DE3221663A1

DE3221663A1 - Zuendkerze und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3221663A1
Application number: DE19823221663
Authority: DE
Inventors: Richard Stanley Maumee Ohio Podiak
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1983-05-11
Also published as: AU549106B2; IT1152672B; FR2515885B1; GB2110572B; JPS58140985A; CA1178653A; ZA823630B; MX151503A; AU560827B2; GB2149010B; AU8409782A; AU4568085A; GB8425992D0; GB2110572A; FR2515885A1; DE3221663C2; BR8205353A; NL8203649A; IT8223488A1; NZ200974A

Description

Patentanwälte Dr. rer. nat. Thomas Berendt

Dr.*Ing. Hans Leyh Innere Wiener Str. 20 - D 8000 Mönchen 80

Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

CHAMPION SPARK PLUG COMPANY
Toledo, Ohio, U.S.A.

Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung

A 14 570

Champion Spark Plug Co.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie betrifft insbesondere die Herstellung einer zusammengesetzten Mittelelektrode einer Zündkerze, sowie die hiernach hergestellte Mittel elektrode.

Es wurden schon verschiedene Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Mittelelektroden vorgeschlagen, wobei diese Elektroden einen äußeren Mantel aus einem korrosionswiderstandsfähigen Metall haben, wie z.B. einer Nickellegierung, sowie einen Kern aus einem Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer. Durch Verwendung eines thermisch leitfähigen Kerns für die Mittel elektrode wird erreicht, daß die Zündspitze der Zündkerze bei niedrigerer Temperatur arbeitet. Die niedrigere Elektrodentemperatur ermöglicht es, die Zündkerze unter Vermeidung von Frühzündungen mit höherer spezifischer Leistung zu betreiben.

Bei einem bisher angewendeten Verfahren zur Herstellung einer Mittel elektrode für eine Zündkerze, die einen Kern mit hoher thermischer Leitfähigkeit hat,wurde zuerst eine Kalotte oder ein Napf aus einem korrosionswiderstandsfähigem Metall gebildet. Dieser Napf hat ein geschlossenes Ende und eine rohrförmige Wand, die sich vom geschlossenen Ende aus aufwärts erstreckt, bis zu einem offenen Ende, wodurch ein zentraler Hohlraum gebildet wird. Dann wurde ein zusammengesetzter Barren gebildet, indem im Inneren des Napfes eine engsitzende kreiszylindrische Platine aus einem Metall angeordnet wurde, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Die Platine sitzt eng innerhalb der Wände des Napfes, um den zusammengesetzten Barren zu bilden. Das geschlossene Ende des zusammengesetzten Barrens wird dann in das obere Ende einer Bohrung eines Preß- oder Ziehwerkzeuges eingesetzt. Der Barren wird

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durch die Bohrung hindurchgeführt, bis er auf die Ziehöffnung des Werkzeuges trifft, die einen geringeren Durchmesser als die obere Bohrung hat, worauf mittels eines Kolbens Druck ausgeübt wird, und der gesamte Barren,außer einem Endstück, durch die Strangpreßöffnung hindurchgedrückt wird, wodurch ein Elektrodenrohling geformt wird.

Der Elektrodenrohling hat das nichtverpreßte Endstück als oberes Kopfstück, einen unteren Abschnitt mit reduziertem Durchmesser, der sich in Längsrichtung hiervon erstreckt, und einen darin längsverlaufenden Kern aus Kupfer, oder einem anderen thermisch leitfähigen Metall. Nachdem der Elektrodenrohling aus der Preßform entnommen worden ist, kann er als zusammengesetzte Mittelelektrode in einer Zündkerze verwendet werden. Ein derartiges Verfahren ist z.B. in dem US-Patent 3 857 145 beschrieben.

