DE2950054A1

DE2950054A1 - Verfahren zum herstellen einer zuendkerzenelektrode

Info

Publication number: DE2950054A1
Application number: DE19792950054
Authority: DE
Inventors: Kenneth Howard; John Stuart Waite
Original assignee: GKN Floform Ltd
Current assignee: FLOFORM Ltd WELSHPOOL MONTGOMERY WALES GB
Priority date: 1978-12-16
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2444353B1; FR2444353A1; IT7969410A0; JPS5583184A; CA1138626A; IT1165250B; US4314392A; DE2950054C2

Description

GKN Floform Limited, Henfaes Lane, Welshpool, Powys, SY21 7BJ, Großbritannien

Verfahren zum Herstellen einer Zündkerzenelektrode

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zentralelektrode für eine Zündkerze. Genauer gesagt; bei der Erfindung handelt es sich um die Herstellung einer Zentralelektrode, deren Kern aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht, beispielsweise aus Kupfer, während die Hülle aus einem korosionsbeständigen Material besteht, wie beispielsweise aus Nickel oder aus einer Nickellegierung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (z.B. GB-PS 754 591), eine derartige Elektrode dadurch herzustellen, daß Blöcke aus Kupfer und Nickel miteinander hart verlötet werden, woraufhin die miteinander verbundenen Blöcke extrudiert werden, so daß man eine Elektrode erhält, die einen Kupferkern und einen Nickel-

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mantel aufweist. Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn für den Mantel oder die Hülle eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung wie beispielsweise Inconel 600 (eingetragenes Warenzeichen) verwendet wird, das Hartlötmetall die Nickellegierung nicht benetzt, so daß an der Lötstelle Hohlräume entstehen. Beim anschließenden· Extrudieren der miteinander verbundenen Blöcke bricht der Nickellegierungsmantel dann an den beim Hartlöten entstehenden Hohlräumen oder Löchein.

Es ist auch bereits bekannt (GB-PS 1 425 126), eine Elektrode aus Kupfer- und Nickelblöcken herzustellen, wobei der Kupferblock einen Kopf und einen zylindrischen Schaft aufweist, der in eine entsprechende Ausnehmung in dem Nickelblock passend eingeführt wird, ehe die beiden Blöcke zur Elektrode extrudiert werden. Weiterhin ist es bereits bekannt, die beiden Blöcke beispielsweise durch Löten oder Schweißen miteinander zu verbinden, jedoch hat eine derartige Anordnung den obenbeschriebenen Nachteil auch dann, wenn eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung verwendet wird, insofern nämlich, als dann an der Kontaktfläche mit dem Kupfer Hohlräume auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches die Möglichkeit gibt, eine Elektrode mit einem Kern aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, und einer Hülle aus korosionbeständigem Material, beispielsweise einer Nickellegierung der genannten Art, herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die nachfolgenden Schritte gelöst: übereinanderliegen zweier Blöcke, von denen der erste aus einem ersten Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit und der zweite aus einem zweiten Metall, welches korrosionsbeständig ist, besteht, wobei die Flächen der Blöcke an einer Kontaktfläche in direktem Kontakt miteinander stehen; Erhitzen desjenigen Abschnittes des

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aus dem ersten Metall bestehenden ersten Blockes, welcher der Kontaktfläche benachbart liegt, im wesentlichen durch Wärmeleitung von dem aus dem zweiten Metall bestehenden zweiten Block aus über die Kontaktfläche bis zum Schmelzen dieses Abschnittes; Abkühlen der Blöcke in der Weise, daß sie an der Kontaktfläche miteinander innig verbunden sind; und Extrudieren der miteinander verbundenen Blöcke zum Bilden einer langgestreckten Elektrode, welche einen Kern aus dem ersten Metall innerhalb einer Hülle aus dem zweiten Metall aufweist.

Die beiden Metalle müssen die . nachstehenden wohldefinierten Eigenschaften haben: Das erste Metall, welches den Kern bildet, muß eine Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die größer ist als diejenige des zweiten Metalls, während der Schmelzpunkt des ersten Metalls niedriger sein muß als derjenige des zweiten Metalls. Das zweite Metall muß gegenüber der korrosiven Umgebung, in welcher die Elektrode arbeitet, widerstandsfähig sein.

