EP1265328B1 - Zündkerze einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1265328B1
EP1265328B1 EP02010192A EP02010192A EP1265328B1 EP 1265328 B1 EP1265328 B1 EP 1265328B1 EP 02010192 A EP02010192 A EP 02010192A EP 02010192 A EP02010192 A EP 02010192A EP 1265328 B1 EP1265328 B1 EP 1265328B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spark plug
set forth
housing
welded
insulator body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02010192A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1265328A1 (de
Inventor
Christoph Egger
Christian Francesconi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Jenbacher GmbH and Co OHG filed Critical GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Publication of EP1265328A1 publication Critical patent/EP1265328A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1265328B1 publication Critical patent/EP1265328B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug of an internal combustion engine, in particular for use in gasoline engines, with an insulator body, with at least one fixed ground electrode support assembly and with at least a fixed center electrode carrier, wherein at least one housing upper part and a housing lower part having spark plug housing the insulator body at least partially surrounds, wherein at least the combustion chamber side of the Insulator body of the lower housing part together with the upper housing part pressure-resistant, preferably completely, is included.
  • spark plugs for industrial gas engines are in many cases products derived from the automotive industry and by corresponding improvements for preferential use in industrial gas engines were adjusted.
  • These candles usually have a fixed cylindrical Center electrode, which is provided with a noble metal pin.
  • At the fixed Ground electrodes become both the hook electrode and two to four laterally mounted electrode fingers used.
  • Such ground electrodes can also be provided with a precious metal plate.
  • Spark plugs of this type are made EP 0834973 A2, EP 0859436 A1, EP 1049222 A1, DE 19641856 A1 and from the WO 95/25372 known. Spark plugs with multi-part spark plug housings are e.g. out GB 156,087 A or US 6,152,095 A.
  • spark plugs A major disadvantage This known in the prior art spark plugs is that their compressive strength is not sufficiently well trained for a permanent operation. So It often happens with spark plugs according to the prior art for unintentional Squeezing the insulator body or the base center electrode. happens this in operating conditions in which a high internal pressure in the cylinder of the internal combustion engine prevails, it may in the prior art to an explosive Imposition of insulator body and / or base center electrode come under what also pose a threat to the operating staff present.
  • the object of the invention is therefore to avoid the disadvantages listed above and a particularly flameproof, but also easy to manufacture spark plug available to deliver.
  • the individual parts can be very pressure resistant manufactured, then pushed onto the insulator body and by welding be assembled in such a way that a very pressure-resistant spark plug arises. Following welding occurs when cooling the spark plug housing a shrinkage process, which leads to a further bias.
  • the conveniently provided seals between Insulator body and spark plug housing additionally pressurized, thereby a particularly good seal is achieved.
  • the composite comprises housing lower part and Housing upper part of the insulator body of the spark plug in such a way that an unwanted Extruding the insulator body or the base center electrode from the spark plug housing effectively prevented.
  • housing lower and upper part refer to the normal installation position of a spark plug, in which the Lower part of the housing towards the combustion chamber and the upper part of the housing pointing upwards in the direction of the spark plug connector.
  • connection of the individual parts of the spark plug housing it is particularly favorable that these in their contact area before welding pushed together and / or optionally additionally pressed.
  • connection in the contact area between the individual parts of the Spark plug housing is made a particularly flameproof spark plug.
  • the individual parts of the Spark plug housing made of electrically conductive material and / or the Connections of the individual parts of the spark plug housing in their respective Contact area are formed conductive. This allows the spark plug as electrically conductive connector between at least one ground electrode and the cylinder or engine block are used.
  • the compressive strength of the spark plug is particularly preferred Embodiments further reinforced by the fact that the insulator body at least one preferably extending over its entire circumference bead which preferably has at least one contact area of at least two Housing parts, is arranged, with the welding offers on the bead.
  • the Designation Ground electrode carrier assembly refers to a Arrangement of at least one ground electrode carrier on which in turn at least one ground electrode is arranged.
  • the ground electrode support assembly preferably four perpendicular to each other, flat, preferably after having pointing inside, ground electrodes.
  • at least a ground electrode and / or at least one ground electrode support assembly welded to at least a portion of the spark plug housing and / or is integrated in at least part of the spark plug housing.
