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DE2446929A1 - Zuendkerze - Google Patents

Zuendkerze

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Publication number
DE2446929A1
DE2446929A1 DE19742446929 DE2446929A DE2446929A1 DE 2446929 A1 DE2446929 A1 DE 2446929A1 DE 19742446929 DE19742446929 DE 19742446929 DE 2446929 A DE2446929 A DE 2446929A DE 2446929 A1 DE2446929 A1 DE 2446929A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
spark plug
spark
electrodes
mixture
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.)
Pending
Application number
DE19742446929
Other languages
English (en)
Inventor
Harry E Franks
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2446929A1 publication Critical patent/DE2446929A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/02Details
    • H01T13/16Means for dissipating heat
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Description

  • Zündkerze Priorität: 1.Oktober 1973, V.St.A., Nr. 402,485 Die Erfindung betrifft eine Zündkerze und bezieht sich insbesonderte auf Werkstoffe' zur Herstellung der Zündkerzenelektroden sowie der Zündkerzenkonfigurationen.
  • Bei den bekannten Zündkerzen sind verschiedene Probleme aufgetreten, welche die Lebensdauer der Zündkerze erheblich verringern und bei normaler Abnutzung einen verhältnismäßig häufigen Austausch erfordern. Eines dieser Probleme hängt mit der Carbonisierung zusammen sowie mit der Ablagerung von Blei, Bleioxid und anderen Verunreinigungen auf den Elektroden und um die Elektroden herum, wobei sich solche Ablagerungen im Laufe der wiederholten elektrischen Entladungen bilden. Derartige Erscheinungen verändern die Abmessungen des Funkenspaltes und vermindern die Wirksamkeit des Funkens bis zu dem Punkt, an welchem die Zündkerze entweder gereinigt oder ausgetauscht werden muß.
  • Weiterhin tragen derartige Erscheinizngen zu den Verunreinigungen bei, die von dem Explosionsmotor abgegeben werden, in welchem die Zündkerze verwendet wird.
  • Ein weiteres Problem ist die Erscheinung des Einfressens bzw. der Erosion sowie der aIlgemeinen physikalischen Beeinträchtigung der Elektroden nach einer bestimmten Betriebsdauer. Durch Erosion wird der wirksame Funkenspalt vergrößert, so daß dadurch das elektrische Potential erhöht wird, welches zur Entladung erforderlich ist. Dies führt zu schwachen Funken und schließlich zum Aussetzen der Funkenbildung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündkerze mit einer besonders hohen Lebensdauer zu schaffen. Weiterhin soll gemäß der Erfindung erreicht werden, daß eine Zündkerze geschaffen wird, die hinsichtlich der Funkenerosion und der physikalischen Beeinträchtigung besonders günstige Eigenschaften aufweist. Die erfindungsgemäße Zündkerze soll sich auch dadurch auszeichnen, daß sich während des Betriebes auf den Elektroden besonders geringe Ablagerungen bilden.
  • Hierzu sieht die Erfindung vor, daß eine Zündkerze geschaffen wird, deren Elektroden aus Legierungen bestehen, bei welchen allgemein die Funkenbildung gegenüber herkömmlichen Zündkerzen wesentlich verbessert ist. Bevorzugt bestehen die Elektroden aus einer Legierung aus etwa 60 % bis 99,9 % Wolfram, Vanadium, verarmtem Uran, Rhodium, Iridium oder Palladium sowie 0,1 % bis etwa 40 % Chrom, Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Nickel oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten besteht. Bessere Ergebnisse werden auch erreicht, wenn eine Elektrode verwendet wird, die aus etwa 60 % bis 99,9 % Nickel und 0,1 % bis etwa 40 % Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Chrom oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten besteht, und zwar in Kombination mit einem oder mehreren der letztgenannten vier Verbindungen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Kathode 0,1 bis etwa 40 % Bariumaluminat, während die Anode 0,1 bis etwa 40 % Chrom, Kupfer und/oder Nickel enthält.
