht vorteilhafterweise aus einer Keramik. Als Metall für die Hülse wird bevorzugt eine Einschmelzlegierung verwendet, die auf Eisen-Nickel-Kobalt-Basis hergestellt wird und einen Wärmeausdehnungskoeffizient hat, welcher auf den Ausdehnungskoeffizient von Keramik angepasst ist. Solche Legierungen werden beispielsweise von der Firma Vacuumschmelze GmbH & Co. KG in Hanau, DE hergestellt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Isolator und/oder der Zündkerzenkörper eine Schulter zur Positionierung einer der Hülsen in Längsrichtung der Zündkerze aufweist. Wird beispielsweise eine Hülse auf den Isolator aufgelötet und anschließend in den Zündkerzenkörper eingepresst, so kann eine Schulter am Isolator die Hülse während des Lötvorgangs in Längsrichtung des Isolators positionieren. Beim anschließenden Einpressen kann die Schulter am Isolator die Hülse stützen und verhindern, dass eine zu hohe Schubspannung auf die Lötverbindung wirkt. Eine Schulter im Zündkerzenkörper kann beim Einpressen des mit der wenigstens einen Hülse versehenen Isolators als Anschlag für die Hülse dienen und den Einpressvorgang dadurch vereinfachen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass der Isolator und der Innenleiter koextrudiert und gesintert sind. Dadurch lässt sich der Aufwand, einen separat hergestellten Innenleiter in den Isolatorkörper einzubringen und darin zu verankern, einsparen. Es lassen sich ferner Leckagestellen zwischen dem Innenleiter und dem umgebenden Isolatorkörper praktisch vollständig vermeiden. Dieser Vorteil lässt sich dadurch verstärken, dass der Innenleiter aus einer elektrisch leitenden Keramik besteht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze, bei dem zunächst eine Hülse auf dem Isolator befestigt wird und anschließend der Isolator zusammen mit der daran befestigten Hülse in den Zündkerzenkörper eingesetzt wird, lässt sich die Positionierung und die Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper verbessern. Im Gegensatz zu dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, bei dem drei nicht miteinander verbundene Teile gehandhabt und positioniert werden müssen, müssen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung jeweils nur zwei noch nicht miteinander verbundene Teile gehandhabt und gegebenenfalls zueinander positioniert werden. Im ersten Verfahrensschritt werden der Isolator und eine Hülse miteinander verbunden. Gegebenenfalls kann noch eine zweite Hülse mit dem Isolator verbunden werden. Erst wenn die eine oder die beiden Hülsen auf dem Isolator fixiert sind, wird der Isolator in den Zündkerzenkörper eingesetzt. Beim Einsetzvorgang des Isolators bildet der Isolator mit der wenigstens einen daran befestigten Hülse praktisch ein Bauteil. Die Hülse kann ihre Position zum Isolator nicht mehr verlieren. Eine besonders gute Verbindung zwischen Isolator und Hülse wird dadurch erreicht, dass die wenigstens eine Hülse durch Löten, vorzugsweise durch Aktivlöten, auf dem Isolator befestigt wird.
Durch eine Verringerung der Anzahl der „losen” Teile in einem Fügeschritt, können die Ungenauigkeiten, die bei diesem Fügeschritt und in der Summe aller Fügeschritte auftreten, reduziert werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn wenigstens zwei Hülsen auf dem Isolator befestigt werden und zwar so, dass eine erste Hülse auf dem Isolator befestigt und dicht mit dem Isolator verbunden wird, wenn wenigstens eine zweite Hülse auf dem Isolator befestigt und anschließend der Isolator zusammen mit den daran befestigten Hülsen in den Zündkerzenkörper eingesetzt wird. Bevorzugt wird die zweite Hülse mit einem Abstand zu der ersten Hülse auf dem Isolator befestigt und zwar zwischen der ersten Hülse und dem hinteren Ende des Isolators. Durch die zweite Hülse lässt sich eine besonders gute Zentrierung des Isolators im Zündkerzenkörper erreichen.
Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens die erste Hülse durch Löten, vorzugsweise durch Aktivlöten, auf dem Isolator befestigt wird, um eine gut zentrisch ausgerichtete und gleichzeitig gasdichte Verbindung zwischen der Hülse und dem Isolator zu erreichen.
