-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und insbesondere Prüfen einer Zündkerze, einen Zündkerzenprüfstand sowie eine Verwendung einer Kapazitätsmessung.
-
Bei der Herstellung von Zündkerzen für Verbrennungsmotoren werden diese, um deren Funktion zu gewährleisten, unterschiedlichen Prüfungen unterzogen. Unter anderem wird zum Beispiel geprüft, ob der Isolationskörper der Zündkerze intakt ist. Dies wird üblicherweise mit einer Durchschlagsprüfung ermittelt, bei der Hohlkörper oder Risse im Material des Isolationskörpers ermittelt werden können, wobei hierbei Hochspannung verwendet wird. Verschiedene Ansätze, welche mit Hochspannung arbeiten, sind aus der
EP 2 733 799 A2 und der
EP 3 051 640 A1 bekannt. Problematisch dabei ist, dass kleinere Unregelmäßigkeiten des Isolators, die zu schnellem Verschleiß und/oder Versagen der Zündkerze im Betrieb führen, oftmals nicht erfasst werden. Weiterhin problematisch ist, dass der Einsatz von Hochspannung besonders geschultes Personal erfordert. Zudem ist es nötig, die Prüfung in einem abgetrennten Bereich zu anderen Prüfverfahren durchzuführen, um das Verletzungsrisiko zu minimieren.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schnelles, sicheres und vor allem genaues Herstellungs- und insbesondere Prüfverfahren für eine Zündkerze anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch einen Zündkerzenprüfstand gemäß Anspruch 9 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung.
-
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen, insbesondere Prüfen, eines Isolators, insbesondere eines Isolators einer Zündkerze, die Schritte:
- - Bereitstellen eines Isolators;
- - Bestimmen einer bzw. der Dielektrizität des Isolators zum Erkennen von Defekten.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren zum Herstellen, insbesondere Prüfen, eines Isolators einer Zündkerze bzw. zum Herstellen einer Zündkerze ausgelegt. Der Isolator weist dabei eine längliche, sich entlang einer Längsachse der Zündkerze erstreckende, Form auf. Mit Vorteil wird insbesondere ortsaufgelöst die Dielektrizität des Isolators bzw. des Isolatorkörpers geprüft.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Bestimmen der Dielektrizität durch Messen der Kapazität.
Zweckmäßigerweise wird eine Kapazitätsmessung zum Prüfen der Eigenschaften des Isolators der Zündkerze verwendet. Abweichungen in der Dielektrizität des Isolators werden mit Vorteil kapazitiv gemessen, anstatt den Isolator auf Durchschlag zu prüfen. Durch diese Prüfung können auch kleinste Fehlstellen erkannt werden. Der Aufwand zur Prüfung wird deutlich verringert, da keine Hochspannung angelegt werden muss und kein zusätzlicher Prüfplatz mehr notwendig ist. Die Lärmbelastung durch die Durchschlagsprüfung entfällt zudem. Es ist keine Hochspannungsschulung der Mitarbeiter notwendig. Die Prüfung kann vorteilhafterweise automatisiert während des Produktionsprozesses der Zündkerze bzw. des jeweiligen Motors, in welchen die Zündkerze eingebaut wird, stattfinden und erlaubt höhere Taktraten als die Durchschlagsprüfung.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Messen der Kapazität des Isolators entlang dessen Längsachse.
Mit Vorteil wird die Dielektrizität des Isolators lokal und ortsaufgelöst gemessen bzw. erfasst. Damit können auch kleinste Unregelmäßigkeiten schnell und zuverlässig erkannt werden. Der Isolator bzw. der Isolationskörper der Zündkerze weist üblicherweise eine längliche, und insbesondere auch zylindrische und/oder hohlzylindrische, Form auf, welche sich entlang der Längsachse der Zündkerze erstreckt. Die Messung wird vorteilhafterweise über die gesamte Länge durchgeführt. Hierbei ist es auch möglich, die Kapazitätsmessung zumindest abschnittsweise unterschiedlich auszuführen, beispielsweise indem die Prüfspannung und/oder die Prüffrequenz variiert werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Bereitstellen einer Elektrode;
- - Anlegen einer Wechselspannung bzw. der Prüfspannung zwischen der Elektrode und einer Mittelelektrode der Zündkerze;
- - Abfahren des Isolators entlang dessen Längsachse mit der Elektrode.
