本發(fā)明涉及一種用于制造火花塞-電極的方法。

背景技術：

由于在馬達中增長的小型化（downsizing），對于馬達室本身中的各個組件來說，越來越少的結(jié)構(gòu)空間可供使用。在火花塞的領域內(nèi)，對更小的火花塞的需求在升高。汽車工業(yè)中的趨勢從m14-火花塞發(fā)展到m12-火花塞或者m10-火花塞。除了將所述火花塞設計得更小的必要性之外，對于小型化-馬達來說，火花塞在運行中所經(jīng)受的燃燒室條件同時發(fā)生變化。燃燒室中的升高的壓力伴隨著升高的溫度和升高的對于點火來說所需要的電壓，由此在機械負荷能力、化學負荷能力、熱負荷能力和電負荷能力及抵抗能力方面對火花塞的要求也在提高。為了能夠滿足所提到的要求，需要新型的用于火花塞的設計方案以及新型的用于火花塞組件或者用于火花塞的制造方法。

當前的、像比如由de102005052425a1公開的火花塞基于一種火花塞殼體，該火花塞殼體具有焊接的接地電極和絕緣部，所述絕緣部與所述殼體傳力鎖合地相連接。在所述絕緣部的內(nèi)部在其燃燒室側(cè)的端部上布置了中心電極。所述接地電極和所述中心電極由于在燃燒室中在空氣-燃料-混合物燃燒時所產(chǎn)生的溫度而經(jīng)受熱負荷。為了將從所述燃燒室吸收的熱由火花塞-電極經(jīng)過火花塞殼體盡快地排放給得到冷卻的汽缸頭，所述火花塞-電極具有由擁有高的導熱率的材料構(gòu)成的芯子、比如由銅構(gòu)成的芯子。

不過表明，對于已知的火花塞-方案來說、尤其在對用于小型化-應用的領域的火花塞的要求升高時，通過以往的銅芯進行散熱是不夠的。根據(jù)所述制造方法、像比如由de4424789a1所公開的沖擠方法，所述銅芯不是在所述火花塞-電極的整個長度的范圍內(nèi)延伸并且額外地擁有朝所述火花塞-電極的燃燒室側(cè)的端部的方向減小的直徑，其中剛好是所述火花塞-電極的這個端部經(jīng)受最高的溫度。

由于對于已知的火花塞-電極來說散熱不足的原因，所述火花塞-電極的溫度在其燃燒室側(cè)的端部上太熱并且所述火花塞-電極上的磨損增大，這又導致所述火花塞的提前的失靈。

技術實現(xiàn)要素：

相應地，本發(fā)明的任務是提供一種用于制造火花塞-電極的方法，用該方法來制造火花塞-電極，所述火花塞-電極能夠具有得到改進的散熱并且由此能夠滿足上面所提到的要求。

該任務通過所述方法按照本發(fā)明通過第一權(quán)利要求的特征部分得到解決。

用于火花塞-電極的基體通過分割（vereinzeln）由線材制成，其中所述線材足夠長，以用于由所述線材來制造多個基體。所述線材具有芯子和將所述芯子包圍的殼層（mantel）。在所述基體中，所述芯子在所述基體的整個長度的范圍內(nèi)延伸，也就是說在所述基體的端側(cè)上所述芯子在所述分割之后相應地裸露。

按本發(fā)明規(guī)定，所述火花塞-電極的基體通過分割由線材來制成，其中所述線材并且由此還有所述基體具有芯子以及將所述芯子包圍的殼層，其中所述芯子在所述基體的整個長度的范圍內(nèi)延伸；通過前述方案得出：一方面與由現(xiàn)有技術公開的火花塞-電極-基體相比，基體以更大的芯子體積并且由此以得到改進的散熱來制造，另一方面用于火花塞-電極的制造方法得到簡化，因為能夠放棄用于借助于沖擠方法來將芯子引入到基體中的耗費的步驟。

