(57)【要約】【課題】内燃エンジンのための新たな種類のスパークプラグを提供すること。【解決手段】電極基本材料から成る第1の本体と、第1の本体に連結される貴金属から成る第2の本体とを備える中心電極を伴い、中心電極の周囲で径方向に配置される接地電極を伴い、中心電極と接地電極との間で形成する点火火花を介して燃料混合物を点火させるために、中心電極と接地電極との間に形成される環状の火花ギャップを伴い、中心電極の第2の本体は、中央の凹部を伴う環状の要素として形成され、中心電極の第1の本体は主本体と突起とを備え、突起は第2の本体の凹部へと延びる、内燃エンジンのためのスパークプラグである。第2の本体は、第1の本体と第2の本体との間で第1の本体の突起の領域に形成されるアンダーカットを介して、第1の本体において能動的に保持される。【選択図】図1
2019194984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極基本材料から成る第1の本体(14)と、前記第1の本体(14)に溶接される貴金属から成る第2の本体(15)と、を備える中心電極(11)を有し、
前記中心電極(11)の周囲で径方向に配置される接地電極(12)を有し、
前記中心電極(11)と前記接地電極(12)との間に形成する電気的な点火火花を用いて燃料混合物を点火させるために、前記中心電極(11)と前記接地電極(12)との間に形成される環状の火花ギャップ(13)を有する、
内燃エンジンのためのスパークプラグ(10)であって、
前記中心電極(11)の前記第2の本体(15)は、中央の凹部(17)を伴う環状の要素として形成され、
前記中心電極(11)の前記第1の本体(14)は主本体(14a)と突起(14b)とを備え、前記突起(14b)は前記第2の本体(15)の前記凹部(17)内へと延び、
前記中心電極(11)の前記第1の本体(14)は主本体(14a)と突起(14b)とを備え、前記突起(14b)は前記第2の本体(15)の前記凹部(17)内へと延び、
前記第2の本体(15)は、前記第1の本体(14)と前記第2の本体(15)との間で前記第1の本体(14)の前記突起(14b)の領域内に形成されるアンダーカットを用いて、前記第1の本体(14)に能動的に保持されることを特徴とするスパークプラグ(10)。
【請求項２】
前記第2の本体(15)内の前記凹部(17)は、断面において漏斗状または円錐状の輪郭とされ、つまり前記中心電極(11)の端面(22)を一部で定める前記第2の本体(15)の軸面(26)からの発散を、前記主本体(14a)の軸面(24)の反対に位置付けられる前記第2の本体(15)の軸面(25)の方向において収束させることを特徴とする、請求項1に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記第1の本体(14)の前記突起(14b)は、断面において円錐台または円錐状の様態の輪郭とされ、つまり前記第1の本体(14)の前記主本体(14a)の軸面(24)からの発散を、前記中心電極(11)の端面(22)を一部で定める、前記第1の本体(14)の前記突起(14b)の軸面(27)の方向において分岐させることを特徴とする、請求項1または2に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記第1の本体(14)の前記突起(14b)は、前記第2の本体(15)内の前記凹部(17)内に形成することで作り出されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
第1の溶接線(19)が、前記第1の本体(14)の前記主本体(14a)の軸面(24)と前記第2の本体(15)の軸面(25)との間に形成され、径方向に見たときに、前記中心電極(11)の周辺面(23)からの発散を前記中心電極(11)内へと延ばすことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
第2の溶接線(18)が、前記第1の本体(14)の前記突起(14b)の径方向外側面(20)と、前記第2の本体(15)の前記凹部(17)を画定する前記第2の本体(15)の径方向内側面(21)と、の間に形成され、軸方向に見たときに、前記中心電極(11)の端面(22)からの発散を前記中心電極(11)内へと優先的に延ばすことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記第2の溶接線(18)の侵入深さが前記第1の本体(14)の前記突起(14b)の軸方向長さ(h)に相当することを特徴とする、請求項6に記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記第1の溶接線(19)の侵入深さが、前記中心電極(11)の前記周辺面(23)と前記第1の本体(14)の前記突起(14b)との間の径方向距離に相当することを特徴とする、請求項5ならびに請求項5に従属した請求項6および7のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
前記中心電極(11)の前記端面(22)を一部で定める、前記第1の本体(14)の前記突起(14b)の前記軸面(27)において、材料凹部(16)が導入されることを特徴とする、請求項3および請求項3に従属した請求項4から8のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
前記材料凹部(16)は放物線状の輪郭とされることを特徴とする、請求項9に記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項1の前文による内燃エンジンのためのスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、内燃エンジンにおいて燃焼される燃料混合物を電気的に点火させるのに供する。スパークプラグのいわゆる中心電極といわゆる接地電極との間に、火花ギャップが形成されており、火花ギャップでは、燃料混合物を点火させるために、電気的な点火火花が形成され得る。
