ES2992082T3 - Spark plug electrode, spark plug and procedure for making a spark plug electrode - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un electrodo de bujía (2) con una base de electrodo (10) y una punta de electrodo (9) que comprende un núcleo de electrodo (11), una carcasa de electrodo (12) que rodea el núcleo de electrodo (11) y una zona de conexión (13) para conectar el electrodo de bujía (2) a otro componente de bujía, estando la zona de conexión (13) en la base de electrodo (10), y un material (17) de la zona de conexión (13) y un material (14) de la carcasa de electrodo (12) son diferentes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The invention relates to a spark plug electrode (2) with an electrode base (10) and an electrode tip (9) comprising an electrode core (11), an electrode housing (12) surrounding the electrode core (11) and a connection zone (13) for connecting the spark plug electrode (2) to another spark plug component, the connection zone (13) being on the electrode base (10), and a material (17) of the connection zone (13) and a material (14) of the electrode housing (12) being different. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Electrodo de bujía de encendido, bujía de encendido y procedimiento para fabricar un electrodo de bujía de encendido Spark plug electrode, spark plug and procedure for making a spark plug electrode
Estado de la técnica State of the art
La presente invención hace referencia a un electrodo de bujía de encendido con una capacidad de conexión mejorada con un componente de una bujía de encendido, así como a una bujía de encendido con electrodo de bujía de encendido conectado permanentemente de manera estable. Además, la presente invención también hace referencia a un procedimiento para fabricar un electrodo de bujía de encendido. The present invention relates to a spark plug electrode with an improved connection capability with a component of a spark plug, as well as to a spark plug with a spark plug electrode permanently connected in a stable manner. Furthermore, the present invention also relates to a method for manufacturing a spark plug electrode.
Para mejorar la conductividad térmica de un electrodo de bujía de encendido y, con ello, también la resistencia a la temperatura de la misma, un electrodo de bujía de encendido comprende un núcleo del electrodo con alta conductividad térmica y una cubierta del electrodo que rodea el núcleo del electrodo, donde el núcleo del electrodo, antes de la conexión con un componente de la bujía de encendido, se sitúa expuesto en la base del electrodo. El material de la cubierta del electrodo se selecciona en cuanto a una resistencia a la corrosión y una resistencia a la erosión elevadas. En esos electrodos de bujía de encendido convencionales, es desventajoso el hecho de que al conectar el electrodo de bujía de encendido con un componente de una bujía de encendido, lo que en general se realiza mediante un proceso de soldadura, se derrama hacia fuera material del núcleo del electrodo expuesto, que es térmicamente conductor en alto grado, y se transfiere hacia áreas circundantes del electrodo de bujía de encendido o de la bujía de encendido que debe conectarse al electrodo de bujía de encendido. In order to improve the thermal conductivity of a spark plug electrode and thus also its temperature resistance, a spark plug electrode comprises an electrode core with high thermal conductivity and an electrode cover surrounding the electrode core, the electrode core being exposed at the base of the electrode prior to connection to a spark plug component. The material of the electrode cover is selected for high corrosion resistance and erosion resistance. A disadvantage of these conventional spark plug electrodes is that when connecting the spark plug electrode to a spark plug component, which is generally done by a welding process, highly thermally conductive material from the exposed electrode core spills out and is transferred to surrounding areas of the spark plug electrode or the spark plug to be connected to the spark plug electrode.
Por la solicitud JP 2012099496 A se conocen un electrodo de bujía de encendido y un procedimiento para su fabricación. En la solicitud DE102014226215A1 se describe otro electrodo de bujía de encendido. A spark plug electrode and a method for its production are known from application JP 2012099496 A. Another spark plug electrode is described in application DE102014226215A1.