通過將火花塞-電極-基體中的芯子延長，改進了所述火花塞-電極從其燃燒室側(cè)的端部到其背向燃燒室的端部的散熱，所述背向燃燒室的端部與所述火花塞的得到冷卻的組件處于接觸之中。在所述火花塞運行時產(chǎn)生的并且由所述火花塞的燃燒室側(cè)的端部所吸收的熱能夠更好地通過所述火花塞-電極和所述殼體來排出給得到冷卻的汽缸頭。由此所述火花塞的燃燒室側(cè)的端部上的以及所述火花塞-電極的點火面上的溫度下降。由此，所述點火面及火花塞-電極上的由于太高的溫度而助長的磨損得到降低，并且所述點火面、所述火花塞-電極及所述火花塞的使用壽命在總體上得到延長。

本發(fā)明的有利的改進方案是從屬權(quán)利要求的主題。

典型地，所述基體在分割之后并且尤其在成形之前擁有不小于0.5cm的長度并且尤其不大于6.0cm的長度、尤其不小于1.0cm的長度。由此有利地得出：所述基體已經(jīng)具有對于所述火花塞-電極來說所期望的長度并且所述基體并非務必在額外的方法步驟中被縮短或者被延長到對于所述火花塞-電極來說所期望的長度。

所述基體擁有筒柱體的形狀，其中下述端側(cè)相當于所述筒柱體的底面，在所述端側(cè)上所述芯子裸露。所述基體的殼層形成所述筒柱體的圍面（mantelfl?che）。所述基體的縱軸線相當于筒柱體軸線。所述筒柱體的底面或者所述基體的橫截面或者端面能夠為圓形、橢圓形或者多邊形、尤其四邊形。所述直徑涉及相應的面的外接圓。

有利的是，所述基體的芯子尤其在分割之后并且在所述基體的可能的成形之前在所述基體的整個長度的范圍內(nèi)具有恒定的直徑。

有利地規(guī)定，所述線材的芯子和所述基體的芯子由擁有比所述殼層的材料更高的導熱率的材料構(gòu)成。所述芯子比如由銅、銀或者包含銅和/或銀的合金或者具有釔的鎳-合金構(gòu)成。所述殼層尤其由具有比所述殼層的材料更高的耐磨性的材料構(gòu)成。所述殼層比如由含鎳的合金構(gòu)成，所述含鎳的合金包含另外的附加物、像比如鉻、釔和/或硅。

作為替代方案或者補充方案能夠規(guī)定，所述殼層具有多個層、尤其由兩個層構(gòu)成。在此，所述層圍繞著所述基體的芯子同心地布置。比如由銅或者銅-合金構(gòu)成的芯子能夠被具有niy層和nicr層的殼層所包圍。所述niy層布置在所述芯子與所述nicr層之間。在比較上述三種材料時，所述nicr層具有最高的耐麿性。所述niy層的導熱率處于銅的與nicr合金的導熱率之間。

所述線材以及由此所述基體在所述分割之后并且尤其在緊接著的成形步驟之前擁有不小于1mm并且尤其不大于4mm、尤其不小于1.5mm并且/或者不大于3.5mm的直徑。

所述方法尤其在分割之后能夠具有下述步驟，在該步驟中所述基體至少部分地成形，從而產(chǎn)生所述基體的具有比在成形（din8582）之前更大的直徑的區(qū)域，尤其所述直徑擴大了至少5%。借助于所述基體的沿著其縱軸線進行的壓力成形（din8583-1到-6）、像比如鐓粗（din8583-3），產(chǎn)生所述基體的具有所述更大的直徑的區(qū)域。比如能夠通過這個方法步驟來構(gòu)造用于中心電極的電極頭。

作為替代方案或者補充方案，所述方法尤其在分割之后能夠具有下述步驟，在該步驟中所述基體至少部分地成形，從而產(chǎn)生所述基體的具有比在成形（din8582）之前更小的直徑的區(qū)域，尤其所述直徑縮小了至少5%。借助于所述基體的垂直于其縱軸線進行的壓力成形（din8583-1到-6）、像比如輥壓（din8583-2），在所述基體上產(chǎn)生具有所述更小的直徑的區(qū)域。比如能夠通過這個方法步驟來構(gòu)造用于中心電極的電極腳（elektrodenfu?）。

