DE3335855A1 - Zuendkerzenmittelelektrode - Google Patents

Description

Anmelder: G. Rau GmbH. & Co., Pforzheim, BRD

Zündkerzenmittelelektrode

Die Erfindung betrifft eine Zündkerzenmittelelektrode, bei der an einem Elektrodengrundkörper eine aus einem hochkorrosionsbeständigen abbrandfesten Werkstoff bestehende drahtförmige Zündspitze angeordnet ist.

Mittelelektroden für in Brennkraftmaschinen verwendete Zündkerzen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Besondere Bedeutung kommt der Ausbildung der Zündspitze zu, bei der einerseits eine hohe Feldverdichtung zur Erreichung eines sicheren Zündverhaltens und andererseits eine hohe Abbrandfestigkeit, unter hohen Betriebs-

temperaturen erreicht werden soll.

Aus der DE-PS 566 633 ist es bekannt, die Elektroden von Zündkerzen aus Verbundwerkstoff herzustellen. Dabei sind in eine Grundkomponente mit relativ niederer Verdampfungstemperatur wie Silber, Bestandteile aus einem Werkstoff hoher Verdampfungstemperatur wie Wolfram, in Form länglicher Gebilde eingebettet. Beim Abbrand der Zündspitze treten die schwerer verdampfbaren Anteile aus der leichter verdampfbaren Einbettung hervor; es entstehen Unebenheiten an der Zündspitze, die eine hohe Feldverdichtung und damit ein günstiges Zündverhalten herbeiführen. Mit derartigen Zündkerzenmittelelektroden lassen sich jedoch nicht alle gewünschten Gebrauchseigenschaften erzielen,und außerdem ist die Herstellung,insbesondere bei Verwendung von Edelmetallen nicht kostengünstig.

Die US-PS 2 783 409 beschreibt eine Zündkerzenmittelelektrode mit einer frei aufragenden Zündspitze aus Platin. Dieser abbrandfeste Werkstoff ergibt in der dort angegebenen Formgestaltung der drahtförmigen Zündspitze zwar ein günstiges Zündverhalten, jedoch läßt sich die Zündspitze in Verbindung mit dem Elektrodengrundkörper nicht kostengünstig herstellen.

Das Ausbohren des Elektrodengrundkörpers aus Nickel und das Einsetzen eines nietförmigen Platinstiftes,

wobei der Nietschaft als Zündspitze aus dem Elektrodengrundkörper hervorragt,während der verbleibende Hohlraum im Elektrodengrundkörper durch einen Kupferstift verschlossen wird, erfordert ein aufwendiges Herstellungsverfahren. Außerdem wird das eingesetzte Edelmetallvolumen schlecht ausgenutzt, da der aus Edelmetall bestehende Nietkopf teilweise im Inneren des Elektrodengrundkörpers angeordnet ist. Durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Platin und Nickel besteht ferner die Gefahr der Spaltbildung zwischen Nickel-Grundkörper und Platinstift.

Eine marktgängige Ausführungsform einer Zündkerze enthält einen Elektrodengrundkörper, an dem eine dünne drahtförmige Zündspitze aus Platin befestigt ist. Zündspitze und Elektrodengrundkörper liegen in einem keramischen Schutzmantel, welcher gleichzeitig als mechanisches Stützelement für den sehr dünnen Platindraht der Zündspitze dient. Eine solche Ausführung der Zündkerzenmittelelektrode erfordert einen hohen Herstellungsaufwand und benötigt trotz der dünnen drahtförmigen Zündspitze einen relativ hohen Edelmetallanteil.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Zündkerzenmittelelektrode der eingangs angegebe-

nen Art so auszubilden, daß ein günstiges Zündverhalten erreicht wird,'und daß eine einfache kostengünstige Massenherstellung möglich ist.

Diese Aufgabenstellung wird dadurch gelöst, daß die Zündspitze aus einem am Elektrodengrundkörper frei aufragenden Abschnitt eines Manteldrahtes besteht, bei dem der Mantel aus einem Material mit guten Schweißei-•gensehaften, ausreichender Korrosionsbeständigkeit und hoher mechanischer Festigkeit mit einem Kern aus hochkorrosionsbeständigem und abbrandfestem Material verbunden ist. Eine solche Zündkerzenmittelelektrode vermeidet die Anbringung einer keramischen Umsinterung und reduziert das eingesetzte Edelmetallvolumen. Sie läßt sich einfach und mit geringen Kosten herstellen.

