DE2950054C2

DE2950054C2 -

Info

Publication number: DE2950054C2
Application number: DE2950054A
Authority: DE
Inventors: John Stuart Fron Welshpool Gb Waite; Kenneth Guildfield Welshpool Gb Howard
Original assignee: FLOFORM Ltd WELSHPOOL MONTGOMERY WALES GB
Current assignee: FLOFORM LTD., WELSHPOOL, MONTGOMERY, WALES, GB
Priority date: 1978-12-16
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1988-06-09
Also published as: JPS5583184A; FR2444353B1; CA1138626A; DE2950054A1; FR2444353A1; IT7969410A0; IT1165250B; US4314392A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mittelelektroden für Zündkerzen der im Oberbegriff des An spruches 1 angegebenen Art.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (z. B. DE-PS 9 61 146), 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 Kup ferkern und einen Nickelmantel aufweist. Es hat sich her ausgestellt, daß dann, wenn für den Mantel oder die Hülle eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung, wie Inconel 600 (einge tragenes 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 Nickellegierungs mantel dann an den beim Hartlöten entstehenden Hohlräumen oder Löchern.

Es ist auch bereits bekannt (DE-OS 22 38 283), eine Elek trode aus Kupfer und Nickelblöcken herzustellen, wobei der Kupferblock einen Kopf und einen zylindrischen Schacht auf weist, der in eine entsprechende Ausnehmung in den Nickel block passend eingeführt wird, ehe die beiden Blöcke zur Elektrode extrudiert werden. Weiterhin ist es bekannt, die beiden Blöcke beispielsweise durch Löten oder Schweißen miteinander zu verbinden, jedoch hat eine derartige Anord nung den oben beschriebenen Nachteil auch dann, wenn eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung verwendet wird, insofern näm lich, als dann an der Kontaktfläche mit dem Kupfer Hohl räume 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 und einer Hülle aus korrosionsbeständigem Material herzustellen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Dabei müssen die Metalle die nachstehend definierten Eigen schaften haben:

Das erste Metall, welches den Kern bildet, muß eine Wärme leitfähigkeit aufweisen, die größer ist als diejenige des zweiten Metalls, während der Schmelzpunkt des ersten Me talls niedriger sein muß als derjenige des zweiten Me talls. Das zweite Metall muß gegenüber der korrosiven Umge bung, in welcher die Elektrode arbeitet, widerstandsfähig sein.

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

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß wenigstens einer der beiden Blöcke aus Draht hergestellt wird, indem der Draht in kurze Stücke unterteilt wird, woraufhin die einzelnen Stücke in Blöcke kalt verformt werden. Vorzugsweise werden die Blöcke beider Metalle auf diese Weise hergestellt.

Nach der Extrusion weist die Elektrode einen verbreiterten Kopf auf, der hauptsächlich aus dem ersten oder Kernmetall besteht. Erfindungsgemäß kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß dieser Kopf entfernt wird, woraufhin die Elektro de in der Weise kalt verformt wird, daß benachbart demjeni gen Ende, von welchem der Kopf entfernt wurde, eine Schul ter gebildet wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, daß als erstes Metall sauerstofffreies Kupfer oder Silber und als zweites Metall eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung einge setzt wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

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 Einzel blöcke miteinander verschweißt werden können,

Fig. 3 einen Schnitt 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 der Extrusion wiedergibt,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen extrudierten Elektroden rohling,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine fertige Elektrode.

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

Vorzugsweise sind die Blöcke oder Rohlinge aus den ge eigneten 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 ent fettet.

Blockpaare werden dann in einen mit Taschen 14 versehenen schwarzen Körper 12 angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Körper besteht vorzugsweise aus Graphit. Fig. 3 zeigt, daß der Nickellegierungsblock 11 des Blockpaares vollständig innerhalb der Tasche 14 liegt, wenn dieses in die betref fende Tasche 14 des Körpers eingesetzt worden ist, während der Kupferblock 10 von der Tasche vorsteht. Die Kontakt fläche 13 zwischen den Blöcken liegt innerhalb der Tasche. Die Blöcke stehen an der Kontaktfläche direkt miteinander in Kontakt, wobei also kein Plattierungs- oder Hartlötmate rial oder dgl. vorhanden ist.

