带有多层结构的火花塞接地电极及其制造方法技术

本发明专利技术涉及带有多层结构的火花塞接地电极及其制造方法，其中具有多层结构的火花塞接地电极(1)包括：接地电极材料构成的基底(2)，熔融到基底(2)的区域中的由第一贵金属和接地电极材料的一部分构成的合金层(3)，以及冲压并且焊接到合金层(3)中的由第二贵金属构成的铠装层(4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有多层结构的火花塞接地电极以及一种用于制造火花塞接地 电极的方法和一种火花塞，包括至少一个火花塞接地电极。
技术介绍
现有技术中公开了带有用于减少磨损的贵金属铠装的接地电极。在此，贵金属被 置于接地电极上并且通过电阻焊接或者激光焊接来固定或者与接地电极材料熔融为合金。 这些已知的火花塞接地电极或者已知的火花塞在车辆技术中适用于直到100，OOOkm的使 用寿命。
技术实现思路
根据权利要求1的按照本专利技术的火花塞接地电极或者根据权利要求7的按照本发 明的方法能够实现一种火花塞，尤其是用于应用在固定式发动机中，即使在带有特殊气体 例如沼气的工作中，其耐磨损性也能够实现超过2000小时的寿命。根据本专利技术，增大了耐 磨损的、设置有稀有金属的区域。此外，焊入的铠装的热应力减小，因为其连接并非直接以 接地电极材料来构造。根据本专利技术，在铠装层和由接地电极材料构成的基底之间存在合金 层，由此火花塞接地电极的这些形成接触的层的热膨胀系数接近。在根据本专利技术的火花塞 接地电极上的一定损耗之后，在损耗区域中由于不同的去除量而形成边缘，这是由于在不 同的层中的不同贵金属含量引起的。在这些边缘上增大了电场强度，由此降低了击穿电压 并且由此附加地降低了火花腐蚀损耗。所有这些优点都通过根据本专利技术的具有多层结构的 火花塞接地电极来实现，该多层结构包括由接地电极材料构成的基底、熔融到基底的区域 中的由第一贵金属和接地电极材料的一部分构成的合金层、以及冲压到合金层中并且焊接 的由第二贵金属构成的铠装层。从属权利要求示出了本专利技术的优选的改进方案。在优选的扩展方案中规定铠装层仅仅与合金层接触。铠装层的第二责金属由此 嵌入到由第一贵金属和接地电极材料构成的合金中。铠装层借助合金层集成到基底并且由 此集成到火花塞接地电极中。在层过渡部上的不同材料的热膨胀系数由此基本上彼此平 衡，由此最终降低了在焊入的铠装区段中的热应力。此外优选的是，合金层被基底包围，其中火花塞接地电极的一侧的表面通过基底 和合金层以及铠装层来形成。火花塞接地电极的所述一侧优选在火花塞内与中央电极对 置，并且因此称为工作侧。因为工作侧具有不同材料构成的所有三个层，所以它们被不同强 度地损耗，由此在铠装层至合金层的过渡部上以及从合金层至基底的过渡部上形成边缘。 在这些边缘上提高了电场强度，由此降低了击穿电压并且因此降低了附加的火花腐蚀。优选的是，铠装层居中地设置在表面上，并且合金层环形地包围铠装层。如果在俯 视图中观察火花塞接地电极的工作侧，合金层和铠装层优选圆形地或者椭圆形地构造。合 金层在此优选比铠装层略为更长和/或更宽，使得铠装层完全被合金层包围。此外有利的是，第一贵金属等同于或者不等同于第二贵金属，其中第一贵金属和/ 或第二贵金属包括钼和/或铱和/或铑和/或钌和/或铼和/或钯。第一和/或第二贵金 属于是本身又可以由合金构成，其中优选使用钼或者铱作为合金的基础。优选的接地电极 材料是Ni合金。本专利技术此外包括一种火花塞，该火花塞包括至少一个刚才描述的火花塞接地电 极，其中火花塞尤其是构造用于使用在气体驱动的固定式发动机中。在特别有利的应用中， 火花塞使用在借助特殊气体尤其是沼气驱动的固定式发动机中。可替选地，优选的是将根 据本专利技术的火花塞使用在尤其是用于机动车的快燃发动机中，。此外，本专利技术包括一种用于制造带有多层结构的火花塞接地电极的方法，包括以 下步骤提供由接地电极材料构成的基底，将第一贵金属构成的第一线区段冲压到基底中， 将第一线区段熔融，使得形成第一贵金属和接地电极材料的一部分构成的合金层，将第二 贵金属构成的第二线区段冲压到合金层中，并且将第二线区段与合金层焊接，使得形成铠 装层。