Bei dem Mantel draht ist das Kernmaterial mit dem Mantelraaterial vorzugsweise metallisch verbunden. Dadurch wird jede Gefahr der Spaltbildung ausgeschlossen.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung kann das Kernmaterial aus Platin bzw. aus einer Platinlegierung bestehen.

Als Mantelmaterial wird vorteilhaft Nickel order eine Nickellegierung verwendet.

Ein günstiges Herstellungsverfahren, bei dem der Abschnitt des Manteldrahtes auf den EIe k trod engrund körper stumpf aufgeschweißt werden kann, ist besonders dann möglich, wenn das Mantelmaterial aus dem gleichen Werkstoff wie· der Elektrodengrund körper im Bereich der Befestigungsstelle besteht.

' Durch die Merkmale der Erfindung läßt sich eine Zündkerzenmittelelektrode herstellen, welche durch den frei aufragenden Drahtabschnitt des Manteldrahtes günstige Zündeigenschaften ergibt. Bei Abbrand des Mantelmaterials wird das hochkorrosionsbeständige abbrandfeste Kernmaterial freigelegt und bildet eine dünne Edelmetallzündspitze, welche entsprechende Feldverdichtungen bewirkt. Da der das Edelmetall enthaltende Manteldraht am Elektrodengruhdkörper frei aufragt, ist eine gute Ausnutzung des Edelraetalleinsatzes innerhalb der Gebrauchsdauer möglich.

Das Mantelmaterial soll eine hohe mechanische Festigkeit gegenüber dem Kernmaterial aufweisen, damit beim Einstellen des Elektrodenabstandes, welches im allgemeinen durch Zubiegen der Massenelektrode unter Zwischenlage eines Distanzstücks in Richtung Mittelelektrode erfolgt, keine unerwünschte Verformung der relativ dünnen Zündspitze eintritt. Außerdem wird durch die hohe mechanische Festigkeit des Mantelmaterials sichergestellt,

daß sich der Drahtabschnitt im Bereich der Schweißstelle beim Widerstandsschweißen nicht unzulässig deformiert.

In der Zeichnung ist in einer Ausschnittsdarstellung eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

'An einen Elektrodengrundkörper 1, welcher aus einem Nickelformstück 2 mit Kupfereinlage 3 besteht, ist als Zündspitze ein 1,5 mm langer Abschnitt eines Manteldrahtes 4 stumpf aufgeschweißt. Der Manteldraht 4 besteht aus einem Nickelmantel, der sich mit dem Nickelformstück 2 besonders gut verschweißen läßt und aus einem Kern aus reinem Platin, der in der Praxis einen Durchmesser von etwa 0,2 mm.aufweist. Die Dicke des Manteldrahtes beträgt ca. 0,6 mm während für den Elektrodengrundkörper 1 ein Außendurchmesser von ca. 2,5 mm vorgesehen ist. Die in der Zeichnung erkennbare Verdickung des Drahtabschnittes ist durch ein zulässiges leichtes Anstauchen beim Aufschweißen des Manteldrahtes entstanden.

Claims (8)

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   Ansprüche

   ( 1. .'Zündkerzenmittelelektrode bei der an einen Elektrodengrundkörper eine aus einem hochkorrosionsbeständigen abbrandfesten Werkstoff bestehende drahtförmige Zündspitze angeordnet · ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspitze aus einem am Elektrodengrundkörper (1) frei aufragenden Abschnitt eines Manteldrahtes (4) besteht, bei dem ein Mantel aus einem Material mit guten Schweißeigenschaften, ausreichender Korrosionsbeständigkeit und hoher mechanischer Festigkeit mit einem Kern aus hochkorrosionsbeständigem und abbrandfestem Material verbunden ist.
2. 2. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial mit dem Mantelmaterial metallisch verbunden ist.
3. 3. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß das Kernmaterial aus Platin besteht.

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4. 4. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial aus einer Platinlegierung besteht.
5. 5. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelmaterial aus Nickel besteht.
6. 6. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelmaterial aus einer Nickellegierung besteht.
7. 7. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelmaterial aus dem gleichen Werkstoff wie der Elektrodengrundkörper (1) im Bereich der Befestigungsstelle der Zündspitze besteht.
8. 8. Zündkerzenmittelelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Manteldrahtes (4) auf den Elektrodengrundkörper (1) stumpf aufgeschweißt ist.