DE3212770C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze wie sie in der Gattung des Hauptanspruchs beschrieben und aus der älteren DE-OS 30 38 720 bekannt ist. Es hat sich beim spaltfreien Einbau einer Mittel­ elektrode in der Längsbohrung des Isolierkörpers einer solchen Zündkerze gezeigt, daß ein gasdichtes Einsintern eines Keramik­ stiftes, dessen Oberfläche eine elektrisch leitfähige Schicht trägt oder an einer solchen Schicht anliegt, eine relativ enge Passung bedingt; eine derart enge Passung und die Handhabung von keramischen Teilen mit engen Toleranzen ist bei der Verarbeitung von keramischen Vorformlingen bekannterweise aber immer problematisch und kann zu einer beträchtlichen Anzahl fehlerhafter Teile führen.

Es ist außerdem bei Zündkerzen bekannt (DE-OS 30 38 649), eine Mittelelektrode in den zündseitigen Endabschnitt der Isolier­ körper-Längsbohrung derart spaltfrei einzubauen, daß ein Metall-Keramik-Verbundmaterial als Pellet in die Längsbohrung des rohen Isolierkörpers hineingedrückt und dann gemeinsam mit dem Isolierkörper fertiggesintert bzw. zusammengesintert wird; das Metall-Keramik-Verbundmaterial ist dabei mit einem Bindemittel versetzt, das bekannterweise als Gleitmittel beim Preßvorgang dient und beispielsweise Firnis oder Paraffin sein kann. Zündkerzen mit Mittelelektroden aus Metall-Keramik-Verbundmaterial weisen jedoch einen relativ hohen Zündspannungsbedarf auf.

In der DE-PS 4 05 342 wurde eine Zündkerze beschrieben, die in ihrer Isolierkörper-Längsbohrung eine aus elektrisch leitfähiger Keramik bestehende Mittelelektrode abdichtend umfaßt; das genannte Mittel­ elektroden-Material kann als plastische Masse in die Längsbohrung des nur vorgesinterten Isolierkörpers eingebracht und anschließend gemeinsam mit dem Isolierkörper fertiggesintert sein. Diese Mittel­ elektrode befriedigte aber nicht hinsichtlich der erwarteten Lebens­ dauer.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze herzustellen, die eine spaltfrei in ihrer Isolierkörper-Längsbohrung eingebaute Mittelelektrode aufweist, wobei anläßlich der Herstellung nur eine vernachlässigbar kleine Menge an fehlerhaften Teilen auf­ tritt und eine Zündkerze mit gesicherter Gasdichtheit zwischen Mittelelektrode und Isolierkörper entsteht, die über eine gewünschte Lebensdauer keinen zu hohen Zündspannungsbedarf hat.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritte gelöst. Bei Verwendung von als Vorformlingen ausgebildeten Vorstufen von Keramik-Stiften, insbesondere wenn sie in Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 noch mit einer Suspension eines elektrisch leitenden, abbrand­ festen Stoffes überzogen werden, ergibt sich ein weiterer wichtiger Vorteil, nämlich der sehr gute Zusammenhalt der Vorformlinge und demzufolge ihre wesentlich erleichterte Handhabung und Behandlung. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. Die Ansprüche 2 und 3 zeigen zwei besonders gut geeignete Ausführungsmöglichkeiten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das elektrisch nicht leitende Ausgangsmaterial für den Keramik-Stift der Mittelelektrode als Zusatzstoff einen thermoplastischen Kunststoff oder ein Material mit thixotropen Eigenschaf­ ten enthält, weil das mit einem solchen Zusatzstoff versehene keramische Ausgangsmaterial einen hervor­ ragenden Zusammenhalt der Vorstufe des Keramik-Stiftes bewirkt und bei der Verarbeitung nur eine einfache Technologie erfordert. Ein weiterer Vorteil ist dann ge­ geben, wenn das keramische Ausgangsmaterial für den Keramik-Stift zu einem Vorformling gepreßt ist; ein Vorformling kann nämlich mit einem solch kleinen Außen­ durchmesser versehen werden, so daß er problemlos in die Längsbohrung des Zündkerzen-Isolierkörpers einge­ führt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte Zündkerze nach der Erfin­ dung,