作為替代方案或者補充方案，所述方法尤其在分割之后并且/或者在成形之后能夠具有下述步驟，在該步驟中在所述基體的燃燒室側(cè)的端面上，將所述基體與封閉體材料鎖合地連接。所述材料鎖合的連接能夠借助于電阻焊接或者激光焊接來實現(xiàn)，所述激光焊接比如利用優(yōu)選以cw模式來運行的纖維激光器或者盤形激光器。用于材料鎖合的連接的其它方法也是可行的。

所述封閉體比如能夠由含鎳的合金構(gòu)成。于是能夠額外地規(guī)定，將含貴金屬的點火面布置到所述封閉體或者所述基體上。作為替代方案還能夠規(guī)定，所述封閉體本身是所述含貴金屬的點火面。

有利的是，所述基體在成形時使至少部分地以下述方式成形：使得所述基體具有至少一個具有不同的直徑d1和d2的第一和第二區(qū)域b1和b2，其中尤其在所述第一和所述第二區(qū)域b1和b2之內(nèi)各自的直徑d1和d2是恒定的。所述第一和所述第二區(qū)域b1和b2尤其具有下述長度，該長度至少相當于相應的區(qū)域b1、b2的各自的直徑d1、d2。

優(yōu)選所述芯子的橫截面與所述基體的橫截面的比例在所述至少第一和第二區(qū)域b1和b2中相差不大于10%、尤其不大于5%。

對于接地電極的制造來說，能夠規(guī)定，所述方法包含下述步驟，在該步驟中使所述基體彎曲，從而產(chǎn)生頂部電極、弓形電極（bügelelektrode）或者側(cè)電極。

此外，本發(fā)明涉及一種火花塞-電極，該火花塞-電極根據(jù)按本發(fā)明的、用于制造火花塞-電極的方法來制成，并且就這樣具有擁有芯子和將所述芯子包圍的殼層的基體，其中所述芯子在所述基體的整個長度的范圍內(nèi)延伸。這意味著，所述芯子從所述基體的端側(cè)延伸到端側(cè)。

為了在所述火花塞-電極中進行足夠良好的散熱，已經(jīng)證實有利的是，所述芯子的橫截面相對于所述基體的橫截面的比例在所述基體的長度范圍內(nèi)近似恒定，其中“近似恒定”是指，所述橫截面的比例在所述基體之內(nèi)以不大于10%的幅度變化。有利地規(guī)定，所述芯子的橫截面相當于所述基體的橫截面的不小于20%并且/或者不大于80%。所述基體的橫截面相當于由所述殼層的橫截面與所述芯子的橫截面構(gòu)成的總和。分別對處于相同的平面之內(nèi)的橫截面彼此進行比較或者置于比例之中。

所述基體的殼層具有層厚度b，該層厚度不小于0.1mm并且/或者不大于0.8mm、尤其不小于0.2mm并且/或者不大于0.6mm、特別尤其不小于0.3mm并且/或者不大于0.5mm。通過所述殼層的最低層厚度b保證了，由與殼層相比不那么耐麿的材料構(gòu)成的芯子足以得到保護，以防止在所述火花塞運行時所產(chǎn)生的化學負荷。對所述殼層的層厚度進行限制，以便所述芯子體積在所述基體的總體積上所占的份額不是太小并且由此所述基體中的散熱足夠大。

所述基體在其燃燒室側(cè)的端側(cè)上具有封閉體，該封閉體與所述芯子處于接觸之中、尤其與所述芯子處于直接的接觸之中。由此保證，所述封閉體與所述芯子處于熱接觸之中。所述封閉體比如被焊接到所述基體上。作為焊接方法，比如能夠使用電阻焊接、電極束焊接（elektrodenstrahlschwei?en）或者比如利用纖維激光器或者盤形激光器進行的激光焊接，其中所述激光焊接能夠用cw激光或者脈沖激光來實施。在焊接時比如能夠使所述封閉體完全熔化。

作為用于所述封閉體的材料，比如能夠?qū)⑾嗤幕蛘哳愃频暮嚨暮辖鸨热缬糜谒龌w的殼層。

所述焊接沿著所述基體的周緣來進行，其中焊縫沿著所述基體的尤其整個周緣來構(gòu)造，以便所述封閉體盡可能氣密地——也就是說泄漏率小于10^-7mbarl/s——將所述基體的燃燒室側(cè)的端側(cè)封閉并且由此所述基體的芯子得到保護。