  • center electrode carrier in the counterpart to the ground electrodes and the ground electrode support assembly specially designed center electrode carrier is special favorable, that at least one, preferably four, arranged perpendicular to each other - planar - preferably outwardly facing - center electrode (s) on the central electrode support is arranged (are).
  • the center electrode carrier as also the ground electrode carrier arrangement one or more individual electrode carrier and electrodes. It is particularly favorable that the electrodes of the Center electrode carrier and the ground electrode carrier assembly in pairs plane-parallel opposite an insulating air gap between each other are arranged. By such an arrangement is a very good and reliable ignition of the fuel-air mixture as well as a long time Life of the flameproof spark plug reached.
  • a particularly pressure-resistant variant is achieved in that the center electrode carrier is shouldered on the insulator body and / or the Base center electrode surrounds and / or with the base center electrode preferably completely welded. This is mainly an unwanted expressions of Base center electrode from the spark plug prevented.
  • the edge length of the center electrodes and / or the Ground electrodes greater than 4 mm, preferably greater than 6 mm.
  • Another Improving the life of the electrodes is achieved in that the Electrodes of the center electrode support assembly a coating of precious metal and / or precious metal platelets.
  • a spark plug For producing such a spark plug provides a favorable method that the individually manufactured housing parts of the spark plug housing, via a standard standard insulator body pushed and / or pushed over each other and welded.
  • a standard insulator body for the production a spark plug according to the invention can be used, which the production costs significantly reduced for such a spark plug.
  • the housing parts be welded together by laser. It is particularly favorable about it
  • the center electrode carrier made in advance, flush on a Base center electrode of the insulator body pushed to the insulator base and is welded.
  • ground electrode carrier assembly with at least a portion of the spark plug housing welded or integrated in at least part of the spark plug housing is manufactured and that for welding a pulsed and / or continuously working laser welding process and / or electron beam welding process and / or plasma welding and / or high vacuum soldering and / or Electrode beam welding process and / or plasma welding process and / or high vacuum soldering and / or resistance welding technique becomes.
  • spark plug according to the invention is on a standard insulator body like him used commercially by various spark plug manufacturers is resorted to.
  • This insulator body 1 (usually made of ceramic) is under double-sided supplement a seal 2 inserted into a spark plug housing upper part 3.
  • the Spark plug housing lower part 4 is also pushed onto the insulator body 1.
  • upper and lower part 4 are preferably in Area of Isolatorwulst 15 pressed together. Being in the pre-stressed state the housing parts welded together by means of laser 5.
  • the upper housing 3 can be designed very stable pressure. A motor pressure conditional expressions of the insulator body 1 is thus prevented.
  • the welding process in the contact region 5 on the biased housing 3 are the housing components permanently biased and thus it comes to a seal between housing 3.4 - seal 2 and insulator body. 1
  • housing top and bottom 3,4 can weldable structural steels, Stainless steels and their alloys but also nickel-based alloys or Brass alloys are used.
  • the advantage of the brass housing is in the better heat dissipation.
  • Due to the selected bivalve shape of the housing can be a very compact High pressure candle with eg M18 x 1.5 thread 13 are made.
  • ground electrode carrier arrangement 6 can be provided on the motor side be applied.
  • a ground electrode support assembly 6 from Inco Alloy 600 (WNr 2.4816) welded by laser to the housing in area 7.
  • WNr 2.4816 nickel base alloys or High-temperature stainless steels are used.
  • ground electrode carrier arrangement 6 could also be made in one piece be made as an integral part of the housing base 4.
  • This construction makes it possible in relation to the compact Total component size to produce very long electrode erosion edges. It will be on the ground electrode support assembly noble metal plate 9 with an edge length greater than 4.0 mm used.
  • the edge length of the ground electrode 9 is 6.25 mm.
  • ground electrodes 9 come platelets with dimensions of 6.25 x 1.6 x 0.5 mm (other dimensions may be used).
  • Noble metal may e.g. Pt Rh alloys (90/10, 95/5, 80/20, 75/25) used become.
