DE9312864U1

DE9312864U1 - Fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode

Info

Publication number: DE9312864U1
Application number: DE9312864U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2003-08-28
Also published as: FR2709384A1; BR9403337A; JPH0785948A; US5551902A; CN1102512A; FR2709384B1

Description

24.8.1993 D?:

ROBERT BOSCH GMBH; 70442 STUTTGART

Fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode, insbesondere Elektrode für eine Zündkerze, vorzugsweise Masse-Elektrode der Zündkerze, nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 31 41 649 geht eine Zündkerzen-Elektrode hervor. Diese bildet die Mittelelektrode der Zündkerze, das heißt, ihr wird die zur Bildung eines Zündfunkens notwendige Hochspannung zugeführt. Der Zündfunke trifft -von der Mittelelektrode kommend- auf eine sogenannte Masse-Elektrode, die mit dem elektrischen Potential des Chassis des Fahrzeugs verbunden ist. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf diese Masse-Elektrode; sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern kann auch für andere Elektroden eingesetzt werden. Die bekannte

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Mittelelektrode und die ebenfalls aus der genannten Literaturstelle hervorgehende Masse-Elektrode wird aus metallischen Ausgangskörpern, vorzugsweise Ronden, im Fließpreßverfahren hergestellt. Sie weist ein vorzugsweise einer Rechteckform angenähertes Elektroden-Querschnittsprofil auf und besitzt einen aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material bestehenden Kern, der mit einem Mantel aus einem zweiten, elektrisch leitfähigen Material umgeben ist. Durch einen Umformvorgang, nämlich die bereits erwähnte Fließpressung, wird der Kern mit seiner Ummantelung versehen, wodurch ein zylindrischer Verbundkörper entsteht. Der Kern weist ebenfalls eine zylindrische Form auf, der von dem Mantel koaxial umgeben ist, so daß insgesamt die erwähnte Zylinderform vorliegt. In einem weiteren Arbeitsgang wird durch Flachprägen ein etwa einer Rechteckform angenähertes Querschnittsprofil erzeugt. Vorzugsweise ist durch den Prägevorgang die Ober- und die Unterseite der Elektrode eben ausgebildet und die Seitenflächen weisen jeweils eine konvexe Form auf. Durch den Flachprägevorgang nimmt der Kern ein etwa knochenförmiges Querschnittsprofil an. Die bekannte Elektrode hat sich in der Praxis bewährt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße, fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat demgegenüber den Vorteil, daß die Bodendicke und/oder die Wandstärke

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des Mantels durch den alleinig durchgeführten Fließpreßvorgang -also ohne daß ein separates Flachprägen erfolgt- konstant bleibt. Die Wanddicke des zweiten, elektrisch leitfähigen Materials ist im wesentlichen daher gleichmäßiger, da -im Querschnitt gesehen- kein Knochenprofil entsteht, sondern eine etwa rechteckförmige beziehungsweise vorzugsweise eine etwa ellipsenförmige Kern-Querschnittsform vorliegt. Die Anbindung des Kernmaterials an das Mantelmaterial wird aufgrund der Erfindung verbessert, da keine zusätzliche mechanische Verformung, wie dies bei dem Flachprägen nach dem Stand der Technik auftritt, vorgenommen wird. Die Profilausbildung der gesamten Elektrode ist ideal, wobei sie gerundete Übergänge aufweist. Die Herstellgenauigkeit der erfindungsgemäßen Elektrode wird verbessert, da ausschließlich Werkzeugmaße für ihre Formgebung maßgeblich sind. Der Fließpreßvorgang erfolgt somit kontrolliert in den Werkzeugen, wodurch die Maßhaltigkeit gewährleistet ist. Auch wird eine optimale Oberflächenqualität erzielt, die überall konstante Parameter aufweist. Die durch den zusätzlichen Arbeitsgang des Flachprägens gemäß der Elektrode des Standes der Technik auftretenden Unwägbarkeiten im Hinblick auf eine Schweißbarkeit beziehungsweise Schweißverfestigung, der Biegbarkeit und so weiter treten beim Gegenstand der Erfindung nicht auf. Hier bleiben alle genannten Anforderungen und Eigenschaften konstant. Die Fertigungssicherheit ist beim erfindungsgemäßen Gegenstand erhöht, da ein einfacherer Aufbau beziehungsweise Ablauf vorliegt, so daß Störungen weitaus weniger auftreten können. Die Wärmeableitung, die insbesondere bei einer Zündkerzen-Masse-Elektrode