  • Die Erfindung sieht auch verschiedene geometrische Elektrodenkonfigurationenlvor, bei denen im wesentlichen planare Funkenoberflächen sich parallel gegenüberstehen, um eine große Anzahl von alternativen Funkenwegen zu bilden. In einer bestimmten Konfiguration sind die Elektroden in ihrer Gesamtheit koaxial zueinander angeordnet, wobei die äußere Elektrode eine Vielzahl von auf Abstand zueinan er aangeeFrdneten Perforationen aufweist, welche die Turbulenz / m der Funkenkammer fördern und somit die Ausbreitung des Funkens in die Kammer, wobei weiterhin auch die Wärmeabfuhr günstig beeinflußt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest einige der Perforationen vom vorderen Ende der Elektrode aus nach hinten zurückgesetzt, um Gasströmungswege durch den Funkenspalt zu bilden, die allgemein koaxial zu der Zündkerze liegen. In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine wirtschaftlichere Verwendung der Materialien dadurch erreicht, daß allgemein langgestreckte zylindrische ElektrodenbefestigungsSlächen vorgesehen werden, wobei die Elektroden an den vorderen Enden der Befestigungsflächen als dünne Schichten aus Elektrodenmaterial aufgebracht werden. Die äußere Befestigungsfläche in dieser Ausführungsform weist eine Vielzahl von auf Abstand zueinander angeordneten Perforationen auf, welche Gasströmungswége darstellen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsfonrm ist derart ausgebildet, daß eine Elektrode als rineförmiges Element geformt ist, dessen vorderer Rand nach innen geneigt bzw. abgeschrägt ist, wobei vorzugsweise ein konisches Befestigungselement für die zweite Elektrode vorgesehen ist, welches eine Seitenwand aufweist, die allgemein parallel zu dem geneigten Rand der ersten Elektrode angeordnet ist. Die zweite Elektrode ist aus einer Schicht von Elektrodenmaterial gebildet, welche auf die Seitenwand des Befestigungselementes parallel in bezug auf den geneigten vorderen Rand der ersten Elektrode aufgebracht ist, wobei die axiale Stellung des Befestigungselementes vorzugsweise einstellbar ist, um den Funkenspalt einstellen zu können. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Befestigungsfläche oder Befestigungsbasis für die erste Elektrode vorhanden, welche einen Ring aufweist und weiterhin eine Vielzahl von biegbaren Fingern hat, die sich davon konisch nach vorne erstrecken. Die zweite Elektrode hat eine allgemein konische Befestigungsfläche, wobei eine Seitenwand allgemein parallel zu den Fingern angeordnet ist. Die Elektroden sind einander gegenüber auf einander gegenüber angeordneten Flächen der Finger und einer vorzugsweise konischen Befestigungsfläche aufgebracht, wobei die Einstellung der Abmessung dzs Funkenspaltes durch Biegung der Befestigungsfinger erleichtert wird.
  • Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Zündkerzen geschaffen, welche die oben beschriebenen Materialeigenschaften aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Elektroden dadurch hergestellt, daß zunächst eine Pulvermischung hergestellt wird rund diese zusammengepreßt und aufgeheizt wird, was vorzugsweise gleichzeitig geschieht, so daß die gewünschten Abmessungen und Dichten erreicht werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Elektrodenmaterialien in einem gasförmigen Plasma geschmolzen, welches dann auf ausgewählte Teile der Zündkerze aufgebracht wird, um diese Abschnitte mit einer Schicht aus Elektrodenmaterial zu beschichten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Zündkerze, welche nach der Erfindung ausgebildet ist, Fig. 2 bis 8 jeweils eine perspektivische Teilansicht verschiedener Elektrodenkonfigurationen gemäß der Erfindung, Fig. 9 und 10 Teilschnitte weiterer Elektrodenkonfigurationen und Fig.11 eine Draufsicht auf die in der Fig. 10 dargestellte Elektrodenkonfiguration.
