DE102016223344A1

DE102016223344A1 - Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode, Zündkerzenelektrode und Zündkerze mit Zündkerzenelektrode

Info

Publication number: DE102016223344A1
Application number: DE102016223344.0A
Authority: DE
Inventors: Detlef Hartmann; Andreas Benz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode umfassend einen Elektrodengrundkörper (2) und einen Edelmetallstift (11), wobei das Verfahren die Schritte i) Prägen eines Abschnitts des Elektrodengrundkörpers (2) unter Herstellung eines Prägebereichs (3), um einen Verbindungsbereich zum Verbinden des Elektrodengrundkörpers (2) mit dem Edelmetallstift (11) zu vergrößern und ii) Verbinden des Edelmetallstifts (11) mit dem Elektrodengrundkörper (2) am geprägten Verbindungsbereich (4), umfasst.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode sowie eine Zündkerzenelektrode, die für Zündkerzen mit geringem Gewindedurchmesser geeignet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Zündkerzenelektrode, die bei hoher Laufleistung bauraumreduziert ausgebildet sein kann.
Die Optimierung von Zylinderköpfen für Ottomotoren erfordert zunehmend Zündkerzen mit immer kleiner werdenden Gewindedurchmessern. Dies führt zu einer Abnahme der brennraumseitigen Zündkerzengehäusequerschnitte. Folglich nimmt auch die Fläche einer Zündkerzenelektrode, die zum Verbinden mit einem Edelmetallstift oder Edelmetallplättchen vorgesehen ist, proportional mit der Reduktion des Zündkerzengehäusequerschnittes ab. Um eine bestimmte Laufleistung der Zündkerzen zu garantieren, sind jedoch Edelmetallstifte von bestimmter Größe erforderlich, die nur unzureichend mit den kleiner ausgebildeten Zündkerzenelektroden verbunden werden können. Dies kann zu Ausfällen der Zündkerzen führen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode, die insbesondere als Masseelektrode ausgebildet ist, die einen Elektrodengrundkörper und einen Edelmetallstift umfasst, ermöglicht eine sehr gute Fixierung des Edelmetallstifts am Elektrodengrundkörper, so dass selbst bei im Querschnitt reduzierten Zündkerzenelektroden ausreichend Platz zum dauerhaft stabilen Verbinden mit einem Edelmetallstift vorgesehen werden kann. Hierzu wird das Verbinden des Edelmetallstifts mit dem Elektrodengrundkörper nach einem Prägen eines Abschnitts des Elektrodengrundkörpers ausgeführt. Der zu prägende Abschnitt kann an beliebigen Stellen des Elektrodengrundkörpers vorhanden sein, vorteilhafterweise an solchen Stellen, die leicht einer Gegenelektrode zugewandt werden können.
Durch das Prägen wird ein Prägebereich gebildet, der einen Verbindungsbereich zum Verbinden des Elektrodengrundkörpers mit dem Edelmetallstift umfasst. Der Verbindungsbereich ist durch den Prägevorgang im Vergleich zu einem nicht geprägten Bereich vergrößert.
Das Verbinden des Edelmetallstifts mit dem Elektrodengrundkörper, das insbesondere stoffschlüssig und/oder formschlüssig erfolgt, findet am geprägten Verbindungsbereich statt. Durch die Vergrößerung des Verbindungsbereichs steht am Elektrodengrundkörper mehr Fläche zur Verfügung, um beispielsweise den Edelmetallstift aufzuschweißen oder anderweitig mit dem Verbindungsbereich am Elektrodengrundkörper zu verbinden. Somit kann eine dauerhafte Fixierung des Edelmetallstifts erzielt werden.
Das Prägen kann auf herkömmliche Art und Weise ausgeführt werden, beispielsweise indem der zu prägende Abschnitt des Elektrodengrundkörpers in einem Prägewerkzeug zwischen zwei Pressbacken verpresst wird. Hierbei wird/werden die Prägelänge und/oder die Prägebreite insbesondere in Abhängigkeit der Geometrie des Edelmetallstifts gewählt.
Der Elektrodengrundkörper der herzustellenden Zündkerzenelektrode ist im Einzelnen nicht beschränkt und kann aus einem Werkstoff bestehen oder z.B. einen Kupferkern umfassen, auf dem ein weiterer Werkstoff angeordnet ist.
