DE2545119C2 - Selbsteinschmelzendes, glasartiges Widerstandsgemisch für Widerstandszündkerzen - Google Patents
Selbsteinschmelzendes, glasartiges Widerstandsgemisch für WiderstandszündkerzenInfo
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Description
dadurch gekennzeichnet, daß die 100 Gewichtsteile der Basismischung weiterhin bestehen
aus
d) 2 bis 20 Gew.-% mindestens eines Metalls oder einer Legierung, dessen bzw. deren Schmelzpunkt
niedriger als die Glaseinschmelztemperatur ist, wobei das Metall oder die Legierung aus
der Gruppe Sn, Sb, Zn, Al, Pb, Te, Cu-Sn und Cu—Zn ausgewählt ist, und aus
e) einem wasserlöslichen kohlenstoffhaltigen Material der Gruppe Zucker, Laktose, Maltose,
Raffinose, Glukose, Xylose, Dextrin, Methylcellulose, Äthylenglykol, Glycerin, Propylenglykol,
Polyäthylenglykol und Polyvinylalkohol in einer solchen Menge, daß in dem Endgemisch der
Kohlenstoffwert 0,1 bis 5 Gew.-% beträgt,
mit der Maßgabe, daß die Gesamtmenge an den Komponenten c) und d) bis zu 30 Gew.-% beträgt
2. Widerstandsgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Basismischung, 0,1 bis 20 Gewichtsteile
mindestens eines Carbids von Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B oder Th beigemischt sind.
Die Erfindung betrifft ein selbsteinschmelzendes, glasartiges Widerstandsgemisch für Widerstandszündkerzen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist schon versucht worden, Funkstörungen und Rauschen durch Eingießen eines Widerstandes elektrisch
in Reihe mit der Funkenstrecke zwischen der Mittenelektrode und dem Anschlußstift in der Mittenbohrung
eines keramischen Isolators einer Zündkerze für Verbrennungsmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
zu unterbinden. In diesem Fall wird der Widerstand durch eine elektrisch leitende Glaseinschmelzung
eingegossen und fixiert, welche die Mittenelektrode und den Anschlußstift elektrisch
leitend miteinander verbindet, wobei die leitfähige Glaseinschmelzung gewöhnlich aus Kupferpulver und
Glas bei einem Mischungsverhältnis von 1 :1 zusammengesetzt ist.
Es ist auch schon bekannt, das elektrisch leitende Glas
wegzulassen und das Widerstandsmaterial direkt sowohl mit der Mittenelektrode als auch mit dem
Anschlußstift zu verschmelzen, jedoch ist die dadurch erhaltene Zündkerze im Hinblick auf Hitzestabilität und
Lebensdauer unter den nachstehend noch erläuterten Belastungen einer Zündkerze nicht zufriedenstellend,
und auch die Abdichtungseigenschaften sind unzureichenci,
so daß sich derartige Zündkerzen in der Praxis nicht durchsetzen konnten. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die vorstehend genannten Widerstandsmaterialien vorwiegend ein Glas-Kohlenstoff-Material oder ein
Glas-TiO2-B4C-Material sind (wie das Borosilikatglas-TiO2-B4C-Material
gemäß der US-PS 30 88 981), und diese Materialien können die Mittenelektrode und den
Anschlußstift, die aus Ni, Fe oder Cu bestehen, beim Hitzeverschmelzen nur unzureichend benetzen, so daß
keine ausreichende Haftung erzielt werden kann.
Aus der DE-PS 24 55 023 ist nun eine Zündkerze mit einem Widerstand aus einer glasartigen Masse bekannt,
die Borosilikatglas, ein halbleitendes Metalloxid und ein halbleitendes Carbid aufweist und die außerdem noch
ein Metallpulver mit einem Schmelzpunkt enthält, der höher ist als die Glaseinschmelztemperatur. Bei diesen
Widerstandsmassen ist die Haftung gegenüber den in der Zündkerze verwendeten Metallteilen zwar vergleichsweise
besser als bei zuvor bekannten Zündkerzen, aber immer noch verbesserungsbedürftig.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines neuartigen glasartigen Widerstandsgemisches für
Widerstandszündkerzen, durch welches die Mittenelektrode und der Anschlußstift elektrisch leitend miteinander
verbunden werden und mit riem Widerstand selbst abgedichtet wird, ohne daß bei Anwendung desselben
Verschmelzungsprozesses unter Erhitzen und Druck wie bei der ein elektrisch leitfähiges Glas einsetzenden
konventionellen Methode ein besonderes elektrisch leitfähiges Glas erforderlich ist Durch den abdichtenden
Widerstand sollen Funkstörungen und Rauschen für lange Zeit wirkungsvoll verhindert werden. Gleichzeitig
soll das Widerstandsgemisch aber auch in tier Lage sein, Mittenelektrode und Anschlußstift gut zu benetzen,
damit die bisher nicht erreichte, aber erstrebenswerte
■ίο mechanische Haftfestigkeit zwischen der Mittenelektrode
und dem Anschlußstift der Zündkerze sowie die Hitzebeständigkeit und Lebensdauereigenschaften in
vorteilhafter Weise erzielt werden.