  • In der Fig. 1 ist eine Zündkerze dargestellt, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Eine Klemme 2, die aus einem elektrisch leitenden Material besteht, ist in einem Körper 4 angeordnet, der aus einem nichtleitenden Material1 wie einem keramischen Material1 besteht. Die Klemme 2 ist mit einem (nicht dargestellten) Innenleiter verbunden, der sich in Längsrichtung durch den Körper 4 hindurcherstreckt und eine zylindrische Elektrode 6 an dem vorderen Ende der Zündkerze aufweist, welche als Anode dient. Die Elektrode 6 ist koaxial von einer äußeren Elektrode 8 eingeschlossen, wobei ein ringförmiger Funkenspalt 10 zwischen den zwei Elektroden ausgebildet ist. Die äußere Elektrode 8 ist elektrisch mit einem herkömmlichen, mit Gewinde versehenen Befestigungsschaft 12 verbunden, der zur Anbringung der Zündkerze in einem Zylinder dient und eine elektrische Erde darstellt.
  • Die einander gegenüber angeordneten ebenen Flächen 14 und 16 der Elektroden 6 und 8 sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wobei die äußere Elektrode 8 eine Vielzahl von Schlitzen 18 aufweist, die an ihren vorderen Enden offen sind, um eine radiale Gasströmung zwischen dem Funkenspalt 10 und dem Äußeren der Elektrode 8 zu ermöglichen.
  • Es hat sich gezeigt, daß eine beträchtlich verbesserte Leistungsfähigkeit und eine höhere Lebensdauer bei Zündkerzen der oben beschriebenen Art erreichbar sind, wenn die Elektroden aus bestimmten Legierungen hergestellt werden, welche aus Materialien bestehen, die aus zwei Gruppen ausgewählt sind.
  • Insbesondere bestehen die Elektroden in der erfindungsgemäßen Zündkerze aus Legierungen aus etwa 60 % bis 99,9 % Wolfram, Vanadium, verarmtem Uran, Rhodium, Iridium oder Palladium (Material der ersten Gruppe) sowie 0,1 % bis etwa 40 % Chrom, Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Nickel oder aus einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten (Material der zweiten Gruppe) . "verarmtes" Uran hat einen geringen Gehalt an U-235, beispielsweise etwa 0,23 %, im Gegensatz zu etwa 0,71 % in natürlichem Uran. Es fällt im allgemeinen als Nebenprodukt bei der Isotopentrennung durch Gasdiffusion an.
  • Es hat sich gezeigt, daß Elektroden, die aus den obengenannten Materialien hergestellt sind, bei längerem Gebrauch in wesentlich geringerem Ausmaß der Carbonisierung und der Erosion unterliegen und außerdem im Hinblick auf den erforderlichen Pegel zur Zündspannung sehr stabil sind. Eine etwas geringere, jedoch noch stark verbesserte Lebensdauer wird erreicht, wenn die Elektroden aus etwa 60 % bis 99,9 % Nickel sowie 0,1 % bis etwa 40 % Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Chrom oder aus einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten bestehen, und zwar in Verbindung mit einem oder mehreren der vier letztgenannten Materialien.
  • Es kann zweckmäßig sein, die zwei Elektroden für bestimmte Anwendungsfälle aus-verschiedenen Legierungeri herzustellen. Eine allgemein verbesserte Leistungsfähigkeit hat sich beispielsweise ergeben, wenn die äußere Kathodenelektrode 8 Bariumaluminat als Komponente aus der zweiten Gruppe enthält, während die innere Anodenelektrode 6 entweder Chrom, Kupfer, Nickel oder eine Kombination aus diesen Metallen enthält..