【０００３】
スパークプラグは、フック形とされた接地電極を有するスパークプラグと、環状の接地電極を有するスパークプラグとの間で基本的に区別される。したがって、特許文献１は、接地電極がフック状に形成されているスパークプラグを示しており、中心電極の軸方向において見られる火花ギャップが、中心電極の端とフック状の接地電極の端との間で軸方向に延びている。環状の接地電極を有するスパークプラグは特許文献２から知られており、火花ギャップが、中心電極と中心電極の周囲の接地電極との間で延びている。ここに示す本発明は、環状の接地電極、つまり中心電極の周囲で径方向に延びる火花ギャップを有するスパークプラグに関する。
【０００４】
実施から、接地電極が、2つの本体、つまり、基本的な電極材料から製作される第1の本体と、貴金属から製作される第2の本体と、から成り、2つの本体が互いと連結され、具体的には一体に溶接されることが、知られている。
【０００５】
実施から知られているスパークプラグでは、中心電極の2つの本体が互いから切り離され、貴金属から製作された第2の本体が、スパークプラグを備えるシリンダの燃焼室に入り、特定の条件の下において、燃焼室から内燃エンジンの排気系へと排出される危険がある。これは、内燃エンジンに損傷をもたらす可能性がある。
【０００６】
そのため、中心電極の本体が切り離される危険が低減されているスパークプラグに対する要求がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2011 0277 279号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2012 208 069号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここから始まって、本発明は、内燃エンジンのための新たな種類のスパークプラグを作り出すという目的に基づかれている。この目的は、請求項1によるスパークプラグを通じて解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、中心電極の第2の本体は、中央の凹部を伴う環状の要素として形成される。中心電極の第1の本体は主本体と突起とを備え、突起は第2の本体の凹部へと延びる。第2の本体は、第1の本体と第2の本体との間で第1の本体の突起の領域に形成されるアンダーカットを介して能動的に保持される。
【００１０】
ここで、本発明は、中心電極の第2の本体を、中心電極の第1の本体において、中心電極のこれら2つの本体の間に形成される機械的なアンダーカットを介して能動的に固定することを、初めて提案する。これらの2つの本体の間に形成される溶接接続の失陥の場合においても、第2の本体は、この方法では第1の本体においてしっかりと保持され得る。そのため、内燃エンジンへの損傷の危険は最小限にされる。
【００１１】
本発明の有利なさらなる発展によれば、第2の本体の凹部は、断面において漏斗状または円錐状の輪郭とされ、つまり中心電極の端面を一部において定める第2の本体の軸面からの発散を、主本体の軸面の反対に位置付けられる第2の本体の軸面の方向において収束させる。第1の本体の突起は、断面において円錐台または円錐状の様態の輪郭とされ、つまり、第1の本体の主本体の軸面からの発散を、中心電極の端面を一部で定める第1の本体の突起の軸面の方向において分岐させる。これによって、機械的なアンダーカットは、中心電極の第2の本体を第1の本体において能動的に保持させるために、特に容易および有利に生成できる。
【００１２】
優先的には、第1の本体の突起は、成形によって第2の本体において凹部内に形成される。これによって、アンダーカットは特に容易に提供され得る。
【００１３】
優先的には、第1の溶接線が、第1の本体の主本体の軸面と第2の本体の軸面との間に形成され、優先的には、径方向で見たときに中心電極の周辺面から発散して中心電極の中へと延ばす。優先的には、追加的に第2の溶接線が、第1の本体の突起の径方向外側面と、第2の本体の凹部を画定する第2の本体の径方向内側面と、の間に形成され、優先的には、軸方向で見たときに中心電極の端面からの発散を中心電極の中へと延ばす。優先的には、両方の溶接線が存在する。これによって、利用可能な溶接領域が増加させられる。両方の溶接線が失陥した場合であっても、第2の本体は機械的なアンダーカットを介して第1の本体にしっかりと保持される。
【００１４】
優先的には、材料凹部が、中心電極の端面を一部で定める、第1の本体の突起の軸面へと導入される。材料凹部によって、溶接線の領域における応力低減が提供でき、その結果、溶接線が失陥する危険が低減できる。
【００１５】
本発明の好ましいさらなる発展は、従属請求項および以下の記載から得られる。本発明の例示の実施形態が、これに制限されることなく、図面を用いることでより詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるスパークプラグの概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、本発明は、内燃エンジンのためであって、具体的には、燃料混合物を内燃エンジン内で燃焼させることに供する火花点火ガスエンジンのためのスパークプラグに関する。
【００１８】
図1は、中心電極11と、中心電極11の周囲で径方向に配置された接地電極12と、の領域内のスパークプラグ10から概略的に抽出して示している。中心電極11と接地電極12との間には、環状の隙間または分割された環状の隙間の形態での環状の火花ギャップ13が形成されており、火花ギャップ13は、中心電極11と接地電極12との間に形成する電気的な点火火花を用いて燃料混合物を点火させるために提供されている。