Nach einer anderen Herstellungsweise für eine zusammengesetzte Mittelelektrode wird ein Napf aus einem korrosionswiderstandsfähigen Metall gebildet und zum Teil mit einem Metall hoher thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, gefüllt, um den zusammengesetzten Barren zu bilden. Das Kupfer steht in Kontakt mit einem geschlossenen Ende des Napfes und es hat auf der Innenseite einen Abstand vom offenen Ende des Napfes. Nachdem der zusammengesetzte Barren gebildet worden ist, werden die Ränder des offenen Endes des Napfes leicht nach innen gebogen, um den Kupferkern innerhalb des Napfes zu halten. Der zusammengesetzte Barren wird dann in die Bohrung eines Strangpreßwerkzeuges eingesetzt, mit dem geschlossenen Ende voraus, und es wird Druck mittels eines Kolbens ausgeübt, um das Ganze, außer einem Endstück, durch die Preßöffnung hindurchzupressen. Während des Preßvorganges wird das korrosionsfeste Metall an dem zuvor offenen Ende über dem thermisch leitfähigen Kern geschlossen, um ein Anschlußende an dem Elektrodenrohling zu bilden. Nachdem der Elektrodenrohling aus der Form entnommen worden ist, wird das Anschlußende weiter auf einer Stauchmaschine geformt und entsprechend zugerichtet, um einen Anschluß mit der gewünschten Form zu schaffen. Da das Anschlußende voll-

ständig aus einer Nickellegierung oder einem anderen korrosionsfesten Material besteht, das verwendet wird zur Bildung der äußeren Flächen des Elektrodenrohlings, kann ein Anschlußdraht aus Metall leicht an das Anschlußende angeschweißt werden, wodurch der Elektrodenrohling vollendet wird.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer zusammengesetzten Mittelelektrode für Zündkerzen wird das geschlossene Ende des zusammengesetzten Barrens zuerst durch die Preßform hindurchgeführt. In beiden Fällen kann das Zündende der Mittelelektrode eine relativ große Masse an korrosionswiderstandsfähigem Metall aufweisen. Oberhalb dieser relativ großen Masse beginnt der Kern aus Kupfer, oder einem anderen thermisch leitfähigen Material, zuerst mit einem relativ kleinen Durchmesser und nimmt dann auf einen größeren Durchmesser in Längsrichtung der Elektrode zu. Es ergibt sich daher ein relativ langer Wärmetransportweg vom unteren Ende der Mittelelektrode zu dem Punkt, an welchem der wärmeleitende Kern einen großen Durchmesser hat. Ein weiteres Problem bei diesen bisherigen Herstellungsverfahren liegt in der sehr starken Abnützung des Kolbens oder Werkzeuges, das verwendet wird, um den zusammengesetzten Barren durch das Preß- oder Ziehwerkzeug hindurchzupressen. Das Werkzeug ist gewöhnlich so geformt, daß ein Schweiß-Nippel am Ende der Elektrode gebildet wird, um einen Anschlußdraht befestigen zu können. Das Formwerkezug hat eine begrenzte Lebensdauer, weshalb die Presse häufig abgestellt werden muß, um das Werkzeug zu warten bzw. auszuwechseln.

Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden.

Sie befaßt sich daher mit einer verbesserten Methode zur Herstellung thermisch leitfähiger zusammengesetzter Mittel elektroden für Zündkerzen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird hierzu ein Napf hergestellt, mit im wesentlichen rohrförmigen Seitenwänden, einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende, bestehend aus einer Nickellegierung oder einem