  • In einer Reihe von Untersuchungen, die an einem Satz von identischen Zündkerzen ausgeführt wurden, welche gemäß der Erfindung ausgebildet waren, und zwar mit der Konfiguration gemäß Fig. 1, wurden die Zündkerzen in einem ersten Kraftfahrzeug etwa 28 800 km gefahren und dann in ein zweites Kraftfahrzeug eingesetzt, in welchem sie zusätzlich etwa 22 200 km gefahren wurden. Die Elektroden bestanden aus jeweils 90 ß Wolfram, 7 % Kupfer und 3 ß Nickel. Die Zündkerzen wurden nach etwa 8 000 km und nach etwa 16 000 km in dem zweiten Kraftfahrzeug überprüft, einem Chevrolet, Baujahr 1968, mit einem abraum der Maschine von etwa 5700 cm3, der zu Beginn der Untersuchungen etwa 120 000 km Gefahren war. Eine sehr geringe Carbonisierung und physikalische Beeinträchtigung wurdc festgestellt, und es war keine Erhöhung der Zündspanrnrng erforderlich. Nach etwa 22 200 km in dem zweiten Kraftfahrzeug war mehr Carbonisierung erkennbar, während die Zündspannung stabil geblieben war.
  • Ein zweiter Satz von Zündkerzen hatte Elektroden, die aus etwa 75 ß Nickel, 15 % Chrom und 5 % Eisen, Rest Kupfer, bestanden. Sie wurden erfolgreich iiber eine Gesamtstrecke von etwa 48 000 km in verschiedenen Kraftfahrzeugen gefahren und zeigten nur gerinßre Anzeichen von Abnutzung am Ende dieser Prüfung.
  • Es ist anzunehmen, daß die geometrische Konfiguration der Elektroden bei den oben beschriebenen Zündkerzen ihre Lebensdauer unterstützt hat. Sollte ein Einpressen bzw. eine Erosion auftreten, so würde der Funkenweg zwischen dem ausgefressenen Teil der Elektrodenfläche und der gegenüberliegenden Elektrodenfläche in seiner Länge zunehmen. Dies dürfte dazu führen, daß die Funken in andere Bereiche der Elektroden verschoben werden, die nicht eingefressen sind, so daß dort kürzere Funkenwege vorhanden sind. Diese Verschiebung kann über lange Zeitperioden fortgesetzt werden, bevor der effektive Funkenweg zwischen den parallelen planaren Elektroden wesentlich vergrößert wird.
  • Die Fig. 2 bis 11 veranschaulichen verschiedene andere Elektrodenkonfigurationen, welche dazu verwendet werden können, die Funkenbildungseigenschaften zu fördern. Im allgemeinen wird bei diesen Ausführungsformen die Anordnung vorzugsweise derart getroffen, daß die mittlere Elektrode leicht gegenüber den äußeren Elektroden vorsteht, d.h. weiter von dem Haltekörper weg, so daß der Funke in die Verbrennungskammer hineingerichtet wird. Die verschiedenen Perforationen, die gemäß der nachfolgenden Beschreibung in der äußeren Elektrode vorgesehen werden, rufen eine Turbulenz in dem Gas im Bereich der Elektroden während der Funkenbildung hervor und unterstützen die Ausbreitung der Funken in die Verbrennungskammer. Die Perforationen steuern auch den Wärmepegel, bei welchem die Zündkerze arbeitet. Große, gleichmäßig verteilte Perforationen begünstigen den Wärmeverlust und bringen die Zündkerze dazu, daß sie kalt läuft, während kleine oder gar keine Perforationen zu einem heißen Betrieb führen. Die Bezugs zeichen aus der Fig. 1 werden auch in diesen Zeichnungen dazu verwendet, entsprechende Teile zu bezeichnen.
  • In der Fig. 2 sind zusätzlich zu den Schlitzen 18 in der äußeren Elektrode 8 eine Vielzahl von Schlitzen 20 in der äußeren Elektrode 8 vorhanden, und zwar nach hinten auf Abstand von dem vorderen Ende der Elektrode. Ein Gasströmungsweg, der im allgemeinen koaxial zu der Zündkerze angeordnet ist, wird dadurch von jedem Schlitz 20 durch den Funkenspalt 10 zu dem vorderen Ende der Zündkerze aufgebaut, um die Ausdehnung der Funken in die Brennkammer hinein zu verstärken.