Fig. 2 einen noch weiter vergrößert dargestellten Schnitt durch den zündseitigen Endabschnitt des Zündkerzen- Isolierkörpers mit eingebauter Mittelelektrode und

Fig. 3 den zündseitigen Endabschnitt eines Zündkerzen-Isolier­ körpers wie in Fig. 2, jedoch mit einer anderen Aus­ führungsform einer eingebauten Mittelelektrode.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Zündkerze 10 besitzt ein metallisches Gehäuse 11, das an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde 12 und einen Schlüsselsechskant 13 für den Einbau der Zündkerze in einen (nicht dargestellten) Brennkraftmaschinen-Zylinder­ kopf aufweist und mit seiner Innenbohrung 14 einen Groß­ teil eines im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörpers 15 umfaßt; die zündseitige Stirnfläche 16 dieses Ge­ häuses 11 trägt eine hakenförmige Masseelektrode 17, kann aber auch mehrere derartiger Masseelektroden 17 auf­ weisen. Der Isolierkörper 15 hat an seiner Außenseite Schultern 18 und 19, mit denen er unter Zwischenschaltung von Dichtringen 20a und 20b im Gehäuse 11 durch Bördeln und das bekannte Warmschrumpfen festgelegt ist; der Isolierkörper 15 kann aber auch durch Einkitten im Ge­ häuse 11 dicht eingebaut sein. In der Längsbohrung 21 des Isolierkörpers 15, der aus einem gesinterten kera­ mischen Material besteht (z. B. aus Aluminiumoxid), stehen ein Anschlußbolzen 22 und eine Mittelelektrode 23 mit ihren einanderzugekehrten Enden über eine elektrisch leitfähige, an sich bekannte Dichtungsmasse 24 (siehe z. B. DE-OS 22 45 404) in Verbindung. Der Anschlußbolzen 22 hat an seinem anschlußseitigen Endabschnitt ein Ge­ winde 25 zum Anschluß eines (nicht dargestellten) Strom­ kabels und am entgegengesetzen Endabschnitt eine Ver­ ankerung 26 in Form eines Gewindes für die Dichtungsmasse 24.

Die Mittelelektrode 23 setzt sich aus einer elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Schicht 27 und einem Kera­ mik-Stift 28 zusammen; die elektrisch leitfähige Schicht 27 besteht aus mindestens einem Platinmetall (z. B. Platin) und enthält in bevorzugter Weise einen Anteil an keramischem Material (z. B. 35 Vol.-% Aluminiumoxid). Diese elektrisch leitfähige Schicht 27 ist im vorlie­ genden Beispiel auf der Oberfläche des Keramik-Stiftes 28 aufgebracht und hat eine Schichtstärke von 30 µm; je nach Anwendungszweck kann die Schichtstärke dieser elektrisch leitfähigen Schicht 27 zwischen 5 und 50 µm liegen. Diese elektrisch leitfähige Schicht 27 steht in elektrischem Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Dichtungsmasse 24 und dem Anschlußbolzen 22 und bildet auf der zündseitigen Stirnfläche 29 des Keramik-Stiftes 28 den Gegenpol zur Masseelektrode 17, die getrennt durch die Funkenstrecke 30 - dieser zündseitigen Stirnfläche 29 gegenübersteht. Im vorliegenden Beispiel schließt die zündseitige Stirnfläche 29 bündig mit der zündsei­ tigen Stirnfläche 31 des Isolierkörpers 15 ab, sie kann - je nach Anwendungsfall - aber auch zündungsseits aus der Längsbohrung 21 des Isolierkörpers 15 herausragen bzw. auch mit einem Kopf o. ä. versehen sein. Die elek­ trisch leitfähige Schicht 27 kann bei anderen Ausfüh­ rungsformen der Mittelelektrode 23 auch - wie in der DE-OS 30 38 720 beschrieben - auf der Oberfläche des Keramik-Stiftes 28 ein Widerstandselement und/oder eine Vorfunkenstrecke bilden und sie braucht auch nicht in jedem Fall die zündseitige Stirnfläche 29 des Ke­ ramik-Stiftes 28 bedecken.