  • the welding process can be pulsed lasers, continuous lasers (CW lasers) , Electron beam welding or vacuum and Hochvakuumlötvon and plasma welding or Resistance welding technology can be used.
  • the base center electrode 12 of the insulator body 1 is provided with a Center electrode carrier 10 welded in the area 11.
  • the center electrode carrier 10 is placed on the base center electrode 12 pushed until it rests flush on the insulator base 14. In this position he will be with the base center electrode in the region 11 welded.
  • the Center electrode support 10 and the base center electrode 12 high pressure safe.
  • On Squeezing out of the insulator base of the base center electrode due to the Motor pressure is not possible since the welded to the base center electrode 12 Center electrode support 10 is shouldered 14 on 14 insulator base.
  • the Welded joint 11 between electrode carrier and electrode is through the Welding made with a pulsed laser. However, it can also be one continuous laser (CW laser), the electron beam welding process, a Soldering or resistance welding technology can be used.
  • the weld 11 may be along the entire length of the base center electrode 12 take place from the outside so by the center electrode carrier 10 on the Base center electrode 12 is welded through. It can be one or more Spot welds and one or more weld seams which in the Longitudinal axis if necessary several times on the circumference or radially if necessary several times on Scope can be arranged.
  • the center electrode carrier 10 is designed so that it has a good mixture accessibility allows.
  • the inventive design is an easy readjustment possible.
  • the center electrode carrier is designed so that center electrodes 8 with a Length greater than 4 mm can be welded. In the concrete invention the edge length of the center electrode 8 is 6, 25 mm.
  • the center electrode carrier 10 is designed with 4 separate electrode fingers on which precious metal electrodes are welded as center electrodes 8.
  • the center electrode arrangement 10 are provided with noble metal platelets as center electrodes 8 These are laser-sided or on both sides with the carrier welded. The weld is mounted so that at the electrode sides of the Gap is closed. That means between precious metal plates and Electrode carrier fingers, there is no open gap (or opening) through which Gas can enter.
  • Niobium nitride As a center electrode carrier material Inco Alloy 600 (WNr. 2.4816). As alternatives, other nickel-based alloys may also be used or high-temperature stainless steels are used.
  • center electrodes 8 come platelets with dimensions of 6.25 x 2.0 x 0.5 mm (other dimensions may be used).
  • Noble metal may e.g. Pt Rh alloys (90/10, 95/5, 80/20, 75/25) used become.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze einer Brennkraftmaschine, insbesondere für den Einsatz bei Ottogasmotoren, mit einem Isolatorkörper, mit mindestens einer feststehenden Masseelektrodenträgeranordnung und mit-mindestens einem feststehenden Mittelelektrodenträger, wobei ein zumindest ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil aufweisendes Zündkerzengehäuse den Isolatorkörper zumindest teilweise umgibt, wobei zumindest der brennkammerseitige Teil des Isolatorkörpers von dem Gehäuseunterteil gemeinsam mit dem Gehäuseoberteil druckfest, vorzugsweise vollständig, umfaßt ist.
Bei den derzeit verfügbaren Zündkerzen für Industriegasmotoren handelt es sich vielfach um Produkte, welche aus der Automobilindustrie abgeleitet wurden und durch entsprechende Verbesserungen für den vorzugsweisen Einsatz in Industriegasmotoren angepaßt wurden. Diese Kerzen weisen in der Regel eine feststehende zylindrische Mittelelektrode auf, welche mit einem Edelmetallpin versehen ist. Bei den feststehenden Masseelektroden werden sowohl die Hakenelektrode als auch zwei bis vier seitlich angebrachte Elektrodenfinger eingesetzt. Derartige Masseelektroden können ebenfalls mit einem Edelmetallplättchen versehen sein. Zündkerzen dieser Art sind aus der EP 0834973 A2, EP 0859436 A1, EP 1049222 A1, DE 19641856 A1 sowie aus der WO 95/25372 bekannt. Zündkerzen mit mehrteiligen Zündkerzengehäuse sind z.B. aus der GB 156,087 A oder aus der US 6,152,095 A bekannt. Ein wesentlicher Nachteil dieser beim Stand der Technik bekannten Zündkerzen besteht darin, daß ihre Druckfestigkeit für einen dauerhaften Betrieb nicht ausreichend gut ausgebildet ist. So kommt es des öfteren bei Zündkerzen gemäß dem Stand der Technik zum unbeabsichtigten Auspressen des Isolatorkörpers oder der Basismittelelektrode. Passiert dies bei Betriebszuständen in denen ein hoher Innendruck im Zylinder der Brennkraftmaschine vorherrscht, so kann es beim Stand der Technik zu einem explosionsartigen Ausschießen von Isolatorkörper und/oder Basismittelelektrode kommen, was unter anderem auch eine Gefährdung des anwesenden Betriebspersonals darstellen kann.