Das erste oder Kern-Metall ist üblicherweise sauerstofffreies Kupfer, wobei aber auch Silber verwendet werden kann. Das zweite oder Hüllen-Metall ist üblicherweise eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung der beschriebenen Art.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Erhitzen der Blöcke in einem Strahungsofen erfolgt, wobei die Blöcke in jeweils einer Tasche innerhalb eines schwarzen Körpers in der Weise angeordnet sind, daß der aus dem zweiten Metall bestehende zweite Block und die Kontaktfläche gänzlich innerhalb der Tasche liegen, während der aus dem ersten Metall bestehende erste Block von der Tasche aus vorsteht.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß wenigstens einer der Blöcke aus Draht hergestellt wird, indem der Draht in kurze Stücke unterteilt wird, woraufhin die einzelnen Stücke in Blöcke

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kaltverformt werden. Vorzugsweise werden die Blöcke beider Metalle auf diese Weise hergestellt.

Nach der Extrusion weist die Elektrode vorzugsweise einen verbreiterten Kopf auf, der hauptsächlich aus dem ersten oder Kern-Metall besteht. Erfindungsgemäß kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß dieser Kopf entfernt wird, woraufhin die Elektrode in der Weise kaltverformt wird, daß benachbart demjenigen Ende, von welchem der Kopf entfernt worden ist, eine Schulter gebildet wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 Einen Schnitt durch aufeinander angeordnete Blöcke aus Kupfer- und Nickellegierung;

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen mit Taschen versehenen schwarzen Körper, in dem die Einzelblöcke miteinander verschweißt werden können;

Fig. 3 einen Schnitt der durch den schwarzen Körper von Fig. 2, bei dem die Blöcke in Position gezeigt sind;

Fig. 4 einen Schnitt durch die miteinander verschweißten oder verschmolzenen Blöcke;

Fig. 5 einen Schnitt, der die Blöcke in einem Extruder vor Extrusion wiedergibt;

Fig. 6 einen Schnitt durch den extrudierten Elektrodenrohling;

Fig. 7 einen Schnitt durch die fertige Elektrode

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Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Elektrode aus aufeinanderliegend angeordneten Blöcken,Rohlingen aus einem ersten und einem zweiten Metall, hergestellt. Bei dem gezeigten Beispiel besteht der obere Block 10 aus technisch reinem, sauerstofffreiem Kupfer. Der untere Block 11 besteht aus Inconel 600 (eingetragenes Warenzeichen), welches eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung mit einer typischen Zusammensetzung, in Gewichtsteilen, von 14,7 bis 17,0 % Chrom, 6,0 bis 10,0 % Eisen, maximal 1,0 % Mangan, maximal 0,5% Silicium, maximal 0,15 % Kohlenstoff, maximal 0,5 % Kupfer, Rest Nickel, ist. In einigen Formen kann die Legierung auch Kobalt aufweisen.

Vorzugsweise sind die Blöcke oder Rohlinge aus den geeigneten Materialien bestehendem Draht hergestellt worden, welcher einen Durchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der erforderlichen zylindrischen Blöcke. Der Draht wird in kurze Stücke zerteilt und dann zur Bildung der erforderlichen Blöcke kaltgestaucht.

Anschließend werden die Blöcke in herkömmlicher Weise entfettet.

Blockpaare werden dann in einem mit Taschen versehenen schwarzen Körper 12 angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Körper besteht vorzugsweise aus Graphit. Fig. 3 zeigt, daß der Nickellegierungblock 11 des Blockpaares, wenn dieses in die betreffende Tasche des Körpers eingesetzt worden ist, vollständig innerhalb der Tasche liegt, während der Kupferblock 10 von der Tasche vorsteht. Die Kontaktfläche 13 zwischen den Blöcken liegt innerhalb der Tasche. Die Blöcke stehen an der Kontaktfläche direkt miteinander in Kontakt, wobei also kein Plattierungs - oder Hartlötmaterial oder dergleichen vorhanden ist.