Das Verfahren ist einfach, ohne hohen technischen Aufwand kostengünstig umsetzbar und ermöglicht die Herstellung von bauraumreduzierten Zündkerzenelektroden mit gleichbleibend großem Edelmetallstift und damit mit hoher Leistungsdichte und Laufleistung.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung liegt der zu prägende Abschnitt des Elektrodengrundkörpers an einem freien Ende des Elektrodengrundkörpers.
Üblicherweise wird bei der Fertigmontage einer Zündkerze der Elektrodengrundkörper mit dem Zündkerzengehäuse verbunden. Dieses Verbinden findet an einem freien Ende des Elektrodengrundkörpers statt. Am gegenüberliegenden Ende des Elektrodengrundkörpers befindet sich ein weiteres freies Ende. Wird der Prägevorgang an diesem freien Ende ausgeführt, so ist der Prägevorgang erleichtert, da ein freies Ende unkompliziert in eine Prägevorrichtung verbringbar ist. Zudem kann der Edelmetallstift einfach am geprägten Verbindungsbereich angeordnet und mit diesem verbunden werden.
Für den Prägevorgang zum Prägen eines Abschnitts des Elektrodengrundkörpers bestehen mehrere Möglichkeiten. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Prägen vor einem Verbinden des Elektrodengrundkörpers mit einem Zündkerzengehäuse ausgeführt wird. Alternativ kann das Prägen nach dem Verbinden des Elektrodengrundkörpers mit dem Zündkerzengehäuse oder ferner alternativ an einer fertig montierten Zündkerze ausgeführt werden. Aus Gründen der Vereinfachung des Prägevorganges ist es von Vorteil, wenn das Prägen vor dem Verbinden des Elektrodengrundkörpers mit dem Zündkerzengehäuse ausgeführt wird, also in einem Zustand, in dem lediglich der Elektrodengrundkörper vorliegt.
Weiter vorteilhaft wird das Prägen des Abschnitts über mindestens einen Teil der Breite des Elektrodengrundkörpers und insbesondere über die gesamte Breite des Elektrodengrundkörpers ausgeführt.
Um durch das Prägen des Abschnitts des Elektrodengrundkörpers eine besonders große Verbindungsfläche zu schaffen, wird das Prägen vorteilhaft so ausgeführt, dass eine Dicke des Elektrodengrundkörpers, bezogen auf die Ausgangsdicke, um 25 bis 95%, vorzugsweise um 50 bis 95%, reduziert wird.
Weiter vorteilhaft ist zur besseren Dimensionierung der Zündkerzenelektrode vorgesehen, dass der Prägebereich nach dem Prägen an einer Längsseite oder an beiden Längsseiten und/oder an einer Stirnseite teilweise entfernt wird. Hierdurch werden auch die Längsseiten bzw. die Stirnseite begradigt. Sehr einfach kann das Entfernen durch Abscheren ausgeführt werden.
Um ein Verbinden des Edelmetallstifts mit dem Elektrodengrundkörper insbesondere durch Widerstandsschweißen zu erleichtern, umfasst das Verfahren vorteilhaft einen Schritt des Aufbringens einer Oberflächenstruktur. Hierdurch wird am Verbindungsbereich eine strukturierte Oberfläche erzeugt. Die Oberflächenstruktur wird aus Zeit- und Kostengründen insbesondere gleichzeitig mit dem Prägen aufgebracht. Vorteilhafte Formen der Oberflächenstruktur umfassen waffelartige oder streifenförmige Muster.
Der Edelmetallstift kann besonders gut und dauerhaft stabil mit dem Elektrodengrundkörper verbunden werden, wenn er formschlüssig am Elektrodengrundkörper fixiert wird. Dies kann vorteilhaft dadurch erzielt werden, dass gleichzeitig mit dem Prägen eine Ausnehmung in den Verbindungsbereich eingebracht wird. Der Edelmetallstift wird sodann in der Ausnehmung angeordnet - er wird durch Formschluss gebunden - und kann zudem dort noch stoffschlüssig befestigt werden.
Ferner vorteilhaft wird das Prägen von einer einer Gegenelektrode abzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers in Richtung einer der Gegenelektrode zuzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers ausgeführt. Mit anderen Worten wird das Prägen von einer dem Verbindungsbereich gegenüber liegenden Außenfläche her ausgeführt. Hierdurch wird an der Außenfläche eine Prägekante gebildet.
