DE815127C

DE815127C - Process for connecting the individual parts of multi-part, flared spark plugs

Info

Publication number: DE815127C
Application number: DEP4060A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-09-27

Description

Verfahren zum Verbinden der einzelnen Teile von mehrteiligen, gebördelten Zündkerzen Bei mehrteiligen Zündkerzen, die im wesentlichen aus einem die Mittelelektrode tragenden Isolierkörper und einem metallischen Gehäuseteil mit der Masseelektrode bestehen, erfolgt die Verbindung der einzelnen Zündkerzenteile in der Weise, daß der Isolierkörper und das Gehäuse unter Zwischenlage von Dichtringen usw. zusammengesetzt werden, worauf ein ringförmiger Bund am äußeren Ende des Kerzengehäuses umgebördelt und dadurch der Isolierkörper, meist ein Stück, in dem Gehäuse festgespannt wird. Bei Zündkerzen dieser Art hat sich im Betrieb gezeigt, daß bei hohen Kerzensitztemperaturen, schlecht gekühlten Kerzen und ähnlichen hohen Betriebsbeanspruchungen die Verbindung zwischen Isolierkörper und Kerzengehäuse undicht wird, so daß Betriebsstörungen, mindestens aber Überhitzungen der Kerze und unter Umständen Leistungsverluste auftreten.Method of joining the individual parts of multi-part, flanged Spark plugs In multi-part spark plugs, which essentially consist of a central electrode supporting insulating body and a metallic housing part with the ground electrode exist, the connection of the individual spark plug parts takes place in such a way that the insulating body and the housing assembled with the interposition of sealing rings, etc. whereupon an annular collar is flanged at the outer end of the candle housing and thereby the insulating body, usually one piece, is clamped in the housing. With spark plugs of this type it has been shown in operation that at high plug seat temperatures, poorly cooled candles and similar high operational stresses the connection there is a leak between the insulator and the cartridge housing, so that operational malfunctions, but at least overheating of the candle and possibly performance losses occur.

Es sind ferner Kerzen der genannten Art bekanntgeworden, bei denen zur Erzielung einer guten Abdichtung zwischen Kerzengehäuse und Kerzenstein das Kerzengehäuse mit einem ringförmigen dünnen Wandteil versehen ist, der durch elektrische Widerstandserwärmung erhitzt und dann durch Zusammendrücken verformt wird.There are also candles of the type mentioned have become known in which to achieve a good seal between the candle housing and the candle stone Candle housing is provided with an annular thin wall part, which by electrical Resistance heating is heated and then deformed by compression.

Bei einer bekannten Ausführung dieser Art wird der erwärmte ringförmige Wandteil des Gehäuses lediglich gestaucht und dadurch vor allen Dingen auch nach innen ausgebuchtet. Diese innere Ausbuchtung übt auf eine zum Schutz des Kerzensteines zwischen diesem und dem Gehäuse angeordnete Büchse einen radialen Druck aus, so daß die Büchse an dieser Stelle auf ihrem ganzen Umfang gegen den Kerzenstein gepreßt wird. Durch diese Zusammendrückung soll die angestrebte Abdichtung erzielt werden.In a known embodiment of this type, the heated one is annular Wall part of the housing only compressed and therefore above all after bulged inside. This inner bulge exercises on one to protect the candle stone arranged between this and the housing Bush a radial Pressure, so that the sleeve at this point on its entire circumference against the Candle stone is pressed. This compression is intended to achieve the desired seal be achieved.

Bei einer anderen bekannten Ausführung dieser Art wird der erwärmte ringförmige Wandteil des Gehäuses nach Erwärmung unter Druck radial verdreht, wodurch eine axiale Verkürzung des Gelläuses erzielt werden soll. Hierdurch und durch die nachfolgende weitere Verkürzung des Gehäuses beim Abkühlen desselben soll erreicht werden, daß das Gehäuse mit ausreichender Spannung an den Dichtflächen zwischen Gehäuse und Kerzenstein anliegt.In another known embodiment of this type, the heated annular wall part of the housing rotated radially after heating under pressure, whereby an axial shortening of the Gelläuses is to be achieved. Through this and through the subsequent further shortening of the housing as it cools down is intended to be achieved that the housing with sufficient tension on the sealing surfaces between Housing and candle stone is in contact.