Diese Aufgabe wird in überraschender Weise von einem Widerstandsgemisch gemäß dem vorstehenden
Patentanspruch 1 gelöst
Das Widerstandsgemisch nach der Erfindung enthält zusätzlich zu dem Borsilikatglas und dem Metalloxid
sowie dem Metall oder der Legierung mit höherem
so Schmelzpunkt als der Glaseinschmelztemperatur noch ein Metall oder eine Legierung mit niedrigerem
Schmelzpunkt als die Glaseinschmelztemperaiur sowie ein wasserlösliches kohlenstoffhaltiges Material. Letzteres
wirkt bei dem erfindungsgemäßen Widerstandsgemisch als den Widerstandswert stabilisierende Komponente,
und gleichzeitig wirkt es in optimaler Weise dahingehend, daß eine homogene Dispersion gebildet
wird. Was das Metall oder die Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als der Glaseinschmelztem-
bo peratur als Komponente in dem erfindungsgemäßen
Widerstandsgemisch angeht, so hat sich überraschend gezeigt, daß erst durch diesen Zusatz die Netzfähigkeit
des Widerstandsgemisches so entscheidend verbessert wird, daß eine bisher unerreichte Haftfestigkeit an den
Metallteilen der Zündkerze erzielt wird.
Bei dem Gemisch nach der Erfindung erleichtert in weiterer Ausgestaltung ein Zusatz von mindestens
einem Carbid von Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B und Th
die Steuerung des Widerstandswertes und stabilisiert die Lebensdauer unter Belastung.
Als kohlenstoffhaltige Materialien sind bei dem erfindungsgemäßen Gemisch RuB und Graphit nicht
geeignet, da zwischen diesen und den anderen Komponenten eine wechselseitige Dispergierung stattfindet,
und da diese Dispergierung uneinheitlich ist, würde eine Ungleichmäßigkeit des Widerstandswertes
hervorgerufen werden. Durch die Auswahl der genannten erfindungsgemäß einzusetzenden kohlenstoffhaltigen
Materialien werden diese Nachteile ausgeschaltet
Die zuzusetzende Menge an TiO2, ZrO2, HfO2, V2O5,
Ta2Os, La2O3 und ThO2 oder SiC als den Widerstandswert
stabilisierende Komponente ist aus den folgenden Gründen auf 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die
Grundkomponenten, zu begrenzen: Diese Verbindungen wirken in gleicher Weise auf die Stabilisierung der
Hitzeeigenschaften der Widerstandszündker^e, und außerdem haben sie die Wirkung, die Lebensdauereigenschaften
unter Belastung in die negative Richtung zu lenken. Wenn jedoch die Menge weniger aJs 5 Gew.-%
beträgt, können die in bezug auf die Hitzebeständigkeit (innerhalb ± 25%) und die Lebensdauer unter Belastung
(innerhalb ±30%) geforderten Eigenschaften nicht erzielt werden, und außerdem kann der Widerstandswert
zu groß sein. Wenn andererseits die Menge mehr als 40 Gew.-% beträgt, überschreiten die Lebensdauereigenschaften
— 30%, der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes wird verschlechtert, die relative
Menge an Glaskomponente wird zu klein, der Einschmelzwiderstand wird porös, die Vakuumdichtigkeit
ist zu gering, es wird schwierig, ein solches Gemisch weichzumachen, und das Einsetzen des Anschlußstiftes
gestaltet sich schwierig.