Descripción de la invención Description of the invention
El electrodo de bujía de encendido según la invención, según la reivindicación 1, en cambio, se caracteriza porque en la base del electrodo está proporcionada un área de conexión que impide un desprendimiento o un derrame de material hacia fuera, desde el electrodo de bujía de encendido, lo que conduce a una mejora de la capacidad de conexión con otro componente de una bujía de encendido, en particular mediante un procedimiento de unión térmico, como preferentemente soldadura. Para ello, se diferencian los materiales del área de conexión y de la cubierta del electrodo. Con ello, el área de conexión puede seleccionarse de manera específica en cuanto a una conexión con un componente de la bujía de encendido. Mediante el área de conexión se forma una clase de área de protección que contribuye a mantener la forma y la conformación del núcleo del electrodo durante la conexión con un componente de una bujía de encendido. De este modo, la conexión del electrodo de bujía de encendido con un componente de la bujía de encendido puede realizarse de manera sencilla, también inducida de forma térmica, sin que material del núcleo del electrodo que sale o se derrama hacia fuera ocasione fallos al formarse la unión de la base del electrodo con un componente de la bujía de encendido. El electrodo de bujía de encendido según la invención, con un núcleo del electrodo rodeado por una cubierta del electrodo, además de por una alta estabilidad frente a la corrosión y a la erosión, también se caracteriza por una muy buena capacidad de conexión con un componente de una bujía de encendido. The spark plug electrode according to the invention according to claim 1, on the other hand, is characterized in that a connection area is provided at the base of the electrode which prevents material from coming loose or leaking out of the spark plug electrode, which leads to an improvement in the connectability to another component of a spark plug, in particular by means of a thermal joining process, such as preferably welding. For this purpose, the materials of the connection area and the electrode cover are differentiated. The connection area can thus be selected specifically for a connection to a component of the spark plug. The connection area forms a kind of protective area which contributes to maintaining the shape and conformation of the electrode core during connection to a component of a spark plug. In this way, the connection of the spark plug electrode to a spark plug component can be achieved in a simple manner, even thermally induced, without any electrode core material escaping or leaking out and causing failures when forming the connection between the electrode base and a spark plug component. The spark plug electrode according to the invention, with an electrode core surrounded by an electrode cover, is characterised not only by high corrosion and erosion stability, but also by very good connectability to a spark plug component.
En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos preferentes de la invención. Preferred improvements of the invention are indicated in the dependent claims.
Para una mayor comprensión, en un ejemplo que sin embargo no pertenece a la invención, el área de conexión cubre el núcleo del electrodo en la base del electrodo al menos de forma parcial. Según la invención, el área de conexión cubre por completo el núcleo del electrodo en la base del electrodo. Gracias a esto puede prevenirse de manera especialmente eficiente un derrame, un desprendimiento o una transferencia de material del núcleo del electrodo. For the sake of clarity, in an example which is not part of the invention, the connection area covers the electrode core at the electrode base at least partially. According to the invention, the connection area completely covers the electrode core at the electrode base. This makes it possible to prevent leakage, detachment or transfer of material from the electrode core in a particularly efficient manner.
Para facilitar una unión del electrodo de bujía de encendido a un componente de una bujía de encendido, el área de conexión se extiende sobre un área lo más grande posible en la base del electrodo Según la invención, de este modo, el área de conexión no sólo cubre por completo el núcleo del electrodo, sino también la cubierta del electrodo en la base del electrodo. In order to facilitate a connection of the spark plug electrode to a component of a spark plug, the connection area extends over as large an area as possible at the base of the electrode. According to the invention, the connection area thus completely covers not only the electrode core, but also the electrode cover at the electrode base.
Para mejorar la resistencia a la corrosión y a la erosión del electrodo de bujía de encendido, el núcleo del electrodo en particular está formado de un material con alta conductividad térmica, que puede desviar rápidamente desde la punta del electrodo el elevado calor que se produce en el plasma de chispas, en la punta del electrodo durante la utilización, conforme a lo previsto, del electrodo de bujía de encendido. Según un perfeccionamiento ventajoso se prevé que el núcleo del electrodo se componga de cobre, plata, de una aleación de cobre, donde una proporción de cobre en la aleación de cobre es de al menos 90%en masa, o de una aleación de plata, donde una proporción de plata en la aleación de plata es de al menos 90 % en masa. Los metales plata y cobre no sólo presentan una conductividad térmica elevada, sino que también se caracterizan por una buena procesabilidad y asequibilidad a precios moderados. In order to improve the corrosion and erosion resistance of the spark plug electrode, the electrode core in particular is made of a material with high thermal conductivity, which can quickly dissipate the high heat generated in the spark plasma from the electrode tip to the electrode tip during intended use of the spark plug electrode. According to an advantageous development, the electrode core is made of copper, silver, a copper alloy, where the copper content in the copper alloy is at least 90% by mass, or a silver alloy, where the silver content in the silver alloy is at least 90% by mass. Silver and copper metals not only have high thermal conductivity, but are also characterized by good processability and are affordable.
Para lograr aumentar la resistencia a la corrosión del electrodo de bujía de encendido, el material de la cubierta del electrodo, preferentemente, está formado por una aleación base de níquel, con níquel como componente principal en % en masa. In order to achieve increased corrosion resistance of the spark plug electrode, the electrode cover material is preferably made of a nickel-based alloy, with nickel as the main component in mass %.