anderen geeigneten korrosionsfesten Metall. Eine Platine aus Kupfer oder einem anderen Metall hoher thermischer Leitfähigkeit wird in dem Napf derart angeordnet, daß die Platine Kontakt mit dem geschlossenen Ende und den Seitenwänden hat, wobei sie an der Innenseite in einem kurzen Abstand vom oberen Ende des Napfes endigt. Die Kupferplatine kann in dem Napf etwas angestaucht werden, um sie an Ort und Stelle zu halten, und vorzugsweise werden die Ränder am oberen Ende des Napfes etwas einwärtsgebogen, um die Kupferplatine in dem Napf sicher zu halten. Der so entstehende zusammengesetzte, d.h. aus verschiedenen Materialien bestehende Barren wird dann mit dem offenen Ende zuerst in eine eng passende Bohrung eines Preßwerkzeuges eingesetzt, die eine Strangpreßöffnung mit reduziertem Durchmesser hat. Ein Stößel oder Kolben mit flachem Ende wird gegen den Barren gedrückt und dieser wird durch die Preß- oder Ziehöffnung hindurchgepreßt, bis auf ein Endstück an dem Ende der Elektrode, das aus der massiven Nickellegierung besteht, wobei dieses Endstück oberhalb der Preßöffnung verbleibt. Der resultierende Elektrodenrohling wird aus dem Preßwerkzeug herausgenommen und überschüssiges Metall am Endstück in Elektrodenlängsrichtung abgeschnitten, um ein aus der massiven Nickellegierung bestehendes Ende zu bilden_s das ohne weitere Bearbeitung einen geeigneten Zündspalt bildet. Das anfangs offene Ende des Elektrodenrohlings, das während des Preßvorganges geschlossen wurde, kann auf einer Stauchmaschine geformt werden, um einen Kopf mit vergrößertem Durchmesser mit einem vorstehenden Nippel zu bilden, zum Anschweißen eines Anschlußdrahtes, wodurch die zusammengesetzte Elektrode fertig ist.

Nach eine modifizierten Ausführungsform der Erfindung wird der zusammengesetzte Barren hergestellt, indem die Kupferplatine oder das Kupferstück in den Napf aus einer Nickellegierung vom offenen Ende her eingesetzt oder eingedrückt wird, worauf ein Anschlußdraht aus Eisen mit einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als die Preßöffnung, so angeordnet wird, daß ein Ende des Drahtes sich in das offene Napfende hineinerstreckt und am Ende der Kupferplatine anstößt. Dieses Bau-

teil wird dann durch die Preßöffnung hindurchgepreßt, wobei der Anschlußdraht zuerst durch die öffnung hindurchgeht. Die Preßkraft wird mittels eines Kolbens mit flachem Ende aufgebracht, das gegen das geschlossene Ende des zusammengesetzten Barrens angedrückt wird. Während des Preßvorganges wird der Anscfcjlußdraht ausreichend federnd belastet, um sein Ende in Kontakt mit dem Kupferstück innerhalb des Napfes zu halten. Wenn dieser zusammengesetzte Barren durch die Preßöffnung hindurchgepreßt wird, werden die Wandteile des Napfes, die sich über das Ende des Anschlußdrahtes hinauserstrecken, nach innen gepreßt und verformen den Draht, wodurch eine Preßverbindung oder auch eine formschlüssige klemmende Verbindung zwischen der Nickellegierung, d.h. den Wänden des Napfes und dem Anschlußdraht gebildet wird. Diese Verbindung gewährleistet einen ausreichenden elektrischen und mechanischen Kontakt, womit ein Anschweißen des Drahtes an die Nickellegierung vermieden werden kann. Der zusammengesetzte Barren wird dann weiter durch die Preß öffnung hindurchgepreßt, bis auf ein Endstück, das am ursprünglich geschlossenen Ende des Napfes verbleibt. Die Elektrode Wird aus dem Preßwerkzeug herausgenommen und überschüssiges Metall am«verbliebenen Endstück durch Abscheren in Längsrichtung entfernt. Wenn gewünscht, kann nur ein Teil des überschußmetalles entfernt werden und gleichzeitig aus dem restlichen Metall eine ringförmige Schulter geformt werden. Diese ringförmige Schulter wird in Längsrichtung so beschnitten, daß ein Ende zurückbleibt, das einen Zündspalt bzw. die Zündstrecke bildet. Die Schulter ist an der Elektrode in einem vorgegebenen Abstand von dem Ende der Elektrode angeordnet, das den Zündspalt bildet.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 im Längsschnitt einen Napf aus einem korrosionsfesten Metall sowie eine zylindrische Platine aus einem MetaTt hoher thermischer Leitfähigkeit zeigt, ehe die letztere in den Napf eingesetzt wird.