Alternativ dazu kann das Prägen vorteilhaft auch von einer einer Gegenelektrode zuzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers in Richtung einer der Gegenelektrode abzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers ausgeführt werden. Mit anderen Worten ist die Prägerichtung vom Verbindungsbereich in Richtung einer dem Verbindungsbereich gegenüber liegenden Außenfläche. Dies hat den Vorteil, dass die Elektrodenfläche, die in einer fertig montierten Zündkerze einer Gegenelektrode zugewendet wird, kleiner ist als im ungeprägten Fall, so dass in unmittelbarer Umgebung des am Verbindungsbereich angeordneten Edelmetallstifts weniger Elektrodenoberfläche vorhanden ist, und ein Wärmeeintrag bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Zündkerzenelektrode in die Zündkerzenelektrode reduziert und damit eine Verschleißbeständigkeit der Zündkerzenelektrode erhöht ist.
Ferner erfindungsgemäß wird auch eine Zündkerzenelektrode beschrieben, die einen Elektrodengrundkörper und einen Edelmetallstift umfasst. Hierbei weist ein Abschnitt des Elektrodengrundkörpers der erfindungsgemäßen Zündkerzenelektrode einen Prägebereich auf, der einen Verbindungsbereich umfasst, an dem der Edelmetallstift mit dem Elektrodengrundkörper verbunden ist. Der Verbindungsbereich ist im Vergleich zum ungeprägten Elektrodengrundkörper in mindestens einer Dimension vergrößert. Am Verbindungsbereich sind der Elektrodengrundkörper und der Edelmetallstift miteinander verbunden. Durch die Vergrößerung des Verbindungsbereichs ist es möglich, selbst bei Zündkerzenelektroden mit kleinem Querschnitt, einen relativ groß dimensionierten Edelmetallstift mit dem Elektrodengrundkörper zu verbinden, so dass die Zündkerzenelektrode eine hohe Leistungsdichte, eine hohe Verschleißbeständigkeit und eine hohe Laufleistung aufweist. Dies wird dadurch unterstützt, dass der Edelmetallstift hierzu über den vergrößerten Verbindungsbereich dauerhaft stabil mit dem Elektrodengrundkörper verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Zündkerzenelektrode kann aus einem beliebigen Material gebildet sein. Insbesondere besteht der Elektrodengrundkörper aus einem Werkstoff allein oder aus einem mit einem Werkstoff beschichteten Kupferkern. Hierdurch kann zudem eine hohe mechanische Belastbarkeit erzielt werden.
Die erfindungsgemäße Zündkerzenelektrode kann als Mittelelektrode oder als Masseelektrode ausgebildet sein. Insbesondere vorteilhaft ist die vorstehend offenbarte Zündkerzenelektrode als Masseelektrode ausgebildet.
Zur Erleichterung der Dimensionierung der Zündkerzenelektrode ist es vorteilhaft, dass der Prägebereich an einer Längsseite oder an beiden Längsseiten und/oder an einer Stirnseite teilweise entfernt und insbesondere abgeschert ist.
Eine sehr gute Vergrößerung des Verbindungsbereichs und damit eine besonders stabile Fixierung des Edelmetallstifts am Elektrodengrundkörper, wird dann erhalten, wenn eine Dicke des geprägten Verbindungsbereichs um 25 bis 95%, insbesondere um 50 bis 95 %, geringer ist als eine Ausgangsdicke eines nicht geprägten Bereichs des Elektrodengrundkörpers.
Dauerhaft stabil kann der Edelmetallstift dann am Elektrodengrundkörper fixiert werden, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Edelmetallstift in einer Ausnehmung im Verbindungsbereich angeordnet ist.
