本發(fā)明涉及一種按獨立權利要求的前序部分所述的火花塞。

背景技術：

由于越來越多地減小馬達室中的結構空間，在馬達室中對于各個組件、像比如火花塞來說較少的空間可供使用并且必須縮小所述馬達室中的組件。由于所述組件的所謂的小型化的趨勢，在設計所述組件和火花塞時出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)。

由于所述火花塞及其構件的小型化，所述火花塞及其各個構件上的熱負荷、電負荷和機械負荷提高。同時，所述火花塞應該具有與以往的未經(jīng)受小型化的火花塞同樣良好的可靠性和同樣長的使用壽命。

由于所述小型化，也必須改變所述殼體。這引起以下結果：所述殼體的正面——在該正面上布置了地電極——變得更窄。這意味著，對于所述地電極來說所述正面的更小的寬度供焊接所用。所述地電極的尺寸必須與這個減小的空間相匹配。同時所述地電極也必須在內(nèi)燃機中的火花塞運行時經(jīng)得住機械負荷、熱負荷、化學負荷和電負荷，以便所述火花塞顯示出與未經(jīng)受小型化的火花塞類似良好的點火可靠性和使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務是，提供一種火花塞，該火花塞能夠滿足開頭所提到的要求。

該任務由按本發(fā)明的火花塞通過權利要求1的特征部分得到解決。

按本發(fā)明來規(guī)定，所述地電極具有芯子，該芯子被殼套所包圍，其中所述地電極的橫截面不大于2.76mm²，并且其中所述地電極具有第一區(qū)域，在該第一區(qū)域中所述殼套具有不大于0.4mm的壁厚c。由此保證，所述芯子在所述地電極的這個第一區(qū)域中在所述地電極中占有足夠大的空間，使得所述地電極在火花塞運行期間經(jīng)得住熱負荷。

上面所提到的、用于所述地電極的橫截面的極限涉及其最大的橫截面。比如所述地電極能夠具有多個擁有不同的橫截面的區(qū)域。所述橫截面的數(shù)值以優(yōu)選的方式在所述地電極的整個長度范圍內(nèi)是恒定的，其中在本申請的意義上用“恒定的”是指：所述數(shù)值以不大于5%的幅度變化。

本發(fā)明的有利的改進方案是從屬權利要求的主題。

尤其能夠規(guī)定，所述地電極的橫截面不大于2.64mm²或者以特別優(yōu)選的方式不大于2.3mm²。

所述殼套有利地由比所述芯子更加耐磨的材料構成。所述芯子由具有比所述殼套的材料高的導熱性的材料所構成。所述芯子的材料在室溫下優(yōu)選具有至少350w/mk的導熱性。作為補充方案或者替代方案能夠規(guī)定，在室溫下所述芯子的材料的導熱性比所述殼套的材料的導熱性大了至少300w/mk。比如所述芯子由銅、銀或者具有銅和/或銀的合金所構成。所述殼套比如由含鎳的合金所構成。所述ni合金比如能夠包含至少20%（重量）的鉻、尤其是25%（重量）的鉻。作為補充方案或者替代方案，所述含鎳的合金也能夠包含釔。

已經(jīng)證實有利的是，所述殼套和所述芯子在所述地電極的第一區(qū)域中分別具有恒定的橫截面。在此，在所述第一區(qū)域中，優(yōu)選所述芯子的橫截面至少相當于所述地電極的整個橫截面的20%。所述地電極的橫截面是由所述殼套的橫截面和所述芯子的橫截面所構成的總和。通過遵守用于所述芯子的橫截面的下極限這種方式來保證，所述地電極內(nèi)部的、從該地電極的背向殼體的端部直至該地電極的布置在火花塞殼體上的端部的導熱足夠大，以便在火花塞運行時在內(nèi)燃機中所吸收的熱在所述地電極的背向殼體的端部上足夠快地被排放給與氣缸頭處于熱接觸之中的殼體，因而所述地電極相對于在所述火花塞運行時所產(chǎn)生的熱負荷和機械負荷以及化學負荷具有足夠高的耐受性。

優(yōu)選規(guī)定，所述地電極的殼套尤其是沿著所述地電極的整個長度具有不小于0.15mm的壁厚c，由此所述地電極的芯子相對于在所述火花塞運行時所出現(xiàn)的燃燒室氣體足夠好地得到了保護。