Wenn die von dem wasserlöslichen kohlenstoffhaltigen Material herstammende Kohlenstoffmenge in dem
Endgemisch weniger als 0,1 Gew. % beträgt, wird der Widerstandswert zu groß, so daß ein solches Gemisch
für den Gebrauch ungeeignet ist. Wenn dagegen diese Menge 5 Gew.-% überschreitet, wird der Widerstandswert
zu niedrig, so daß ein solches Gemisch ebenfalls nicht brauchbar ist Dieses kohlenstoffhaltige Material
bestimmt zusammen mit den Metall- oder Legierungspulvern, wie sie vorstehend erläutert wurden, den
Widerstandswert des Widerstandes; wenn es jedoch beabsichtigt ist, den Widerstandswert lediglich durch
das Metall- oder Legierungspulver zu bestimmen, ergibt sich eine beträchtliche Ungleichmäßigkeit des Widerstandswertes,
und außerdem ändert sich der Widerstandswert rapide in Abhängigkeit von der Menge des
zugesetzten Metalls (wenn der Metallgehalt 30 Gew.-% überschreitet, kommen die Metallpulver miteinander in
Kontakt, und der Widerstandswert fällt plötzlich ab), so daß sich die Steuerung des Widerstandswertes schwierig
gestaltet Wenn andererseits die Bestimmung des Widerstandswertes lediglich von dem kohlenstoffhaltigen
Material abhängt, ändert sich der Widerstandswert kontinuierlich mit der Menge des zugesetzten kohlenstoffhaltigen
Materials, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswertes ist geringfügig, und somit wird die
Steuerung des Widerstandswertes erleichtert, wogegen die Haftung an der Mittenelektrode und an dem
Anschlußstift verschlechtert und die Hitzestabilität beträchtlich vermindert werden. Wenn der von dem
kohlenstoffhaltigen Material herstammende Kohlenstoffgehalt 0,1 bis 5,0 Gew.-% beträgt und die Menge an
Metall- oder Legierungspulver innerhalb der spezifisch definierten Bereiche liegt, können nur durch die
Kombination dieser beiden Komponenten die geforderten Eigenschaften erhalten werden.
Als Glaspulver ist Borosilikatglas mit einer Zusammensetzung von 65% SiO2, 30% B2O5 und 5% PbO zn
bevorzugen, und das Borosilikatgias ist wesentlich dafür, daß zwischen der Mittenelektrode und dem Anschlußstift
durch den Widerstand eine Haftung und Einschmelzung herbeigeführt werden; wenn jedoch die Menge an
Borosilikat weniger als 35 Gew.-% beträgt, ist die
ίο Haftlingswirkung gering, der Widerstand wird porös,
die Vakuumdichtigkeit ist unzureichend, das Erweichen wird erschwert, und das Einsetzen des Anschlußstiftes
gestaltet sich schwierig. Wenn die Menge mehr als 85 Gew.-% beträgt, werden die Hitzeeigenschaften verschlechten,
und ein solches Gemisch ist unbrauchbar.
Wenn das Metall- oder Legierungspulver mit dem höheren Schmelzpunkt, welches die Komponente ist,
die zur Stabilisierung der Hitzeeigenschaften infolge der Affinität zu der Mittenelektrode und dem Anschlußstift
beiträgt, weniger als 5 Gew.-% beträgt ist der genannte Effekt gering, und die Hitzeeigenschaften werden zu
groß, so daß ein solches Gemisch unbrauchbar ist Wenn dagegen diese Menge 25 Gew.-% überschreitet, tritt
eine Ungleichmäßigkeit des Widerstandswertes auf.
Wenn die Menge an Metall- oder Legierungspulver mit dem niedrigeren Schmelzpunkt als Komponente
zum Verbessern der Haftung an die Mittenelektrode und den Anschlußstift weniger als 2 Gew.-% beträgt,
zeigt sich dieser Effekt nicht, während, wenn diese
jo Meng-i 20 Gew.-% überschreitet, die Haftungsfestigkeit
ziemlich absinkt und die Lebensdauereigenschaften unter Belastung ±30% überschreiten.
Die Gesamtmenge an Metall- oder Legierungspulvern mit dem höheren und dem niedrigeren Schmelz-
j-, punkt darf 30 Gew.-% nicht überschreiten, weil dann
der Widerstandswert extrem auf weniger als 1Ω absinkt
Um die Wirkung des Metalls oder der Legierung mit dem gegenüber der Glaseinschmelztemperatur niedrigeren
Schmelzpunkt nachzuweisen, welche die Dichtungshaftfestigkeit der Mittenelektrode und des Anschlußstiftes
verbessern, wurde die folgende Stoßvibrationsprüfung unter Erhitzen durchgeführt:
Unter Verwendung der Testvorrichtung gemäß der japanischen Industrienorm JIS B8031-1968, Abschnitt 4.4.4, wurde das obere Ende der Mittenelektrode 400 Stoßen pro Minute ausgesetzt, während die Spitze der Mittenelektrode mit einem Brenner auf etwa 8000C erhitzt wurde, und die Lockerung dei Mittenelektrode
Unter Verwendung der Testvorrichtung gemäß der japanischen Industrienorm JIS B8031-1968, Abschnitt 4.4.4, wurde das obere Ende der Mittenelektrode 400 Stoßen pro Minute ausgesetzt, während die Spitze der Mittenelektrode mit einem Brenner auf etwa 8000C erhitzt wurde, und die Lockerung dei Mittenelektrode
so wurde in Intervallen von 5 Minuten bestimmt Die
Prüfungsergebnisse sind in den folgenden Tabellen IA und 1B zusammengestellt.