von Wichtigkeit ist, wird verbessert, da aufgrund des Querschnittsprofils des Kerns der erfindungsgemäßen Elektrode ein höherer Materialanteil des Kerns erzielt werden kann (keine Knochenform), wobei vorzugsweise Material hoher Wärmeleitfähigkeit eingesetzt wird. Der aus vorzugsweise zwei Materialien bestehende Verbundkörper der erfindungsgemäßen Elektrode besitzt einen Mantel, der mittels ein und desselben Fließpreßvorgangs gleichzeitig mit der erfolgenden Formgebung des Kerns und ebenfalls gleichzeitig mit der Ausbildung des Elektroden-Querschnittsprofils ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das erste Material eine höhere elektrische Leitfähigkeit als das zweite Material aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das zweite Material korrosionsbeständig ist, insbesondere auch eine Abbrandbeständigkeit aufweist. Das erste Material weist vorzugsweise eine hohe thermische Leitfähigkeit auf. Das erste Material ist vorzugsweise Kupfer und das zweite Material insbesondere Nickel.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist durch einen nach dem Fließpressen weichgeglühten Verbundkörper gekennzeichnet.

Vorzugsweise besitzt die erfindungsgemäße Elektrode einen aus zwei, aus dem ersten und aus dem zweiten Material bestehenden Ausgangskörpern, insbesondere Ronden, umgeformten Verbundkörper. Der Umformvorgang ist der bereits erwähnte und als alleiniger Arbeitsgang durchgeführte Fließpreßvorgang.

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Wie bereits erwähnt, weist der Kern -ebenfalls wie das Elektroden-Querschnittsprofil (also das Gesamtprofil)-ein etwa rechteckförmiges, vorzugsweise etwa ellipsenförmiges Querschnittsprofil auf.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Kern sich nur über eine Elektroden-Teillänge derart erstreckt, daß der Mantel im kernfreien Bereich in ein Vollprofil übergeht. Es ist jedoch auch möglich, daß nach der Fertigstellung der fließgepreßten Elektrode die beidseitigen Endabschnitte abgetrennt werden, wodurch die Elektrode ihre erforderliche Länge erhält und dann auf das Zündkerzengehäuse aufgeschweißt wird. Die Elektrode wird nach dem Aufschweißen hakenförmig gebogen, so daß der eine Hakenschenkel mit dem Zündkerzengehäuse verbunden ist und der andere Hakenschenkel der Mittelelektrode der Zündkerze gegenüberliegt.

Vorzugsweise weist die Elektrode eine ebene Oberseite und eine ebene Unterseite auf, wobei diese beide ebenen Flächen nicht -wie im Stand der Technik- durch ein Flachprägevorgang, sondern gleichzeitig mit der Fließpressung erzeugt werden, wobei die Fließpressung ebenfalls dazu dient, dem Kern seine Form zu geben und mit dem zweiten Material zu ummanteln.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Elektrode in quer zur Längserstreckung konvex verlaufende Seitenflächen auf. Insbesondere geht die Ober- beziehungsweise Unterseite in die ihr zugeordnete Seitenfläche unter Ausbildung eines Radius¹ über. Die konvex ausgebildeten Seitenflächen sind ebenfalls vorzugsweise als Radius ausgebildet.