Fig. 2 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren nachdem die thermisch leitfähige Platine in den korrosionsfesten Napf eingesetzt worden und im Napf gehalten ist, wobei die Ränder des Napfes einwärts gebogen sind, um die Platine an Ort und Stelle zu halten.

Fig. 3 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren in der Bohrung eines Preßwerkzeuges vor Beginn des Preßvorganges.

Fig. 4 zeigt im Schnitt den Barren im Preßwerkzeug nach Beendigung des Preßvorganges.

Fig. 5 zeigt im Schnitt den Elektrodenrohling nach dem Strangpressen und nachdem überschüssiges Metall von dem nichtstranggepreßten Endstück des Elektrodenrohlings abgeschnitten worden ist.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine fertige zusammengesetzte Elektrode nachdem ein Anschlußstück an dem Ende der Elektrode ausgebildet worden ist, das aus dem anfangs offenen Ende des zusammengesetzten Barrens gebildet worden ist.

Fig. 7 zeigt im Schnitt die erste Stufe bei der Bildung einer zusammengesetzten Mittelelektrode nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8 zeigt im Schnitt die Anordnung eines Eisenstabes im unteren Ende der Bohrung des Strangpreßwerkzeuges, wobei der zusammengesetzte Barren mit dem offenen Ende voraus ins obere Ende der Bohrung eingesetzt wird.

Fig. 9 zeigt im Schnitt den zusammengesetzten Barren und den Anschlußdraht, die beide in der Bohrung des Preßwerkzeuges angeordnet sind, ehe der Barren durch die Peßöffnung hindurchgepreßt wird.

Fig. 10 zeigt im Schnitt die zusammengesetzte Elektrode im Preßwerkzeug nach Beendigung des Preßvorganges,

Fig. 11 zeigt im Schnitt das Abscheren eines überschüssigen Teils am nichtverpreßten Ende der zusammengesetzten Elektrode sowie die verbleibende Schulter an diesem Ende der Elektrode.

Fig. 12 zeigt im Schnitt die Anordnung und das Anbringen einer Schulter an der Elektrode.

Fig. 1 zeigt einen Napf 15 aus einem korrosionsfesten Material, wie z.B. einer Nickellegierung. Der Napf 15 hat eine im wesentlichen rohrförmige Seitenwand 16, ein geschlossenes Ende 17 und ein offenes Ende 18. Die Seitenwand 16 und das Ende 17 des Napfes 15 bilden einen geraden Kreiszylinder mit einer öffnung bzw. einem Innenraum Ein Barren oder eine Platine 20 aus einem Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, wird in dem Innenraum 19 des Napfes angeordnet. Die Platine 20 ist etwas kleiner und an die Innenflächen der rohrförmigen Wand und des Bodens 17 angepaßt. Die Länge der Platine 20 ist jedoch kürzer als die Länge des Innenraumes 19, so daß das obere Ende 21 der Platine 20 einen Abstand vom oberen offenen Napfende 18 hat, wenn die Platine 20 in den Innenraum 19 des Napfes eingesetzt ist. Vorzugsweise wird auf das Ende 21 der Platine,nachdem sie in den Napf eingesetzt worden ist, Druck ausgeübt, um die Platine 20 etwas auseinanderzudrücken oder anzustauchen, um sie in Kontakt mit der Innenwand 16 des Napfes zu bringen und sie dadurch in dem Napf 15 zu halten. Der Napf 15 und die Platine 20 bilden einen zusammengesetzten Barren 22, wie Fig. 2 zeigt. Wenn gewünscht, kann der Abschnitt der Seitenwand 16, der über das Ende 21 der Platine übersteht und an die öffnung 18 angrenzt, einwärts gebogen werden, unter Bildung eines Wufetes 23, durch den der Durchmesser der öffnung 18 etwas verringert wird, wodurch die Platine 20 formschlüssig in dem Napf 15 gehalten wird.