有利的是，所述封閉體與所述基體的端面齊平地構(gòu)造，也就是說所述封閉體具有與所述基體的端側(cè)相同的直徑，所述封閉體布置到所述端側(cè)上。作為替代方案或者補充方案能夠規(guī)定，所述封閉體擁有下述直徑，該直徑大于所述芯子在所述基體的端側(cè)上的直徑，所述封閉體布置在所述端側(cè)上。

已經(jīng)證實有利的是，所述封閉體具有厚度d，該厚度至少與所述殼層的最小的層厚度b一樣大，其中垂直于所述基體的端面來測量所述封閉體的厚度d，所述封閉體布置在所述端面上。比如所述封閉體能夠具有厚度d，該厚度等于或者大于所述殼層在所述基體的端側(cè)上的層厚度d，所述封閉體布置在所述端側(cè)上。

能夠額外地規(guī)定，所述火花塞-電極具有含貴金屬的點火面。所述點火面能夠根據(jù)所述火花塞-電極的想要的使用情況來布置在所述封閉體上或者布置在所述圍面的燃燒室側(cè)的端部上。所述點火面具有比所述殼層的材料更高的耐磨性。

作為替代方案能夠規(guī)定，所述封閉體本身是含貴金屬的點火面。

按本發(fā)明的火花塞-電極能夠是接地電極和/或中心電極。

此外，本發(fā)明涉及一種火花塞，該火花塞具有至少一個按本發(fā)明的火花塞-電極作為中心電極和/或接地電極。

在將所述按本發(fā)明的火花塞-電極構(gòu)造為接地電極時，所述火花塞-電極的或者所述基體的、背向燃燒室的端側(cè)布置在所述火花塞的殼體上，其中優(yōu)選所述火花塞-電極與所述殼體的連接如此構(gòu)造，使得所述基體的芯子得到保護，以防止通過燃燒室氣體受到影響。在將所述按本發(fā)明的火花塞-電極構(gòu)造為中心電極時，所述火花塞-電極如此布置在所述絕緣部中，使得所述火花塞-電極或者所述基體的、背向燃燒室的端側(cè)氣密地被同樣布置在所述絕緣部中的電阻元件所遮蓋。

附圖說明

圖1示出了一種用于按本發(fā)明的用于制造火花塞-電極的方法的示例；

圖2示出了一種用于制好的火花塞-電極的示例，所述火花塞-電極根據(jù)所述按本發(fā)明的方法來制成；并且

圖3示出了一種用于火花塞的示例，所述火花塞具有至少一個根據(jù)所述按本發(fā)明的方法來制造的火花塞-電極。

具體實施方式

圖1示意性地示出了按本發(fā)明的用于制造火花塞-電極10的方法的不同的步驟。在第一步驟中對線材進行分割，由此產(chǎn)生火花塞-電極-基體15。所述線材的儲備比如處于線材卷筒上。所述線材如此之長，以至于能夠通過對于所述線材的分割來制造多個火花塞-電極-基體15。所述線材具有芯子17和殼層18，所述殼層包裹著所述芯子17。所述芯子17基本上在所述線材的整個長度的范圍內(nèi)延伸。所述芯子17、所述殼層18以及由此還有所述線材本身在其整個長度的范圍內(nèi)具有恒定的尺寸、直徑、厚度或者寬度?！昂愣ǖ摹痹谏舷挛闹惺侵?，所述尺寸在長度的范圍內(nèi)以不大于10%的幅度變化。所述線材擁有處于1mm到4mm的范圍內(nèi)的直徑。所述線材的殼層擁有處于0.1mm到0.8mm的范圍內(nèi)的層厚度d。在這種實施例中，所述線材擁有2.7mm的直徑，并且所述殼層擁有0.5mm的層厚度b。

所述基體15在分割所述線材之后具有至少5mm的長度。為了制造中心電極，所述基體擁有高達60mm的長度。為了制造接地電極，所述基體擁有高達20mm的長度。在所述基體的端側(cè)14、13上，所述芯子17裸露。所述芯子17和所述殼層18在所述分割之后在所述基體15的長度范圍內(nèi)擁有恒定的尺寸、像比如直徑、厚度或者寬度或者恒定的橫截面。