Diese bekannten Verfahren sind umständlich und teuer. Zunächst ergibt sich schon aus der erforderlichen besonderen Gestaltung des Kerzengehäuses eine Verteuerung der Konstruktion. Weiterhin wird die Verbindung der Kerzenteile hierbei derart ausgeführt, daß zunächst das Kerzengehäuse in kaltem Zustand auf dem Kerzenstein festgebördelt wird, worauf das Gehäuse erwärmt und der verdünnte ringförmige Wandteil unter Druck in axialer und/oder in radialer Richtung verformt wird. Die Zündkerzenteile sind also bei der Erwärmung des Gehäuses bereits fest zusammengebaut, so daß eine erhebliche Wärmeableitung an den Kerzenstein auftritt. Der Kerzenstein dehnt sich daher beim Herstellen der Verbindung etwas aus und bewirkt dann beim Abkühlen und Zusammenziehen eine teilweise Aufhebung der angestrebten Wirkung. Außerdem entsteht durch die erwähnte Wärmeableitung ein Wärmeverlust an der zu erwärmenden Gehäusestelle, was einen Mehraufwand an teurer elektrischer Energie erfordert. Weiterhin sind zur Ausführung dieser bekannten Verfahren teure und empfindliche elektrische Widerstandsschweißmaschinen o. dgl. erforderlich. Im übrigen besteht hierbei noch der Nachteil, daß das Gehäuse wegen der Materialverformung sehr stark erwärmt werden muß, so daß leicht Schäden an der äußeren Oberfläche des Kerzengehäuses verursacht werden können.These known methods are cumbersome and expensive. First results from the required special design of the candle housing More expensive construction. Furthermore, the connection of the candle parts is here designed in such a way that first the candle housing in the cold state on the candle stone is crimped, whereupon the housing is heated and the thinned annular wall part is deformed under pressure in the axial and / or in the radial direction. The spark plug parts are therefore already firmly assembled when the housing is heated, so that a significant heat dissipation occurs to the candle stone. The candle stone expands therefore something off when making the connection and then effects when cooling down and Contraction partially nullifies the desired effect. Also arises due to the mentioned heat dissipation, a heat loss at the part of the housing to be heated, which requires an additional expenditure of expensive electrical energy. Furthermore are for Execution of these known methods expensive and sensitive electrical resistance welding machines or the like. Required. In addition, there is still the disadvantage that the housing Because of the deformation of the material, it has to be heated very strongly, so that damage is easy can be caused on the outer surface of the candle body.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Verbinden von Zündkerzen der eingangs genannten Art, welches die angeführten Nachteile vermeidet und darin besteht, daß vor dem Zusammenbau der Kerze das Kerzengehäuse einerseits und mindestens ein der in ihm festzuspannenden Innenteile andererseits auf einen erheblichen Temperaturunterschied gebracht werden, wobei das Gehäuse die höhere Temperatur hat, worauf der Zusammenbau der Teile und anschließend daran möglichst sofort die Bördelung erfolgt. Der wesentliche Unterschied gegenüber den bisher bekannten Verfahren besteht also darin, daß nach der Erfindung den zusammenzubauenden Zündkerzenteilen schon vor dem Zusammenbau eine bestimmte Temperatur vermittelt wird und im Anschluß hieran erst der Zusammenbau und die Bördelung erfolgt. Hieraus ergeben sich mehrere wesentliche Vorteile gegenüber dem Bekannten. Zunächst wird eine größere Temperaturlängenänderung als bei den bekannten Verfahren erzielt. Während nämlich bisher vor allen Dingen eine begrenzte dünne Wandzone des Kerzengehäuses besonders erwärmt und somit auch nur eine begrenzte Längenänderung erzielt wurde, werden nach der Erfindung die betreffenden Teile der Zündkerze auf ihrer ganzen Länge einer Temperaturbehandlung