Una estabilización adicional del material de electrodo que entra en contacto con las chispas, de manera ventajosa, puede alcanzarse debido a que la aleación base de níquel del material de la cubierta del electrodo contiene cromo con una proporción de al menos 20 % en masa, en particular de al menos 25 % en masa. Según otro perfeccionamiento ventajoso, el material del área de conexión presenta una conductividad térmica en un rango de temperatura de 400 a 450 °C, que es más elevada que aquella del material de la cubierta del electrodo. Debido a esto en particular puede mejorarse una conexión inducida térmicamente con un componente de una bujía de encendido. An advantageous further stabilisation of the spark-contacting electrode material can be achieved by the nickel-based alloy of the electrode sheath material containing chromium in a proportion of at least 20% by mass, in particular at least 25% by mass. In a further advantageous development, the connection area material has a thermal conductivity in a temperature range of 400 to 450 °C which is higher than that of the electrode sheath material. This can in particular improve a thermally induced connection to a component of a spark plug.
Para prevenir de manera especialmente conveniente un derrame de material del núcleo del electrodo, de manera ventajosa, el material del área de conexión presenta además una mejor soldabilidad que aquella del material del núcleo del electrodo. Por una mejor "soldabilidad" del material del área de conexión se entiende que el material del área de conexión puede activarse térmicamente y, con ello, también puede alearse, con mayor facilidad, en comparación con aquél del núcleo del electrodo. De este modo puede formarse una costura de soldadura homogénea y estable sin que se produzca una modificación esencial en el núcleo del electrodo. En el sentido de la invención, soldabilidad significa además que el electrodo de bujía de encendido según la invención y un componente de la bujía de encendido pueden conectarse de forma reproducible con los procedimientos de unión disponibles, manteniendo las características requeridas con respecto a la geometría, la resistencia de la costura de soldadura, y evitando salpicaduras de soldadura. In order to prevent leakage of material from the electrode core in a particularly advantageous manner, the connection area material advantageously also has better weldability than that of the electrode core material. Better "weldability" of the connection area material is understood to mean that the connection area material can be thermally activated and thus also alloyed more easily compared to that of the electrode core. In this way, a homogeneous and stable weld seam can be formed without any significant change in the electrode core. In the sense of the invention, weldability also means that the spark plug electrode according to the invention and a spark plug component can be connected reproducibly using the available joining methods, while maintaining the required properties with respect to geometry, weld seam strength and avoiding weld spatter.
En otro perfeccionamiento ventajoso se prevé que el material del área de conexión sea una aleación base de níquel de baja aleación o una aleación base de hierro de baja aleación. Esas aleaciones se caracterizan por una buena soldabilidad y en particular también por una buena capacidad de conexión con los materiales de la cubierta y los materiales del núcleo de la bujía habituales, de manera que el electrodo de bujía de encendido puede conectarse muy bien de manera estable y permanente, con un componente de una bujía de encendido. De manera especialmente ventajosa, el material del área de conexión presenta la siguiente composición, donde los valores indicados se refieren al % en masa: aluminio: 2,0 a 2,3 % en masa, silicio: 1,8 a 2,1 % en masa, itrio: 0,05 a 0,1 % en masa, cromo: como máximo 0,1 % en masa, manganeso: como máximo 0,1 % en masa, hierro: como máximo 0,2 % en masa, cobre: como máximo 0,1 % en masa, magnesio: como máximo 0,08 % en masa, carbono: como máximo 0,045 % en masa, azufre: como máximo 0,002 % en masa, nitrógeno: como máximo 0,008 % en masa y plomo: como máximo 0,002 % en masa, con níquel para completar 100 % en masa. In a further advantageous development, it is provided that the material of the connection area is a low-alloy nickel base alloy or a low-alloy iron base alloy. These alloys are characterised by good weldability and in particular also by good connection capability with the usual spark plug sheath and core materials, so that the spark plug electrode can be connected very well, stably and permanently, to a component of a spark plug. The connection area material is particularly advantageously composed of the following values, where the values stated relate to % by mass: aluminium: 2.0 to 2.3 % by mass, silicon: 1.8 to 2.1 % by mass, yttrium: 0.05 to 0.1 % by mass, chromium: maximum 0.1 % by mass, manganese: maximum 0.1 % by mass, iron: maximum 0.2 % by mass, copper: maximum 0.1 % by mass, magnesium: maximum 0.08 % by mass, carbon: maximum 0.045 % by mass, sulphur: maximum 0.002 % by mass, nitrogen: maximum 0.008 % by mass and lead: maximum 0.002 % by mass, with nickel making up to 100 % by mass.