Zum Einsetzen des Isolators in den Zündkerzenkörper kann es vorteilhaft sein, wenn der Zündkerzenkörper erwärmt, der nicht erwärmte Isolator mit der wenigstens einen daran befestigen Hülse in den Zündkerzenkörper eingeschoben und anschließend der Zündkerzenkörper abgekühlt wird, so dass der Zündkerzenkörper durch Schrumpfen auf der wenigstens einen mit dem Isolator verbundenen Hülse fixiert wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Isolator zusammen mit der wenigstens einen daran befestigten Hülse in den Zündkerzenkörper eingepresst wird. Ein Einpressvorgang, ohne vorheriges Erwärmen, ergibt ein besonders einfach und rationell durchzuführendes Herstellungsverfahren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, wenn beim Einsetzen des Isolators in den Zündkerzenkörper die Position des Isolators in Bezug auf den Zündkerzenkörper in Längsrichtung der Zündkerze entsprechend eines vorher bestimmten Maßes eingestellt wird. Durch ein Einstellen eines vorher bestimmten Maßes zwischen Isolator und Zündkerzenkörper lassen sich aus ein und denselben Halbzeugen für Isolator, Hülse und Zündkerzenkörper unterschiedliche Zündkerzen herstellen, die sich in ihren Wärmewerten oder in ihren Funkenlagen unterscheiden. Die Teilevielfalt für unterschiedliche Zündkerzentypen lässt sich dadurch reduzieren.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
1 eine im Längsschnitt dargestellte Zündkerze gemäß der Erfindung; und
2 die Zündkerze gemäß 1 in isometrischer, teilweise geschnittener Darstellung.
In den 1 und 2 ist eine Zündkerze 1 dargestellt, die einen Zündkerzenkörper 2 enthält. Die Zündkerze 1 kann mit ihrem Zündkerzenkörper 2 in nicht dargestellter, aber an sich bekannter Weise in einen Motorblock eines Verbrennungsmotors eingesetzt werden. Der Zündkerzenkörper 2 hat ein vorderes Ende 3 und ein hinteres Ende 4. An dem vorderen Ende 3, das im Betriebszustand in den Motor hineinragt, ist eine Masseelektrode 5 angeordnet.
Die Zündkerze 1 weist einen Innenleiter 6 auf, der mit einer Zündspitze 7 verbunden ist. Es ist ein Isolator 8 vorgesehen, der den Innenleiter 6 umgibt und der ein vorderes Ende 9 und ein hinteres Ende 10 aufweist. Die Zündspitze 7 ist am vorderen Ende 9 des Isolators 8 angeordnet und bildet mit der Masseelektrode 5 einen Zündspalt 11, in dem im Betriebszustand ein Zündfunke entsteht. Am hinteren Ende 10 des Isolators kann der Innenleiter 6 mit einer nicht dargestellten Versorgungsleitung verbunden werden, um die Zündkerze 1 im Betrieb mit der notwendigen Zündspannung zu versorgen. Um einen guten Kontakt des Innenleiters 6 mit der Versorgungsleitung sicherzustellen, kann der Isolator 8 am hinteren Ende 10 mit einer Metallisierung versehen werden.
Die Zündspitze 7 kann wie dargestellt dadurch gebildet werden, dass der Innenleiter 6 ein wenig aus dem Isolator 8 hervorsteht. Je nach Anforderung an die Zündkerze 1 kann die Zündspitze 7 auch durch ein zusätzliches Teil gebildet werden, das in das vordere Ende 9 des Isolators 8 eingesetzt und elektrisch leitend mit dem Innenleiter 6 verbunden ist. Das eingesetzte Teil enthält bevorzugt eine Edelmetallzündspitze, um eine lange Lebensdauer der Zündkerze sicherzustellen.
Der Zündkerzenkörper 2 weist einen in Längsrichtung der Zündkerze 1 verlaufenden Durchgang 12 auf. Als „Längsrichtung” wird die Richtung verstanden, die sich parallel zum Innenleiter 6 erstreckt. Der Isolator 8 ist in dem Durchgang 12 angeordnet. Es sind zwei aus Metall bestehende Hülsen 13 und 14 vorgesehen, die zwischen dem Isolator 8 und dem Zündkerzenkörper 2 angeordnet sind. Die Hülse 13 ist im Bereich des vorderen Endes 3 der Zündkerzenkörpers 2 angeordnet und wird nachfolgend als „erste Hülse” bezeichnet. Die erste Hülse 13 ist dicht mit dem Isolator 8 und dem Zündkerzenkörper 2 verbunden, um zu verhindern, dass im Betriebszustand unter Druck stehende Gase aus dem Brennraum des Motors entweichen.