Anschließend wird der schwarze Körper 12 mit seiner Block ladung durch einen Strahlungsofen mit reduzierender Atmos phäre geführt. Der schwarze Körper 12 erwärmt sich rascher als der Kupferblock 10, so daß der Kupferblock 10 haupt sächlich durch Wärmeleitung vom schwarzen Körper und von dem Nickelblock 11 aus erhitzt wird. Dies bedeutet, daß die der Kontaktfläche 13 benachbarten Abschnitte des Kup ferblockes 10 schmelzen und infolge der Kapillarwirkung die Fläche des Nickellegierungsblockes 11 benetzt wird. Die Blöcke werden dann abgekühlt, wobei der Kupferblock dann mit dem Nickellegierungsblock 11 in 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 12 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, der Extruderdose 17 und einen freien Raum 18 aufweist. Ein Extrusionskolben 19 weist eine ebene Stellfläche 20 auf. Der Extrusionskolben drückt den Block durch die Düse 17, so daß schließlich ein langgestreckter Körper erhalten wird, wie in Fig. 6 gezeigt. Dieser Körper 21 hat die Form eines Kupferkernes 22, der in einem Nickellegierungsmantel 23 sitzt. Ein verbreiterter Kopf 24 ist nicht durch die Extrusionsdüse 17 hindurchgegangen und 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

1. Verfahren zum Herstellen von Mittelelektroden für Zünd kerzen, die einen Kern (22) aus einem ersten Metall guter Wärmeleitfähigkeit aufweisen, welcher von einer Hülle (23) aus einem zweiten Metall guter Korrosionsbeständigkeit umgeben ist, mit folgenden Schritten:

a) Unlösbares Verbinden zweier Blöcke (10, 11), von denen der erste (10) aus dem ersten Metall und der zweite (11) aus dem zweiten Metall besteht, wobei die Flächen der Blöcke an einer Kontaktfläche (13) in direktem Kontakt miteinander stehen;
b) Extrudieren der im Schritt a) miteinander verbunde nen Blöcke (10, 11) zum Bilden der langgestreckten Mittelelektrode;

gekennzeichnet durch folgende Einzelschritte beim Schritt a):

c) Übereinanderlegen der zwei Blöcke (10, 11), wobei die Flächen der Blöcke an einer Kontaktfläche (13) im direkten Kontakt miteinander stehen;
d) Erhitzen desjenigen Abschnittes des aus dem ersten Metall guter Wärmeleitfähigkeit bestehenden ersten Blockes (10), welcher der Kontaktfläche (13) be nachbart liegt, im wesentlichen durch Wärmeleitung von dem aus dem zweiten Metall guter Korrosionsbe ständigkeit bestehenden zweiten Block (11) aus über die Kontaktfläche (13) bis zum Schmelzen die ses Abschnittes, wobei der Schmelzpunkt des ersten Metalles niedriger sein muß als derjenige des zwei ten Metalls;
e) Abkühlen der Blöcke (10, 11) in der Weise, daß sie an der Kontaktfläche (13) zu einer Einheit verbun den werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Blöcke (10, 11) in einem Strahlungs ofen erfolgt, wobei die Blöcke (10, 11) in jeweils einer Tasche (14) innerhalb eines schwarzen Körpers (12) in der Weise angeordnet sind, daß der aus dem zweiten Metall be stehende zweite Block (11) und die Kontaktfläche (13) gänz lich innerhalb der Tasche (14) liegen, während der aus dem ersten Metall bestehende erste Block (10) von der Tasche (14) aus vorsteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Blöcke (10, 11) aus Draht herge stellt wird, indem der Draht in kurze Stücke unterteilt wird, woraufhin die einzelnen Stücke in Blöcke kalt ver formt werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Extrudieren der verbundenen Blöcke (10, 11) ein verbreiterter Kopf (24) an der extrudierten Elektrode belassen wird, daß der Kopf (24) anschließend entfernt wird, und daß schließlich die Elektrode in der Weise durch Kaltverformung hergestellt wird, daß benachbart demjenigen Ende, von welchem der Kopf (24) entfernt wurde, eine Schul ter (25) geformt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Metall sauerstofffreies Kupfer oder Silber und als zweites Metall eine Nickel-Eisen-Chrom-Legierung eingesetzt wird.