Además, según la invención, se describe también una bujía de encendido que comprende un electrodo de bujía de encendido como el antes descrito. Mediante la utilización del electrodo de bujía de encendido según la invención, el mismo está conectado de forma permanentemente estable con un componente de la bujía de encendido. La conexión entre el área de conexión del electrodo de bujía de encendido y el área de unión en el componente de la bujía de encendido está diseñada de la misma forma y estable, y no se confunde con material del núcleo del electrodo. La bujía de encendido según la invención, de este modo, no sólo se caracteriza por una resistencia elevada frente a la corrosión y a la erosión, sino también por una muy buena estabilidad mecánica. La bujía según la invención puede presentar el electrodo de bujía de encendido como electrodo de masa y/o como electrodo central. Furthermore, according to the invention, a spark plug is also described which comprises a spark plug electrode as described above. By using the spark plug electrode according to the invention, it is permanently connected to a spark plug component. The connection between the connection area of the spark plug electrode and the connection area on the spark plug component is designed in the same and stable manner and is not confused with the core material of the electrode. The spark plug according to the invention is thus not only characterized by a high resistance to corrosion and erosion, but also by very good mechanical stability. The spark plug according to the invention can have the spark plug electrode as a ground electrode and/or as a central electrode.
Además, según la invención también se describe un procedimiento para fabricar un electrodo de bujía de encendido según la reivindicación 9. El electrodo fabricado según la invención tiene una base del electrodo y una punta del electrodo, y comprende un núcleo del electrodo, una cubierta del electrodo que rodea el núcleo del electrodo y un área de conexión para la conexión del electrodo de bujía de encendido con otro componente de la bujía de encendido. Según el procedimiento según la invención, primero se pone a disposición un material de la cubierta del electrodo. A continuación, en el material de la cubierta del electrodo se proporciona una cavidad. La cavidad se extiende desde la base del electrodo, en dirección de la punta del electrodo. En esa cavidad se introduce un material del núcleo del electrodo, a saber, de manera que el material del núcleo del electrodo llene la cavidad, al menos de forma parcial. También es posible llenar la cavidad por completo con el material del núcleo del electrodo. A continuación, el material del área de conexión se introduce dentro, así como en la cavidad al menos parcialmente llenada con el material del núcleo del electrodo. De ello resulta una disposición apilada del material del núcleo del electrodo y del material del área de conexión. Más bien, el área de conexión cubre el núcleo del electrodo al menos parcialmente, y en particular por completo. De este modo se evita que el núcleo del electrodo, incluso en el caso de un efecto térmico, se derrame, desprenda o transfiera hacia áreas circundantes. Por consiguiente, el área de conexión puede conectarse muy fácilmente a un componente de una bujía de encendido, sin que se produzca una variación geométrica esencial del núcleo del electrodo, incluso en el caso de un efecto de altas temperaturas. El procedimiento es sencillo, puede implementarse sin una inversión técnica elevada y permite la fabricación de un electrodo de bujía de encendido con un área de conexión funcional. Furthermore, according to the invention there is also described a method for manufacturing a spark plug electrode according to claim 9. The electrode manufactured according to the invention has an electrode base and an electrode tip, and comprises an electrode core, an electrode cover surrounding the electrode core and a connection area for connecting the spark plug electrode with another component of the spark plug. According to the method according to the invention, an electrode cover material is first made available. Next, a cavity is provided in the electrode cover material. The cavity extends from the electrode base, in the direction of the electrode tip. An electrode core material is introduced into this cavity, namely such that the electrode core material fills the cavity at least partially. It is also possible to fill the cavity completely with the electrode core material. Next, the connection area material is introduced into, as well as into, the cavity at least partially filled with the electrode core material. This results in a stacked arrangement of the electrode core material and the connection area material. Rather, the connection area covers the electrode core at least partially, and in particular completely. This prevents the electrode core from leaking, peeling off or transferring to surrounding areas, even in the event of a thermal effect. The connection area can therefore be connected very easily to a component of a spark plug, without any significant geometrical change in the electrode core, even in the event of a high-temperature effect. The process is simple, can be implemented without a high technical investment and enables the production of a spark plug electrode with a functional connection area.