Weiter erfindungsgemäß wird auch eine Zündkerze beschrieben, die eine wie vorstehend offenbarte Zündkerzenelektrode umfasst. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Zündkerzenelektrode kann eine Zündkerze mit reduziertem Durchmesser bei sehr guter Verschleißbeständigkeit und hoher Laufleistung erhalten werden.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen, finden auch Anwendung auf die erfindungsgemäße Zündkerzenelektrode und die erfindungsgemäße Zündkerze.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine teilweise Schnittansicht einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform,
3 eine erste schematische Ansicht einer Zündkerzenelektrode gemäß einer ersten Ausführungsform,
4 eine zweite schematische Ansicht der Zündkerzenelektrode aus 3,
5 eine schematische Ansicht einer Zündkerzenelektrode gemäß einer zweiten Ausführungsform,
6 ein Ausschnitt einer Schnittansicht einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform und
7 ein Ausschnitt einer Schnittansicht einer Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. In den Figuren sind nur die erfindungswesentlichen Details gezeigt, alle übrigen Details sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündkerze 100 gemäß einer ersten Ausführungsform eine Masseelektrode 101 und eine Mittelelektrode 102. Ein Isolator 104 ist derart vorgesehen, dass die Mittelelektrode 102 in bekannter Weise etwas vom Isolator 104 vorsteht. Der Isolator 104 selbst ist teilweise von einem Gehäuse 105 umgeben. Das Bezugszeichen 106 bezeichnet eine elektrische Anschlussmutter. Von der elektrischen Anschlussmutter 106 ist eine elektrisch leitfähige Verbindung über einen Anschlussbolzen 107 und ein aus einem leitfähigen Glas hergestelltes Verbindungselement 103 zur Mittelelektrode 102 vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist nun mindestens eine der Elektroden spezifisch ausgebildet.
2 zeigt hierzu schematisiert ein Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode 1. Zunächst wird ein Elektrodengrundkörper 2 bereitgestellt, aus dem die Zündkerzenelektrode 1 gebildet wird. Der Elektrodengrundkörper 2 kann aus einem Werkstoff oder beispielsweise aus einem Kupferkern bestehen, der mit einem metallischen Werkstoff, z.B. einer Metalllegierung, überzogen ist.
Der Elektrodengrundkörper 2 weist eine Ausgangslänge L₀, eine Ausgangsbreite B₀ und eine Ausgangsdicke D₀ auf und ist, wie hier gezeigt, beispielsweise quaderförmig ausgebildet, kann aber in jeglicher beliebiger Form vorliegen. Der Elektrodengrundkörper 2 weist zwei freie Enden 21 und 22 auf. Eines dieser freien Enden 21 wird nach Fertigstellung der Zündkerzenelektrode 1 einen Edelmetallstift beinhalten und ein brennraumseitiges Ende der Zündkerzenelektrode 1 darstellen, während das zweite Ende 22 beispielsweise zum Verbinden mit einem weiteren Bauteil einer herzustellenden Zündkerze zur Verfügung steht.
In einem ersten Verfahrensschritt a) wird ein Abschnitt des Elektrodengrundkörpers 2 geprägt. Vorteilhafterweise wird der Elektrodengrundkörper 2 an einem der freien Enden 21, 22 geprägt, da dies sehr leicht ausführbar ist. Der Prägevorgang kann in herkömmlicher Weise, beispielsweise durch Pressen des zu prägenden Abschnitts zwischen zwei Pressbacken 31 und 32 eines Prägewerkzeugs 30 ausgeführt werden.
In 2 ist dargestellt, dass das Prägen vor einem Verbinden des Elektrodengrundkörpers 2 mit einem Zündkerzengehäuse ausgeführt wird. Es ist aber alternativ ebenfalls möglich, das Prägen nach dem Verbinden des Elektrodengrundkörpers 2 mit dem Zündkerzengehäuse oder das Prägen sogar an einer fertig montierten Zündkerze auszuführen.
Nach dem Entformen des Elektrodengrundkörpers 2 aus dem Prägewerkzeug 30 im Schritt b), wird ein Elektrodengrundkörper 2 erhalten, der einen durch den Pressvorgang gebildeten Prägebereich 3 aufweist. Der Prägebereich 3 umfasst alle Bereiche des Elektrodengrundkörpers 2, die durch das Prägewerkzeug 30 verpresst wurden. Es ist gut erkennbar, dass die Länge des Elektrodengrundkörpers durch den Prägevorgang zugenommen hat. Der Elektrodengrundkörper 2 weist nun eine Länge L₁ auf, die länger ist als die Ausgangslänge L₀. Beispielsweise beträgt die Länge L₁ 110 % bis 130 % der Ausgangslänge L₀.
Im Prägebereich 3 hat die Breite des Elektrodengrundkörpers 2 ebenfalls zugenommen. Der Elektrodengrundkörper 2 weist im Prägebereich 3 eine Breite B₁ auf, die größer ist als die Ausgangsbreite B₀ des Elektrodengrundkörpers 2. Beispielsweise beträgt die Breite B₁ 110 % bis 130 % der Ausgangsbreite B₀. Somit ist der Elektrodengrundkörper 2 im Prägebereich in zwei Dimensionen vergrößert.