Die zweite Hülse 14 ist im Abstand zu der ersten Hülse 13 in einem Bereich zwischen der ersten Hülse 13 und dem hinteren Ende 10 des Isolators 8 angeordnet. Die zweite Hülse 14 ist mit dem Isolator 8 verbunden und berührt den Zündkerzenkörper 2 in seinem Durchgang 12. Durch die beiden Hülsen 13, 14 wird eine gute Positionierung und Zentrierung des Isolators 8 im Zündkerzenkörper 2 erreicht.
Der Isolator 8 weist an seinem vorderen Ende 9 einen sich verjüngenden Bereich auf, der als Isolatorfuß 15 bezeichnet wird. Die erste Hülse 13 ist in der Nachbarschaft des Isolatorfußes 15 angeordnet. Die zweite Hülse 14 ist am hinteren Ende 4 des Zündkerzenkörpers 2 angeordnet. Hierdurch kann ein möglichst großer Abstand der beiden Hülsen 13, 14 erreicht werden, der eine besonders gute Zentrierung des Isolators 8 im Zündkerzenkörper 2 ermöglicht.
Die Zündkerze 1 wird mit einem Verfahren hergestellt, bei dem die Hülsen 13, 14 auf dem Isolator 8 befestigt werden und anschließend der Isolator 8 mit den daran befestigten Hülsen 13, 14 in den Zündkerzenkörper 2 eingesetzt wird. Es ist vorteilhaft, wenn die Hülsen 13, 14 durch Löten auf dem Isolator 8 befestigt werden. Um einen aus Keramik bestehenden Isolator 8 mit einer metallischen Hülse zu verbinden, ist ein Aktivlöten besonders geeignet. Beim Aktivlöten wird ein Lot verwendet, das Komponenten, wie beispielsweise Titan enthält, die mit der Oberfläche der keramischen Hülse reagieren und dadurch in der Lage ist, sie zu benetzen.
Der in den Zündkerzenkörper 2 einzusetzende Isolator 8 mit den daran befestigten Hülsen 13, 14 kann auf unterschiedliche Weise im Zündkerzenkörper 2 fixiert werden. Bevorzugt ist zwischen den Hülsen 13, 14 und dem Zündkerzenkörper 2 eine Presspassung vorgesehen und das Einsetzen des Isolators 8 erfolgt durch Einpressen. Beim Einpressen des Isolators 8 lässt sich die Position des Isolators 8 in Bezug auf den Zündkerzenkörper 2 in Längsrichtung der Zündkerze 1 entsprechend eines vorher bestimmten Maßes A einstellen. Das Maß A wird auch als „Einpresstiefe” bezeichnet und wird bevorzugt durch den Abstand der ersten Hülse 13 vom vorderen Ende 3 des Zündkerzenkörpers 2 definiert. Dadurch dass die Einpresstiefe A variiert werden kann, ist es möglich, in einen einzigen Zündkerzenkörper 2 wahlweise unterschiedliche Isolatoren 8, die sich beispielsweise in der Form des Isolatorfußes 15 unterscheiden, einzusetzen. Unterschiedliche Zündkerzen 1, die sich in ihrem Wärmewert oder in ihrer Funkenlage unterscheiden, lassen sich so mit einer sehr geringen Teilevielfalt herstellen.