Las ventajas, los efectos ventajosos y los perfeccionamientos descritos para el electrodo de bujía de encendido según la invención también se aplican a la bujía de encendido según la invención y al procedimiento según la invención para fabricar un electrodo de bujía de encendido. The advantages, advantageous effects and improvements described for the spark plug electrode according to the invention also apply to the spark plug according to the invention and to the method according to the invention for producing a spark plug electrode.
Para mejorar la estabilización del núcleo del electrodo y del área de conexión, de manera ventajosa, el procedimiento comprende una etapa de la conformación del material de la cubierta con el material del núcleo del electrodo en la cavidad y/o una etapa de la conformación del material del área de conexión con el material del núcleo del electrodo. In order to improve the stabilization of the electrode core and the connection area, the method advantageously comprises a step of shaping the shell material with the electrode core material in the cavity and/or a step of shaping the connection area material with the electrode core material.
Además, de manera ventajosa, la conformación comprende una etapa de compresión. Mediante la compresión del material de cubierta con el material del núcleo del electrodo y/o mediante la compresión del material del área de conexión con el material del núcleo del electrodo, en particular se establece una unión no positiva entre los materiales comprimidos, lo que procura una formación de la conexión especialmente duradera. Una conexión entre materiales contiguos, que puede conformarse de manera muy sencilla y específica, como por ejemplo entre los materiales del núcleo del electrodo, que deben disponerse apilados, y del área de conexión, de manera ventajosa, puede realizarse mediante extrusión. Furthermore, the shaping advantageously comprises a compression stage. By compressing the cover material with the electrode core material and/or by compressing the connection area material with the electrode core material, in particular a positive-locking bond is established between the compressed materials, which ensures a particularly durable connection formation. A connection between adjacent materials, which can be formed in a very simple and specific manner, for example between the electrode core materials, which are to be stacked, and the connection area, can advantageously be achieved by extrusion.
Además, de manera ventajosa, el procedimiento también comprende una etapa de conformación para la adaptación de la geometría del electrodo de bujía de encendido. Por ejemplo, la bujía de encendido puede curvarse. Esto es particularmente ventajoso en la fabricación de electrodos de masa. Furthermore, the method advantageously also comprises a shaping step for adapting the geometry of the spark plug electrode. For example, the spark plug can be curved. This is particularly advantageous in the manufacture of ground electrodes.
Breve descripción del dibujo Brief description of the drawing
A continuación, ejemplos de ejecución de la invención se describen en detalle haciendo referencia al dibujo que se adjunta. En el dibujo muestran: Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. The drawing shows:
Figura 1 una vista en sección parcial esquemática de una bujía de encendido, según una forma de ejecución de la invención, Figure 1 a schematic partial sectional view of a spark plug, according to an embodiment of the invention,
Figura 2 una vista en sección esquemática de un electrodo de bujía de encendido, según una forma de ejecución de la invención, y Figure 2 a schematic sectional view of a spark plug electrode, according to an embodiment of the invention, and
Figura 3 un esquema para ilustrar un procedimiento para fabricar un electrodo de bujía de encendido según una forma de ejecución de la invención. Figure 3 is a schematic diagram to illustrate a process for manufacturing a spark plug electrode according to an embodiment of the invention.
Formas de ejecución de la invención Forms of carrying out the invention
La presente invención se describe en detalle mediante formas de ejecución. En las figuras se muestran solamente los aspectos esenciales de la invención. Para una mayor claridad, el resto de los aspectos se han omitido. Además, los mismos símbolos de referencia indican los mismos componentes. The present invention is described in detail by means of embodiments. Only essential aspects of the invention are shown in the figures. For the sake of clarity, the remaining aspects have been omitted. Furthermore, the same reference symbols indicate the same components.
Como puede apreciarse en la figura 1, según una forma de ejecución, la bujía de encendido 1 comprende un electrodo de masa 2 y un electrodo central 3. Está proporcionado un aislador 4, de manera que el electrodo central 3 sobresale un poco desde el aislador 4, de manera conocida. El aislador 4 en sí mismo está rodeado parcialmente por una carcasa 5. El símbolo de referencia 6 identifica una tuerca de conexión eléctrica. Desde la tuerca de conexión eléctrica 6 está proporcionada una conexión eléctricamente conductora, mediante un perno de conexión 7 y un elemento de conexión 8, fabricado de un vidrio conductor, hacia el electrodo central 3. As can be seen from Figure 1, in one embodiment, the spark plug 1 comprises a ground electrode 2 and a central electrode 3. An insulator 4 is provided, so that the central electrode 3 protrudes somewhat from the insulator 4, in a known manner. The insulator 4 itself is partially surrounded by a housing 5. The reference symbol 6 identifies an electrical connection nut. An electrically conductive connection is provided from the electrical connection nut 6 via a connection bolt 7 and a connection element 8 made of a conductive glass to the central electrode 3.