Das bei dieser Prüfung verwendete Glaswiderstandsgemisch wurde wie folgt bereitet: 60 Gew.-% des
üblicherweise als Glaskomponente bei einem solchen Gemisch verwendeten Borosilikats (65 Gew.-% SiO2,30
Gew.-% B2O5 und 5 Gew.-% PbO), 9 Gew.-% TiO2 als
den Widerstandswert stabilisierende Komponente, 15 Gew.-% SiC und Methylcellulose als wasserlösliches
bo kohlenstoffhaltiges Material in einer solchen Menge,
daß der Kohlenstoffwert in dem Endgemisch 1 Gew.-% betrug, wurden gemischt, und dann wurden 85 Gew.-%
des erhaltenen Gemisches und 15 Gew.-% der Metallpulver, wie sie in der folgenden Tabelle
t» angegeben sind, vermischt und verbunden. Das erhaltene
Gemisch wurde zu Körnern mit einer Siebmaschengröße von 20 bis 100 granuliert 0,7 g der erhaltenen
Körner wurden in die Mittenbohrung de» kenmischen
Isolators einer 14-mm-Zündkerze eingefüllt, in der eine
Mittenelektrode befestigt worden war, und ein Anschlußstift wurde unter Erhitzen auf 9300C für 7
Minuten eingepreßt, um eine Abdichtung durch Hitze verschmelzen herbeizuführen. Zwischen der Mittenelektrode
und dem Anschlußstift wurde ein Einschmelzwiderstand mit einer Länge von 8 mm gebildet
Der hier verwendete Ausdruck »Hitzestabilität« entspricht der Hitzeprüfung eines Widerstandes gemäß
der japanischen Industrienorm JIS D5102-1950, Abschnitt. 4.4.12, bei der die Erhitzungseigenschaften des
Widerstandes in der Zündkerze wie folgt bestimmt werden: Der Widerstandswert wird in Luft bei
Raumtemperatur unter normaler Feuchte gemessen, wonach der Widerstand in Luft 2 Stunden bei 1500C
gehalten wird. Der Widerstandswert nach dieser Zeit wird erneut gemessen und der Widerstand sofort einer
Atmosphäre von Raumtemperatur und normaler Feuchte ausgesetzt. Nach 30 Minuten wird wieder der
Widerstandswert gemessen. Nachdem dann der Widerstand in Luft etwa 20 Minuten lang bei 3000C gehalten
wird, wird der Widerstand sofort wieder Raumtemperatur und normaler Feuchte ausgesetzt, und nach 30
Minuten wird noch einmal der Widerstandswert gemessen. Bei den Erhitzungseigenschaften muß die
Änderung des Widerstandswertes beim Erhitzen auf 1500C innerhalb von i^j % des Widerstandswertes
vor der Prüfung liegen, und der Widerstandswert nach dem Zurückbringen in Raumtemperatur muß innerhalb
vor» ±10% gegenüber dem Wert vor der Prüfung liegen. Außerdem muß beim Erhitzen auf 3000C der
Widerstandswert nach dem Zurückbringen in Raumtemperatur innerhalb von ±25% gegenüber dem Wert
vor der Prüfung liegen.
ίο Der Ausdruck »Lebensdauer unter Belastung«
entspricht JIS D5102-1960, Abschnitt 4.4.11, und ist durch die nachfolgende Formel definiert Hierzu wird
zunächst der Widerstandswert (R]) in Luft bei Raumtemperatur unter normaler Feuchte gemessen,
und dann werden an die Zündkerze 800 Funken pro Minute über einen Zeitraum von 250 Stunden angelegt,
wonach sie eine Stunde stehengelassen wird. Dann wird der Widerstandswert (R2) gemessen. Die Änderung des
Widerstandswertes bei dieser Lebensdauerprüfung gegenüber dem Wert vor der Prüfung muß innerhalb
von ± 30% liegen.
