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Verfahren zum dichten Verbinden von Mittelelektrode, Isolierkörper
und Kerzenkörper einer Zündkerze Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum
dichten Verbinden des anschlußseitigen und des zündseitigen Teils der Mittelelektrode
mit dem Isolierkörper und des Isolierkörpers mit dem diesen aufnehmenden Körper
einer Zündkerze.
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Bei der Fertigung solcher Zündkerzen muß besondere Sorgfalt darauf
verwendet werden, den äußeren Metallkörper mit dem inneren Isolierkörper und diesen
wiederum mit der Mittelelektrode mechanisch ausreichend fest, aber auch dicht zu
verbinden. Noch schwieriger wird dieses Problem bei zweiteiliger Mittelelektrode,
deren beide Teile ebenfalls fest und elektrisch leitend miteinander zu verbinden
sind. Schließlich kommt der guten Wärmeableitung eine entscheidende BedeutunL, zu.
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Die bekannten Bördelverbindungen sind nicht nur teuer in der Herstellung,
sondern sie beanspruchen die Kerze, insbesondere den Isolierkörper, beträchtlich,
so daß die Gefahr von Rißbildunaen besteht. Andererseits bereitet es vielfach Schwierigkeiten,
beim Bördeln den Isolierkörper einwandfrei zu zentrirrcn.
| Bci einer bekannten Zündkerze mit einem zwei- |
| teiligen Metallkörper, dessen beide Teile durch Löten |
| mitein<n:der x°erbunden sind, wird in den Zwischen- |
| ratim zwischen diesen Mctallkörper und den Isolator |
| e@nc pulverförmige Glasdichtmasse eingeführt und |
| diese irn Ofe!s geschmolzen, wobei auf die Hülse |
| dcs ;llctallhö!rers ein axialer Druck ausaeiibt wird, |
| Cler sich 2i!f die Diel,t:nasse Uberträat. Nach Aus- |
| der Dichtmasse wird dann diese Hülse mit |
| c1--in @luffei_teü des äußeren Metallkörpers verlötet. |
| Dies,a @:"erfah!#>>: ist umständlich und setzt eil,? Zwei- |
| voraus. |
| In eine!ll arderen Fall ist zwischen den Leider< |
| T eilen der lhlittylelertrode eine Klemn?verbindung |
| :-or!zcseheil, die eii:en eigenen Arbeitsgang erfordert. |
| Diese Elektrode ist mittels eine!' Sichunasse in einer |
| Ausnehinung des Isolierkörpers befestigt. Der Iso- |
| lieri.:öri@; r ceicd°rnir. und der ihn aufnehmende Me- |
| tallkörper weseil einander zugeordnete Schultern auf, |
| die da_'.'iir in aß reblicli sind, daß die in einen Zwischen- |
| raum z@:-i sehen Isolierkörper und Metallkörper ein- |
| ,gebrachte Dichtmasse beim Einsetzen des Isolier- |
| "örpers zusammen gepreßt wird. |
| Schließlich ist es bekannt, den anschlußseitigen |
| und den züi@caeiti@@eil Teil der Mittelelektrode durch |
| Eii?driick@jn des einen Teils in eine leitende Glas- |
| sc's~nelze ir=:ein a pole: zu verbinden. Bei dieser Kerze |
| wird jedoch der Isolierkörper durch eine Bördelung |
| i::: *'@@lälikö:'l@el' D%fe@tlgt. |
| Auigali: der Frfindun: ist es, den Zusammenbau |
der zu vereinfachen und trotz Anwendung geringerer Kräfte eine einwandfreie Verbindung
und Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen zu erhalten.