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Nachdem der zusammengesetze Barren 22 vollständig geformt ist, wird er mit dem offenen Ende 18 voraus in das obere Ende einer eng passenden Bohrung 24 eines Preßwerkzeuges 25 eingesetzt. Die Bohrung 24 hat einen Durchmesser, der gerade etwas größer ist als der Außendurchmesser des Barrens 22, so daß dieser axial in die Bohrung 24 ohne Kippen eingeschoben werden kann. Die Bohrung 24 hat eine Preßöffnung mit reduziertem Durchmesser, die einen Abstand von der oberen Fläche 27 der Form 25 hat, der größer ist als die Länge des Barrens 22. Nachdem der letztere in die Bohrung 24 eingesetzt worden ist, wird ein Werkzeug oder ein Kolben 28 mit ebener Stirnfläche 29 in die Bohrung 24 eingeführt, bis das Ende 29 auf dem flachen geschlossenen Ende 17 des Barrens 22 aufsitzt. Das Ende 29 des Kolbens 28 hat ebenfalls einen Durchmesser, der nur etwas kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 24, so daß der Kolben in der Bohrung 24 vorwärtsbewegt und durch ihn Druck auf das gesamte Ende 17 des Barrens 22 ausgeübt werden kann.

Der Kolben 28 wird in der Bohrung 24 des Preßwerkzeuges vorwärtsbewegt und preßt den Barren 22 durch die Preßöffnung 26 hindurch, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Durch das Hindurchpressen des Barrens 22 durch die Preßöffnung 26 wird ein stranggepreßter Elektrodenrohling 30 gebildet. Da der Kolben 28 einen größeren Durchmesser hat als der der Preßöffnung 26, kann nicht der gesamte Rohling 22 durch die Öffnung 26 hindurchgepreßt werden, es verbleibt vielmehr ein ringförmiger Stumpf 31, der einen größeren Durchmesser hat und sich an das geschlossene Ende 32 des Elektrodenrohlings 30 anschließt. Der Kolben 28 wird dann aus der Bohrung 24 herausgezogen und der Elektrodenrohling 30 wird durch einen geeigneten, nicht-gezeigten Auswerfer zurück durch die 'Öffnung 26 gestoßen und aus der Bohrung 24 herausgenommen.

Während des Strangpreßvorganges wird das korrosionswiderstandsfähige Metall in dem umgebördelten Ende 23 des Napfes des Barrens 22 am Ende des Rohlings 30 zusammengedrückt, so daß es einen Kern 34 vollständig

umschließt, der aus der Kupferplatine 20 gebildet worden ist. Der Kern 34 hat ein Ende 35 angrenzend an das geschlossene Ende 32 des Elektrodenrohlings, das im wesentlichen eben ist. Dies ergibt einen besseren Wärmefluß vom Elektrodenende 32 aus, als dies bei den bisherigen Elektroden der Fall war, bei denen das geschlossene Ende des Barrens zuerst durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt wurde. Wird das offene Ende 18 des Barrens jedoch zuerst durch die Preßöffnung hindurchgeführt, so kann die Lage bzw. Anordnung des Kernendes 35 leichter kontrolliert werden, als dies bisher der Fall war. Sowohl der Anschlagpunkt für das Strangpressen in Vorwärtsrichtung, als auch das Kopfende 32 der Elektrode sind fixiert relativ zu dem geschlossenen Ende 17 des Barrens 22.

Nachdem die Elektrode 30 aus der Preßform 25 herausgenommen worden ist, wird der Stumpf 31, der einen größeren Durchmesser hat, vom Elektrodenrohling 30 abgeschnitten, wie Fig. 5 zeigt. Dies ergibt einen Elektrodenrohling 30 mit gleichmäßigem Durchmesser über seine Länge und einer ebenen Endfläche 32, die senkrecht zur Achse des Rohlings 30 verläuft und die eine Seite eines Zündspaltes einer Zündkerze bildet. Wie Fig. 6 zeigt, wird ein Kopf 36 an einem Ende des Rohlings 30 ausgebildet, womit die zusammengesetzte Elektrode fertig ist. Der Kopf 36 ist mit einer Schulter 38 größeren Durchmessers versehen, die auf einem Absatz einer Bohrung in einem Zündkerzenisolator (nicht gezeigt) aufsitzt. Der Kopf 36 bildet ferner einen Anschluß oder Nippel 39, an den ein Anschlußdraht 40, z.B. aus Eisen, angeschweißt werden kann.