作為補充方案或者替代方案，為了實現(xiàn)上面所提到的優(yōu)點而能夠規(guī)定，在所述第一區(qū)域中，所述芯子的橫截面最大相當于所述地電極的整個橫截面的65%。

優(yōu)選的是，所述第一區(qū)域優(yōu)選構造在所述地電極的下述端部上，該端部相當于所述地電極的、布置在火花塞的殼體上的端部。由此獲得所述地電極與所述殼體之間的良好的熱接觸。

在本發(fā)明的一種有利的改進方案中，所述地電極的背向殼體的端部相對于所述地電極中的芯子具有間距b。優(yōu)選所述間距b不大于4mm，并且尤其是不小于0.2mm。在所述地電極的背向殼體的端部上使用點火面時，優(yōu)選的是，所述間距b處于0.2mm到2mm的范圍內(nèi)，以便良好地導熱的芯子相對于所述點火面具有不太大的間距。所述點火面典型地包含貴金屬或者貴金屬合金并且因此具有比所述殼套材料高的耐磨性。

如果放棄點火面，那么已經(jīng)證實有利的是，所述間距b至少為2mm并且最大為4mm。由此，在所述地電極的構成點火火花的區(qū)域中有足夠的由殼套材料構成的空間，以便所述地電極足夠長時間地經(jīng)得住在所述火花塞的運行中所產(chǎn)生的熱負荷和化學負荷?！白銐蜷L時間”意味著所述火花塞的超過至少50000km的運行。

能夠為所述地電極的橫截面分配高度和寬度。在此，所述寬度xe和所述高度ye相當于所述橫截面的、兩個彼此垂直的伸展部。用寬度xe來表示更長的伸展部并且用高度ye來表示所述橫截面的、垂直于所述寬度的伸展部。對于矩形的截面來說，所述橫截面的寬度xe和高度ye相當于所述矩形的橫截面的邊的長度。所述截面的高度ye優(yōu)選不大于1.2mm，并且尤其是不小于0.8mm，尤其是不大于1mm。所述地電極的橫截面的寬度xe比如不大于2.3mm，尤其是不大于2.2mm或者甚至不大于1.9mm，并且尤其是不小于1.6mm。

與所述地電極的橫截面的高度ye和寬度xe相類似，也為所述芯子分配了高度yk和寬度xk。

優(yōu)選所述第一區(qū)域為柱筒狀。所述第一區(qū)域優(yōu)選具有垂直于所述橫截面的長度，該長度等于或者長于所述地電極的橫截面的高度ye。尤其所述第一區(qū)域的長度是所述地電極的橫截面的高度ye的至少1.5倍長。

所述芯子和地電極的橫截面有利地具有相同的形狀。由此實現(xiàn)這一點：所述地電極在這個第一區(qū)域中具有擁有恒定的厚度的殼套。

所述地電極能夠構造為頂蓋式電極、側電極或者弓形電極。

附圖說明

附圖中：

圖1示出了用于按本發(fā)明的地電極的實施例；

圖2示出了所述按本發(fā)明的地電極的截面；

圖3示出了彎曲的按本發(fā)明的地電極的剖面；并且

圖4示出了具有按本發(fā)明的地電極的火花塞。

具體實施方式

圖1示出了用于所述按本發(fā)明的地電極10的、兩種示范性的實施方式的示意圖。所述地電極10具有芯子12和將所述芯子12包圍的殼套11。所述芯子12由具有比所述殼套11的材料高的導熱性的材料所構成。典型地，所述殼套11的材料具有比所述芯子12的材料高的耐磨性。所述芯子12由銅、銀和具有銅和/或銀的合金所構成。作為用于所述殼套11的材料優(yōu)選使用ni合金，在此在所述合金中能夠包含鉻和/或釔。

由于制造方法、這里是沖擠法，在這里以剖面示出的地電極10的芯子12具有至少一個第一區(qū)段15a，在所述第一區(qū)段中所述芯子12具有比較恒定的尺寸（xk、yk）并且與此相關聯(lián)具有比較恒定的橫截面。用“比較恒定”這個概念在本申請的意義上是指，所述尺寸或者所述橫截面最大以5%的幅度改變其數(shù)值。