Dafür hat im Prägebereich 3 die Dicke des Elektrodengrundkörpers 2 abgenommen. Der Elektrodengrundkörper 2 hat im Prägebereich 3 eine deutlich reduzierte Dicke D₁, die beispielsweise um 25 % bis 95 %, insbesondere um 50 bis 95 %, gegenüber der Ausgangsdicke D₀ verringert ist. Diese Dickenreduzierung ermöglicht eine Vergrößerung der Länge und der Breite des Elektrodengrundkörpers 2 im Prägebereich 3.
Der Prägebereich 3 umfasst einen Verbindungsbereich 4, in dem ein Edelmetallstift 11 mit dem Elektrodengrundkörper 2, genauer gesagt mit dem geprägten Bereich des Elektrodengrundkörpers 2, verbunden wird. Um ausreichend Fläche zum Anbinden des Edelmetallstifts 11 bereitzustellen, wurde durch den Prägevorgang nicht nur der Prägebereich 3, sondern auch der Verbindungsbereich 4, der zum Verbinden des Elektrodengrundkörpers 2 mit dem Edelmetallstift 11 vorgesehen ist, vergrößert. So kann in einem weiteren Verfahrensschritt c) der Edelmetallstift 11, selbst wenn er relativ groß dimensioniert ist, sehr leicht stabil am geprägten Verbindungsbereich 4 mit dem Elektrodengrundkörper 2 verbunden werden.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Zündkerze, die mit der Zündkerzenelektrode 1 ausgestattet werden soll, aus Platzspargründen klein dimensioniert wurde, also einen gegenüber herkömmlichen Zündkerzen kleineren Querschnitt aufweist. Um eine ausreichende Zündfunkenleistung über eine lange Laufzeit zu erzielen, ist eine gewisse Edelmetallfläche, also ein Edelmetallstift mit vordefinierten Abmessungen, notwendig. Dies führt bei bauraumreduzierten Zündkerzen zu dem Problem, dass relativ große Edelmetallstifte auf relativ kleinen Verbindungsflächen 4 von ebenfalls kleiner dimensionierten Zündkerzenelektroden befestigt werden müssen. Das in 2 dargestellte Verfahren löst dieses Problem, indem selektiv durch den Prägevorgang der Verbindungsbereich 4 vor dem Verbinden mit dem Edelmetallstift 11 vergrößert wird. Da hierzu lediglich ein Abschnitt des Elektrodengrundkörpers 2 geprägt wird, können die restlichen Elemente einer herzustellenden, kleiner dimensionierten Zündkerze, ohne bauliche Veränderung verwendet werden.
Die Prägelänge und/oder die Prägebreite wird/werden insbesondere in Abhängigkeit der Geometrie des Edelmetallstifts 11 gewählt, so dass der entstehende geprägte Verbindungsbereich 4 eine ausreichende Fläche zum Verbinden mit dem Edelmetallstift 11 aufweist. Ggf. kann eine oder können beide Längsseiten 5, 6 und/oder die Stirnseite 7 im Prägebereich 3 nachbearbeitet und zum Beispiel teilweise entfernt, also gekürzt oder begradigt werden, z.B. durch Abscheren von Material.
Das Verbinden des Edelmetallstifts 11 mit dem Elektrodengrundkörper 2 am Verbindungsbereich 4 kann auf herkömmliche Art und Weise, insbesondere durch Bilden einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung 15 erfolgen. Um einen Formschluss zu optimieren, kann vorteilhaft gleichzeitig mit dem Prägen eine Ausnehmung in den Verbindungsbereich 4 eingebracht werden.
Wird das Verbinden des Edelmetallstifts 11 mit dem Elektrodengrundkörper 2 am Verbindungsbereich 11 beispielsweise durch Schweißen und insbesondere durch Widerstandsschweißen, ausgeführt, so kann das Verfahren ferner einen Schritt des Aufbringens einer Oberflächenstruktur, insbesondere eines waffelartigen oder streifenförmigen Musters, auf den geprägten Verbindungsbereich 4 vorsehen, wobei das Aufbringen der Oberflächenstruktur vorzugsweise während des Prägevorganges ausgeführt wird.