unterworfen, so daß auch die Temperaturlängenänderung der ganzen Länge des oder der betreffenden Zündkerzenteile nutzbar wird. Daraus ergibt sich, daß nach Ausgleich der Temperaturen auf Raumtemperatur das Zündkerzengehäuse und der Kerzenstein unter einer stärkeren Wärmespannung zusammengehalten werden, als dies bisher möglich war, so daß auch bei hohen Wärmebeanspruchungen im Betrieb keine Lockerung des Kerzensteins auftreten kann. Ferner wird dadurch, daß die Bördelung erst nach der beispielsweise in einem Ofen erfolgten Erwärmung des Kerzengehäuses ausgeführt wird, gegenüber den bisher bekannten Verfahren mit Wärmebehandlung erreicht, daß die Bördelung mit einer einfachen und billigen Vorrichtung ausgeführt werden kann, so daß für die Einrichtung der Massenfertigung auch nur ein geringes Anlagekapital erforderlich ist. Weiterhin können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperaturen der zu erhitzenden Teile in einfacher Weise so gehalten werden, daß die für das Aussehen der äußeren Oberfläche schädliche Erwärmungsgrenze nicht erreicht wird. Ferner besteht der Vorteil, daß für die Erwärmung der Teile einfache Wärmequellen verwendet werden können. Außerdem kann bei dem Verfahren nach der Erfindung vor Beendigung der Bördelung nur ein so geringer Temperaturausgleich zwischen den einzelnen Teilen auftreten, daß ein sehr hoher Anteil des erzeugten Temperaturunterschiedes wirksam wird.The invention now relates to a method for connecting spark plugs of the type mentioned above, which avoids the disadvantages mentioned and therein consists that before the assembly of the candle, the candle housing on the one hand and at least one of the internal parts to be clamped in it, on the other hand, to a considerable temperature difference the housing has the higher temperature, whereupon the assembly the parts and then the flanging takes place as soon as possible. The essential one The difference compared to the previously known method is that after of the invention the spark plug parts to be assembled before assembly a certain temperature is conveyed and then the assembly and the flanging takes place. There are several significant advantages over this the acquaintance. First there is a greater change in temperature length than with the known Procedure achieved. While so far above all a limited thin Wall zone of the candle housing is particularly heated and therefore only a limited one Change in length has been achieved, according to the invention, the relevant parts of the The entire length of the spark plug is subjected to a temperature treatment so that also the change in temperature length over the entire length of the spark plug part or parts concerned becomes usable. It follows that after the temperatures have equalized to room temperature the spark plug housing and the plug stone held together under a stronger thermal stress than was previously possible, so that even with high thermal loads no loosening of the candle stone can occur during operation. Furthermore, that the flanging only occurs after heating, for example, in an oven of the candle housing is carried out, compared to the previously known method with Heat treatment accomplishes the flanging with a simple and inexpensive device can be performed so that for the establishment of mass production only low investment capital is required. Furthermore, in the inventive Method kept the temperatures of the parts to be heated in a simple manner that the heating limit detrimental to the appearance of the outer surface is not achieved. There is also the advantage that for heating the parts simple heat sources can be used. In addition, the method according to the invention before the end of the flanging only such a low temperature compensation between the individual parts occur that a very high proportion of the generated Temperature difference becomes effective.