在第二區(qū)段14a的內(nèi)部，所述芯子12的尺寸（xk、yk）和橫截面減小。所述至少一個第一區(qū)段15a布置在所述地電極10的背向燃燒室的側面，比如在下述側面上，所述地電極以這個側面布置在所述火花塞殼體2上。沿著所述地電極10的、在使用所述地電極時在火花塞中伸到燃燒室中的端部的方向，所述芯子12的第二區(qū)段14a與所述芯子12的至少一個第一區(qū)段15a毗連。原則上能夠考慮，所述芯子12具有多個擁有恒定的橫截面的第一區(qū)段15a，其中各個第一區(qū)段15a的尺寸（xk、yk）和橫截面是不同的。尤其出現(xiàn)這種情況，如果所述地電極10本身具有多個擁有不同的尺寸（xe、ye）或者橫截面的區(qū)域。在所述芯子12中存在多個第一區(qū)段15a的情況下，離所述燃燒室最近的區(qū)段是所述第二區(qū)段14a，該第二區(qū)段具有所述芯子12的連續(xù)減小的橫截面。

在圖1中示出的地電極10沿著其長度具有恒定的尺寸（xe、ye）并且與此相關聯(lián)具有恒定的橫截面。對于所述地電極10來說，能夠區(qū)分至少三個區(qū)域13、14、15。在第一區(qū)域15中，所述地電極10具有擁有恒定的橫截面的芯子12以及不大于0.4mm的殼套厚度c。在第二區(qū)域14a中，所述地電極10具有擁有連續(xù)減小的橫截面的芯子12。在第三區(qū)域13中，所述地電極10沒有芯子。

所述地電極10的殼套的厚度c從所述地電極的尺寸（xe、ye）相對于芯子尺寸（xk、yk）的一半的差中產(chǎn)生。如果所述地電極10在所述第一區(qū)域15中具有恒定的橫截面，那么所述殼套厚度c在這個第一區(qū)域15中就是恒定的。有利地規(guī)定，在這個第一區(qū)域15中，所述地電極10的殼套厚度c不小于0.15mm，并且尤其是不大于0.4mm，比如所述殼套厚度c等于0.25mm或者更小。

在所述第二區(qū)域14中，所述地電極10能夠具有恒定的尺寸（xe、ye）和恒定的橫截面，其中在這種情況下所述殼套厚度c在所述區(qū)域14之內(nèi)朝燃燒室的方向增大。所述殼套厚度c在所述第二區(qū)域14中至少為0.15mm厚。

在一種作為替代方案的、這里未示出的實施方式中，所述地電極10的尺寸（xe、ye）或者橫截面在所述第二區(qū)域14中同樣減小。在這種情況下，對所述殼套厚度c來說適用：該殼套厚度優(yōu)選處于0.15mm到0.4mm的范圍內(nèi)。能夠規(guī)定，所述地電極10的尺寸（xe、ye）或者橫截面以和所述芯子12的尺寸（xk、yk）或者橫截面相同的速率變化。這具有以下優(yōu)點：所述殼套厚度c在所述第二區(qū)域14中保持恒定。

在所述地電極10的第三區(qū)域13中沒有芯子。所述第三區(qū)域13優(yōu)選具有恒定的尺寸（xe、ye）和恒定的橫截面，其相當于所述第二區(qū)域14的、在轉變?yōu)榈谌齾^(qū)域13處的尺寸（xe、ye）或者橫截面。

所述地電極10的第三區(qū)域13具有長度b，該長度從所述芯子12的燃燒室側的端部17一直延伸到所述地電極10的背向殼體的端面16。所述長度b不大于4mm。如果所述地電極10設有含貴金屬的點火面19，那么所述長度b就能夠如在圖1b中所示出那樣構造得比在沒有含貴金屬的點火面19的情況下短。比如所述長度b于是處于0.2mm到2mm的范圍內(nèi)。如果如在圖1a中所示出的那樣放棄含貴金屬的點火面19，那么所述長度b就應該具有1mm的最低長度，以便所述殼套11在所述地電極10的背向殼體的端部上具有足夠的、用于所述地電極10的足夠長的使用壽命的材料。

在沖擠所述地電極10之后，將所述長度b的尺寸調(diào)節(jié)到所期望的長度。所述殼套11的過剩的長度通過切割法、剪切法、沖裁法或者借助于激光束來分離。所述長度b對所述地電極10中的導熱有影響。通過對于所述長度b的相應的選擇，能夠?qū)⑺龅仉姌O10的、在其背向殼體的端部16上的熱水平調(diào)節(jié)到所期望的數(shù)值，使得所述地電極10的背向殼體的端部16不低于對于燃燒室中的氣體混合物的點燃來說有利的溫度。