Fig. 7-12 zeigen ein modifiziertes Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode 50. Fig. 7 ist ähnlich Fig. 1, und sie zeigt die Herstellung eines zusammengesetzten Barrens 51 durch Einsetzen einer Kupferplatine 52 in einen Napf 53 aus einer Nickellegierung, der eine rohrförmige Seitenwand 46, ein offenes Ende 47 und ein geschlossenes Ende 48 besitzt. Die Platine 52 wird dann in den Napf 53 eingepreßt, indem eine Kraft auf ihr Ende 29 ausgeübt wird,

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wodurch die Platine erweitert oder angestaucht wird, so daß sie in Kontakt mit den Innenwänden des Napfes 53 kommt. Die Kupferplatine 52 wird daher in dem Napf 53 gehalten, auch wenn der zusammengesetzte Barren 51 umgedreht wird. Die Platine 52 füllt den Napf 51 nicht vollständig aus, so da3 das Ende 49 der Platine einen Abstand vom Napfende 47 hat.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Strangpreßwerkzeug 54 mit einer Bohrung 55, die sich zwischen einer oberen Fläche 56 und einer unteren Fläche 57 erstreckt. Eine Preßöffnung 58 mit reduziertem Durchmesser ist innerhalb der Bohrung 55 zwischen den oberen und unteren Flächen 56 und 57 ausgebildet. Ein Anschlußdraht oder Anschlußstift 59 ist in die Bohrung 55 eingesetzt» und er erstreckt sich so weit durch die Öffnung 59, daß ein oberes Ende 60 des Stiftes 59 in einem geringen Abstand über der öffnung 58 liegt. Der Anschluß 59 kann aus einem billigen elektrisch leitenden Material, wie z.B. Eisen, bestehen. Es sind geeignete Mittel (nicht gezeigt) vorgesehen, um den Anschlußstift 59 zentrisch in der Bohrung 58 zu halten und um eine federnde oder elastische Kraft auf ihn auszuüben, so daß der Anschlußstift 59 sich während des Preßvorganges in der Bohrung 55 nach unten bewegen kann. Der Durchmesser des Anschlußstiftes 59 ist etwas kleiner als der Durchmesser der öffnung 58. Beispielsweise, wenn die öffnung 58 einen Durchmesser von 2,5 mm hat, so kann der Durchmesser des Anschlußstiftes 59 in der Größenordnung von 2,25 mm liegen. Hätte der Draht oder Stift 59 denselben Durchmesser wie die öffnung 58, so könnte das Ende 60 während des Strangpressens abgequetscht werden,

Der Barren 51 wird am oberen Ende in die Bohrung 55 des Werkzeuges mit dem offenen Ende 47 voraus eingesetzt. Das in den Napf 53 eingesetzte Kupferstück 52 füllt den Napf 53 nicht vollständig aus. Das freiliegende Ende 49 der Kupferplatine liegt etwas zurück gegenüber dem offenen Napfende 47. Dieser Abstand kann beispielsweise in der Größenordnung von 2,5 bis 3,2 mm liegen. Wenn der zusammengesetzte

Barren 51 mit dem offenen Ende voraus in die Bohrung 55 des Werkzeuges eingeführt wird, bewegt er sich in der Bohrung 55 abwärts, bis das Anschlußende 60 das Ende 49 der Kupferplatine berührt, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Nachdem der Barren 51 in die Bohrung 55 eingeführt ist und das Anschlußende 60 berührt, wird ein Werkzeug oder Preßkolben 63 in die Bohrung 55 mit einer ebenen Stirnfläche 62 eingeführt und nach unten bewegt, bis er in Kontakt mit dem ebenen geschlossenen Ende 48 des Barrens 51 gelangt.