  • In der Fig. 3 weist die äußere Elektrode 8 eine Vielzahl von nach hinten auf Abstand angeordneten Schlitzen 20 auf sowie eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 22, die zwischen den Schlitzen 20 verteilt sind. Die Öffnungen 22 dienen in erster Linie dazu, die Wärmeabfuhr von den Elektroden zu verbessern. Verschiedene andere Konfigurationen sind in den Fig. 4 bis 6 beschrieben und zeigen jeweils in der äußeren Elektrode 8 nur nach hinten auf Abstand angeordnete Schlitze 20, Schlitze 18 mit offenen Enden, nach hinten auf Abstand angeordnete Schlitze 20 und Öffnungen 22 sowie nur Öffnungen 22. In der Fig. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher die Verteilung der Gasströmung innerhalb des Funken spaltes dadurch gleichförmiger gestaltet ist, daß geneigte, nach hinten auf Abstand angeordnete Schlitze 24 vorgesehen sind, die sich in axialer Richtung der Zündkerze leicht überlappen.
  • Um die verhältnismäßig teuren Materialien wirtschaf-tlich einzusetzen, die für die erfindungsgemäßen Elektroden verwendet; werden, sind gemäß Fig. 8 Elektroden 26 und 28 als dünne Schichten von Elektrodenmaterial ausgebildet, deren Dicke in der Größenordnung von etwa 1,6 mm liegt und die durch Schweißung auf die vorderen Enden der elektrisch leitenden Befestigungsflächen 30 und 32 aufgebracht sind, welche aus einem billigen Material ie Stahl'bestehen. Die Elektrodenbefestigungsflächen 30 und 32 sind im allgemeinen zylindrisch ausgebildet und koaxial angeordnet, wobei sie sich vom Zündkerzenkörper aus erstrecken und durch einen Spalt voneinander getrennt sind, der wenigstens so breit ist wie der Funkenspalt 34, um die Funken auf die Elektroden 26 und 28 zu begrenzen. Die.äußere Befestigungsfläche 32 weist eine Vielzahl von Schlitzen 36 auf, um Gasströmungsdurchgänge zwischen dem äußeren der Haltefläche und dem Zwischenraum zu bilden, der zwischen den Befestigungsflächen 30 und 32 und benachbart zu dem Funkenspalt 34 liegt, so daß dadurch der Funkenweg gemäß der obigen Beschreibung gefördert wird.
  • Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, welche in der Fig. 9 dargestellt ist, weist ebenfalls den Vorteil der wirtschaftlichen Verwendung der Materialien auf, und zwar ebenso wie einen wünschenswerten Funkenweg und eine Funkenspalteinstellmöglichkeit. Die äußere Elektrode 38 ist auf einer hohlen zylindrischen Befestigungsfläche 40 angebracht, die eine Verlängerung des Zündkerzenkörpers aufweist und durch eine ringförmige Ausbildung gekennzeichnet ist, wobei ihr vorderer Rand 42 derart geneigt ist, daß er nach innen zu der Zündkerzenachse hin weist. Die andere Elektrode 44 aufweist eine Schicht aus Elektrodenmaterial auf, welches auf einer allgemein konischen Befestigungsfläche 46 abgelagert ist, wobei die äußere Seitenwand 48 dieser BefestigungsfTäche im allgemeinen parallel zu dem geneigten vorderen Rand 42 der Elektrode 38 steht. Die äußere Seite der Elektrode 44, die eine Fläche mit darauf abgelagertem Elektrodenmaterial aufweist, steht auch parallel zu dem geneigten Elektrodenrand 42, so daß dazwischen ein gleichförmiger Funkenspalt festgelegt ist. Die konische Befestigungsfläche 46 kann mit einer Einrichtung ausgestattet sein, weiche dazu dient, ihre Ausdehnung nach vorn gegenüber der Zündkerze einzustellen, so daß dadurch die Breite des Funkenspaltes einstellbar wird. Während gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sowohl die inner Befestigungsfläche 46 als auch der vordere Rand 47 der äußere Elektrode 38 im llinbiick auf eine vorteilhafte Funkendispersion bzw. Funkenverteilung allgemeinen in die Brennkammer hinein im / konisch geneigt sind, so können sie auch quer zu der Zündkerzenachse angeordnet sein.