Der Keramik-Stift 28 besteht aus einem Material, dessen Wärmeausdehnungsverhalten im wesentlichen dem Wärmeaus­ dehnungsverhalten des Isolierkörpers 15 entspricht und beispielsweise im wesentlichen aus Aluminiumoxid be­ steht. Dieses Aluminiumoxid erfüllt auch eine weitere Bedingung, nämlich daß sein Schwindungsverhalten beim Sintervorgang dem Schwindungsverhalten des Materials vom Isolierkörper 15 entspricht. Das Ausgangsmaterial für den Keramik-Stift 28 enthält außer bekannten Flußmitteln (z. B. 5 Gew.-% Calcium- und Siliciumoxid) einen (nicht dargestellten) Zusatzstoff, welcher be­ wirkt, daß das keramische Ausgangsmaterial des Keramik- Stiftes 28 bei hoher Raum- oder niedrigerer Temperatur einen festen Zusammenhalt annimmt, jedoch bei Einwirkung eines ersten technischen Mittels (nicht dargestellt) dieses keramische Material wieder plastisch verformbar macht. Dieser Zusatzstoff besteht im vorliegenden Bei­ spiel aus einem thermoplastischen Kunststoff, welcher mittels des ersten technischen (nicht dargestellten) Mittels - im vorliegenden Fall eine Heiz- bzw. Ofen­ anlage - bis in seinen thermoplastischen Fließbereich erwärmt wird. Als thermoplastischer Kunststoff für diesen Zweck hat sich folgende Mischung bewährt:
18 Gew.-% Kunstharz SK (Chem. Werke Hüls AG)
41 Gew.-% Polyvinyl-Acetat
10 Gew.-% Rüböl-Fettsäure
14 Gew.-% Dibutylphtalat
17 Gew.-% Gasöl.

Dem keramischen Ausgangsmaterial sind von dieser Mischung etwa 18 Gew.-% beizufügen und gut unterzumischen.

Der Einbau der Mittelelektrode 23 in den Isolierkörper 15 wird entsprechend der folgenden Verfahrensschritte vorgenommen:

Der vorgeformte Isolierkörper 15, der im vorliegenden Beispiel aus Aluminiumoxid mit 5 Gew.-% Flußmitteln be­ steht und mit der Längsbohrung 21 versehen ist, wird in einer Ofenanlage bei etwa 1000°C vorgesintert; der die Mittelelektrode 23 aufnehmende zündseitige Endab­ schnitt 32 der Isolierkörper-Längsbohrung 21 hat nach dem Vorsintern einen Durchmesser von 1,2 mm. In diesen zündseitigen Endabschnitt 32 der Isolierkörper-Längs­ bohrung 21 wird - bevorzugt von dem anschlußseitigen Ende der Längsbohrung 21 aus - die Vorstufe der Mittel­ elektrode 23 mittels eines bekannten geeigneten Ver­ fahrens eingebracht. Die Vorstufe des Keramik-Stifts 28 der Mittelelektrode 23 besteht dabei aus Aluminium­ oxid, dem neben den genannten Flußmitteln als Zusatz­ stoff der genannte thermoplastische Kunststoff zugegeben und dessen Form durch axiales Pressen vorzugsweise in einem erwärmten Werkzeug (bei ca. 100°C) oder durch thermo­ plastisches Spritzen oder Extrudieren hergestellt wurde; zur Vorbereitung der elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Schicht 27 ist die Vorstufe des Keramik- Stifts 28 in eine Suspension mit Platin und Aluminium­ oxid (ca. 20 Vol.-%) getaucht und getrocknet worden. Der Außendurchmesser dieser Vorstufe der Mittelelek­ trode 23 (einschließlich der genannten Schicht 27) be­ trägt 1,0 mm und ist damit 0,2 mm kleiner im Durch­ messer als der zündseitige Endabschnitt 32 der Isolier­ körper-Längsbohrung 21; der Unterschied der Durch­ messer von dem zündseitigen Endabschnitt 32 der Iso­ lierkörper-Längsbohrung 21 und der Vorstufe der Mittel­ elektrode 23 liegt zumeist zwischen 0,1 und 0,3 mm. Die Suspension kann anstelle von Platin auch andere Platinmetalle oder auch andere geeignete bekannte Me­ talle bzw. elektrisch leitende Metalloxide enthalten und in ihrer Viskosität so eingestellt sein, daß die fertig­ gesinterte Schicht 27 wahlweise zwischen 5 und 50 µm liegt. Eine nicht dargestellte Vorrichtung mit einer strichpunktiert dargestellten Aufnahme bzw. Verschluß­ platte 33 liegt bündig an der zündseitigen Stirnfläche 31 des Isolierkörpers 15 an und verschließt das zündsei­ tige Ende der Isolierkörper-Längsbohrung 21. Als tech­ nisches Mittel zum Einfügen der Mittelelektrode 23 kann ein strichpunktiert angedeuteter Stempel 34 dienen, der an seiner vorderen Stirnfläche 35 mit einer (nicht dar­ gestellten) Nadel versehen ist und auf dieser Nadel koaxial die Vorstufe der Mittelelektrode 23 aufgespießt hat und sie in den zündseitigen Endabschnitt 32 der Isolierkörper-Längsbohrung 21 bis hin zur Verschlußplatte 33 führt; im Falle, daß die Mittelelektrode 23 aus dem Isolierkörper 15 herausragen soll, ist die Verschlußplatte 33 mit einer entsprechenden (nicht dargestellten) Ver­ tiefung versehen. Zum Ablösen der Vorstufe der Mittel­ elektrode 23 von der Nadel des Stempels 34 dient ein (nicht dargestellter) Abstreifer.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird die derart vor­ bereitete, aus dem vorgesinterten Isolierkörper 15 und der Vorstufe der Mittelelektrode 23 bestehende Montage­ gruppe einer Heiz- und Ofenanlage als erstes technisches Mittel (nicht dargestellt) zugeführt und auf eine Tempe­ ratur erwärmt, die den als Zusatzstoff dienenden thermo­ plastischen Kunststoff bis in seinen thermoplastischen Fließbereich bringt; im vorliegenden Beispiel wird die Heizanlage auf ca. 160°C erwärmt und bringt damit den thermoplastischen Kunststoff und damit die Vorstufe der Mittelelektrode 23 in verformbaren Zustand.

In einem dritten Verfahrensschritt wird in die Isolier­ körper-Längsbohrung 21 ein zweites technisches Mittel 34′ eingeführt, welches ebenfalls Stempelform hat und mit seiner Stirnfläche 35′ derart auf die Vorstufe der Mittel­ elektrode 23 drückt, so daß sie sich fest an die Ober­ fläche der Längsbohrung 21 anlegt; die erforderliche Preßkraft beträgt bei vorliegendem Beispiel ca. 18 Newton und bezieht sich auf eine Länge der Vorstufe der Mittel­ elektrode 23 von 2 mm. Die Vorstufe der elektrisch leitfähigen Schicht 27 bleibt bei diesem Verformungs­ vorgang der Mittelelektrode 23 funktionell erhalten.