In der US 5,918,571 wie auch in der GB 22 49 345 A ist jeweils eine Zündkerze gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 gezeigt, bei der ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil den Isolatorkörper umfassen. Im genannten US-Patent weisen Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil einen Überlappungsbereich auf, in dem sie miteinander verpreßt sind. Durch diese Maßnahme wird zwar eine gewisse Druckfestigkeit erreicht. Bei den vor allem bei Industriegasmotoren auftretenden Spitzendrücken im Verbrennungsraum reicht diese jedoch noch nicht aus. In der GB 22 49 345 A wird alternativ vorgeschlagen, die Gehäuseteile miteinander zu verschrauben. Beim Verschrauben ist es jedoch schwierig, immer dieselbe Vorspannung zu erreichen. Dies birgt die Gefahr, daß die Dichtungen zwischen den Gehäuseteilen und dem Isolatorkörper nicht optimal abdichten und es dadurch zum Gasaustritt aus der Zündkerze kommt. Darüber hinaus benötigt eine Verschraubung ausreichende Wandstärken von Gehäuseoberteil und Unterteil, in die die Gewinde eingeschnitten werden können. Dies führt zu dem Nachteil, daß diese relativ breiten Zündkerzen einen erhöhten Platzbedarf haben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben aufgeführten Nachteile zu vermeiden und eine besonders druckfeste, aber auch einfach zu fertigende Zündkerze zur Verfügung zu stellen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verschweißt sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Zündkerzengehäuses mit einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil können die einzelnen Teile sehr druckfest gefertigt, anschließend auf den Isolatorkörper aufgeschoben und mittels Verschweißen in der Weise zusammengefügt werden, daß eine sehr druckfeste Zündkerze entsteht. Im Anschluß an das Verschweißen tritt beim Abkühlen des Zündkerzengehäuses ein Schrumpfungsprozeß auf, welcher zu einer weiteren Vorspannung führt. Hierdurch werden die günstigerweise vorgesehenen Dichtungen zwischen Isolatorkörper und Zündkerzengehäuse zusätzlich mit Druck beaufschlagt, wodurch eine besonders gute Abdichtung erreicht wird.
Bei der so gefertigten Zündkerze umfaßt der Verbund aus Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil den Isolatorkörper der Zündkerze in der Weise, daß ein ungewolltes Auspressen des Isolatorkörpers oder der Basismittelelektrode aus dem Zündkerzengehäuse wirksam verhindert wird. Die Bezeichnungen Gehäuseunter- und -oberteil beziehen sich auf die normale Einbaulage einer Zündkerze, bei der der Gehäuseunterteil nach unten in Richtung Brennkammer und der Gehäuseoberteil nach oben in Richtung des Zündkerzensteckers zeigt.
Bezüglich der Verbindung der einzelnen Teile des Zündkerzengehäuses ist es besonders günstig, daß diese in ihrem Kontaktbereich vor dem Verschweißen übereinandergeschoben und/oder optional zusätzlich verpreßt sind. Durch diese Art der Verbindung im Kontaktbereich zwischen den einzelnen Teilen des Zündkerzengehäuses wird eine besonders druckfeste Zündkerze hergestellt.
Zur Befestigung der Zündkerze im Zylinder ist es besonders günstig, daß mindestens ein Teil des Zündkerzengehäuses ein Gewinde zum Einschrauben in einen Zylinderkopf aufweist.
