具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極的火花塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種火花塞，其包括中心電極（3）、火花塞搭鐵電極（2）以及貴金屬襯件（31），所述火花塞搭鐵電極在側(cè)面安裝在所述中心電極（3）上；所述貴金屬襯件布置在所述中心電極（3）上，其中所述貴金屬襯件（31）布置在設(shè)置在所述中心電極（3）的基礎(chǔ)材料（30）中的空隙（5）中并且材料配合地與所述中心電極（3）的基礎(chǔ)材料（30）連接；其中所述貴金屬襯件（31）以表面（33）指向側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極（2）。
【專利說明】具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極的火花塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極和帶有貴金屬襯件的中心電極的火花塞。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知不同設(shè)計(jì)方案的火花塞。由于尤其作用到電極上的電學(xué)的和物理學(xué)的力，電極與其他構(gòu)件相比承受了提高的磨損。為了減小所述磨損，于是通常將由貴金屬制成的銷安放到電極上。例如由文獻(xiàn)DE 102007042790 Al已知一種具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極的火花塞。這種具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極的火花塞相對(duì)于同樣已知的、帶有頂蓋式電極的火花塞具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由于與頂蓋式電極相比更短的電極長度能夠進(jìn)行更好的發(fā)火并且降低了火花塞搭鐵電極溫度。當(dāng)然，在火花塞搭鐵電極和中心電極上使用貴金屬銷是非常昂貴的。因此所期望的是，火花塞具有減小的貴金屬份額。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的、具有權(quán)利要求1所述特征的火花塞相對(duì)于此具有以下優(yōu)點(diǎn):與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠顯著地減少貴金屬或者金屬合金的需求量。由此根據(jù)本發(fā)明的火花塞能夠明顯更加成本低廉地進(jìn)行制造，而不會(huì)因此減少其使用壽命。這根據(jù)本發(fā)明通過以下方式來實(shí)現(xiàn):所述火花塞具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極和帶有貴金屬襯件的中心電極。對(duì)此，所述貴金屬襯件在中心電極的基礎(chǔ)材料中布置在設(shè)置在中心電極中的空隙中。所述貴金屬襯件在此如此布置在中心電極的外圓周上，從而使得貴金屬襯件以一表面指向火花塞搭鐵電極。因此能夠通過指向火花塞搭鐵電極的貴金屬襯件來減小中心電極的磨損，而在此并不需要大量的貴金屬。所述貴金屬襯件在此能夠完全由貴金屬制成或者也能夠由包含貴金屬的合金制成。基礎(chǔ)材料優(yōu)選是成本低廉的鎳合金。所述貴金屬襯件在此材料配合地與基礎(chǔ)材料連接，并且如此布置在中心電極中，從而使得所述貴金屬襯件指向火花塞搭鐵電極，以便在所述貴金屬襯件與火花塞搭鐵電極之間進(jìn)行火花放電。在所述火花塞搭鐵電極上優(yōu)選也布置有優(yōu)選形式為銷的貴金屬。
[0004]從屬權(quán)利要求示出了本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案。