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Zeichnungen

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 zwei Ausgangskörper, aus denen die erfindungsgemäße Elektrode erstellt wird,

Figur 2 die fließgepreßte erfindungsgemäße Elektrode,

Figur 3 einen Querschnitt durch die Elektrode,

Figur 4 eine Draufsicht auf die Oberseite der Elektrode,

Figur 5 eine Seitenansicht auf die Elektrode gemäß Figur 4,

Figur 6 einen Querschnitt durch die Elektrode entlang der Linie VI-VI in Figur 4 in schematischer Darstellung, also ohne Abbildung von Details,

Figur 7 einen Querschnitt durch die Elektrode in der Ebene I gemäß der Figuren 4 beziehungsweise 5,

Figur 8 einen Längsschnitt durch die Elektrode in der Ebene II in Figur 6 und

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Figur 9 einen Längsschnitt durch die Elek trode in der Ebene III gemäß Figur 6.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht auf zwei Ausgangskörper 1 und 2, die als Ronden 3 und 4 ausgebildet sind. Die Ronde 4 besteht aus einem ersten leitfähigen Material 5, vorzugsweise aus Kupfer, und die Ronde 3 besteht aus einem zweiten, elektrisch leitfähigen Material 6, vorzugsweise Nickel.

Mit Hilfe einer entsprechenden Fließpreßmatrize wird im Zuge eines Umformvorgangs, nämlich eines einzigen Fließpreßvorgangs, aus den Ronden 3 und 4 eine fließgepreßte, als Verbundkörper 16 ausgebildete Elektrode 7 erstellt. Sie wird vorzugsweise bei Zündkerzen als Masse-Elektrode eingesetzt. Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, weist sie einen langgestreckten Kern 8 auf, der aus dem ersten Material 5, vorzugsweise aus Kupfer, besteht. Das zweite Material 6, also die Ronde 3, wird bei dem erwähnten Fließpreßvorgang als Mantel 9 ausgebildet, der den Kern 8 umgibt. Ferner entsteht bei dem Fließpressen ein Kopf 10 sowie ein freier Endbereich 11, in den hinein sich der Kern 8 nicht erstreckt. Der Kern 8 läuft somit nur über eine Teillänge, wobei der Mantel 9 im freien Endbereich 11 ein Vollprofil, vorzugsweise aus Nickel bildet.

Das Querschnittsprofil der Elektrode geht aus der Figur 3 hervor. Dort sind Kern 8 und Mantel 9 nicht

dargestellt, sondern es ist das Gesamtprofil gezeigt. Es ist erkennbar, daß es etwa reckteckförmige Querschnittsform aufweist, wobei aufgrund des alleinig durchgeführten, bereits erwähnten Fließpreßvorgangs ebene Ober- und Unterseiten 12,

13 erhält und auch konvex verlaufende Seitenflächen

14 und 15 vorliegen. Die Ober- beziehungsweise Unterseite 12, 13 geht in die jeweilige Seitenfläche 14 beziehungsweise 15 unter Ausbildung eines Radius¹ r über; die konvexen Seitenflächen 14 und 15 weisen einen Radius R auf.

Die Figur 4 zeigt einen Blick auf die Oberseite 12 der Elektrode 7. Die Figur 5 zeigt die Elektrode 7 in Seitenansicht, also mit Blick auf die Seitenfläche 14. In der Figur 6 ist ein schematischer Querschnitt der Elektrode 7 entlang der Linie VI-VI gemäß Figur 4 gezeigt.

Betrachtet man die Figur 7, so zeigt diese einen Querschnitt entlang der Ebene I gemäß der Figuren 4 und 5. Deutlich ist erkennbar, daß der Kern 8 ein elliptisches Querschnittsprofil aufweist, und daß das Gesamtprofil einem Rechteck angenähert ist, wobei die ebene Oberseite 12 und die ebene Unterseite 13 vorliegt und konvexe Seitenflächen 14 und 15 ausgebildet sind.

Die Figur 8 zeigt einen Längsschnitt im Bereich der Ebene II der Figur 6. Die Figur 9 zeigt einen Längsschnitt in der Ebene III gemäß Figur 6. Es ist jeweils erkennbar, daß der Kern eine ideale Form mit runden Übergängen aufweist; zackige oder auch mehrspitzige Gebilde, wie sie bei Elektroden des Standes der Technik als Kerngestalt auftreten, sind

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aufgrund des erfindungsgemäßen Vorgehens nicht gegeben.