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Diese Vorteile ergeben sich gemäß der Erfindung dadurch, daß zwischen
dem mit radialem Spalt in den Kerzenkörper einsetzbaren Isolierkörper und diesen
umgebenden Wandungen ein in den Spalt aasmündender Ringraum gebildet wird, der durch
axiales Bewegen des Isolierkörpers in Richtung auf das Zündende verkleinerbar ist,
und daß in diesen Raur_i sowie in die zum Zündende hin durch den zündseitigen Teil
der Mittelelektrode abgeschlossene Bohrung des Isolierkörpers an sieh bekannte --beichtende
Verbindungsmassen eingebracht werden, worauf das Ganze bis zur -Plastizität der
Massen erhitzt und in einem einzigen Zusammendrückvorgang, bei welchem die Ardrückkraft
an den in die Isolierkörperbollrung eingesetzten anschlußseitigen Teil der Mittelelektrode
einerseits und am Kerzenkörper bzw. an den den Isolierkörper umgebenden Wandungsteilen
andererseits abgreift., die vorbestimmte Einbaulage sowohl des anschlußseitigen
Teils im Isolierkörper als auch des Isolierkörpers im Kerzenkörper her-estellt wird,
wobei Masse aus dem Ringraum in den radialen Spalt gepreßt und das Ganze schließlieh
abgekühlt wird.
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Diese Maßnahme vereinfacht das Verfahren außerordentlich. Es werden
nicht nur zusätzliche Arbeitsgür2e verniieden. Es wird vielmehr auch eine überaus
'este,
praktisch untrennbare Verbindung der Einzelelemente der Zündkerze herbeigeführt,
ohne daß dabei Schädigungen der Kerze auftreten können. Dadurch wird aber der Ausschuß
auf ein Minimum reduziert, und andererseits werden die Betriebssicherheit und die
Lebensdauer der Zündkerze beachtlich vergrößert. Die erfindungsgemäße Maßnahme wird
auch nicht durch ein bekanntes Verfahren zum dichten Verbinden der Mittelelektrode
mit dem Isolierkörper und des Isolierkörpers mit dem Kerzengehäuse nahegelegt, bei
welchem in einem einzigen Arbeitsgang die Verbindung unter Zuhilfenahme einer in
beiden Zwischenräume eingebrachten abdichtenden Verbindungsmasse hergestellt wird.
Dieses Verfahren enthält allerdings keine Anweisung dazu, in welcher Weise die Verbindung
tatsächlich bewirkt wird. Es enthält darüber hinaus keine besondere Vorschrift im
Hinblick auf die Formgebung und Ausbildung der Mittelelektrode, deren Zweiseitigkeit
aber eine Grundvoraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren bildet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Verbindungsmasse
in an sich bekannter Weise in Pulverform eingebracht oder als überzugschicht auf
den Isolierkörper aufgetragen.
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Die zum Verbinden der beiden Teile der Mittelelektrode Verwendung
findende Dichtmasse besitzt eine elektrische Leitfähigkeit. Solche Bindungsmassen
können beispielsweise aus einem Silikat- und einem Metallanteil, beispielsweise
Kupferoxyd, bestehen. Zum Befestigen des Isolierkörpers im Metallkörper hingegen
ist eine Leitfähigkeit nicht unbedingt erforderlich. Werden zwei verschiedene Verbindungsmassen
verwendet, so sollen sich diese jedoch in ihrem thermischen Verhalten entsprechen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen von nach
dem Verfahren hergestellten Zündkerzen sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigt
F i g.1 teils im Schnitt und teils in Ansicht die Kerze beim Zusammenbau, F i g.
2 die Kerze nach F i g.1 fertig zusammengebaut und F i g. 3 eine weitere Ausführungsform.
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Der Isolierkörper 1 nimmt den anschlußseitigen und den zündseitigen
Teil 2 und 3 der mittleren Elektrode auf, die durch eine leitende Verbindungsmasse
4 zusammengehalten werden. Der einteilige äußere Metallkörper 5 umfaßt das Kerzengehäuse
und die Abschirmung.
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Der Isolierkörper 1 hat keine Querwülste und bildet ein Ganzes mit
dem Isolierröhrchen, das eine Verlängerung desselben am Einsteckende der Kerze bildet.
Der Metallkörper 5 weist innen eine konische Anschlagfläche 6 auf, gegen die eine
entsprechend geformte Gegenfläche 7 des Isolierkörpers 1 anliegt. Dabei besteht
zwischen dem Isolierkörper l und dem Metallkörper 5 ein ringförmiger Hohlraum, in
den Verbindungsmasse 4' eingefüllt wird, die die beiden Teile 1 und 5 fest miteinander
verbindet, das Ganze abdichtet und gleichzeitig eine gute thermische Ableitung darstellt.