圖2示出了一種用于所述地電極10的截面的實施例。在這種實施例中，所述地電極10和所述芯子13具有矩形的截面。所述地電極的截面的面積不大于2.76mm²。所述截面具有不大于2.3mm的寬度xe和不大于1.2mm的高度ye。

在所述地電極10的截面的中心處布置了所述芯子12的截面。所述殼套11的厚度c從所述地電極10的高度y和寬度x（ye、xe）和芯子12的高度和寬度（yk、xk）的一半的差中產(chǎn)生。所述地電極10和芯子12的截面有利地具有相同的幾何形狀。

在所述地電極10的第一區(qū)域15中，所述芯子12的橫截面不小于所述地電極10的橫截面的20%并且尤其是不大于65%。所述地電極的橫截面由在截面中的、所述殼套11的面積和所述芯子12的面積所組成。

在一種這里未示出的實施例中能夠規(guī)定，所述地電極10的截面的形狀在所述地電極10的長度的走向中有變化。比如所述地電極10在其背向殼體的端部16上具有矩形的截面并且在其布置在殼體2上的端部上具有與所述殼體2的環(huán)狀的正面21相匹配的截面。這意味著，所述地電極10的截面的高度ye相當于或者小于所述環(huán)狀的正面21的寬度。相應地，于是所述寬度xe在所述地電極10的朝向殼體2的端部上比在所述地電極10的背向殼體的端部16上長。所述地電極10的、在其朝向殼體2的端部上的截面擁有與所述殼體的正面21的彎曲度相符的彎曲度，也就是所述截面擁有香蕉狀的輪廓。所述截面的形狀變化典型地借助于沖壓來進行，在此要么所述地電極10的、朝向殼體的端部的矩形的截面能夠通過沖壓來變形為香蕉狀的輪廓，要么具有香蕉狀的輪廓的地電極的、背向殼體的端部16被沖壓成平坦的面。

圖3示出了用于按本發(fā)明的地電極10的剖面，所述地電極與在圖1中示出的地電極10的區(qū)別僅僅在于：所述地電極在圖3中是彎曲的。所述地電極10在第一步驟中通過沖擠法、像比如深拉法（napfverfahren）來制造。在接下來的步驟中，將筆直的地電極10焊接到所述火花塞殼體的正面21上。按使用目的，在隨后的步驟中將所述地電極10彎曲到所期望的位置中，從而產(chǎn)生頂蓋式電極或者側電極或者弓形電極。所述地電極10還能夠額外地具有點火面19，該點火面典型地在彎曲之前被焊接到所述地電極上。

即使在彎曲的地電極10上，也能夠構成所述地電極10的三個區(qū)域13、14、15或者所述芯子12的兩個區(qū)段14a、15a。相應的區(qū)域的長度作為由所述區(qū)域的、沿著所述地電極10的表面所產(chǎn)生的最長的和最短的長度構成的平均值而產(chǎn)生。

圖4示出了具有按本發(fā)明的地電極10的火花塞1的示意圖。所述火花塞1具有金屬的殼體2，該殼體則具有用于將所述火花塞1安裝在氣缸頭中的螺紋。所述螺紋能夠具有至少8mm、10mm或者更大的外直徑。此外，所述殼體具有六角形區(qū)段9，在所述六角形區(qū)段上安置用于將所述火花塞1安裝到所述氣缸頭中的工具。在所述殼體2的內(nèi)部布置了絕緣體3。中心電極5和連接螺栓7布置在所述絕緣體3的內(nèi)部并且通過電阻元件6進行電連接。

所述中心電極5典型地在所述火花塞1的背向殼體的端部上從所述絕緣體3中伸出來。所述中心電極5以其電極頭4安放在構造在所述絕緣體3的內(nèi)側面上的支座上。所述中心電極5和/或所述地電極10具有所布置的點火面19。所述中心電極也能夠具有被殼套包圍的芯子，其中所述芯子由具有比所述殼套的材料高的導熱性的材料所構成。

在所述殼體2的背向殼體的端部上布置了至少一個按本發(fā)明的地電極10。該地電極與所述中心電極5一起形成點火間隙。所述地電極10能夠構造為頂蓋式電極、側電極或者弓形電極。