Anschließend wird der schwarze Körper 12 mit seiner Blockladung

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durch einen Strahlungsofen mit reduzierender Atmosphäre geführt. Der schwarze Körper 12 erwärmt sich rascher als der Kupferblock 10, so daß der Kupferblock 10 hauptsächlich durch Wärmeleitung vom schwarzen Körper und von dem Nickel-Block 11 aus erhitzt wird. Dies bedeuted, daß die der Kontaktfläche 13 benachbarten Abschnitte des Kupferblockes 10 schmelzen und in Folge der Kapillarwirkung die Fläche des Nickellegierungsblockes 11 benetzt werden. Die Blöcke werden dann abgekühlt, wobei der Kupferblock dann mit dem Nickellegierungsblock 11 an der Kontaktfläche 13 zu einer Einheit verbunden ist.

Es ist festzustellen, daß es notwendig ist. die Temperatur im Ofen exakt zu regeln. Auch muß die Geschwindigkeit, mit.welcher der schwarze Körper sich durch den Ofen bewegt, gesteuert werden, um sicherzustellen, daß der Schweiß- oder Schmelzvorgang stattfindet. Vorzugsweise läßt man den übrigen Teil des Kupferblockes nicht schmelzen; sofern dies jedoch trotzdem stattfindet, wird das Kupfer durch die Tasche 14 in dem schwarzen Körper, in der sich die Blöcke während des Erhitzens befinden, festgehalten.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die verbundenen Blöcke. Man erkennt, daß die Oberfläche des Kupferblockes um ihren Umfang herum leicht abgesunken ist.

Fig. 5 zeigt die kombinierten Blöcke in einem Extruder, welcher einen Extruderkopf 15 mit einem oberen Hohlraum 16, einer Extruderdüse 17 und einem freien Raum 18 aufweist. Ein Extrusionskolben 19 weist eine ebene Stirnfläche 20 auf. Der Extrusionskolben drückt den Block durch die Düse 17, so daß schließlich ein langgestreckter Körper, wie in Fig. 6 gezeigt, erhalten wird. Dieser Körper 21 hat die Form eines Kupferkernes 22, der in einem Nickellegierungsmantel 23 sitzt. Ein verbreiterter Kopf 24 ist nicht durch Extrusionsdüse 17 hindurchgegangen und

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besteht weitgehend aus Kupfer.

Dieser Kopf wird anschließend entfernt. Die langgestreckte Elektrode wird kaltgestaucht, um so eine Schulter 25, wie in Fig. 7 gezeigt, zu erzeugen, die es ermöglicht, die Elektrode in einem Zündkerzenkörper zu montieren.

Claims

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Ansprüche

1J Verfahren zum Herstellen einer Zentralelektrode für eine zündkerze, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte: übereinanderliegen zweier Blöcke, von denen der erste aus einem ersten Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit und der zweite aus einem zweiten Metall, welches korrosionsbeständig ist, besteht, wobei die Flächen der Blöcke an einer Kontaktfläche in direktem Kontakt miteinander stehen; Erhitzen desjenigen Abschnittes des aus dem ersten Metall bestehenden ersten Blockes, welcher der Kontaktflache benachbart liegt, im wesentlichen durch Wärmeleitung von dem aus dem zweiten Metall bestehenden zweiten Block aus über die Kontaktfläche bis zum Schmelzen dieses Abschnittes; Abkühlen der Blöcke in der Weise, daß sie an der Kontaktfläche miteinander innig verbunden sind; und Extrudieren der miteinander verbundenen Blöcke zum Bilden einer langgestreckten Elektrode, welche einen Kern aus dem ersten Metall innerhalb einer Hülle aus dem zweiten Metall aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Blöcke in einem Strahlungsofen erfolgt, wobei die Blöcke in jeweils einer Tasche innerhalb eines schwarzen Körpers in der Weise angeordnet sind, daß der aus dem zweiten Metall bestehende zweite Block und die Kontaktfläche gänzlich innerhalb der Tasche liegen, während der aus dem ersten Metall bestehende erste Block von der Tasche aus vorsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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ORIGINAL INSPECTED

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wenigstens einer der Blöcke aus Draht hergestellt wird, indem der Draht in kurze Stücke unterteilt wird, woraufhin die einzelnen Stücke in Blöcke kaltverformt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Extrudieren der verbundenen Blöcke ein verbreiteter Kopf an der extrudierten Elektrode belassen wird; da3 der Kopf anschließend entfernt wird, und daß schließlich die Elektrode in der Weise durch Kaltformen hergestellt wird, daß benachbart demjenigen Ende, von welchem der Kopf entfernt wurde, eine Schulter geformt wird.

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