Según la invención, ahora al menos uno de los electrodos está diseñado de manera específica. A este respecto, la Figura 2 muestra uno de los electrodos de bujía de encendido, por ejemplo un electrodo de masa 2, en una vista en sección. According to the invention, at least one of the electrodes is now specifically designed. In this respect, Figure 2 shows one of the spark plug electrodes, for example a ground electrode 2, in a sectional view.
El electrodo de masa 2 presenta una punta del electrodo 9 y una base del electrodo 10. La base del electrodo 10 es el área que puede conectarse a un componente de una bujía de encendido, por ejemplo a una sección de carcasa, de manera que el electrodo de masa 2 se vuelve un componente integral de la bujía de encendido. La punta del electrodo 9 representa el extremo del electrodo de masa 2 opuesto a la base del electrodo 10. La punta del electrodo 9 es el área en la que, en el caso de un uso según lo previsto del electrodo de masa 2, se genera un plasma de chispas de encendido. Además, la punta del electrodo 9 puede presentar una espiga de metal noble (no mostrado), que se utiliza para generar las chispas de encendido. Pero esto no es necesario de forma obligatoria. The ground electrode 2 has an electrode tip 9 and an electrode base 10. The electrode base 10 is the area which can be connected to a component of a spark plug, for example to a housing section, so that the ground electrode 2 becomes an integral component of the spark plug. The electrode tip 9 represents the end of the ground electrode 2 opposite the electrode base 10. The electrode tip 9 is the area in which, in the case of intended use of the ground electrode 2, an ignition spark plasma is generated. Furthermore, the electrode tip 9 can have a noble metal pin (not shown), which is used to generate the ignition sparks. However, this is not necessarily necessary.
El electrodo de masa 2 comprende un núcleo del electrodo 11, una cubierta del electrodo 12 que rodea el núcleo del electrodo 11, y un área de conexión 13 para la conexión del electrodo de masa 2 con otro componente de la bujía de encendido, donde el área de conexión 13 está proporcionada en la base del electrodo 10. The ground electrode 2 comprises an electrode core 11, an electrode cover 12 surrounding the electrode core 11, and a connection area 13 for connecting the ground electrode 2 with another component of the spark plug, where the connection area 13 is provided at the electrode base 10.
En la forma de ejecución mostrada en la Figura 2, el área de conexión 13 cubre por completo tanto el núcleo del electrodo 11 en la base del electrodo 10, como también la cubierta del electrodo 12. En el área de la base del electrodo 10 que debe conectarse a otro componente de una bujía de encendido, con ello, solamente se encuentra presente material del área de conexión 13. Tanto el núcleo del electrodo 11, como también la cubierta del electrodo 12, se protegen mediante el área de conexión 13 y no sobresalen desde la base del electrodo 10. In the embodiment shown in Figure 2, the connection area 13 completely covers both the electrode core 11 at the electrode base 10 and the electrode cover 12. In the area of the electrode base 10 that is to be connected to another component of a spark plug, only material from the connection area 13 is present. Both the electrode core 11 and the electrode cover 12 are protected by the connection area 13 and do not protrude from the electrode base 10.
Si ahora el electrodo de masa 2 en la base del electrodo 10 se conecta con un componente de una bujía de encendido, por ejemplo mediante un proceso de soldadura, entonces para la formación de la conexión, por tanto, para conformar la costura de soldadura, se utiliza solamente el material del área de conexión 13. No resultan afectados por ello el núcleo del electrodo 11 ni tampoco la cubierta del electrodo 12. En particular se impide al material del núcleo del electrodo 11 derramarse, desprenderse o transferirse debido a las temperaturas localmente altas que predominan durante el proceso de soldadura, y el núcleo del electrodo 11 permanece esencialmente invariable en la cubierta del electrodo 12, de manera que el calor que actúa sobre la punta del electrodo 9 en el plasma de chispas de encendido puede ser desviado desde la punta del electrodo 9. Con ello se alcanza una resistencia a la corrosión y una resistencia a la erosión elevadas del electrodo de masa 2. If the ground electrode 2 at the electrode base 10 is now connected to a component of a spark plug, for example by a welding process, then only the material of the connection area 13 is used to form the connection, i.e. to form the weld seam. The electrode core 11 and the electrode sheath 12 are not affected by this. In particular, the material of the electrode core 11 is prevented from leaking, peeling off or transferring due to the locally high temperatures prevailing during the welding process, and the electrode core 11 remains essentially unchanged in the electrode sheath 12, so that the heat acting on the electrode tip 9 in the ignition spark plasma can be diverted away from the electrode tip 9. This achieves a high corrosion resistance and erosion resistance of the ground electrode 2.