在接下來的步驟中，所述基體15根據(jù)所計劃的、用作中心電極或者接地電極的情況來成形。將所述基體夾緊在工具30中。如在圖1b）中那樣，通過所述工具30比如能夠產(chǎn)生第一區(qū)域b1，該第一區(qū)域具有比所述基體15的未成形的區(qū)域b2更小的橫截面或者更小的尺寸、比如直徑或者寬度。具有更小的直徑的第一區(qū)域b1比如借助于輥壓（walzen）來成形。在這種實施例中，所述區(qū)域b1具有2.4mm的直徑d1和用于所述殼層的、大約0.45mm的層厚度b。

作為替代方案或者補充方案，也能夠產(chǎn)生第三區(qū)域b3，所述第三區(qū)域具有比所述基體15的未經(jīng)過成形的區(qū)域b2更大的橫截面或者更大的尺寸。具有更大的直徑的第三區(qū)域b3比如借助于鐓粗（stauchen）來成形。

原則上可能的是，所述基體和后來的火花塞-電極具有多個第一、第二和/或第三區(qū)域。

在圖1c）中示出了一種用于成形之后的火花塞-電極10的示例。所述火花塞-電極10或者所述基體15具有至少三個區(qū)域：所述基體15的、具有通過成形來減小的橫截面或者減小的直徑d1的第一區(qū)域b1、所述基體15的、具有不變的直徑d2或者不變的橫截面的第二區(qū)域b2以及具有通過成形來擴大的橫截面或者擴大的直徑d3的第三區(qū)域b3。典型地，所述基體15的第一區(qū)域b1構(gòu)造在所述基體的燃燒室側(cè)的端部上，并且所述第三區(qū)域b3構(gòu)造在所述基體15的背向燃燒室的端部上。對于中心電極來說，所述基體15的第三區(qū)域b3相當于電極頭19，該電極頭在所述火花塞1中安放在構(gòu)造在所述絕緣部3的內(nèi)側(cè)面上的支座上。

在圖2中示出了制好的火花塞-電極10，該火花塞-電極構(gòu)造為中心電極12。所述中心電極12在其燃燒室側(cè)的端部14上具有封閉體16，該封閉體通過焊接與所述基體15的端側(cè)14材料鎖合地連接。所述封閉體16擁有厚度d，該厚度至少相當于所述基體15的殼層18在其燃燒室側(cè)的端側(cè)14上的層厚度b。所述封閉體16擁有下述直徑，該直徑大于所述芯子17在所述基體15的燃燒室側(cè)的端側(cè)14上的直徑。所述封閉體齊平地布置在所述基體的燃燒室側(cè)的端側(cè)14上。

圖3示出了具有至少一個按本發(fā)明的火花塞-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，該殼體具有用于將所述火花塞1安裝到汽缸頭中的螺紋。此外，所述殼體具有六角區(qū)段9，在該六角區(qū)段上置放用于將所述火花塞1安裝到所述汽缸頭中的工具。在所述殼體2的內(nèi)部布置了絕緣部3。中心電極12和連接銷釘4布置在所述絕緣部3的內(nèi)部并且通過電阻元件5進行了電連接。

典型地，所述中心電極12在所述火花塞1的燃燒室側(cè)的端部上從所述絕緣部3伸出來。所述中心電極12以其電極頭19安放在構(gòu)造在所述絕緣部3的內(nèi)側(cè)面上的支座上。所述中心電極12具有基體15和布置在所述基體15的燃燒室側(cè)的端部上的封閉體16。所述基體擁有在這里未示出的、被殼層包圍的芯子。

在所述殼體2的燃燒室側(cè)的端部上布置了接地電極11。該接地電極與所述中心電極12一起形成點火間隙。所述接地電極11能夠構(gòu)造為頂部電極、側(cè)電極或者弓形電極。所述接地電極11具有基體15和布置在所述基體15的燃燒室側(cè)的端部上的封閉體16。所述基體擁有在這里未示出的、被殼層包圍的芯子。