  • Gemäß Fig. 10 und 11 weist eine Befestigungsfläche für eine äußere Elektrode einen elektrisch leitenden Ring 50 und eine Vielzahl von flachen, biegbaren Fingern 52 auf, die sich allgemein davon nach innen und nach vorne erstrecken. Die äußere Elektrode weist eine dünne Schicht 54 aus Elektrodenmaterial auf, die nicht geringer ist als etwa 0,025 min und nicht stärker als etwa 1,9 mm, während sie vorzugsweise im Bereich von etwa 0,075 mm bis etwa 0,13 mm liegt. Diese Schicht ist ringförmig auf die inneren Fingeroberflächen aufgebraucht, die dadurch vorbereitet wurden, daß jeglicher Schmutz und jegliches Fett zunächst entfernt und die Oberfläche durch Sandstrahlen gereinigt wurde. Eine Befestigungsfläche für die innere Elektrode weist ein kegelallgemeinen stumpfförmiges und im / konisches Element 56 auf, welches nach vorne konvergiert, wobei die innere Elektrode darauf als dünne ringförmige Schicht 58 aufgebracht ist, und zwar gegenüber von und parallel zu der äußeren Elektrode 54. Bei dieser Ausführungsform ist die Breite des Funkenspaltes 60 dadurch einstellbar, daß die Finger 52 entsprechend gebogen werden. Wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist vorzugsweise eine konische Konfiguration vorgesehen, die einander gegenüber angeordneten Elektrodenflachen können jedoch auch quer zu der Zündkerzenachse liegen.
  • Bei der Herstellung der oben beschriebenen Zündkerzen mischen sich die zur Herstellung der Elektroden verwendeten Metalllegierungen nicht leicht, wenn herkömmliche Begierungsschmelzverfahren angewandt werden, und ein Mahlen ist sehr teuer. Es hat sich gezeigt, daß Verfahren der Pulvermetallurgie vorteilhaft beim Herstellungsverfahren angewandt werden können, indem die Elektrodenmaterialien in pulverisierter Form vermischt werden, dann das Gemisch in Hochdruckpressen in die gewünschte Form gepreßt wird und die Stücke derart aufgeheizt werden,'daß das Material durch Sinterung die endgültige Härte und Dichte erreicht. Diese Schritte können nacheinander ausgeführt werden. Wenn die Masse beim Zusammenpressen gleichzeitig aufgeheizt wird, und zwar beispielsweise dadurch, daß ein starker Strom durch das Pulver hindurch geleitet wird, werden Probleme der Schrumpfung und der nicht gleichförmigen Formgebung vermieden, die dann auftreten, wenn das Pulver zunächst zusammengeprKe und anschließend aufgeheizt wird.
  • Weiterhin kann das gleichzeitige Zusammenpressen und Aufheizen mit beträchtlich geringerem Druck und niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden als notwendig wäre, wenn diese zwei Schritte nacheinander getrennt durchgeführt würden. Die fertiggestellten Elelçtroden werden starr an der übrigen Zündkerze angebracht, und zwar vorzugaveise dadurch, daß der obige Vorgang so durchgeführt wird, daß die Elektrodenpulver in enger Berührung mit der Zündkerze stehen.