Lebensdauer unter Belastung
Metall mit
dem höheren
Schmelzpunkt
dem höheren
Schmelzpunkt
Fe
(Gew.-%)
Metall mit dem niedrigeren Schmelzpunkt (Gew.-%)
Sn
Sb
Zn
Al Pb
Tc
Stoßvibrationstest unter Erhit7en, Zeit bis zur Lockerung der Mittenelektrode
(min)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
mehr als 90
mehr als 90
mehr als 90
45
40
50
mehr als 90
mehr als 90
45
45
Metall mit dem höheren Schmelzpunkt (Gew.-%)
Fe
Fe-B
Fe-Ti Cu
Ni
Cr
Mn
Ni-Cr Metall mit dem
niedrigeren
Schmelzpunkt
(Gew.-%)
Sn Stoßvibrationstest unter Erhitzen, Zeit bis zur Lockerung der
Mittenelektrode (min)
Hitzestabi lität
10
10
10
10
10 mehr mehr mehr mehr mehr mehr mehr
als 90 als 90 als 90 als 90 als 90 als 90 als 90
+ 5,8 + 7,2 + 7,5 + 8,4 + 7,9 + 9,4 + 8,3
Forlsel/.imii
Probe Mcliill mil dom höliercii Schmelzpunkt (Gew.-%)
Nr.
Nr.
Ie Ic-IJ 1-c-Ti Cu Ni Cr Mn
Metall mil dem Stoßvibralions-
nicdrigercn
Schmelzpunkt
(Gew.-%)
Ni-Cr Sn
Schmelzpunkt
(Gew.-%)
Ni-Cr Sn
test unter Erhitzen, Zeit bis zur
Lockerung der
Miltenelcktrode
(min)
Lockerung der
Miltenelcktrode
(min)
llitze-
stubi-
litiit
(1Ii)
mehr als 90
mehr als 90
mehr als 90
mehr als 90
mehr als 90
+ 6,1
+ 8,0
+ 9,5
Die Ergebnisse von Untersuchungen, bei denen das
Metall mit dem höheren Schmelzpunkt (Fe) und das mit dem niedrigeren Schmelzpunkt (Sn) die obere bzw. die
untere Grenze überschreiten oder bei denen die Gesamtmenge an beiden Metallen die obere Grenze
2(1 überschreitet, aber die Menge an uias vermindert oder
erhöht wird in Abhängigkeit von der Metallmenge und in anderen Punkten auf die vorstehend beschriebene
Weise verfahren wird, sind in der folgenden Tabelle IC zusammengestellt.
| Tabelle | IC | Metall (Gew.-' | %) | gesamt | Stoßvibrations | Hitze | Anmerkungen |
| Probe | Glas | test unter Erhit | stabilität | ||||
| Nr. | (Gew.-V„) | mit dem | mit dem | zen, Zeit bis zur | (%) | ||
| höheren | niedrigeren | Lockerung der | |||||
| Schmelz | Schmelz | Mittenelektrode | |||||
| punkt | punkt | 28 | (min) | ||||
| Fe | Sn | 30 | |||||
| 25 | 3 | 35 | + 15 | ||||
| 22 | 47 | 27*) | 3 | 35 | _ | Widerstandswert | |
| 23 | 45 | 28 | wird klein. | ||||
| 30 | Unbrauchbar. | ||||||
| 8 | 20 | 20 | 40 | + 14 | |||
| 24 | 45 | 8 | 22*) | 18 | 15*) | + 15 | |
| 25 | 45 | 5 | 15 | 12 | 65 | + 21 | |
| 26 | 55 | 3*) | 15 | 11 | 65 | + 35*) | |
| 27 | 57 | 10 | 2 | 32*) | 30 | + 8,5 | |
| 28 | 63 | 10 | 1*) | 10*) | + 9,3 | ||
| 29 | 64 | 25 | 7 | mehr | - | Widerstandswert | |
| 30 | 43 | 32*) | als | wird klein. | |||
| 7 | 10 | Unbrauchbar. | |||||
| 12 | 20 | 40 | - | desgl. | |||
| 31 | 43 | 5 | 2 | 30 | + 20 | ||
| 32 | 68 | ||||||
·) Außerhalb des definierten Bereiches. Ungeeignet.
Wie den vorstehenden Tabellen IA bis IC entnommen werden kann, ergeben alle Proben, bei denen das
Metallpulver mit dem höheren Schmelzpunkt und das mit dem niedrigeren Schmelzpunkt in Mengen von 2 bis
25 Gew.-°/o bzw. 2 bis 20 Gew.-% beigegeben sind, einen
Stoßvibrationstest unter Erhitzen von mehr als 20 Minuten und eine Hitzestabilität von ±25% und
zufriedenstellende Widerstandswerte. Wenn jedoch die Gesamtmenge an beiden Metallen 30 Gew.-% überschreitet und die Menge an jedem Metall jenseits der
vorstehend definierten Bereiche liegt, sind die gewünschten Eigenschaften nicht mehr erzielbar.