Günstige Ausführungsformen sehen vor, daß die einzelnen Teile des Zündkerzengehäuses aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt und/oder die Verbindungen der einzelnen Teile des Zündkerzengehäuses in ihrem jeweiligen Kontaktbereich leitfähig ausgebildet sind. Hierdurch kann das Zündkerzengehäuse als elektrisch leitendes Verbindungsstück zwischen mindestens einer Masseelektrode und dem Zylinder bzw. Motorblock verwendet werden.
Die Druckfestigkeit der Zündkerze wird in besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen des weiteren dadurch verstärkt, daß der Isolatorkörper mindestens eine vorzugsweise sich über seinen gesamten Umfang erstreckende Wulst aufweist, die vorzugsweise in mindestens einem Kontaktbereich von mindestens zwei Gehäuseteilen, angeordnet ist, wobei sich das Verschweißen auf der Wulst anbietet.
Günstige Ausführungsvarianten des mehrteilig aufgebauten und elektrisch leitenden Zündkerzengehäuses sehen vor, daß die Masselektrodenträgeranordnung am Zündkerzengehäuse angeordnet ist und mindestens eine Masseelektrode aufweist. Die Bezeichnung Masseelektrodenträgeranordnung bezieht sich hierbei auf eine Anordnung von mindestens einem Masseelektrodenträger an welchem wiederum mindestens eine Masseelektrode angeordnet ist.
Zur Gewährleistung einer langen Lebensdauer der Zündkerze sehen einzelne bevorzugte Ausführungsbeispiele vor, daß die Masseelektrodenträgeranordnung, vorzugsweise vier senkrecht zueinander angeordnete, flächige, vorzugsweise nach innen weisende, Masseelektroden aufweist. Hierbei ist es wiederum günstig, daß mindestens eine Masseelektrode und/oder mindestens eine Masseelektrodenträgeranordnung mit mindestens einem Teil des Zündkerzengehäuses verschweißt und/oder in mindestens einen Teil des Zündkerzengehäuses integriert ist.
Bei dem als Gegenstück zu den Masseelektroden und der Masseelektrodenträgeranordnung ausgebildeten Mittelelektrodenträger ist es besonders günstig, daß mindestens eine, vorzugsweise vier, senkrecht zueinander angeordnete - flächige - vorzugsweise nach außen weisende - Mittelelektrode(n) am Mittelelektrodenträger angeordnet ist (sind). Hierbei kann der Mittelelektrodenträger wie auch die Masseelektrodenträgeranordnung einen oder mehrere Einzelelektrodenträger sowie Elektroden aufweisen. Besonders günstig ist, daß die Elektroden des Mittelelektrodenträgers und der Masseelektrodenträgeranordnung jeweils paarweise planparallel gegenüberliegend einen isolierenden Luftspalt zwischen einander aufweisend angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung wird eine sehr gute und zuverlässige Zündung des Brennstoff-Luftgemisches sowie auch eine lange Lebensdauer der druckfesten Zündkerze erreicht.
Eine besonders druckfeste Variante wird dadurch erreicht, daß der Mittelelektrodenträger auf dem Isolatorkörper geschultert ist und/oder die Basismittelelektrode umgibt und/oder mit der Basismittelelektrode vorzugsweise vollständig verschweißt ist. Hierdurch wird vor allem ein ungewolltes Ausdrücken der Basismittelelektrode aus der Zündkerze verhindert.
Im Sinne einer langen Lebensdauer der Zündkerze sehen besonders günstige Ausführungsvarianten vor, daß die Kantenlänge der Mittelelektroden und/oder der Masseelektroden größer 4 mm, vorzugsweise größer 6 mm, ist. Eine weitere Verbesserung der Lebensdauer der Elektroden wird dadurch erreicht, daß die Elektroden des Mittelelektrodenträgeranordnung eine Beschichtung aus Edelmetall und/oder Edelmetallplättchen aufweisen.
Zur Herstellung einer solchen Zündkerze sieht ein günstiges Verfahren vor, daß die einzelnen Gehäuseteile des Zündkerzengehäuses einzeln gefertigt, über einen handelsüblichen Standardisolatorkörper geschoben und/oder übereinander geschoben und verschweißt werden. Hierdurch kann ein Standardisolatorkörper zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zündkerzen verwendet werden, was die Produktionskosten für solche Zündkerze deutlich senkt. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Gehäuseteile mittels Laser miteinander verschweißt werden. Besonders günstig ist es darüber hinaus, daß der Mittelelektrodenträger vorab gefertigt, bündig auf eine Basismittelelektrode des Isolatorkörpers bis zum Isolatorsockel aufgeschoben und verschweißt wird.