3 ist eine Detailansicht einer ersten schematischen Ansicht einer Zündkerzenelektrode 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie bereits in 2 gezeigt, umfasst die Zündkerzenelektrode 1 einen Elektrodengrundkörper 2 und einen Prägebereich 3 in dem ein Verbindungsbereich 4 zum Verbinden eines Edelmetallstifts mit dem Elektrodengrundkörper 2 vorgesehen ist. Das Prägen wurde von der Unterseite her ausgeführt, was an der Prägekante 9 und der planaren Oberseite der Zündkerzenelektrode 1 erkennbar ist.
Der Prägebereich 3 ist in seiner Breite B₁ gegenüber der Ausgangsbreite B₀ des ungeprägten Elektrodengrundkörpers 2 verbreitert. Durch den Prägevorgang wurde jedoch die Dicke D₁ des Prägebereichs 3 sowie des Verbindungsbereichs 4 des Elektrodengrundkörpers 2 gegenüber der Ausgangsdicke D₀ reduziert. Die Dickenreduktion beträgt in dieser Ausführungsform mehr als 50 %. Folglich ist der Quotient D₁/D₀ kleiner als 0,5.
4 zeigt dieselbe Zündkerzenelektrode 1 aus 3, nun jedoch in einer zweiten schematischen Ansicht, nämlich von der Unterseite. Hier ist die Prägekante 9 deutlich zu erkennen. Zudem ist zu erkennen, dass in den Verbindungsbereich 4 eine Ausnehmung 8 integriert wurde. Die Ausnehmung 8 liegt mit anderen Worten im Verbindungsbereich 4 und ist vorgesehen, einen Edelmetallstift aufzunehmen. Der Edelmetallstift kann in der Ausnehmung 8 formschlüssig und/oder stoffschlüssig fixiert werden. Hierdurch wird eine dauerhaft stabile Befestigung des Edelmetallstifts am Elektrodengrundkörper 2 erzielt.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Zündkerzenelektrode 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu der Zündkerzenelektrode 1 aus 3 und 4 wurde das Prägen des Abschnitts lediglich über einen Teil der Breite des Elektrodengrundkörpers 2 ausgeführt, nämlich von den beiden Längsseiten 5, 6 her. Zwischen den geprägten Flächen ist ein ungeprägter Abschnitt 16 unverändert geblieben, so dass die Stirnseite 7 eine T-Form aufweist. Dabei ist eine Dicke des ungeprägten Abschnitts 16 genauso groß wie die Ausgangsdicke D₀ des Elektrodengrundkörpers 2.
In 6 ist ein Ausschnitt einer Schnittansicht einer Zündkerze 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Zündkerze 200 weist eine Masseelektrode 101 und eine Mittelelektrode 102 auf, wobei die Masseelektrode 101 mit der Mittelelektrode 102 verschweißt oder anderweitig an der Mittelelektrode 102 befestigt ist.
Sowohl die Masseelektrode 101 als auch die Mittelelektrode 102 weisen einen Edelmetallstift 11, 12 auf. Zwischen den Edelmetallstiften 11, 12 besteht ein vordefinierter Abstand A.
Die Masseelektrode 101 weist einen Prägebereich 3 auf. Durch einen Prägevorgang wurde im Prägebereich 3 die Oberseite des Elektrodengrundkörpers 2, genauer gesagt eine von der Gegenelektrode, der Mittelelektrode 102, abzuwendende Fläche des Elektrodengrundkörpers 2, geprägt. Die Prägerichtung war demnach von der der Mittelelektrode 102 abzuwendenden Fläche 13 in Richtung der der Mittelelektrode 102 zuzuwendenden Fläche 14, also der Fläche, die mit dem Edelmetallstift 11 versehen werden sollte. Dadurch wurde der Verbindungsbereich 4, der zum Verbinden mit dem Edelmetallstift 11 vorgesehen war, vergrößert. Der Edelmetallstift 11 konnte somit sehr stabil mit dem Elektrodengrundkörper 2 am Verbindungsbereich 4 verbunden werden, selbst wenn ein Querschnitt der Masseelektrode 101 klein dimensioniert war.
7 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Zündkerze 300 gemäß einer dritten Ausführungsform. Im Unterschied zu der Zündkerze 200 aus 6 war die Prägerichtung im Prägebereich 3 unterschiedlich. Die Prägerichtung war von einer der Mittelelektrode 102 zuzuwendenden Fläche 14 in Richtung einer von der Mittelelektrode 102 abzuwendenden Fläche 13.
