DE3418218A1

DE3418218A1 - Verfahren zur herstellung von zuendkerzengehaeusen

Info

Publication number: DE3418218A1
Application number: DE19843418218
Authority: DE
Inventors: Gregory Lynn Heminger; Louis Charles Toledo Ohio Linenkugel
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1984-12-20
Also published as: GB2141654A; IT8421497A0; BE899929A; IT1174040B; AU2890784A; GB8412273D0; FR2548090A1; BR8402704A; JPS6035487A; ZA843953B

Description

Patentanwälte

Dr. ror. not. Thomae Berendt *&·'&£. Hans Loyh

hncre Wiener Sir. 20 - D 8000 MOnchm 80

Unser Zeichen:

A 14 Lh/fi

CHAMPION SPARK PLUG COMPANY
900 Upton Avenue
Toledo, Ohio, U.S.A.

Verfahren zur Herstellung von Zündkerzengehäusen

H - A 14 770 -

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Gehäuses oder Mantels von Zündkerzen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Zündkerzen-Gehäuses mit hohem Isolatorsitz mittels Kaltverformung.

Entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen und Bedingungen der einzelnen Motoren ist es erforderlich, Zündkerzen mit unterschiedlichen Wärmewerten bereitzustellen. Der Wärmewert einer Zündkerze ist u.a. durch das Volumen der Kammer bestimmt, welche die Isolatorspitze der Zündkerze umgibt. Diese Kammer wird gebildet durch den Zündkerzenmantel bzw. das Gehäuse und die Isolatorspitze. Im allgemeinen ist das Volumen der Kammer bestimmt durch die Lage des Isolatorsitzes innerhalb des Zündkerzengehäuses. Das heißt, ein Zündkerzengehäuse mit einem hohen Isolatorsitz ergibt eine Kammer mit relativ großem Volumen im Vergleich zu einem Zündkerzengehäuse mit einem tiefen Isolatorsitz.

Zündkerzengehäuse mit tiefen Isolatorsitzen werden mittels bekannter Kaltverformung-Techniken hergestellt. Es war bisher jedoch nicht möglich, Zündkerzengehäuse mit Isolatorsitzen, deren Bodenkante mehr als etwa 0,76 cm vom Boden des Zündkerzengehäuses entfernt war, ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt herzustellen, was erhöhte Kosten und mehr Abfallmaterial zur Folge hatte.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mittels Kaltpressen ein Zündkerzengehäuse mit hohem Isolatorsitz hergestellt, wobei ein zylindrischer Rohling von einer Stahlstange abgeschnitten und einer Anzahl von Kaltverformungen unterworfen wird, beispielsweise unter Verwendung einer Kaltformpresse mit sechs Preßformen.

Vorzugsweise wird der Steg über dem Hohlraum des Rohlings gelocht bzw. ausgestoßen, um einen hohlen Zylinder mit einem offenen oberen Ende und einem offenen unteren Ende zu bilden, worauf ein Stempel in den hohlen

Zylinder» vorbei am offenen oberen Ende, gepreßt wird, um einen Ring um die Innenseite des Zylinders zu pressen, derart, daß die Bodenkante des Ringes mehr als 0,76 cm vom offenen unteren Ende entfernt ist.

Die erfindungsgemäße Herstellung führt zu niedrigeren Kosten als bei bisherigen Verfahren aufzuwenden sind. Es ist weniger Maschinenbearbeitung erforderlich und es fällt weniger Abfall an als bisher.

Eine beispielsweise AusfUhrungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1-6 im Längsschnitt eine Anzahl von Preßformen zeigen, in denen ein Rohling sukzessive kaUverformt wird.

Fig. 7 zeigt im Schnitt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestel1tes Zündkerzengehäuse.

Fig. 8 zeigt teilweise geschnitten eine fertige Zündkerze mit einem erfindungsgemäß hergestellten Gehäuse.

Fig. 9 zeigt im Schnitt ein in bisheriger Weise hergestelltes Zündkerzengehäuse.

Es wird ein zylindrischer Rohling von einer Stange oder einer Rolle aus Stahl abgeschnitten und in einer Kaltformpresse mit sieben Stationen und sechs Preßformen sukzessive kaltverformt. Die Presse hat sechs Kaltpreßstationen, von denen jede ein Gesenk und einen Stempel aufweist, um einen Rohling in das Gesenk zu pressen, wobei die Stempel auf der einen Seite der Maschine und die Gesenke auf der anderen Seite der Maschine angeordnet sind. Eine Transporteinrichtung transportiert die von der Stahl-' stange abgeschnittenen Rohlinge sukzessive durch die sechs Stationen.