【００１９】
中心電極11は、溶接によって連結されている第1の本体14と第2の本体15とから成る。第1の本体14は電極基本材料から成る。第2の本体15は貴金属から成る。
【００２０】
中心電極11の2つの本体14、15の間の良好な接合を確保するために、および貴金属から成る第2の本体15が、電極基本材料から成る第1の本体14から切り離される危険を低減させるために、中心電極11の第1の本体14が、主本体14aと、主本体14aに対して軸方向Aにおいて突出する突起14bと、を有することが、本発明によれば提供される。第2の本体15は、中央の凹部17を伴う環状の要素として形成されており、第1の本体14の突起14bが凹部17内へと延びている。第2の本体15は、第1の本体14と第2の本体15との間で第1の本体14の突起14bの領域内に形成されるアンダーカットを用いて、第1の本体14に能動的に保持される。後で詳述されており、2つの本体14、15の間に形成されている溶接された連結が失陥する場合、第2の本体15は、それでもなお機械的なアンダーカットを通じて第1の本体14において捕らわれて保持される。
【００２１】
中心電極11の2つの本体14、15の間に機械的なアンダーカットを提供するために、第2の本体15における凹部17は、断面において漏斗状または円錐状の輪郭とされている。第2の本体15における凹部17は、凹部17が、つまり中心電極11の端面22を一部で定める第2の本体15の軸面26からの発散を、中心電極11の主本体14aの軸面24の反対に位置付けられる第2の本体15の軸面25の方向において収束させるような様態で、円錐状の輪郭とされている。
【００２２】
中心電極11の第2の本体15内のこの凹部17内へと延びる第1の本体14の突起14bは、断面において円錐台または円錐状の様態、つまり突起14bが、中心電極11の第1の本体14の主本体14aの軸面24からの発散を、第2の本体15の軸面26と共に、中心電極11の端面22を定める本体14の突起14bの軸面27の方向において分岐させるような様態の輪郭とされる。
【００２３】
第2の本体15の凹部17と共に機械的なアンダーカットを形成する第1の本体14の突起14bは、凹部17内に形成することで作り出される。したがって、図1は、中心電極11の第1の本体14の円筒形の突起14b'を破線で示しており、突起14b'は、第2の本体15の軸面26に対して、中心電極11の第2の本体15内の凹部17内へと延びており、中心電極11の端面22を一部で定め、軸方向Aにおいて突出している。径方向において、この円筒形の突起14b'と第2の本体15の円錐状の輪郭とされた凹部17との間には、相当のクリアランスがある。
【００２４】
円筒形の突起14b'を形成することで、つまり円筒形の突起14b'を塑性的に形成することで、突起14b'は、断面において円錐台または円錐状の様態の輪郭とされる姿へと移行させることができ、つまり突起14bを形成することに曝され、突起14bは、第2の本体15における凹部17と共に、第1の本体14における第2の本体15の能動的な固定のための機械的なアンダーカットを提供する。
【００２５】
第2の本体15と第1の本体14とをしっかりと接合された様態で追加的に連結するために、2つの溶接線18、19が優先的に形成される。
【００２６】
溶接線18が、円錐台の様態の輪郭とされる第1の本体14の突起14bの径方向外側面20と、漏斗状の輪郭とされ、第2の本体15の凹部17を画定する第2の本体15の径方向内側面21と、の間に形成されている。この溶接線18は、軸方向Aにおいて見たとき、中心電極11の端面22から中心電極11への発散を延ばし、中心電極11へのこの溶接線18の侵入深さは、第1の本体14の形成された突起14bの軸方向長さhにおおよそ対応する。
【００２７】
溶接線19が、第1の本体14の主本体14aの軸面24と第2の本体15の隣接する軸面25との間に形成されている。中心電極11の周辺面23から発散するため、この溶接線19は中心電極11へと延び、この溶接線19の侵入深さは、中心電極11の周辺面23と第1の本体14の突起14bとの間の径方向距離に対応する。
【００２８】
溶接線18、19は各々、相対的に浅い侵入深さを有するが、組み合わされて、確実に形成され得る大きな利用可能な溶接領域を提供する。1つだけの溶接線が存在する場合、これは、優先的には溶接線19となるべきである。
【００２９】
特に好ましくは、一部で中心電極11の端部分22を定める、第1の本体14の突起14bの軸面27において、優先的には放物線状の輪郭とされる材料凹部16が導入される。任意選択の材料凹部16を用いることで、溶接帯域における応力が低減でき、その結果として、溶接された連結の失陥の危険が低減できる。
【００３０】
貴金属から製作された中心電極11の第2の本体15が、電極基本材料から製作された中心電極11の第1の本体14から意図せずに切り離されるという危険の低減が、本発明によるスパークプラグ10の中心電極11にはある。スパークプラグ10のさらなる利点は、中心電極11の第2の本体15における凹部17のおかげで、より少ない貴金属が必要とされることにある。これは、スパークプラグ10の製作コストを低減させる。
【符号の説明】
【００３１】
10  スパークプラグ
11  中心電極
12  接地電極
13  火花ギャップ
14  第1の本体
14a  主本体
14b、14b'  突起
15  第2の本体
16  材料凹部
17  凹部
18  第2の溶接線
19  第1の溶接線
20  径方向外側面
21  径方向内側面
22  端面
23  周辺面
24  軸面
25  軸面
26  軸面
27  軸面
【図１】
2019194984.tif 000003
【外国語明細書】
2019194984000001.pdf