Hierfür kann die gleiche Verbindungsmasse 4 verwendet werden, die die beiden Teile
2, 3 der Mittelelektrode miteinander verbindet oder ein anderer, mehr oder weniger
leitender Stoff.
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F i g.1 zeigt die Kerze vor dem Befestigen der Elektrode 2, 3 und
vor dem Herstellen der Verbindung des Metallkörpers 5 mit der Isolierung 1. Sowohl
die Verbindungsmasse 4 als auch die Verbindungsmasse 4', die den Raum zwischen dem
Körper 1 und dem Körper 5 sowie zwischen den betreffenden Auflageflächen 6 und 7
ausfüllt, befinden sich im festen oder pulverförmigen Zustand. Vornehmlich wird
das Material 4' in Form einer überzugsschicht auf den Isolierkörper 1 aufgebracht.
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Um die Kerze in den fertigen Zustand nach F i g. 2 zu bringen, wird
diese erhitzt, bis die Verbindungsmassen 4 und 4' weich und damit plastisch werden.
Dies geschieht gleichzeitig, falls es sich in beiden Fällen um den gleichen Stoff
handelt oder sich beide thermisch gleich verhalten. Anschließend wird auf das Kopfstück
8 des anschlußseitigen Teils 2 eine gewisse Andrückkraft ausgeübt, wodurch die beiden
Verbindungsmassen 4 und 4' gleichzeitig oder nacheinander zusammengedrückt werden.
Nach dem Verpressen liegt das Kopfstück 8 auf dem inneren Anschlag 9 des Isolierkörpers
1 auf, nachdem sich die Verbindungsmassen 4 und 4' zwischen die benachbarten Flächen
der Mittelelektrode 2, 3 und in den radialen Spalt zwischen dem Isolierkörper 1
und dem Metallkörper 5 verteilt haben. Bei der anschließenden Abkühlung der Kerze
härten die Verbindungsmassen und halten somit die zusammenhängenden Teile fest aneinander.
In F i g. 2 sind die durch die gehärtete Verbindungsmasse ausgefüllten Zwischenräume
schwarz dargestellt.
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Zum Herstellen der Kerze sind die gleichen Arbeitsgänge wie zum Verbinden
der Elektrodenteile 2 und 3 notwendig, denn durch die Erhitzung schmilzt auch die
Verbindungsmasse 4', so daß durch einen einzigen Druck auf das anschlußseitige Teil
t einerseits die Elektrode 2, 3 und andererseits der Isolierkörper 1 mit dem Metallkörper
5 verbunden werden. Hierfür reicht ein Druck von einigen Kilogramm auf das Kopfteil
8 aus.
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Beim obigen Beispiel handelt es sich um einen im Innern zylindrischen
Metallkörper 5 mit einer Innenanschlagfläche 6 für die Isolierung 1. Nach einer
hier nicht dargestellten Ausführungsform kann der Metallkörper auch innen eine ganze
konische Fläche aufweisen, die ganz oder teilweise die Auflage für die Isolierung
darstellt. Die Auflage kann aber auch zylindrisch sein; sie muß jedoch auf alle
Fälle einen Anschlag bilden, der nach dem Erkalten der Kerze wieder herausgenommen
werden kann.
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Was hier für eine Kerze mit einem Isolierkörper aus einem Stück und
mit Abschirmröhrchen gesagt wird, gilt auch für den Fall eines zwei- oder mehrteiligen
Isolierkörpers.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist die Kerze an der Anschlußseite
mit einer Metallkappe 10 versehen. Diese steckt fest zwischen dem Isolierkörper
1 und dem Metallkörper 5. Sie ist vornehmlich unter Zuhilfenahme der gleichen Verbindungsmasse
4' befestigt. Diese Kappe 10 hat Kontakt mit dem Metallkörper 5 und dient dazu,
die Abschirmwirkung zum Anschlußende der Kerze hin zu verlängern.