Auch durch diesen Prägevorgang wurde der Verbindungsbereich 4, der zum Verbinden mit dem Edelmetallstift 11 vorgesehen war, vergrößert und der Edelmetallstift 11 konnte sehr stabil mit dem Elektrodengrundkörper 2 am Verbindungsbereich 4 verbunden werden, selbst wenn ein Querschnitt der Masseelektrode 101 klein dimensioniert war. Als weiterer Vorteil ergab sich, dass bei gleichem Edelmetallstiftabstand A die Bereiche der Masseelektrode 101, die der Mittelelektrode 102 zugewandt sind, kleiner sind. Damit weist die Masseelektrode 101 um den Edelmetallstift 11 brennraumseitig faktisch weniger Material auf, so dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch weniger Wärmeeintrag in die Masseelektrode 101 erfolgt und die Masseelektrode 101 kälter bleibt. Dies beugt sowohl der Korrosion als auch dem funkenerosiven Verschleiß der Masseelektrode 101 vor.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode, insbesondere einer Masseelektrode (101), umfassend einen Elektrodengrundkörper (2) und einen Edelmetallstift (11), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Prägen eines Abschnitts des Elektrodengrundkörpers (2) unter Herstellung eines Prägebereichs (3), um einen Verbindungsbereich zum Verbinden des Elektrodengrundkörpers (2) mit dem Edelmetallstift (11) zu vergrößern und - Verbinden des Edelmetallstifts (11) mit dem Elektrodengrundkörper (2) am geprägten Verbindungsbereich (4).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu prägende Abschnitt des Elektrodengrundkörpers (2) an einem freien Ende des Elektrodengrundkörpers (21) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen - vor einem Verbinden des Elektrodengrundkörpers (22) mit einem Zündkerzengehäuse (105) oder - nach dem Verbinden des Elektrodengrundkörpers (2) mit dem Zündkerzengehäuse (105) oder - an einer fertig montierten Zündkerze (100, 200, 300) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen des Abschnitts über mindestens einen Teil der Breite, insbesondere über die gesamte Breite (B₀), des Elektrodengrundkörpers (2) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen so ausgeführt wird, dass eine Dicke (D₁) des Elektrodengrundkörpers (2), bezogen auf die Ausgangsdicke (D₀), um 25 bis 95%, vorzugsweise um 50 bis 95%, reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägebereich (3) nach dem Prägen an einer Längsseite (5) oder an beiden Längsseiten (5, 6) und/oder an einer Stirnseite (7) teilweise entfernt, insbesondere abgeschert, wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt des Aufbringens einer Oberflächenstruktur, insbesondere eines waffelartigen oder streifenförmigen Musters, auf den geprägten Verbindungsbereich (4).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufbringens einer Oberflächenstruktur gleichzeitig mit dem Prägen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Prägen eine Ausnehmung (8) zur Aufnahme des Edelmetallstifts (11) in den Verbindungsbereich (4) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen einer von einer Gegenelektrode abzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers (13) in Richtung einer der Gegenelektrode zuzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers (14) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen einer einer Gegenelektrode zuzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers (14) in Richtung einer von der Gegenelektrode abzuwendenden Fläche des Elektrodengrundkörpers (13) ausgeführt wird.
Zündkerzenelektrode umfassend einen Elektrodengrundkörper (2) und einen Edelmetallstift (11), wobei ein Abschnitt des Elektrodengrundkörpers (2) einen Prägebereich (3) aufweist, in dem ein Verbindungsbereich (4) ausgebildet ist, wobei der Verbindungsbereich (4) im Vergleich zum ungeprägten Elektrodengrundkörper (2) in mindestens einer Dimension vergrößert ist, und wobei am Verbindungsbereich (4) der Elektrodengrundkörper (2) mit dem Edelmetallstift (11) verbunden ist.
Zündkerzenelektrode nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (D₁) des geprägten Verbindungsbereichs (3) um 25 bis 95%, insbesondere um 50 bis 95 %, geringer ist als eine Ausgangsdicke (D₀) eines nicht geprägten Bereichs des Elektrodengrundkörpers (2).
Zündkerzenelektrode nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Edelmetallstift (11) in einer Ausnehmung (8) im Verbindungsbereich (4) angeordnet ist.
Zündkerze umfassend eine Zündkerzenelektrode (1, 10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14.