Im vierten Verfahrensschritt wird in einer geeigneten Ofenanlage (nicht dargestellt) der mit der Vorstufe der Mittelelektrode 23 versehene vorgesinterte Iso­ lierkörper 15 langsam auf 400°C erwärmt, und zwar, um die organischen Stoffe - einschließlich dem thermo­ plastischen Kunststoff - aus der Vorstufe des kera­ mischen Stifts 28 auszudünsten; es hat sich als vor­ teilhaft erwiesen, wenn bei diesem Aufheizvorgang die Temperatursteigerung je Stunde 50°C nicht übersteigt.

In einem fünften Verfahrensschritt werden anschließend in einer geeigneten Ofenanlage (nicht dargestellt) die Vorstufen von Isolierkörper 15 und Mittelelektrode 23 zusammen- und fertiggesintert; die Sintertemperatur liegt bei ca. 1600°C.

Die weitere Montage der Zündkerze 10 erfolgt in bekannter Weise.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum spaltlosen Einbau einer Mittelelektrode 23′ in den zündseitigen Endabschnitt 32′ einer Längsbohrung 21′ eines Isolierkörpers 15′ wird dem Material der Vorstufe des Kera­ mik-Stifts 28′ ein Zusatzstoff hinzuge­ fügt, welcher die Mischung thixotrop macht, und die Suspension für die elektrisch leitfähige Schicht 27′ wird auf die Oberfläche des zündseitigen Endabschnitts 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21′ aufgebracht und nicht auf die Oberfläche der Vorstufe des Keramik- Stiftes 28′. Die Suspension wird dabei bevorzugt auf die Oberfläche des gesamten zündseitigen Endabschnitts 32′ der Längsbohrung 21′ des vorgesinterten Isolier­ körpers 15′ aufgetragen, damit die fertige Mittelelek­ trode 23′ einen sicheren elektrischen Kontakt zum elektrisch leitenden Dichtmittel (in Fig. 3 nicht dar­ gestellt) hat. Zur Plastifizierung der Vorstufe des Keramik-Stiftes 28′ findet eine (nicht dargestellte) Vorrichtung Verwendung, die eine schwingende, strich­ punktiert angedeutete Aufnahme bzw. Verschlußplatte 33′ besitzt. Der als zweites technisches Mittel dienende Stempel 34/1′, der zum Andrücken der Vorstufe des Kera­ mik-Stifts 28′ an die Oberfläche der Isolierkörper- Längsbohrung 21′ dient, befindet sich bei dem Preßvor­ gang in bevorzugter Weise auch in Schwingungen.

Der Einbau einer solchen Mittelelektrode 23′ erfolgt im wesentlichen gemäß den nachfolgenden Verfahrensschritten:

Der gemäß dem ersten Beispiel vorgesinterte Isolierkörper 15′ wird auf der Oberfläche des zündseitigen Endabschnitts 32′ seiner Längsbohrung 21′ mit einer Suspension für die elektrisch leitfähige, abbrandfeste Schicht 27′ überzogen; diese Suspension enthält Platin und einen Anteil an kera­ mischem Material - wie es auch im ersten Beispiel beschrie­ ben wurde. Das Aufbringen der Suspension für die elektrisch leitfähige Schicht 27′ erfolgt derart, daß man die Suspen­ sion durch den gesamten zündseitigen Endabschnitt 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21 durchfließen und diese be­ decken läßt. Die Suspension für die elektrisch leit­ fähige Schicht 27′ wird derart in ihrer Viskosität eingestellt, daß die elektrisch leitfähige Schicht 27′ im fertigen Zustand eine Dicke von 30 µm hat; je nach Anwendungsfall liegt die Dicke einer solchen elektrisch leitfähigen Schicht 27′ zwischen 5 und 50 µm.