-
Bevorzugt ist die Prüfspannung kleiner als 80, 70, 60 oder auch 50 V. Bevorzugt ist die Prüfspannung eine Kleinspannung. Grenzwerte für die Wechselspannung liegen hierbei bei kleiner/gleich 50 V. Gemäß einer Ausführungsform ist die Spannung eine Schutzkleinspannung. Mit Vorteil ist die Spannung so gewählt, dass ein Schutz gegen elektrischen Schlag gewährleistet ist.
-
Durch ein Abfahren des Isolators mit der Elektrode entlang dessen Längsachse und/oder auch in Umfangsrichtung kann der Isolator mit Vorteil vollumfänglich und über seine gesamte Länge geprüft werden. Alternativ kann die Elektrode auch stillstehen und der Isolator wird in geeigneter Weise bewegt. Ziel ist insbesondere eine vollflächige Prüfung des Isolators, welche die Detektion auch kleinster Defekte ermöglicht.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Verwenden einer ringförmigen Elektrode.
Damit kann insbesondere eine sehr schnelle umfängliche, insbesondere ortsaufgelöste und insbesondere entlang einer Längsachse des Isolators bzw. in Längsrichtung ortsaufgelöste, Prüfung erreicht werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Drehen der Zündkerze beim Messen der Kapazität oder Bestimmen der Dielektrizität um deren Längsachse.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Zündkerze um ihre Längsachse gedreht, während die Elektrode beispielsweise entlang der Längsachse bewegt wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn keine ringförmige Elektrode verwendet wird, sondern beispielsweise eine ring- oder stabförmige bzw. eine längsachsparallele (bezogen auf die Längsachse des Isolators) Elektrode. Alternativ kann die Elektrode um den Isolator herum fahren, um diesen vollflächig zu prüfen etc., wie bereits erwähnt.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Auswerten der gemessenen Kapazitätswerte zum Erkennen von Ausreißern im Verlauf.
Mit Vorteil muss das Messsystem nicht exakt kalibriert werden, da nicht der Absolutwert der gemessenen Kapazität entscheidend ist, sondern Abweichungen einzelner Stellen vom Rest des Isolationskörpers. Dies ist insbesondere deswegen ein großer Vorteil, da die zu messenden Kapazitäten sehr klein sind und beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Pikofarad liegen. Insbesondere umfasst das Verfahren also das Bestimmen, Erfassen und/oder Auswerten von Änderungen der Dielektrizität, insbesondere über den Isolatorkörper hinweg. Die Dielektrizität wird mit Vorteil ortsaufgelöst bestimmt und die ortsaufgelöst ermittelten Werte werden untereinander verglichen, wodurch Abweichungen schnell erkannt werden können. Gemäß einer Ausführungsform wird ein Schwellwert (ggf. auch ein oberer und ein unterer Schwellwert) festgelegt, innerhalb dessen die Dielektrizität variieren kann, ohne dass ein Fehler angezeigt bzw. die Abweichungen als kritisch angesehen werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Komplettieren der Zündkerze nach i. O.-Befund (in Ordnung - Befund).
Zweckmäßigerweise wird das Verfahren zum Prüfen der Zündkerze durchgeführt, bevor die Zündkerze komplettiert wird, insbesondere also bevor das Metallgehäuse auf den Isolator aufgebracht wird. Dieses würde sonst einen Teil des Isolators umfänglich verdecken. Mit Vorteil kann die Prüfung aufgrund ihrer Schnelligkeit leicht in den Herstellungsprozess der Zündkerze integriert werden. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Isolator bzw. der Isolatorkörper der Zündkerze auch separat geprüft. Eine Mittelelektrode ist dann ggf. noch nicht vorhanden. Entsprechend wird ein geeignetes Elektrodenmaterial in den Isolator eingeführt, um die Delektrizität, bevorzugt ortsaufgelöst entlang dessen Länge, zu Bestimmen.
-
Die Erfindung betrifft auch einen Zündkerzenprüfstand, umfassend eine Messeinrichtung, welche ausgelegt ist, eine Dielektrizität eines Isolators, insbesondere einer Zündkerze, zu bestimmen. Insbesondere umfasst der Prüfstand Mittel zum Messen oder Prüfen der Kapazität des Isolators, insbesondere einer Zündkerze. Mit Vorteil sind Mittel zum Bewegen der Zündkerze und/oder einer Elektrode zum lokalen Messen der Kapazität des Isolators der Zündkerze vorgesehen.
-
Weiter richtet sich die Erfindung auf die Verwendung einer Kapazitätsmessung zum Prüfen eines Isolators einer Zündkerze. Die im Zusammenhang mit der Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend für den Zündkerzenprüfstand sowie für die Verwendung.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2733799 A2 [0002]
- EP 3051640 A1 [0002]