[0005]為了提供火花塞的非常高的疲勞強(qiáng)度，優(yōu)選火花塞搭鐵電極的指向中心電極的端面的投影完全投射在所述貴金屬襯件上。這確保了，所述火花放電發(fā)生在中心電極的包含貴金屬的電極表面上。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)選地，在中心電極中的空隙是平行于中心電極的中軸線延伸的槽。特別優(yōu)選地，所述空隙是沖壓到中心電極中的槽。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述槽在焊接過程之前具有截面為弧形的形狀。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述中心電極在指向火花塞搭鐵電極的側(cè)面上具有一回彈部。在此，所述貴金屬襯件布置在中心電極的回彈部上。所述回彈部通過基本上平坦的、指向火花塞搭鐵電極的平面來提供，所述空隙設(shè)置在所述平面中。特別優(yōu)選的是，在所述回彈部上朝向兩個(gè)側(cè)面沿貴金屬襯件的圓周方向存在由基礎(chǔ)材料制成的第一區(qū)域和第二區(qū)域。由此能夠增大中心電極的磨損面，因?yàn)槌怂鲑F金屬襯件的表面之外也能夠考慮將基礎(chǔ)電極材料作為磨損面，所述磨損面朝向貴金屬襯件的兩個(gè)側(cè)面布置。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)由相對(duì)于火花塞搭鐵電極的、垂直于中心電極的縱軸線的、增大的側(cè)面覆蓋公差得出。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地,在貴金屬襯件與中心電極的基礎(chǔ)材料之間構(gòu)造焊接連接部。所述焊接連接部優(yōu)選借助激光制造。
[0009]優(yōu)選地，所述貴金屬襯件從表面朝向中心電極的中軸線的最大深度小于或者等于貴金屬襯件的、指向火花塞搭鐵電極的自由放置的表面沿圓周方向的長度。這確保了，在中心電極中使用盡可能少量的貴金屬。
[0010]此外，本發(fā)明涉及一種用于制造具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極的火花塞的中心電極的方法。根據(jù)本發(fā)明在此實(shí)施以下步驟:提供由基礎(chǔ)材料制成的、具有空隙的中心電極；將貴金屬襯件布置在所述空隙中；并且借助激光形成貴金屬襯件與基礎(chǔ)材料的材料配合的連接部。貴金屬襯件與基礎(chǔ)材料的材料配合的連接部在此優(yōu)選如此實(shí)現(xiàn)，從而所述貴金屬襯件完全充滿基礎(chǔ)材料的空隙。優(yōu)選地，所述激光在此在端側(cè)直接對(duì)準(zhǔn)貴金屬襯件，以便制造所述材料配合的連接部。優(yōu)選地，在此通過將貴金屬與基礎(chǔ)材料混合產(chǎn)生貴金屬合金。替代地，所述激光在背面對(duì)準(zhǔn)在中心電極上與貴金屬襯件對(duì)置的背面。由此能夠使得熱量穿過基礎(chǔ)材料進(jìn)入到貴金屬襯件與基礎(chǔ)材料之間的連接區(qū)域中。由此尤其能夠?qū)崿F(xiàn)在基礎(chǔ)材料上純貴金屬襯件的固定，從而使得所述貴金屬襯件具有純貴金屬表面。
[0011 ] 優(yōu)選地，在基礎(chǔ)材料中的空隙借助沖壓步驟掏制到基礎(chǔ)材料中。優(yōu)選在此沖壓出一槽。進(jìn)一步優(yōu)選地，柱狀的貴金屬線嵌入到所述空隙中，其中所述貴金屬線具有從0.3mm到0.6mm、優(yōu)選從mm0.45到0.55mm、并且特別優(yōu)選大約0.5mm的直徑。
[0012]所述貴金屬襯件優(yōu)選由鉬和/或銥和/或銠和/或錸和/或這些元素的合金制成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]接下來參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。附圖示出:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的火花塞的一部分的示意性的、部分剖開的視圖；
圖2是圖1所不的火花塞的不意性的俯視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的火花塞的一部分的示意圖；
圖4是圖3所示的火花塞的示意性的俯視圖；并且
圖5、6是用于制造具有貴金屬襯件的中心電極的兩種可選的制造方法的示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0014]接下來參照?qǐng)D1和圖2對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一種優(yōu)選的實(shí)施例的火花塞I進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示的那樣，所述火花塞I包括側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極2、柱狀的中心電極3和絕緣體4。在圖中僅示出了火花塞對(duì)于本發(fā)明來說重要的那一部分。所述側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極2包括貴金屬銷20，所述貴金屬銷垂直于火花塞的中軸線X-X對(duì)準(zhǔn)中心電極3。[0016]所述中心電極3包括基礎(chǔ)材料30和貴金屬襯件31，所述貴金屬襯件布置在基礎(chǔ)材料30中的空隙5中。尤其如圖2所示的那樣，如此設(shè)置所述貴金屬襯件31，從而整個(gè)空隙5通過貴金屬襯件31填充。此外所述貴金屬襯件31具有表面33，所述表面根據(jù)中心電極3的外圓周形成。在此如此設(shè)置所述貴金屬襯件31，從而使得火花塞搭鐵電極2的端面21到貴金屬襯件31的表面33的投影完全投射在貴金屬襯件31的表面上。