Die Vorstufe des Keramik-Stifts 28′, welche im wesentlichen wieder aus dem gleichen Keramik-Material und den gleichen Flußmitteln besteht wie der Isolierkörper 15′, enthält einen nicht dargestellten Zusatzstoff, wel­ cher die Mischung thixotrop macht; im vorliegenden Bei­ spiel wird als solcher Zusatzstoff Glyzerin verwendet, und zwar 22 Gew.-%, die auf die mit Flußmitteln versehene Keramikmasse bezogen sind. Die Vorstufe des Keramik- Stiftes 28′ wird als Vorformling in den zündseitigen Endabschnitt 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21′ ein­ gefügt, hat dabei eine Länge von 2,5 mm und einen Durch­ messer, der 0,2 mm kleiner ist als der Durchmesser der Längsbohrung 21′ im Bereich seines zündseitigen Endab­ schnitts 32′; im vorliegenden Falle hat der zündseitige Endabschnitt 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21′ einen Durchmesser von 1,2 mm und die Vorstufe des Keramik- Stiftes 28′ hat einen Durchmesser von 1,0 mm. Das Einfügen dieser Vorstufe des Keramik-Stiftes 28′ in den zünd­ seitigen Endabschnitt 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21′ kann nach dem gleichen Verfahren erfolgen wie im ersten Beispiel, er kann aber auch als Strangabschnitt aus einem Extruder oder auch als vordosiertes Pellet in die Längsbohrung 21′ eingeführt werden.

Der Isolierkörper 15′ mit der in seiner Längsbohrung 21′ eingebrachten Vorstufe des Keramik-Stiftes 28′ und der auf der Oberfläche seines zündseitigen Endabschnittes 32′ der Isolierkörper-Längsbohrung 21′ aufgebrachten Sus­ pension für die elektrisch leitfähige Schicht 27′ wird auf einer strichpunktiert angedeuteten Aufnahme bzw. Ver­ schlußplatte 33′ einer (nicht dargestellten) Vorrichtung fixiert, wobei die zündseitige Stirnfläche 31′ des Iso­ lierkörpers 15′ und die zündseitige Stirnfläche 29′ der Vorstufe des Keramik-Stiftes 28′ auf der Verschlußplatte 33′ aufliegen. Die Verschlußplatte 33′ dieser Vorrichtung, die auch als erstes technisches Mittel bezeichnet ist, wird in bekannter Weise in Schwingungen versetzt und bewirkt dadurch, daß die Vorstufe des Keramik-Stifts 28′ wieder einen plastischen Zustand einnimmt. Nachdem die Vorstufe des Keramik-Stifts 28′ infolge der Einwirkung der Schwin­ gungen den plastischen Zustand erreicht hat, wird in einem nächsten Verfahrensschritt - unter Beibehaltung der Schwingungen - als zweites technisches Mittel 34/1′ ein Stempel vom anschlußseitigen Ende in die Isolier­ körper-Längsbohrung 21′ eingeführt; dieser Stempel 34/1′ führt ebenfalls Schwingbewegungen entsprechend den Schwingbewegungen der Verschlußplatte 33′ aus und drückt mit seiner Stirnfläche 35′ die Vorstufe des Keramik- Stifts 28′ soweit zusammen, daß sie mit ihrem Umfang fest an der Suspension für die elektrisch leitfähige Schicht 27′ anliegt.

Wie auch im ersten Beispiel folgen nun die Verfahrens­ schritte, welche durch Wärmeanwendung die Zusatzstoffe aus der Vorstufe des Keramik-Stifts 28′ ausdampfen, den vorgesinterten Isolierkörper 15′ und die Vorstufe des Keramik-Stifts 28′ fertigsintern bzw. zusammensintern.

Die elektrisch leitfähige Schicht 27′ bildet bei An­ wendung dieses Verfahrens an der zündseitigen Stirn­ fläche 31′ des Isolierkörpers 15′ einen ringförmigen Bereich.

Die weitere Montage der Zündkerze erfolgt in üblicher bekannter Weise.