  • Ein anderes Verfahren, das vorteilhafterweise angewandt werden kann, und zwar insbesondere für solche Elektroden, wie sie in den Fig. 9 bis 11 dargestellt sind, die nämlich als dünne Oberflächenschichten auf Trägerflächen aufgebracht werden, erfordert die Anwendung eines Plasma-Sprühverfahrens. Die Elektrodenmaterialien werden gemischt und in pulverisierter Form in ein inertes gasförmiges Plasma eingeführt, welches eine Temperatur bis zu 16 650 °C hat. Das Pulver wird geschmolzen und zusammen mit dem Plasma auf den gewünschten Bereich der Befestigungsfläche aufgesprüht bzw. aufgeblasen, wodurch dieser Bereich mit dem Elektrodenmaterial beschichtet wird. In einigen Fällen können die vorhandenen Elektroden herkömmlicher Zündkerzen als Befestigungsflächen verwendet werden.
  • Die Elektrodendicke wird durch die Rate gesteuert, mit welcher das pulverisier-te Material in entsprechender Dosierung in die Plasmasprüheinrichtung eingegeben wird, und weiterhin durch die Dauer des Vorganges.

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    Zündkerze, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Befestigungskörper und eine erste und eine zweite Elektrode vorgesehen sind, welche an dem Befestigungskörper angebracht und durch einen' Zwischenraum voneinander getrennt sind, der einen Funkenspalt darstellt, daß die erste und die zweite Elektrode jeweils aus Legierungen aus etwa 60 % bis 99,9 % Wolfram, Vanadium, verarmtem Uran, Rhodium, Iridium oder Palladium sowie 0,1 % bis etwa 40 % Chrom, Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Nickel oder aus einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten bestehen.
  2. 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Kathode aufweist und die zweite Elektrode eine Anode aufweist, daß die Kathode aus einer Legierung besteht, welche 0,1 % bis etwa 40 % Bariumaluminat enthält, und daß die Anode aus einer Legierung besteht, welche 0,1 % bis etwa 40 % Chrom, Kupfer oder Nickel oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Elemente enthält.
  3. 3. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die erste Elektrode und die zweite Elektrode in ihrer Gesamtheit koaxial zueinander angeordnet sind und einander jeweils zugewandte Oberflächen aufweisen, daß die Oberflächen im wesentlichen planar und parallel ausgebildet sind, um eine große Anzahl von abwechselnden Funkenwegen durch den Funkenspalt zu bilden, daß die äußere Elektrode eine Vielzahl von auf Abstand zueinander angeordneten Perforationen aufweist, welche Gasströmungswege zwischen dem Funkenspalt und dem Äußeren der äußeren Elektrode darstellen.
  4. 4. Zündkerze nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zumindest einige der Perforationen in der äußeren Elektrode von dem vorderen Ende der Elektrode aus zurückgesetzt angeordnet sind, so daß dadurch Gasströmungswege gebildet werden, die in ihrer Gesamtheit koaxial zudem Zündkerze durch den Funkenspalt zwischen dem vorderen Ende der Zündkerze und den rückwärtigen Perforationen angeordnet sind.
  5. 5. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Körper ein Paar von koaxialen und in ihrer Gesamtheit zylindrischen Elementen aufweist, welche Elektrodenbefestigungsflächen haben, daß sich die Elemente von dem Körper aus erstrecken und zumindest auf einem Abstand voneinander angeordnet sind, welcher der Breite des Funkenspaltes entspricht, daß die Elektroden eine dünne Schicht aus Elektrodenmaterial aufweisen, welches auf dem vorderen Ende von jeder der Befestigungsflächen aufgebracht ist, daß die äußere der Befestigungsflächen eine Vielzahl von auf Abstand voneinander angeordneten Perforationen aufweist, welche Gasströmungswege darstellen, die sich zwischen dem Raum, welcher die Befestigungsflächen im Bereich des Funkenspaltes trennt, und dem Äußeren der Befestigungsfläche erstrecken.
  6. 6. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die erste Elektrode ein ringförmiges Element aufweist, dessen vorderer Rand zumindest von der Zündkerzenachse weg konisch geneigt ist, daß eine Befestigungsfläche für die zweite Elektrode vorhanden ist, die ein Element aufweist, welches eine Seitenwand hat, die allgemein parallel zu dem vorderen Rand der ersten Elektrode angeordnet ist und eine Basis dafür darstellt, und daß die zweite Elektrode eine Schicht aus Elektrodenmaterial aufweist, welches parallel in bezug auf den geneigten vorderen Rand der ersten Elektrode entlang der Seitenwand des Elementes aufgebracht ist.