Die erfindungsgemäße Verbund-Masse-Elektrode kann somit sehr rationell mittels nur eines einzigen Fließpreßvorganges aus beispielsweise einer Kupfer-/Nickel-Platine als Ausgangsteil hergestellt werden. Bei dem genannten Fließpreßverfahren wird das gewünschte Profil hergestellt. Da nur ein einziger Fließpreßvorgang erfolgt, liegt quasi ein Fertigfließpressen vor. Die so hergestellte Elektrode wird -gemäß ihrer Ausgestaltung der Figur 2- anschließend weichgeglüht und dann weiterverarbeitet, nämlich abgeschert, das heißt, Entfernen des Kopfes 10 und gegebenenfalls auch eines Teils des freien Endbereichs 11. Es erfolgt dann das Aufschweißen auf das Zündkerzengehäuse.

Erfindungsgemäß ist der profilierte Körper der Elektrode somit in nur einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Es liegt eine gleichmäßige Wanddicke des Mantels bei idealer Profilausbildung vor. Ferner ist eine sehr hohe Herstellgenauigkeit und eine extreme Fertigungssicherheit gegeben. Es liegt aufgrund der alleinig durchgeführten Fließpressung eine sehr gleichmäßige Kernverteilung, insbesondere Kupferverteilung, vor mit einem sehr großen Anteil an dem ersten, besonders hochwärmeleitenden Material, vorzugsweise Kupfer, vor. Da das Fließpressen in einer Matrize erfolgt, ist ein gleichmäßiges Profil bei gleichmäßiger Mantelwanddicke gewährleistet, da nicht -wie im Stand der Technik- nach der Ummantelung des Kerns ein Flachprägen erfolgt, ohne

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daß hierbei das Werkstück in einem Werkzeug allseits umschlossen ist.

Claims

R. 26317 24.8.1993 Di ROBERT BOSCH GMBH; 704 ^ STUTTGART Schutzansprüche

1. Fließgepreßte, als Verbundkörper ausgebildete Elektrode, insbesondere Elektrode für eine Zündkerze, vorzugsweise Masse-Elektrode der Zündkerze, mit einem vorzugsweise etwa einer Rechteckform angenäherten Elektroden-Querschnittsprofil sowie mit einem Kern aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material und einem durch einem Umformvorgang aufgebrachten Mantel aus einem zweiten, elektrisch leitfähigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verbundkörper (16) der Mantel (9) mittels ein und demselben Fließpreßvorgang unter gleichzeitig dabei erfolgender Formgebung des Kerns (8) und ebenfalls gleichzeitig dabei erfolgender Ausbildung des Elektroden-Querschnittsprofils auf den Kern (8) angeordnet ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material (5) eine höhere elektrische Leitfähigkeit als das zweite Material (6) aufweist.

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3. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material (6) korrosionsbeständig ist.

4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material (6) abbrandbestandig ist.

5. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material (5) eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt.

6. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material (5) Kupfer (Cu) ist.

7. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material (6) Nickel (Ni) ist.

8. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen nach dem Fließpressen weichgeglühten Verbundkörper (16).

9. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen aus zwei, aus dem ersten und aus dem zweiten Material (5, 6) bestehenden Ausgangskörpern (1, 2) , insbesondere Ronden (3, 4) umgeformten Verbundkörpern (16).

10. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) ebenfalls einen etwa rechteckförmiges, vorzugsweise etwa ellipsenförmiges, Querschnittsprofil aufweist.

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11. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) sich nur über eine Elektroden-Teillänge derart erstreckt, daß der Mantel (9) im kernfreien Bereich in ein Vollprofil übergeht.

12. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ebene Oberseite (12) und eine ebene Unterseite (13) aufweist.

13. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie quer zu ihrer Längserstreckung konvex verlaufende Seitenflächen (14, 15) aufweist.

14. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- beziehungsweise Unterseite (12, 13) in die ihr zugeordnete Seitenfläche (14, 15) unter Ausbildung eines Radius' (r) übergeht.