Weitere günstige Ausführungsformen sehen vor, daß die Masseelektrodenträgeranordnung mit mindestens einem Teil des Zündkerzengehäuses verschweißt oder integriert in mindestens einem Teil des Zündkerzengehäuses gefertigt wird und daß zum Schweißen ein gepulstes und/oder kontinuierlich arbeitendes Laserschweißverfahren und/oder Elektrodenstrahlschweißverfahren und/oder Plasmaschweißverfahren und/oder Hochvakuumlötverfahren und/oder Elektrodenstrahlschweißverfahren und/oder Plasmaschweißverfahren und/oder Hochvakuumlötverfahren und/oder Widerstandsschweißtechnik angewendet wird.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
  • Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Zündkerze.
    • Bei der erfindungsgemäßen Zündkerze wird auf einen Standardisolatorkörper wie er handelsüblich von diversen Zündkerzenherstellern eingesetzt wird zurückgegriffen.
    Dieser Isolatorkörper 1 (meist aus Keramik gefertigt) wird unter beidseitiger Beilage einer Dichtung 2 in ein Zündkerzengehäuseoberteil 3 eingeschoben. Das Zündkerzengehäuseunterteil 4 wird ebenfalls auf den Isolatorkörper 1 geschoben. In einem weiteren Fertigungsschritt werden Ober- 3 und Unterteil 4 vorzugsweise im Bereich der Isolatorwulst 15 miteinander verpresst. Im vorgespannten Zustand werden die Gehäuseteile mittels Laser miteinander verschweißt 5 .
    Durch diese Bauweise kann das Obergehäuse 3 sehr druckstabil ausgelegt werden. Ein Motordruck bedingtes Ausdrücken des Isolatorkörpers 1 wird somit unterbunden. Durch den Schweißprozeß im Kontaktbereich 5 am vorgespannten Gehäuse 3 werden die Gehäusebauteile dauerhaft vorgespannt und es kommt somit zu einer Abdichtung zwischen Gehäuse 3,4 - Dichtung 2 und Isolatorkörper 1.
    Als Werkstoffe für Gehäuseober- und -unterteil 3,4 können schweißbare Baustähle, Edelstähle sowie deren Legierungen aber auch Nickelbasislegierungen oder Messinglegierungen zum Einsatz kommen. Der Vorteil des Messinggehäuses liegt in der besseren Wärmeableitung.
    Durch die gewählte zweischalige Form des Gehäuses kann eine sehr kompakte Hochdruckkerze mit zB M18 x 1,5 Gewinde 13 hergestellt werden.
    An den Gehäuseunterteil 4 kann motorseitig eine Masseelektrodenträgeranordnung 6 aufgebracht werden. Im konkreten Fall wird aus Gründen der Temperatur und Heißkorrosionsbeständigkeit ein Masseelektrodenträgeranordnung 6 aus Inco Alloy 600 (WNr 2.4816) mittels Laser mit dem Gehäuse im Bereich 7 verschweißt. Als Alternativen können ebenfalls andere Nickelbasislegierungen oder Hochtemperaturedelstähle zum Einsatz kommen. Der Masseelektrodenträgeranordnung 6 könnten gegebenenfalls auch in einem Stück also als integrierender Bestandteil des Gehäuseunterteils 4 gefertigt werden.
    Durch die Ausführung des Masseelektrodenträgeranordnung 6 mit 4 Elektrodenfingern ist für eine gute Gemischzugänglichkeit gesorgt.
    Die Masseelektrodenträgeranordnung 6 sind mit Edelmetallplättchen (= Masseelektroden 9) versehen, diese werden mittels Laser einseitig oder beidseitig mit dem Träger 6 verschweißt. Die Schweißung ist so angebracht, daß an den Elektrodenseiten der Spalt verschlossen wird. Das heißt zwischen Edelmetallplättchen und Elektrodenträgerfingern besteht kein offener Spalt (oder Öffnung) durch welche Gas eintreten können.