Für das beschriebene Herstellverfahren ist es ausreichend, wenn die Außenwandung 16 des Isolators 8 und die Innenwandung 17 des Durchgangs 12 im Zündkerzenkörper 2 zylindrisch sind. Absätze oder Schultern sind nicht erforderlich. Bei einer glatten zylindrischen Außenwandung 16 kann der Abstand der ersten Hülse 13 von der Zündspitze 7 vor dem Anlöten variiert werden. Ohne geometrische Änderungen an Isolator 8 oder Zündkerzenkörper 2 lassen sich so Zündkerzen mit unterschiedlichen Wärmewerten herstellen, da der Wärmewert hauptsächlich durch die Ableitung der im Betrieb an Zündspitze 7 und Isolatorfuß 15 auftretenden Wärme über die erste Hülse 13 bestimmt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung ist am Isolator 8 eine Schulter 18 für die Hülse 13 und eine Schulter 19 für die Hülse 14 vorgesehen. Die Schultern 18 und 19 positionieren die Hülsen 13 und 14 bereits beim Anlöten an den Isolator 8. Beim Einpressen verhindern die Schultern 18, 19, dass die Lötverbindung durch eine unzulässig hohe Schubspannung beschädigt wird. Im Zündkerzenkörper 2 kann eine Schulter 20 vorgesehen sein. Die Schulter 20 bildet einen Anschlag für die Hülse 14, wenn der Isolator 8 mit den daran befestigten Hülsen 13, 14 eingepresst wird. Die Einpresstiefe A braucht in diesem Fall nicht separat gemessen bzw. überwacht zu werden, da bei Anlage der Hülse 14 and der Schulter 20 das korrekte Maß A sichergestellt ist.
Die Herstellung des Innenleiters 6 im Isolator 8 kann in an sich bekannter Weise durch Glaseinschmelzung erfolgen. In den Innenleiter 6 kann ein nicht dargestellter Entstörwiderstand integriert sein. Für eine erfindungsgemäße Zündkerze 1 ist die Außenkontur, insbesondere die Außenwandung 16, des Isolators 8 überwiegend zylindrisch. Deshalb ist es besonders bevorzugt, wenn der Isolator 8 und der Innenleiter 6 koextrudiert und anschließend zusammen gesintert werden. Dabei wird der Innenleiter 6 bevorzugt aus einer elektrisch leitenden Keramik hergestellt.
Als Alternative zum Einpressen des Isolators 8 kann es auch vorteilhaft sein, insbesondere wenn sehr hohe Haltekräfte im Zündkerzenkörper 2 erforderlich sind, wenn der Zündkerzenkörper 2 erwärmt, der nicht erwärmte Isolator 8 mit den daran befestigten Hülsen 13, 14 in den Durchgang 12 eingeschoben und anschließend der Zündkerzenkörper 2 abgekühlt wird, so dass der Zündkerzenkörper 2 durch Schrumpfen auf den Hülsen 13, 14 fixiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Zündkerze
2: Zündkerzenkörper
3: vorderes Ende Zündkerzenkörper
4: hinteres Ende Zündkerzenkörper
5: Masseelektrode
6: Innenleiter
7: Zündspitze
8: Isolator
9: vorderes Ende Isolator
10: hinteres Ende Isolator
11: Zündspalt
12: Durchgang
13: Hülse (erste)
14: Hülse (zweite)
15: Isolatorfuß
16: Außenwandung Isolator
17: Innenwandung Durchgang
18: Schulter für Hülse 13 am Isolator
19: Schulter für Hülse 14 am Isolator
20: Schulter im Zündkerzenkörper
A: Einpresstiefe

Claims

Zündkerze (1) mit einem Innenleiter (6), einer mit dem Innenleiter (6) verbundenen Zündspitze (7), einem den Innenleiter (6) umgebenden Isolator (8) mit einem vorderen (9) und einem hinteren (10) Ende, einem Zündkerzenkörper (2) mit einem vorderen (3) und einem hinteren (4) Ende und wenigstens einer mit dem vorderen Ende (3) des Zündkerzenkörpers (2) verbundenen Masseelektrode (5), wobei die Zündkerze (1) eine sich parallel zum Innenleiter (6) erstreckende Längsrichtung aufweist, wobei der Zündkerzenkörper (2) einen in Längsrichtung verlaufenden Durchgang (12) aufweist, in dem der Isolator (8) angeordnet ist, wobei eine aus Metall bestehende erste Hülse (13) zwischen dem Isolator (8) und dem Zündkerzenkörper (2) angeordnet ist, die dicht mit dem Isolator (8) und dem Zündkerzenkörper (2) verbunden ist, wobei wenigstens eine zweite Hülse (14) im Abstand zu der ersten Hülse (13) zwischen der ersten Hülse (13) und dem hinteren Ende (10) des Isolators (8) angeordnet ist, und wobei die zweite Hülse (14) mit dem Isolator (8) verbunden ist und den Zündkerzenkörper (2) in seinem Durchgang (12) berührt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hülsen (13, 14) aus einem Metall besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient an das Material des Isolators (8) in einer eine gleichmäßige Ausdehnung von Hülse (13, 14) und Isolator (8) bewirkenden Weise angepasst ist.
Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (8) an seinem vorderen Ende (9) einen verjüngten, einen Isolatorfuß darstellenden Bereich aufweist, und dass die erste Hülse (13) in der Nachbarschaft des Isolatorfußes (15) angeordnet ist.
Zündkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (13) angrenzend an den Isolatorfuß (15) angeordnet ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (14) an dem hinteren Ende (4) des Zündkerzenkörpers (2) angeordnet ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Hülse (13) mit dem Isolator (8) verlötet ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Hülse (13) eine Presspassung zu dem Zündkerzenkörper (2) aufweist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hülsen (13, 14) aus einer Einschmelzlegierung auf Eisen-Nickel-Kobalt-Basis besteht.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (8) und/oder der Zündkerzenkörper (2) eine Schulter (18; 19) zur Positionierung einer der Hülsen (13, 14) in Längsrichtung der Zündkerze (1) aufweist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (8) und der Innenleiter (6) koextrudiert und gesintert sind.
Zündkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (6) aus einer elektrisch leitenden Keramik besteht.
Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze (1) bestehend aus einem Innenleiter (6), einer mit dem Innenleiter (6) verbundenen Zündspitze (7), einem den Innenleiter (6) umgebenden Isolator (8) mit einem vorderen (9) und einem hinteren (10) Ende, einem Zündkerzenkörper (2) mit einem vorderen (3) und einem hinteren (4) Ende und wenigstens einer mit dem vorderen Ende (3) des Zündkerzenkörpers (2) verbundenen Masseelektrode (5), wobei die Zündkerze (1) eine sich parallel zum Innenleiter (6) erstreckende Längsrichtung aufweist, wobei der Zündkerzenkörper (2) einen in Längsrichtung verlaufenden Durchgang (12) aufweist, in den der Isolator (8) eingesetzt wird, wobei der Isolator (8) mit dem Zündkerzenkörper (2) über wenigstens eine aus Metall bestehende Hülse (13; 14) dicht verbunden wird, wobei die wenigstens eine Hülse (13; 14) auf dem Isolator (8) befestigt wird und wobei anschließend der Isolator (8) zusammen mit der wenigstens einen daran befestigten Hülse (13; 14) in den Zündkerzenkörper (2) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungskoeffizient des Metalls für die wenigstens eine Hülse (13; 14) an das Material des Isolators (8) angepasst wird, so dass sich Hülse (13, 14) und Isolator (8) gleichmäßig ausdehnen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hülse (13; 14) durch Löten auf dem Isolator (8) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (13, 14) durch Aktivlöten befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hülse (13) auf dem Isolator (8) befestigt und dicht mit dem Isolator (8) verbunden wird, dass wenigstens eine zweite Hülse (14) auf dem Isolator (8) befestigt wird, und dass anschließend der Isolator (8) zusammen mit den daran befestigten Hülsen (13, 14) in den Zündkerzenkörper (2) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (14) mit einem Abstand zu der ersten Hülse (13) auf dem Isolator (8) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Hülse (13) durch Löten auf dem Isolator (8) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (13) durch Aktivlöten befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (8) zusammen mit der wenigstens einen daran befestigten Hülse (13; 14) in den Zündkerzenkörper (2) eingepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündkerzenkörper (2) erwärmt, der nicht erwärmte Isolator (8) mit der wenigstens einen daran befestigten Hülse (13; 14) in den Zündkerzenkörper (2) eingeschoben und anschließend der Zündkerzenkörper (2) abgekühlt wird, so dass der Zündkerzenkörper (2) durch Schrumpfen auf der wenigstens einen mit dem Isolator (8) verbundenen Hülse (13; 14) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsetzen des Isolators (8) in den Zündkerzenkörper (2) die Position des Isolators (8) in Bezug auf den Zündkerzenkörper (2) in Längsrichtung der Zündkerze (1) entsprechend eines vorher bestimmten Maßes (A) eingestellt wird.