W)
65
Dann wurden Widerstandsgemischproben, die aus
dem Borosilikat (65 Gew.-% SiO2,30 Gew.-% B2O5 und
5 Gew.-% PbO), SiC, TiC, dem Metall mit dem höheren
Schmelzpunkt (Fe), dem Metall mit dem niedrigeren Schmelzpunkt (Sn) und dem wasserlöslichen kohlenstoffhaltigen Material (Methylcellulose) in den in der
folgenden Tabelle 2 angegebenen Verhältnissen gemischt und auf die vorstehend beschriebene Weise
behandelt wurden, einer Stoßvibrationsprüfung unter Erhitzen und einer Hitzestabilitätsprüfung unterzogen.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
| 2 | 46*) | 9 | 25 | 45 119 | Kohlenstoff haltiges Material (Methyl- cellulose) |
10 | Hitze- stabi- litiit (%) |
|
| Tabelle | 44*) | 1,0 | -*) | |||||
| Probe Nr. |
24 | (Gew.-%) TiO2 |
Metall mit dem höheren Schmelzpunkt Fe |
Metall mit dem niedrigeren Schmelzpunkt Sn |
1,0 | Slol.Wibrations- prül'ung unter Erhitzen, Zeil bis zur Locke rung der Mitten- elcktrode (mini |
+ 16 | |
| 33 | Zusammensetzung Borosi- SiC likatglas |
7,0 | 0 | 15 | 5 | 1,0 | 25 | + 8,3 |
| 34 | 33*) | 5 | 0 | 15 | 5 | 1,0 | 25 | + 21 |
| 35 | 35 | 0*) | 0 | 10 | 5 | 1,0 | mehr als 90 | + 33*) |
| 36 | 60 | 3*) | 0 | 5 | 2 | 2,0 | 30 | + 51*) |
| 37 | 85 | 5 | 0 | 5 | -1 L· |
2,0 | 25 | + 35*) |
| 38 | 87*) | 40 | 0 | 15 | 5 | 1,5 | 30 | + 25 |
| 39 | 78 | 43*) | 0 | 15 | 5 | 1,0 | 30 | + 13 |
| 40 | 75 | 0 | 0 | 13,5 | 5 | 1,0 | mehr als 90 | + 13 |
| 41 | 75 | 0 | 0 | 6 | 3 | 2,0 | 45 | + 21 |
| 42 | 50 | 0 | 0 | 6 | 3 | 1,0 | 45 | + 18 |
| 43 | 47 | 0 | 5 | 15 | 8 | 0,5 | mehr als 90 | + 18 |
| 44 | 70 | 20 | 10 | 15 | 4 | 0,5 | mehr als 90 | + 19 |
| 45 | 70 | 25 | 40 | 10 | 5,5 | 1,0 | mehr als 90 | + 5,1 |
| 46 | 44 | 24,9 | 43*) | 10 | 5,5 | 0*) | mehr als 90 | - |
| 47 | 41 | 12 | 5 | 10 | 4 | 0,1 | 60 | + 17 |
| 48 | 60 | 12 | 0 | 10 | 5 | 3 | mehr als 90 | + 20 |
| 49 | 60 | 10 | 0 | 10 | 5 | 5 | mehr als 90 | + 24 |
| 50 | 60 | 0 | 8 | 5 | 7*) | mehr als 90 | - | |
| 51 | 70 | 0 | 7 | 3 | 45 | |||
| 52 | 70 | 0 | 7 | 3 | 45 | |||
| 70 | ||||||||
Anmerkungen zu Tabelle 2:
*) = Außerhalb des definierten Bereiches. Ungeeignet.
Zu Probe 33: Der gebildete Widerstand ist porös, die Vakuumdichtigkeit ist nicht mehr gewährleistet; das Erweichen und
das Einsetzen des Anschlußstiftes bereiten Schwierigkeiten.
Zu Probe 34: Der Temperaturkoeffizient des Widcrstandswertes wird verschlechtert, und die Lebensdauer unter Belastung
Zu Probe 34: Der Temperaturkoeffizient des Widcrstandswertes wird verschlechtert, und die Lebensdauer unter Belastung
überschreitet - 30%.