[0017]此外，如圖1所示，所述貴金屬襯件31從中心電極的端側(cè)面32出發(fā)平行于中軸線X-X延伸。
[0018]因此對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的中心電極3來說，僅僅中心電極的一小部分必須由昂貴的貴金屬或者貴金屬合金制成。此外，在此貴金屬襯件31的最大深度T小于貴金屬襯件31的、相對(duì)于火花塞搭鐵電極自由放置的表面33的圓周弧長。通過空隙5在此確保，在中心電極3與火花塞搭鐵電極2之間的最短的連接部的區(qū)域中存在足夠的材料厚度，從而包含貴金屬的襯件具有足夠的厚度，以便實(shí)現(xiàn)火花塞的較高的使用壽命。
[0019]貴金屬襯件31沿中心電極的中軸線X-X的長度優(yōu)選等于或者大于火花塞搭鐵電極2的、指向中心電極的端側(cè)面的直徑。也就是說，當(dāng)在所述火花塞搭鐵電極上設(shè)置銷或者類似部件時(shí)，所述貴金屬襯件的長度大于或者等于銷的直徑。
[0020]所述貴金屬襯件31在此借助激光材料配合地與中心電極3的基礎(chǔ)材料30連接。在此，在圖5和圖6中示出兩種可選的制造方法。在兩種制造方法中，首先制造一截面為弧形的槽，因此截面為圓形的貴金屬線8能夠良好地布置到槽處，并且在所述槽與貴金屬線之間不存在空氣，以便預(yù)防形成縮孔(Lunkerbildung)。尤其將所述貴金屬線沖壓到槽中。在焊接過程中所述槽的形狀會(huì)發(fā)生改變。
[0021]對(duì)于在圖5中示出的制造方法來說，激光射束6從激光射束源7出發(fā)直接對(duì)準(zhǔn)布置在空隙5中的貴金屬線8。所述激光射束6在此沿側(cè)面的定向?qū)?zhǔn)所述貴金屬線，之后側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極2布置在其上。由此在貴金屬線8與基礎(chǔ)材料30之間形成快速而可靠的材料配合的連接部，其中貴金屬線8的貴金屬材料尤其也能夠與基礎(chǔ)材料30混合，從而在已經(jīng)制造好的中心電極中所述貴金屬襯件是貴金屬合金。所述槽的形狀在正面的焊接之后在截面中基本上是V形的。
[0022]對(duì)于在圖6中示出的可選的制造方法來說，所述激光射束6從中心電極的背向于貴金屬襯件的側(cè)面出發(fā)指向中心電極3。由此穿過基礎(chǔ)材料30形成在基礎(chǔ)材料30與貴金屬線8之間的材料配合的連接部。由此尤其能夠避免在貴金屬襯件31的表面33的區(qū)域中在基礎(chǔ)材料30與貴金屬電極的材料之間的混合。僅僅在用于基礎(chǔ)材料30與貴金屬襯件之間的材料配合的連接部的空隙5的區(qū)域中形成混合。因此，按照貴金屬襯件31的期望的設(shè)計(jì)方案能夠使用上述方法其中之一。
[0023]因此，根據(jù)本發(fā)明也能夠通過選擇方法來確定，是否應(yīng)當(dāng)將由純貴金屬制成的貴金屬線8以純的形式固定在中心電極3上(背面的激光焊接)，或者是否應(yīng)當(dāng)將借助激光焊接制造的貴金屬合金作為貴金屬襯件31使用(直接的(正面)激光焊接)。
[0024]在圖3和圖4中詳細(xì)示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的火花塞I。相同的或者說功能相同的部分利用與第一實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記來表示。
[0025]尤其如圖4所示，所述中心電極3具有回彈部34。所述貴金屬襯件31在此設(shè)置在所述回彈部34。此外如圖4所示，所述貴金屬襯件31在此在中間設(shè)置在回彈部34上。由此朝向貴金屬襯件31的兩個(gè)側(cè)面沿圓周方向形成基礎(chǔ)材料30的第一區(qū)域35和第二區(qū)域36，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域朝向火花塞搭鐵電極2自由放置。由此增大了在中心電極3上的磨損面，因?yàn)槌速F金屬襯件31的表面33之外還提供回彈部34的第一區(qū)域和第二區(qū)域35、36作為磨損面使用。該實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)在于，增大了相對(duì)于火花塞搭鐵電極2的銷20的、垂直于中心電極的縱軸線X-X的側(cè)面覆蓋公差。