El material del área de conexión 13 y el material de la cubierta del electrodo 12 son diferentes uno de otro. Gracias a esto, el área de conexión 13 puede seleccionarse y diseñarse de manera específica para su función, es decir, para impedir un derrame, un desprendimiento o una transferencia de material del núcleo del electrodo 11 y conformar una buena conexión con respecto a un componente de una bujía de encendido. El material de la cubierta, en cambio, puede seleccionarse teniendo en cuenta una estabilidad elevada frente a la erosión y a la corrosión. Para ello, el material de la cubierta del electrodo 12 en particular está formado por una aleación base de níquel, con níquel como componente principal. Como otro componente, el material de la cubierta del electrodo puede contener cromo con al menos 20 % en masa, en particular con al menos 25 % en masa. The material of the connection area 13 and the material of the electrode cover 12 are different from each other. As a result, the connection area 13 can be selected and designed specifically for its function, i.e. to prevent leakage, detachment or transfer of material from the electrode core 11 and to form a good connection to a component of a spark plug. The cover material, on the other hand, can be selected taking into account high stability against erosion and corrosion. For this purpose, the material of the electrode cover 12 in particular is made of a nickel-based alloy, with nickel as the main component. As a further component, the electrode cover material can contain chromium with at least 20% by mass, in particular with at least 25% by mass.
El material del área de conexión 13 preferentemente es una aleación base de níquel de baja aleación o una aleación de base de hierro de baja aleación. Esas aleaciones se caracterizan por una buena soldabilidad y, al mismo tiempo, por una elevada conductividad térmica, donde la conductividad térmica del material del área de conexión 13, en un rango de temperatura de 400 a 450° C, es más elevada que la conductividad térmica del material de la cubierta del electrodo 12. The material of the connection area 13 is preferably a low-alloy nickel-base alloy or a low-alloy iron-base alloy. These alloys are characterized by good weldability and, at the same time, by high thermal conductivity, where the thermal conductivity of the material of the connection area 13, in a temperature range of 400 to 450 ° C, is higher than the thermal conductivity of the material of the electrode cover 12.
El núcleo del electrodo 11, debido a una buena conductividad térmica, en particular está formado por cobre, plata, una aleación de cobre, donde una proporción de cobre en la aleación de cobre es de al menos 90 % en masa, o de una aleación de plata, donde una proporción de plata en la aleación de plata es de al menos 90 % en masa. The core of the electrode 11, due to good thermal conductivity, in particular is formed from copper, silver, a copper alloy, where a proportion of copper in the copper alloy is at least 90% by mass, or from a silver alloy, where a proportion of silver in the silver alloy is at least 90% by mass.
La figura 3 muestra un esquema para ilustrar un procedimiento para fabricar un electrodo de bujía de encendido según una forma de ejecución. El electrodo de bujía de encendido que puede producirse según el procedimiento, por ejemplo, es un electrodo de masa 2. Figure 3 shows a schematic for illustrating a process for manufacturing a spark plug electrode according to one embodiment. The spark plug electrode that can be produced according to the process is, for example, a ground electrode 2.
En primer lugar se pone a disposición un material 14 de la cubierta del electrodo 12, en donde en una etapa del procedimiento A se proporciona una cavidad 15. La cavidad 15, por ejemplo, puede producirse mediante una extracción de material o mediante la compresión del material 14 de la cubierta del electrodo 12. Son posibles aquí igualmente otros procedimientos. First, a material 14 of the electrode cover 12 is made available, whereby a cavity 15 is provided in a process step A. The cavity 15 can, for example, be produced by removing material or by compressing the material 14 of the electrode cover 12. Other processes are also possible here.
En la cavidad 15, en una etapa del procedimiento B, se introduce un material 16 del núcleo del electrodo 11. La cavidad 15, con ello, se llena al menos parcialmente con el material 16 del núcleo del electrodo 11. In a step of the method B, a core material 16 of the electrode 11 is introduced into the cavity 15. The cavity 15 is thus at least partially filled with the core material 16 of the electrode 11.