Zu Proben 37,
Zu Proben 37,
38, 39 und 40: Die Lebensdauer unter Belastung beträgt mehr als + 30%. Ungeeignet.
Zu Probe 42: Der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes wird verschlechtert, und die Lebensdauer unter Belastung
überschreitet - 30%.
Zu Probe 46: Der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes und die Funkenstörwirkung werden verschlechtert.
Zu Probe 48: Der Widerstandswert ist zu groß. Unbrauchbar.
Zu Probe 52: Der Widerstandswert ist zu klein. Unbrauchbar.
Zu Probe 52: Der Widerstandswert ist zu klein. Unbrauchbar.
In den vorstehend erläuterten Beispielen wurde TiO2
als die den Widerstandswert stabilisierende Komponente dargestellt, jedoch kann auch ZrO2, HfO2, V2O5,
Nb2O5, Ta2O5, La2O3 und ThO2 oder SiC verwendet
werden, wobei äquivalente Wirkungen wie mit TiO2
erzielt werden, und auch bei der Stoßvibrationsprüfung unter Erhitzen werden weitgehend dieselben Ergebnisse erzielt wie mit TiO2. So sind in der folgenden Tabelle
3 die Eigenschaften angegeben, wenn anstelle von 20 Gew.-% TiO2 20 Gew.-% an anderen Verbindungen der
obigen Gruppe als den Widerstandswert stabilisierende Komponente verwendet werden.
So wurden oberhalb und unterhalb von 03 g kohlenstoffhaltigem1 Widerstandsmaterial aus 25
Gew.-% Glas (BaO-B2O3, 36 :65), 35 Gew.-% Ton, 35
Gew.-% Zirkon und 5 Gew.-% Glycerin jeweils 0,25 g bzw. 0,15 g der selbsteinschmelzenden Widerstandsmischung aus 60 Gew.-% Blei-Borosilikatglas, 15 Gew.-°/o
SiC, 9 Gew.-% TiO2,10 Gew.-% Fe, Methylcellulose in
einer solchen Menge, daß der Kohlenstoffwert in dem Endgemisch 1 Gew.-% betrug, und 5 Gew.-% Sn
eingebracht, und dann wurden die Mittenelektrode und der Anschlußstift in die Mittenbohrung eines keramischen Isolators eingeschmolzen, indem 7 Minuten lang
unter Druck auf 9500C erhitzt wurde. Dann wurde die
vorstehend erläuterte Stoßprüfung durchgeführt, wobei nach 90minütiger Prüfung noch keine Lockerung der
Mittenelektrode festgestellt werden konnte.
| Probe | Borosi- | Den Widerslands- | Metallpulver | Metallpulver | Kohlenstoff | StolSvibrationsprül'ung | Iliue- |
| Nr. | likalglas | wert stabilisieren | mit dem | mil dem | haltiges | unter Erhitzen, Zeit | slabi- |
| de Komponente | höheren | niedrigeren | (Methyl- | bis zur Lockerung der | litäl | ||
| Schmelz | Schmelz | cellulose) | Mittenclektrode | ||||
| punkt | punkt | ||||||
| Fe | Sn | ||||||
| (Gew.-%) | (Gew.-"/.,) | (Gew. -%) | (Gew.-"λ,) | (Gew.-"/») | (min) | (".■) |
53
54
55
56
57
58
59
54
55
56
57
58
59
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
TiO2
ZrO2
ThO2
V2O5
ZrO2
ThO2
V2O5
1 ^ LMW5
Ta2O5
La1O,
La1O,
20 20 20 20 20 20 20
14 14 14 14 14 14 14 mehr als 90 mehr als 90 mehr als 90
mehr als 90 mehr als 90 mehr als 90 mehr als 90
+ + + + + + +
Wenn das erfindungsgemäße Widerstandsgemisch als Grundkomponente verwendet wird und 0,1 bis 20
Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Grundkomponente, an mindestens einem Carbid von Ti,
Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B oder Th beigemischt werden, läßt sich der Widerstandswert sehr leicht steuern, und
außerdem kann auch die Hitzestabilität verbessert werden, ohne daß die Beständigkeit gegen Lockerung
der Mittenelektrode bei Stoßvibration unter Erhitzen verschlechtert wird.
Wenn diese Menge weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, ist ein solcher Effekt nicht zu erwarten, und wenn diese
:=, Menge 20 Gew.-°/o überschreitet, wird die Lebensdauer
unter Belastung überraschend verschlechten und überschreitet -30%, und auch die Widerstandswerte
werden zu klein.