Die Zeichnung veranschaulicht eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zündkerze im Längsschnitt.The drawing illustrates one according to the method according to the invention produced spark plug in longitudinal section.

Im einzelnen besteht die Zündkerze aus dem Kerzenstein i mit der stromzuführenden Mittelelektrode a und dem Kerzengehäuse 3 mit der Masseelektrode 4. Zwischen dem Kerzenstein und dem auf diesem festgebördelten Gehäuse sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise zwei Dichtringe 5, 6 und ein Ausgleichsring 7 angeordnet.In detail, the spark plug consists of the plug block i with the current to be supplied Center electrode a and the plug housing 3 with the ground electrode 4. Between the Candle stone and the case that is crimped onto this are shown in the drawing evident way two sealing rings 5, 6 and a compensating ring 7 are arranged.

Nach einer beispielsweisen Ausführung des Verfahrens wird das Kerzengehäuse 3 in einem Ofen auf etwa 35o° bis 400° C erwärmt. Gleichzeitig werden in einer Kühlanlage einer oder mehrere der festzuspannenden Teile i, 5, 6 und 7, bevorzugt der Kerzenstein i und/oder der Ausgleichsring 7, auf etwa -3o° bis -4o° C abgekühlt. Dann werden die Teile rasch zusammengesteckt und möglichst sofort die Bördelung ausgeführt, so daß die den Teilen vermittelten Temperaturen während des eigentlichen Bördelvorgangs weitgehend erhalten bleiben. Beim Ausgleich der Temperaturen auf Raumtemperatur tritt dann durch Zusammenziehen bzw. Ausdehnen der wärmebehandelten Teile eine derartige Verfestigung der Bördelung ein, daß auch bei nachfolgender stärkster Wärmebeanspruchung der Kerze im Betrieb keine durch Lockerung des Kerzensteins verursachte Gasundichtheit auftreten kann.After an exemplary embodiment of the method, the candle housing 3 Heated in an oven to around 35o ° to 400 ° C. At the same time are in a cooling system one or more of the parts i, 5, 6 and 7 to be clamped, preferably the candle stone i and / or the compensating ring 7, cooled to about -3o ° to -4o ° C. Then will the parts are quickly put together and the flanging is carried out as soon as possible, so that the temperatures imparted to the parts during the actual flanging process largely preserved. When equalizing the temperatures to room temperature then occurs through contraction or expansion of the heat-treated parts such Solidification of the flanging, that even with the subsequent strongest thermal stress the candle does not have any gas leakage caused by loosening the candle stone during operation can occur.

Die Temperaturbehandlung der Teile könnte auch derart erfolgen, daß nur das Kerzengehäuse erwärmt wird, während die inneren Teile mit Raumtemperatur verwendet werden. Um das gleiche Temperaturgefälle und damit die gleiche Verfestigung der Bördelung zu erzielen, müßte in diesem Fall das Gehäuse stärker erwärmt werden. Der Grad der zulässigen Erwärmung des Gehäuses wird sich nach der Eigenschaft des verwendeten Stoffs und nach dem gewünschten Oberflächenaussehen des Kerzengehäuses richten. Um das Temperaturgefälle zu erhöhen, können, wie bereits erwähnt, einer oder mehrere der festzuspannenden inneren Teile der Kerze auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt werden.The temperature treatment of the parts could also be done in such a way that only the spark plug housing is heated, while the inner parts are at room temperature be used. The same temperature gradient and therefore the same level of solidification To achieve the flanging, the housing would have to be heated more in this case. The degree of permissible heating of the housing will depend on the property of the material used and the desired surface appearance of the candle housing judge. In order to increase the temperature gradient, as already mentioned, a or several of the inner parts of the candle to be clamped to a certain temperature be cooled down.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Kerzenstein i und/oder einer oder mehrere der übrigen Innenteile stark abgekühlt, das Kerzengehäuse dagegen mit Raumtemperatur verwendet wird. Bei Verwendung entsprechender Stoffe und besonders starker Tiefkühlung, z. B. mittels flüssiger Luft, läßt sich etwa die gleiche Wirkung wie bei Erwärmung des Gehäuses erzielen.Another possibility for carrying out the method according to the invention consists in the fact that the candle stone i and / or one or more of the other inner parts strongly cooled, the candle housing, on the other hand, is used at room temperature. at Use of appropriate substances and particularly strong deep freezing, e.g. B. by means of Liquid air can have about the same effect as when the housing is heated achieve.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for connecting the individual parts of multi-part spark plugs, in which the insulating body surrounding the center electrode is clamped in the cartridge housing by flanging the latter, characterized in that, before the assembly of the candle, the cartridge housing (3) on the one hand and at least one of the inner parts to be clamped in it ( i, 2, 6, 7), on the other hand, are brought to a considerable temperature difference, the housing having the higher temperature, whereupon the assembly of the parts and then the flanging are carried out as immediately as possible.

2. The method according to claim i, characterized in that the Housing heated to around 3500 to 400 ° C and at least one of the inner parts (i, 5, 6, 7), advantageously the candle stone (i), can be cooled to -30 ° to -40 ° C.