Der Kolben 63 wird dann weiter vorwärtsbewegt,und der Barren 51 und das Anschlußende 60 werden, nach unten durch die Preßöffnung hindurch gepreßt, wie Fig. 10 zeigt. Beim Durchgang des Anschlußendes 60 und der umgebenden Abschnitte des offenen Napfendes 47 durch die Preßöffnung 58 wird die Nickellegierung am offenen Napfende 47, d.h. die Wand des Napfes, einwärts gepreßt und verformt das Anschlußende 60 bei 64. Auf diese Weise wird eine mechanische Verbindung zwischen dem Anschlußstift 49 und dem stranggepreßten Ende 47' des extrudieren Napfes 53' gebildet. Der Kolben 63 wird nahezu bis zur Preßöffnung 58 geführt, wobei oberhalb der öffnung nur ein ringförmiger Stumpf 65 mit größerem Durchmesser verbleibt, der sich radial vom geschlossenen Ende 48 des stranggepreßten Napfes 53' aus erstreckt. Nach dem Preßvorgang füllt die verpreßte Kupferplatine 52' vollständig den Raum zwischen dem verpreßten Napf 53' und dem Ende 60 des Anschlußstiftes 59 aus, wie Fig. 10 zeigt. Sollte jedoch eine Lücke zwischen dem Anschlußende und dem verpreßten Kupferstück 52' verbleiben, so würde diese Lücke den Betrieb der Elektrode nicht nachteilig beeinflussen, da der Wärmefluß zum Anschluß 49 normalerweise ohne Bedeutung ist. Das Anschlußende 60 kann daher im offenen Ende 47 des Barrens gehalten werden, ohne das Ende 49 der Kupferplatine während des Preßvorganges zu berühren, wenn dies erwünscht ist. Auch kann die rohrförmige Seitenwand 46 vor dem Strangpressen nach innen gebördelt werden, um das Anschlußende 60 durch Reibung oder Klemmwirkung zu halten.

Nach Beendigung des Preßvorganges wird der Stempel 63 aus der Gesenkbohrung 55 herausgezogen und die zusammengesetzte Elektrode 50 nach oben durch die Preßöffnung 58 zurückgestoßen» um sie aus der Form 54 herausnehmen zu können. Wenn gewünscht, ke.nn der Stumpf 65 von der Elektrode 50 durch Abscheren entfernt werden, in derselben Weise, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5. Oder es kann der Stumpf 65 verwendet werden zur Bildung einer Schulter 67 an der Elektrode 50, wie die Fig. 11 und 12 zeigen. Ein äußerer Abschnitt 68 des Stumpfes 65 mit dem größten Durchmesser wird vom Elektrodenende 48, z.B. durch Abschneiden, entfernt. Es verbleibt eine Schulter 67 am Elektrodenende 48', wie Fig. 11 zeigt. Die Schulter 67 wird dann vom Elektrodenende 48' abgeschert und nach unten über den extrudierten Napf 53' in eine gewünschte Position verschoben bzw. gedrückt, bis die Schulter 67' einen vorgegebenen axialen Abstand vom Elektrodenende 48' hat. Die Schulter 67' verbleibt in dieser Position an der fertigen Elektrode infolge der Reibungskräfte zwischen der Schulter 67' und dem Teil 53' der Elektrode 50. Die abgescherte Schulter 27' kann nach unten über den napfförmigen Teil 53' verschoben werden, oder sie kann abgeschert werden vom Elektrodenende 48' und über den Anschluß 59 wieder eingesetzt und nach oben in die gewünschte Position am Napf 53' gebracht werden.

Modifikationen der Erfindung sind möglich. Beispielsweise können auch andere geeignete Materialien, als die genannten, verwendet werden. Die Abmessungen sind ebenfalls nur beispielsweise genannt und können ebenfalls geändert werden. Die Kolben oder Stempel 28 und 63 haben ebene Stirnflächen zur übertragung der Kräfte auf die ebenen geschlossenen Enden der Barren während des Strangpreßvorgangs. Flache Enden erhöhen die Lebensdauer der Stempel. Die Stempelenden brauchen aber nicht flach zu sein, sondern sie können auch andere geeignete Form haben. Beispielsweise können sie am Außenrand abgerundet oder konisch angeschrägt sein.