In der ersten, in Fig. 1 dargestellten Station preßt der Stempel 10 einen zylindrischen Rohling in ein erstes Gesenk 12, das eine Ausnehmung

aufweist. Der entstehende Rohling 16 wird aus der Form 12 mit Hilfe eines Auswerferstiftes 18 ausgeworfen, der während der Bewegung des Stempels 10 in die Form 12 festgehalten wird, und der Rohling wird dann zum Gesenk 20 in der zweiten Station (Fig. 2) mittels des nicht-gezeigten Transportmechanismus transportiert.

In der zweiten Station wird der Rohling 16 in einer Ausnehmung oder Form 22 mittels eines Stempels 24 sowohl in Vorwärts- wie auch in Rückwärtsrichtung stranggepreßt, wodurch ein modifizierter Rohling geformt wird, der einen hexagonalen Abschnitt 28 und einen flachen Hohlraum 30 aufweist. Nachdem der Stempel 24 zurückgezogen ist, wird der Rohling 26 aus der Form 20 mit Hilfe eines Auswerferstiftes 32 ausgeworfen und zum Gesenk 34 in der dritten Station (Fig. 3) transportiert.

Im Gesenk 34 wird der Rohling 26 mittels eines Stempels 36 erneut in Rückwärtsrichtung verpreßt, wodurch seine Form verändert wird und ein Rohling 38 geformt wird unter Bildung eines Hohlraums 40 mit größerem Volumen. Der Rohling 38 wird dann aus dem Gesenk 34 mittels eines Auswerferstiftes 42 ausgeworfen und zum Gesenk 44 in der Station vier (Fig. 4) transportiert.

Dort wird der Rohling 38 in einer Ausnehmung 46 des Gesenkes 44 mittels eines Stempels 48 in Rückwärtsrichtung verformt, wodurch ein Rohling entsteht mit einem Hohlraum 52, der ein offenes oberes Ende 54 und einen Boden 56 hat, der den Hohlraum 52 am unteren Ende des Rohlings abschließt. Nach dem Herausziehen des Stempels 48 wird der Rohling aus dem Gesenk 44 mittels eines Auswerferstiftes 58 ausgeworfen und zu einem Gesenk 60 in der Station fünf (Fig. 5) transportiert.

Hier erfolgt keine weitere Preßverformung des Rohlings 50. Es wird mittels eines Stempels 62 der Boden 56 ausgestanzt in Zusammenarbeit mit einer Büchse 64, wodurch ein neuer Rohling 66 gebildet wird, der außer dem Hohlraum 52 und dem offenen oberen Ende 54 nunmehr auch ein offenes unteres Ende 68 hat, so daß der Rohling 66 im wesentlichen die Form eines hohlen Zylinders hat. Der Rohling 66 wird aus dem Gesenk 60 mit Hilfe der

Büchse 64 ausgeworfen, die als Auswerferstift wirkt und er wird dann zu einem Gesenk 70 in der Station sechs (Fig.6) transportiert.

In der Station sechs wird der Rohling 66 zu einem fertigen Rohling bzw. einem Zündkerzengehäuse 72 mittels eines Stempels 74 geformt, der einen Abschnitt 75 mit kleinerem Durchmesser und einen Abschnitt 77 mit großem Durchmesser hat, der Metall längs der Innenseite des Hohlraumes 52 wegdrückt und verformt, um einen Ring 76 längs der Innenseite des Hohlraumes zu bilden, der als Isolatorsitz dient. Da ein abgestufter Stempel mit zwei Durchmessern verwendet wird, ist die spezifische Größe des inneren Durchmessers des Ringes 76 gewährleistet, ebenso wie die Kozentrizität des Ringes 76 relativ zum Hohlraum 52. Der Rohling 72 wird dann aus dem Gesenk 70 mittels eines Auswerferstiftes ausgeworfen.

Das im letzten Strangpreßschritt (Fig. 6) hergestellte Zündkerzengehäuse ist in Fig. 7 im Detail gezeigt. Das Gehäuse 72 ist generell ein hohler Zylinder und es hat einen Hohlraum 52, der sich über seine gesamte Länge zwischen einem offenen oberen Ende 54 und einem offenen unteren Ende 68 erstreckt. In dem Hohlraum 52 befindet sich ein ringförmiger Wulst oder eine Rippe 76, der als Sitz für den Isolator dient, welcher in einer späteren Herstellungstufe in das Gehäuse 72 eingesetzt wird.

Fig. 8 zeigt einen Teil einer fertigen Zündkerze mit einem Gehäuse 72 der in Fig. 7 gezeigten Art. An dem Gehäuse 72 sind weitere Fertigungsschritte ausgeführt worden, z.B. ist eine Gewinde 80 eingewalzt und eine seitliche Elektrode 82 am Bodenende angeschweißt worden. Ferner ist ein Isolator 64, der eine Mittelelektrode 86 hat, in den Hohlraum des Gehäuses 72 eingesetzt worden und sitztauf dem Sitz oder Ringwulst auf.