Die folgende Tabelle 4 zeigt die durch den Zusatz in solcher Carbide hervorgerufenen Wirkungen.
IaMIe
| frohe | Zusammensetzung (Gcw.-Tcile) | Wasserlösliches | Metallpulver | Metallpulver | Carbid | StolJvibrations- | Lebensdauer | llitzc- |
| Nr. | C-hulligcs | mit dem | mit dem | (Gewichtsteile) | prüfung unler | unter Belastung | stabi- | |
| Borosilikat- Den Widerstandswcrl | Material | höheren | niedrigeren | Erhitzen. Zeit bis | (%) | lität | ||
| glas stabilisierende | (Mclliyl- | Schmelz | Schmelz | zur Lockerung der | ("/„> | |||
| Komponente | ccllulosc) | punkt | punkt | Mittenelektrode | ||||
| I'e | Sn | (min) | ||||||
| TiO2 SiC | ||||||||
60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
| 9 | 15 |
10 10 10 10
10 10 10 10 10 10 10
10 10 10
(TiC)
(TiC)
(TiC)
(TiC)
(TiC)
(TiC)
(ZrC)
(B4C)
(Mo2C)
(WC)
(TaC)
(NbC)
(VC)
(Cr3C2)
0 0,1
5 10 20 22*)
| mehr als 90 | + 25 |
| mehr als 90 | + 20 |
| mehr als 90 | - 12 |
| mehr als 90 | -21 |
| mehr als 90 | -28 |
| mehr als 90 | -35*) |
| mehr als 90 | -13 |
| mehr als 90 | -15 |
| mehr als 90 | - 11 |
| mehr als 90 | -10 |
| mehr als 90 | - 12 |
| mehr als 90 | - Il |
| mehr als 90 | - 4,8 |
| mehr als 90 | -15 |
Ul
| + 5,9 | K) |
| + 5,0 | cn |
| + 4,1 | |
| + 3,5 | cn |
| + 3,2 | |
| + 3,2 | vJD |
| + 4,0 | |
| + 3,9 | |
| + 4,2 | |
| + 4,8 | |
| + 4,0 | |
| + 3,9 | |
| + 4,5 | |
| + 4,9 | |
*) = Außerhalb des definierten Bereiches. Ungeeignet.
♦*) = Wie bei Probe Nr. 1.
♦*) = Wie bei Probe Nr. 1.
Claims (1)
1. Selbsteinschmelzendes, glasartiges Widerstandsgemisch für Widerstandszündkerzen, bei dem
Gewichtsteile einer Basismischung bestehen aus
a) 35 bis 85 Gew.-% Borosilikatpulver,
b) 5 bis 40 Gew.-% mindestens eines Metalloxids der Gruppe TiO2, ZrO2, HfO2, V2O5, Nb2O5,
Ta2O5, La2O3 und ThO2 oder SiC und
c) 5 bis 25 Gew.-% mindestens eines Metalls oder einer Legierung, dessen bzw. deren Schmelzpunkt
höher ist als die Glaseinschmelztemperatur, wobei das Metall oder die Legierung aus der
Gruppe Fe, Fe-B, Fe-Ti, Cu, Ni, Cr, Mn und
Ni-Cr ausgewählt ist,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49115145A JPS5141714A (en) | 1974-10-08 | 1974-10-08 | Teikofunyutenkasenno jikoshiiruseigarasushitsuteikotaisoseibutsu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2545119A1 DE2545119A1 (de) | 1976-04-22 |
| DE2545119C2 true DE2545119C2 (de) | 1982-06-03 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
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| JP (1) | JPS5141714A (de) |
| DE (1) | DE2545119C2 (de) |
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| JPS5917202A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 抵抗入り点火栓用抵抗体組成物及びその製造方法 |
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| JP6665160B2 (ja) * | 2014-08-10 | 2020-03-13 | フェデラル−モーグル・イグニション・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦｅｄｅｒａｌ−Ｍｏｇｕｌ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｌｃ | 改良されたシールを有するスパークプラグ |
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|---|---|---|---|---|
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| US3484284A (en) * | 1967-08-15 | 1969-12-16 | Corning Glass Works | Electroconductive composition and method |
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| US3875477A (en) * | 1974-04-23 | 1975-04-01 | Norton Co | Silicon carbide resistance igniter |
-
1974
- 1974-10-08 JP JP49115145A patent/JPS5141714A/ja active Granted
-
1975
- 1975-09-29 US US05/617,596 patent/US4006106A/en not_active Expired - Lifetime
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| JPS5141714A (en) | 1976-04-08 |
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|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
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