【權(quán)利要求】
1.火花塞，其包括: 中心電極(3)； 火花塞搭鐵電極(2)，所述火花塞搭鐵電極在側(cè)面安裝在所述中心電極(3)上；以及 貴金屬襯件(31)，所述貴金屬襯件布置在所述中心電極(3)上， 其中所述貴金屬襯件(31)布置在設(shè)置在所述中心電極(3)的基礎(chǔ)材料(30)中的空隙(5)中并且材料配合地與所述中心電極(3)的基礎(chǔ)材料(30)連接；并且 其中所述貴金屬襯件(31)以表面(33)指向側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極(2)。
2.按權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞搭鐵電極(2)的指向所述中心電極(3)的端側(cè)面(21)的投影完全投射在所述貴金屬襯件(31)的表面(33)上。
3.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，在所述中心電極(3)中的空隙(5)是平行于所述中心電極(3)的中軸線(X-X)延伸的槽。
4.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述空隙(5)從所述中心電極(3)的端面(32)出發(fā)延伸。
5.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(3)在指向所述火花塞搭鐵電極(2)的側(cè)面上具有回彈部(34)，其中所述貴金屬襯件(31)布置在所述回彈部(34)上。
6.按權(quán)利要求5所述的火花塞，其特征在于，在所述回彈部(34)上朝向所述貴金屬襯件(31)的兩個(gè)側(cè)面沿圓周方向分別設(shè)有一個(gè)由基礎(chǔ)材料制成的區(qū)域(35、36)，所述區(qū)域指向所述火花塞搭鐵電極(2 )。
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于在所述貴金屬襯件(31)與所述中心電極(3)的基礎(chǔ)材料(30)之間的焊接連接部。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述貴金屬襯件(31)的、從表面(33)朝向所述中心電極(3)的中軸線(X-X)的最大深度(T)小于或者等于所述貴金屬襯件(31)的沿所述中心電極(3)的圓周方向自由放置的表面(33)的長度。
9.用于制造具有側(cè)面安裝的火花塞搭鐵電極(2)的火花塞的中心電極(3)的方法，所述方法包括以下步驟: 提供由基礎(chǔ)材料(30)制成的、具有空隙(5)的中心電極(3)； 將貴金屬襯件布置在所述空隙(5)中；并且 在所述貴金屬襯件與所述基礎(chǔ)材料(30)之間借助激光制造材料配合的連接部。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述激光直接對(duì)準(zhǔn)所述貴金屬襯件，以便制造所述材料配合的連接部。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，通過直接的激光焊接形成由貴金屬合金制成的貴金屬襯件(31)。
12.按權(quán)利要求9所述的方法，其中所述激光在相對(duì)于所述貴金屬襯件(31)來說背面的側(cè)面上對(duì)準(zhǔn)所述基礎(chǔ)材料(30)，并且進(jìn)行所述貴金屬襯件與所述基礎(chǔ)材料的背面的焊接。
13.按權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述空隙(5)借助沖壓掏制到所述中心電極(3)的基礎(chǔ)材料(30)中。
14.按權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，一種基本上柱狀的貴金屬線嵌入到所述空隙(5)中。
【文檔編號(hào)】H01T13/39GK103828151SQ201280046570
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】D.哈特曼, A.本茨 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司