Es sei erwähnt, daß anstelle des in der Vorstufe des Keramik-Stiftes 28 nach den Fig. 1 und 2 befindlichen thermoplastischen Kunststoffes als Zusatzstoff auch das im zweiten Beispiel (Fig. 3) verwendete Glyzerin als Material zur Erzielung einer thixotropen Keramik verwen­ det werden kann; in einem solchen Falle ist entsprechend ein erstes technisches Mittel zum Erzeugen von Schwingungen für das Plastifizieren der Vorstufe des Keramik-Stifts 28 erforderlich. Ebenso kann bei einem Isolierkörper 15′ (gemäß Fig. 3), dessen zündseitiger Endabschnitt 32′ der Längsbohrung 21′ eine elektrisch leitfähige Schicht 27′ besitzt, mit der Vorstufe eines Keramik-Stifts 28 ver­ sehen werden, welche als Zusatzstoff einen thermoplastischen Kunststoff enthält; gemäß eines vorteilhaften Verfahrens kann anstelle der Vorstufe des Keramik-Stifts 28 eine entsprechende, mit thermoplastischem Zusatzstoff ver­ sehene Menge keramischen Materials direkt durch thermo­ plastisches Spritzpressen in den währenddessen zündseitig verschlossen gehaltenen Endabschnitt 32′ der Längsbohrung 21′ eingebracht werden. Zum Plastifizieren einer solchen Vorstufe eines Keramik- Stifts 28 wäre dann als erstes technisches Mittel eine Heiz- bzw. Ofenanlage anzuwenden.

Claims (12)