Man erkennt, daß der Isolator 84 einen sich verjüngenden Abschnitt 88 besitzt j der zusammen mit dem unteren Ende des Hohlraumes 52 unterhalb des Ringes 76 eine Kammer 90 bildet, die Gase oder Dämpfe einfängt und die Entstehung der Flammenfront unterstützt, wenn die Zündkerze im Betrieb zündet.

Fig. 9 zeigt ein Zündkerzengehäuse 92, das nach bisherigen, bekannten Methoden hergestellt worden ist. Um einen hohen Isolatorsitz oder Ring zu schaffen, wird das Gehäuse 92 stranggepreßt mit einer relativ breiten Schulter, worauf das überschüssige Material bei 96 herausgebohrt oder herausgedreht wird, mittels einer maschinellen Bearbeitung, um einen Hohlraum zu bilden, der mit der Zündkerzenspitze eine Kammer von im wesentlichen demselben Volumen bildet, wie die Kammer 90 nach Fig. 8. Diese Herstellungsweise führt nicht nur zu zusätzlichen Kosten wegen der erfoderlichen spanabhebenden Bearbeitung zur Entfernung des Materials bei 96, sondern es werden die Kosten durch das hierbei anfallende Abfallmaterial weiterhin erhöht. Ohne spanabhebende Bearbeitung konnte bei dem bisherigen Herstellungsverfahren die Schulter für den Isolator nur etwa 0,76 cm (0,3 Zoll) oberhalb des offenen unteren Endes 98 des Gehäuses 92 ausgeführt werden.

Modifikationen und Änderungen der beschriebenen Ausführungsform sind möglich. Ferner ist das Verfahren nicht nur auf die Herstellung von Zündkerzengehäusen beschränkt.

Claims

- A 14 770 -

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Zündkerzengehä'uses mit einem Isolatorsitz mittels Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Rohling in einer Preßform zu einem zylindrischen Rohling mit einem Hohlraum und einem Boden geformt wird, daß der Boden ausgestanzt wird, und daß mittels eines Stempels in dem Hohlraum ein ringförmiger Wulst angestaucht wird, der einen Isolatorsitz bildet.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen ersten Durchmesser und einen zweiten kleineren Durchmesser aufweist, um den ringförmigen Wulst konzentrisch relativ zu dem Hohlraum auszubilden und dem Ring einen vorgegebenen Innendurchmesser zu geben.

Verfahren zur Herstellung eines Zündkerzengehä'uses mit einem hohen Isolatorsitz mittels Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Rohling in einer ersten Preßform zu einem zylindrischen Rohling mit einem ersten offenen Ende und einem Hohlraum mit einem Boden gepreßt wird, daß der Boden des zylindrischen Rohlings ausgestanzt wird, um dem zylindrischen Rohling ein zweites offenes Ende zu geben, und daß ein Stempel in den Hohlraum eingepreßt wird, um einen ringförmigen Wulst längs der Innenwand des Hohlraum anzuformen, der als Isolatorsitz dient.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel durch das erste offene Ende hindurch in den Hohlraum eingepreßt wird und daß das untere Ende des ringförmigen Wulstes mehr als 0,76 cm (0,3 Zoll) von dem zweiten offenen Ende entfernt ist.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen ersten Durchmesser und einen zweiten, kleineren Durchmesser

aufweist, um den ringförmigen¹Wulst konzentrisch relativ zu dem Hohlraum anzuformen und um dem Wulst einen vorgegebenen Innendurchmesser zu geben.

6. Verfahren zum Kaltverformen eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Rohling in ein Gesenk gepreßt wird, um einen Rohling mit einem Hohlraum mit einem Boden zu schaffen, daß der Boden aus dem Rohling ausgestanzt wird und daß ein Stempel in den Hohlraum eingepreßt wird, um einen ringförmigen Wulst um die Innenwand des Hohlraumes zu pressen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling ein erstes und ein zweites offenes Ende hat, nachdem der Boden ausgestanzt worden ist, daß der Stempel in den Hohlraum vom ersten offenen Ende her eingepreßt wird, und daß das untere Ende des ringförmigen Wulstes mehr als etwa 0,76 cm (0,3 Zoll) vom zweiten offenen Ende entfernt liegt.

b. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen ersten Durchmesser und einen zweiten, kleineren Durchmesser aufweist, um dem ringförmigen Wulst eine konzentrische Lage relativ zu dem Hohlraum und einen spezifischen inneren Durchmesser zu geben.