En otra etapa del procedimiento C, el material 17 del área de conexión 13 se introduce en la cavidad 15 al menos parcialmente llenada con el material 16 del núcleo del electrodo 11. De este modo, en la cavidad 15 se apilan el material 17 del área de conexión 13 y el material 16 del núcleo del electrodo 11. In another step of the method C, the material 17 of the connection area 13 is introduced into the cavity 15 at least partially filled with the material 16 of the core of the electrode 11. In this way, the material 17 of the connection area 13 and the material 16 of the core of the electrode 11 are stacked in the cavity 15.
En otra etapa del procedimiento D se aplica presión desde la dirección del material 17 del área de conexión 13, lo que se indica mediante la flecha P. Debido a esto, el material 16 del núcleo del electrodo 11 se comprime con el material 14 de la cubierta del electrodo 12, de manera que entre el núcleo del electrodo 11 que se produce y la cubierta del electrodo 12, en particular se produce una unión no positiva, de modo que el núcleo del electrodo 11 se fija de manera permanente en la cubierta del electrodo 12. In a further step of the method D, pressure is applied from the direction of the material 17 of the connection area 13, which is indicated by the arrow P. Due to this, the material 16 of the electrode core 11 is pressed with the material 14 of the electrode cover 12, so that between the electrode core 11 that is produced and the electrode cover 12, in particular a non-positive connection is produced, so that the electrode core 11 is permanently fixed in the electrode cover 12.
Del mismo modo, el material 17 del área de conexión 13 se comprime con el material 16 del núcleo del electrodo 11, de manera que entre el núcleo del electrodo 11 y el área de conexión 13 se produce igualmente una unión no positiva. Likewise, the material 17 of the connection area 13 is pressed with the material 16 of the electrode core 11, so that a non-positive connection is also created between the electrode core 11 and the connection area 13.
De manera ventajosa, los procesos de la compresión se realizan mediante extrusión, en particular mediante extrusión directa hacia delante. Advantageously, the compression processes are carried out by extrusion, in particular by direct forward extrusion.
En la presente forma de ejecución se realiza solamente una etapa de la compresión y, con ello, al mismo tiempo, el material 16 del núcleo del electrodo 11 se une con el material 14 de la cubierta del electrodo 12 y el material 17 del área de conexión 13. In the present embodiment, only one compression stage is performed and thus, at the same time, the material 16 of the electrode core 11 is connected to the material 14 of the electrode cover 12 and the material 17 of the connection area 13.
Según una forma de ejecución alternativa, ya después de la etapa B, por tanto, después del llenado al menos parcial de la cavidad 15 con material 16 del núcleo del electrodo 11, puede tener lugar una etapa de la compresión. Una segunda etapa de la compresión, como se muestra en la forma de ejecución representada, se realiza después de la disposición del material 17 del área de conexión 13, como se muestra en la etapa D. Mediante el procedimiento ilustrado en la Figura 3, para fabricar un electrodo de bujía de encendido, a modo de ejemplo, se obtiene un electrodo de masa 2 con una base del electrodo 10 y una punta del electrodo 9, donde el electrodo de masa 2 comprende un núcleo del electrodo 11, una cubierta del electrodo 12 que rodea el núcleo del electrodo 11, y un área de conexión 13 para la conexión del electrodo de masa 2 con otro componente de la bujía de encendido. In an alternative embodiment, a compression step can take place after step B, i.e. after at least partial filling of the cavity 15 with material 16 of the electrode core 11. A second compression step, as shown in the illustrated embodiment, is carried out after the material 17 of the connection area 13 has been arranged, as shown in step D. By means of the method illustrated in FIG. 3, for the production of an exemplary spark plug electrode, a ground electrode 2 with an electrode base 10 and an electrode tip 9 is obtained, the ground electrode 2 comprising an electrode core 11, an electrode cover 12 surrounding the electrode core 11, and a connection area 13 for connecting the ground electrode 2 to another component of the spark plug.
En este caso, el material 14 de la cubierta del electrodo 12 es distinto del material 17 del área de conexión 13, como se explica por ejemplo con relación al electrodo de masa 2 en la Figura 2. In this case, the material 14 of the electrode cover 12 is different from the material 17 of the connection area 13, as explained for example with regard to the ground electrode 2 in Figure 2.
El electrodo de masa 2 también puede aún conformarse después de la compresión, por ejemplo para adaptar la geometría del electrodo de masa 2. The ground electrode 2 can also be further shaped after compression, for example to adapt the geometry of the ground electrode 2.
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