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Claims

Champion Spark Plug Co. - A 14 570 -

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze, insbesondere einer Zündkerzenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem korrosionsfesten ersten Metall ein Napf geformt wird mit einer rohrförmigen Seitenwand, einem offenen und einem geschlossenen Ende, da3 dieser Napf zum Teil mit einem zweiten Metall gefüllt wird, das eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, wobei das zweite Metall in Berührung mit wenigstens den Innenflächen des geschlossenen Endes des Napfes steht und einen Abstand von dessem offenen Ende hat, daß dann dieser teilweise gefüllte Napf mit dem offenen Ende voraus in eine eng passende Bohrung eines Preßwerkzeuges eingesetzt wird, das eine Strangpreßöffnung hat, mit einem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der Bohrung, daß ein Kolben in die Bohrung eingeführt und in Kontakt mit dem geschlossenen Ende des Napfes gebracht wird, worauf mittels des Kolbens Druck auf den letzteren ausgeübt und dieser teilweise gefüllte Napf bis auf das geschlossene Ende durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt wird, um einen Elektrodenrohling zu bilden, daß der Elektrodenrohling aus der Preßform entnommen und überschüssiges Material des ersten Metalles von dem Ende des Elektrodenrohlings entfernt wird, das nicht durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußteil an dem Ende des Elektrodenrohlings gebildet wird, das durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt worden ist, und daß der Anschlußteil dieses Ende der Elektrode mit dem ersten Metall schließt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Napfes an seinem offenen Ende einwärts gebördelt wird, ehe er in die Bohrung des Preßwerkzeuges eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines Anschlußdrahtes mit einem Durchmesser» der etwas kleiner ist als der Durchmesser der Strangpreßöffnung_s in das offene Ende des teilweise gefüllten Napfes eingeführt wird, ehe dieser durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt wird, daß dieses Anschlußende in dem offenen Napfende gehalten wird, während dieses Ende des Napfes und das Anschlußende durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt werden, wodurch dieses Ende des Elektrodenrohlings mechanisch und elektrisch mit dem Ende des Anschlußdrahtes verbunden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende des Drahtes in Kontakt mit dem zweiten Metall gehalten wird, während das offene Napfende und dieses Anschlußende des Drahtes durch die Strangpreßöffnung hindurchgepreßt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des überschüssigen ersten Metalles vom Ende des Elektrodenrohlings entfernt wird und ein weiterer Teil mit vergrößertem Durchmesser an diesem Ende der Elektrode zurückbleibt, daß dieser Teil mit vergrößertem Durchmesser vom Elektrodenrohling abgeschert und der abgescherte Teil am Elektrodenrohling in einem vorgegebenen Abstand vom geschlossenen Ende des Elektrodenrohlings wieder angebracht wird, um am Elektrodenrohling eine Schulter zu bilden.
7. Elektrode für eine Zündkerze, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen Kern aus einem thermisch hochleitfähigen Metall, einem Anschlußdraht mit einem

vorgegebenen Durchmesser, dessen eines Ende mit dem leitfähigen Metall in Verbindung steht, wobei dieser Anschluß an diesem Ende einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der vorgegebene Durchmesser und der ferner einen verengten Durchmesser hat, der kleiner ist als dieser Enddurchmesser an diesem Ende, daß ferner ein Mantel vorgesehen ist, aus einem korrosionsfesten Metall, der das thermisch leitfähige Metall umgibt und in Kontakt mit diesem, dem AnschTußende und dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser des Anschlußdrahtes steht, s.o daß das thermisch leitfähige Metall vollständig eingeschlossen ist.
8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das korrosionsfeste Metall eine zylindrische Außenfläche hat, deren Durchmesser etwas größer ist als dieser vorgegebene Durchmesser und daß es eine im wesentlichen flache Stirnseite hat.
9. Elektrode nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ringförmige Schulter aufweist, die in Reibungseingriff mit dem korrosionsfesten Metall steht und von diesem aus nach außen vorragt.
10. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende im Abstand von dem leitenden Metall liegt.