    Durch diese Konstruktion ist es möglich in Bezug auf die kompakte Gesamtbauteilgröße sehr lange Elektrodenabbrandkanten herzustellen. Es werden an der Masseelektrodenträgeranordnung Edelmetallplättchen 9 mit einer Kantenlänge größer 4,0 mm eingesetzt.
    Im konkreten Fall beträgt die Kantenlänge der Masseelektrode 9 6,25 mm.
    Bei den Masseelektroden 9 kommen Plättchen mit den Abmessungen 6,25 x 1,6 x 0,5 mm (es können auch andere Abmessungen eingesetzt werden) zum Einsatz. Als Edelmetall können z.B. Pt Rh Legierungen (90/10, 95/5, 80/20, 75/25) verwendet werden.
    Als Schweißverfahren können gepulste Laser, kontinuierlich arbeitende Laser (CW-Laser) , Elektronenstrahlschweißverfahren oder Vakuum- und Hochvakuumlötverfahren sowie das Plasmaschweißen oder die Widerstandsschweißtechnik eingesetzt werden.
    Die Basismittelelektrode 12 des Isolatorkörpers 1 wird mit einem Mittelelektrodenträger 10 im Bereich 11 verschweißt. Durch den Mittelelektrodenträger 10 kann in Abstimmung mit der Masseelektrodenträgeranordnung 6 die Funkenlage festgelegt werden. Der Mittelelektrodenträger 10 wird auf die Basismittelelektrode 12 aufgeschoben, bis er bündig am Isolatorsockel 14 aufliegt. In dieser Position wird er mit der Basismittelelektrode im Bereich 11 verschweißt. Durch diese Anordnung sind der Mittelelektrodenträger 10 und die Basismittelelektrode 12 hochdrucksicher. Ein Auspressen aus dem Isolatorsockel der Basismittelelektrode bedingt durch den Motordruck ist nicht möglich, da der mit der Basismittelelektrode 12 verschweißte Mittelelektrodenträger 10 am Isolatorsockel 14 geschultert 14 ist. Die Schweißverbindung 11 zwischen Elektrodenträger und Elektrode wird durch das Verschweißen mit einem gepulsten Laser hergestellt. Es kann jedoch ebenfalls ein kontinuierlich arbeitender Laser (CW-Laser), das Elektronenstrahlschweißverfahren, ein Lötverfahren oder die Widerstandsschweißtechnik eingesetzt werden.
    Die Schweißung 11 kann entlang der gesamten Länge der Basismittelelektrode 12 erfolgen wobei von außen also durch den Mittelelektrodenträger 10 auf die Basismittelelektrode 12 durchgeschweißt wird. Es können ein oder mehrere Punktschweißungen sowie ein oder mehrere Nahtschweißungen welche in der Längsachse bei Bedarf mehrfach am Umfang oder radial bei Bedarf mehrfach am Umfang angeordnet sein können.
    Der Mittelelektrodenträger 10 ist so ausgelegt, daß er eine gute Gemischzugänglichkeit ermöglicht. Durch die erfindungsgemäße Ausführung ist ein leichtes Nachstellen möglich. Der Mittelelektrodenträger ist so ausgelegt, daß Mittelelektroden 8 mit einer Länge von größer 4 mm aufgeschweißt werden können. Bei der konkreten Erfindung beträgt die Kantenlänge der Mittelelektrode 8 6, 25 mm. Der Mittelelektrodenträger 10 ist mit 4 gesonderten Elektrodenfingern ausgelegt, auf welchen Edelmetallelektroden als Mittelelektroden 8 aufgeschweißt sind.
    Die Mittelelektrodenanordnung 10 sind mit Edelmetallplättchen als Mittelelektroden 8 versehen, diese werden mittels Laser einseitig oder beidseitig mit dem Träger verschweißt. Die Schweißung ist so angebracht, daß an den Elektrodenseiten der Spalt verschlossen wird. Das heißt zwischen Edelmetallplättchen und Elektrodenträgerfingern besteht kein offener Spalt (oder Öffnung) durch welche Gas eintreten kann.