  7. 7. Zündkerze nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Ausdehnung des Elementes nach vorn gegenüber dem Zündkerzenkörper einstellbar ist, so daß dadurch die Breite des Funkenspaltes einstellbar ist.
  8. 8. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Körper eine Befestigungsbasis für die erste Elektrode aufweist, welche einen Ring und eine Vielzahl von biegbaren Fingern hat, die sich von dort aus allgemein nach vorn und nach innen erstrecken, und daß eine Befestigungsbasis für die zweite Elektrode vorhanden ist, welche ein Element aufweist, das zumindest konisch nach innen gegen die Zündkerzenachse geneigt ist und eine allgemein parallel zu den Fingern gerichtete Seitenwand hat, und daß die erste und die zweite Elektrode Schichten aus Elektrodenmaterial aufweisen, welche auf gegenüberliegenden Flächen der Finger und des Elementes aufgebracht sind, wodurch die Breite des Funkenspaltes durch entsprechende Biegung der Finger einstellbar ist.
  9. 9. Zündkerze, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Befestigungskörper und eine erste und eine zweite Elektrode vorgesehen sind, welche an dem Körper angebracht und durch einen Abstand voneinander getrennt sind, der einen Funkenspalt darstellt, daß zumindest eine der Elektroden aus einer Legierung aus etwa 60 96 bis 99;9 % Nickel sowie 0,1 % bis etwa 40 % Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Chrom oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten besteht, und zwar in Kombination mit einem oder mehreren der vier letztgenannten Materialien.
  10. lO. Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Pulvermischung aus Wolfram, Vanadium, verarmtem Uran, Rhodium, Iridium oder Palladium sowie äus Chrom, Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Nickel oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten im Mengenverhältnis von etwa 60 % bis 99,9 % erste Gruppe und 0,1 % bis etwa 40 % zweite Gruppe hergestellt wird, daß die erste und die zweite Pulvennischung jeweils zu einer ersten und zu einer zweiten Elektrode zusammengepreßt werden, daß die Gemische aufgeheizt werden, um die Elektroden in Massen von gewünschten Abmessungen und Dichten zusammenzusintern, und daß die Elektroden starr an einem Zündkerzenbefestigungskörper angebracht werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufheizungsvorgang gleichzeitig mit dem Vorgang des Zusammenpressens durchgeführt wird.
  12. 12. Verfahren zur Herstellung einer Zündkerze, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündkerzenkörper hergestellt wird, der einander gegenüber angeordnete Elektrodenbefestigungsflächen aufweist, daß für jede Elektrodenbefestigungsfläche ein Pulvergemisch aus etwa 60 % bis 99,9 % Wolfram, Vanadium, verarmtem Uran, Rhodium, Iridium oder Palladium sowie 0,1 % bis etwa 40 % Chrom, Kupfer, Bariumaluminat, Eisen, Thoriumoxid oder Nickel oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten geschmolzen wird, indem das Gemisch in ein gasförmiges Plasma eingebracht wird, und daß das Plasma und das geschmolzene Gemisch auf einen ausgewählten Abschnitt der Elektrodenbefastungsfläche aufgesprüht, aufgeblasen oder in ähnlicher Form aufgebracht wird, derart, daß dieser Abschnitt mit einer Schicht des Gemisches beschichtet wird.
    L e e r s e i t e
DE19742446929 1973-10-01 1974-10-01 Zuendkerze Pending DE2446929A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40248573A 1973-10-01 1973-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2446929A1 true DE2446929A1 (de) 1975-04-10

Family

ID=23592099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742446929 Pending DE2446929A1 (de) 1973-10-01 1974-10-01 Zuendkerze

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