1. Verfahren zum spaltfreien Einbau von Mittelelektroden in Isolier­ körper von Zündkerzen für Brennkraftmaschinen, wobei die Zündkerze ein metallisches, rohrförmiges Gehäuse (11) hat, das an seinem zünd­ seitigen Ende mindestens eine Masseelektrode (17) trägt und in seiner Innenbohrung (14) einen Isolierkörper (15) fest und dicht umfaßt, wobei der Isolierkörper (15) eine Längsbohrung (21) auf­ weist, in die anschlußseits ein Anschlußbolzen (22) ragt und die eine mit dem Anschlußbolzen (22) in Kontakt stehende, elektrisch leitfähige Dichtungsmasse (24) enthält, welche zündseits mit einer Mittelelektrode (23) in elektrischer Verbindung steht, welche von jeder Masseelektrode (17) durch eine Funkenstrecke getrennt ist, wobei die Mittelelektrode (23) mindestens teilweise in der Isolier­ körper-Längsbohrung (21) eingebaut ist und einen elektrisch nicht leitfähigen keramischen Stift (28) besitzt, dessen Ausgangsmaterial bei einem Sintervorgang etwa ein Schwindungsverhalten hat wie das Ausgangsmaterial des Isolierkörpers (15) und dessen Wärmeaus­ dehnungsverhalten im fertigen Zustand im wesentlichen dem Wärmeaus­ dehnungsverhalten des fertiggesinterten Isolierkörpers entspricht und der auf mindestens einem Teil seiner Oberfläche mit einer elek­ trisch leitfähigen, abbrandfesten Schicht (27) verbunden und gemein­ sam mit dieser Schicht (27) in die Isolierkörper-Längsbohrung (21) eingesintert ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in einem ersten Verfahrensschritt eine vordosierte oder vor­ geformte Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) aus einem kera­ mischen, mit mindestens einem entfernbaren Zusatzstoff versehenem Material mittels eines bekannten geeigneten Verfahrens in den zünd­ seitigen Endabschnitt (32, 32′) der Längsbohrung (21, 21′) des vor­ gesinterten Isolierkörpers (15, 15′) eingebracht wird, wobei das Material der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) infolge des Zusatzstoffes einen festen Zusammenhalt bei hohen Raum- und niedri­ gerer Temperatur hat, jedoch bei Einwirkung eines ersten bekannten technischen Mittels wieder plastisch verformbar gemacht werden kann,
• - daß in einem zweiten Verfahrensschritt das vorstehend genannte erste technische Mittel zur Einwirkung auf die Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) gebracht wird, bis die Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) plastifiziert ist,
• - daß nach der Plastifizierung der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) als dritter Verfahrensschritt ein zweites bekanntes technisches Mittel (34/1, 34/1′) angewendet wird, welches die plastifizierte Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) derart innerhalb der Längs­ bohrung (21, 21′) des Isolierkörpers (15, 15′) verformt, so daß sie den zündseitigen Endabschnitt (32, 32′) der Längsbohrung (21, 21′) des Isolierkörpers (15, 15′) ausfüllt,
• - daß als vierter Verfahrensschritt ein Erwärmen der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) zum Entfernen des genannten Zusatzstoffes aus der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) erfolgt und
• - daß sich als fünfter Verfahrensschritt ein Fertigsintern und ein Zusammensintern für den vorgesinterten Isolierkörper (15, 15′) und die Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) anschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Verfahrensschritt die vorgeformte Vorstufe des Keramik-Stif­ tes (28) mittels eines bekannten Verfahrens mit einer Schicht (27) aus einer Suspension eines elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Stoffes übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Verfahrensschritt ein Großteil der Oberfläche der Längs­ bohrung (21) des zündseitigen Endabschnitts (32) des vorgesinterten Isolierkörpers (15′) mittels eines bekannten Verfahrens mit einer Schicht (27′) aus einer Suspension eines elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Stoffes überzogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Suspension des elektrisch leitfähigen, abbrandfesten Stoffs für die Schicht (27, 27′) mindestens ein Platinmetall enthält und in bevorzugter Weise einen Anteil an keramischem Material (z. B. Aluminiumoxid) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder nach der Kombination der Ansprüche 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als bekanntes Verfahren zum Einbringen der beschichteten Vorstufe des Keramik-Stiftes (28) in den zündseitigen Endabschnitt (32) der Längsbohrung (21) des vor­ gesinterten Isolierkörpers (15) ein mechanisches Einfügen eines Vorformlings angewendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder nach der Kombination der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als bekanntes Verfahren zum Einbringen der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28′) in den beschich­ teten zündseitigen Endabschnitt (32′) der Längsbohrung (21′) des vorgesinterten Isolierkörpers (15′) ein mechanisches Einfügen eines Vorformlings, eines vordosierten Pellets oder eines extrudierten Stranges angewendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 und bei Verwendung eines Vor­ formlings als vorgeformte Vorstufe eines Keramik-Stiftes (28′), dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Vorformlings (28′) 0,1 bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm kleiner ausgebildet wird als der Innendurchmesser des zündseitigen Endabschnitts (32, 32′) der Längsbohrung (21, 21′) des Isolierkörpers (15, 15′).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Zusatzstoff des keramischen Materials der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28) ein thermoplastischer Kunststoff verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Zusatzstoff des keramischen Materials der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28′) ein Stoff (z. B. Glyzerin) verwendet wird, der das Material thixotrop macht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß als erstes technisches Mittel zur Plastifizierung der Vor­ stufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) eine Heiz- bzw. Ofenanlage ange­ wendet wird, in welcher der Zusatzstoff bis in seinen thermo­ plastischen Fließbereich erwärmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes technisches Mittel zur Plastifizierung der Vorstufe des Keramik-Stiftes (28, 28′) eine in Schwingung versetzbare Aufnahme (33′) für den Isolierkörper (15′) verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als zweites technisches Mittel (34/1, 34/1′) ein Preß­ stempel einer Preßvorrichtung verwendet wird, der auf die plasti­ fizierte Vorstufe des Keramik-Stiftes (28′) in der Längsbohrung (21, 21′) des Isolierkörpers (15, 15′) drückt.