    Als Mittelelektrodenträgerwerkstoff kommt im konkreten Fall Inco Alloy 600 (WNr. 2.4816) zum Einsatz. Als Alternativen können ebenfalls andere Nickelbasislegierungen oder Hochtemperaturedelstähle zum Einsatz kommen.
    Bei den Mittelelektroden 8 kommen Plättchen mit den Abmessungen 6,25 x 2,0 x 0,5 mm (es können auch andere Abmessungen eingesetzt werden) zum Einsatz. Als Edelmetall können z.B. Pt Rh Legierungen (90/10, 95/5, 80/20, 75/25) verwendet werden.

    Claims (16)

    1. Zündkerze einer Brennkraftmaschine, insbesondere für den Einsatz bei Ottogasmotoren, mit einem Isolatorkörper (1), mit mindestens einer feststehenden Masseelektrodenträgeranordnung und mit mindestens einem feststehenden Mittelelektrodenträger, wobei ein zumindest ein Gehäuseoberteil (3) und ein Gehäuseunterteil (4) aufweisendes Zündkerzengehäuse den Isolatorkörper (1) zumindest teilweise umgibt, wobei zumindest der brennkammerseitige Teil des Isolatorkörpers (1) von dem Gehäuseunterteil (4) gemeinsam mit dem Gehäuseoberteil (3) druckfest, vorzugsweise vollständig, umfaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (3) und das Gehäuseunterteil (4) miteinander verschweißt sind.
    2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile (3,4) des Zündkerzengehäuses in ihrem Kontaktbereich (5) übereinandergeschoben sind.
    3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (3) und das Gehäuseunterteil (4) mittels Laser miteinander verschweißt sind.
    4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolatorkörper (1) mindestens eine, vorzugsweise sich über seinen gesamten Umfang erstreckende, Wulst (15) aufweist, die vorzugsweise in mindestens einem Kontaktbereich (5) von mindestens zwei Gehäuseteilen (3,4) angeordnet ist.
    5. Zündkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (3) und das Gehäuseunterteil (4) auf der Wulst (15) miteinander verschweißt sind.
    6. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Zündkerzengehäuses ein Gewinde (13) zum Einschrauben in einen Zylinderkopf aufweist.
    7. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile (3,4) des Zündkerzengehäuses aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt und/oder die Verbindungen der einzelnen Teile (3,4) des Zündkerzengehäuses in ihrem jeweiligen Kontaktbereich (5) leitfähig ausgebildet sind.
    8. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile (3,4) des Zündkerzengehäuses vorzugsweise jeweils mindestens eine Abdichtung (2) gegen den Isolatorkörper (1) aufweisen.
    9. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrodenträgeranordnung (6) am Zündkerzengehäuse angeordnet ist und mindestens eine Masseelektrode (9) aufweist.
    10. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrodenträgeranordnung (6), vorzugsweise vier senkrecht zueinander angeordnete, flächige, vorzugsweise nach innen weisende, Masseelektroden (9) aufweist.
    11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Masseelektrode (9) und/oder mindestens eine Masseelektrodenträgeranordnung (6) mit mindestens einem Teil (4) des Zündkerzengehäuses verschweißt und/oder in mindestens einen Teil (4) des Zündkerzengehäuses integriert ist.
    12. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, vorzugsweise vier, senkrecht zueinander angeordnete - flächige - vorzugsweise nach außen weisende - Mittelelektroden (8) am Mittelelektrodenträger (10) angeordnet ist (sind).
    13. Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gehäuseteile (3,4) des Zündkerzengehäuses einzeln gefertigt, über einen handelsüblichen Standardisolatorkörper (1) geschoben und/oder übereinander geschoben und verschweißt werden.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (3, 4) mittels Laser miteinander verschweißt werden.
    15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelelektrodenträger (10) vorab gefertigt, bündig auf eine Basismittelelektrode (12) des Isolatorkörpers (1) bis zum Isolatorsockel (14) aufgeschoben und verschweißt wird.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrodenträgeranordnung (6) mit mindestens einem Teil (4) des Zündkerzengehäuses verschweißt oder integriert in mindestens einen Teil (4) des Zündkerzengehäuses gefertigt wird.
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