由此，将第一线区段以合金方式设置到(einlegieren)由接地电极材料构成的基底中。 在此，第一线区段被冲压到接地电极中并且完全熔融。得到由第一贵金属和接地电极材料的 一部分构成的合金区。接着，将第二线区段挤压并且焊接到该合金区中或者该合金层中。在根据本专利技术方法的优选的扩展方案中，第一线区段借助激光器来熔融和/或第 二线区段借助激光器来焊接。在另一优选的扩展方案中规定，第一线区段完全被熔融和/或第二线区段仅仅在 其朝向合金层的接触面上为了焊接而被熔融。通过完全熔融第一线区段，实现了尽可能大 的合金层，随后可以将第二线区段冲压到该合金层中。第二线区段优选仅仅在其朝向合金 层的接触面上被熔融并且由此与其焊接。由此，保持了铠装层的第二贵金属的大部分，并且 由此形成了火花塞接地电极的极为耐损耗的层。此外有利的是，第二线区段在后侧被焊接，其中为了焊接所需的能量在火花塞接 地电极的与第二线区段对置的一侧上引入。第二线区段由此在火花塞接地电极的工作侧上 被冲压到合金层中，其中用于焊接的能量在火花塞接地电极的与工作侧对置的侧上引入。 为此，优选的是使用受控的激光焊接方法。附图说明下面将参照附图详细地描述本专利技术的实施例。其中图1示出了根据第一实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极的横截面，图2示出了根据第一实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极的俯视图，图3示出了根据第一实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极中的铠装层的后侧 焊接，图4示出了在焊接之后的根据第一实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极，图5示出了根据第二实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极的俯视图，并且图6示出了根据第三实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极的俯视图。具体实施例方式下面借助图1至图4描述根据第一实施例的根据本专利技术的火花塞接地电极1。图1示出了火花塞接地电极1的完整横截面，该火花塞接地电极1带有基底2、合 金层3和铠装层4。在将火花塞接地电极1安置到火花塞中时，火花塞接地电极1的工作侧 5与中央电极对置。火花塞接地电极1的与工作侧5对置的侧称为背侧6或者对置侧。图1示出如何将合金层3嵌入到基底2中。铠装层4又嵌入到合金层3中。铠装 层4由此仅仅与合金层3接触。此外，工作侧5的表面(在根据图1的未损耗的状态中) 是平坦的并且包括基底2的纯的接地电极材料、由第一贵金属和合金层3中的接地电极材 料的一部分构成的合金、以及铠装层4中的第二贵金属。图2示出了火花塞接地电极1的工作侧5的俯视图。在此可以清楚看出的是，铠 装层4如何圆形地以第一直径Dl来构造并且居中地位于火花塞接地电极1中。铠装层4 被具有第二直径D2的环形的合金层3包围。铠装层4的第一直径Dl在此小于合金层3的 第二直径D2。此外，铠装层4居中地位于合金层3中并且由此完全被合金层3包围。在此， 合金层3和铠装层4以共同的中点M彼此同心，该中点居中地设置在火花塞接地电极1上。图3示出了火花塞接地电极1的一个制造步骤。在图3所示的制造步骤之前已经 将第一线区段冲压到基底2中并且完全熔融，由此形成了合金层3。在该合金层3中又将由 第二贵金属构成的第二线冲压到合金层3中。图3现在示出了借助激光器8对铠装层4的 后侧焊接。激光器8的能量在火花塞接地电极1的后侧6上引入，由此形成热输入/能量 输入7。该热输入/能量输入7引起铠装层4至合金层3的后侧焊接。图4示出了在一定的损耗之后的火花塞接地电极1。由于基底2、合金层3和铠装 层4的不同材料，这些层被不同强度地损耗。由此，在围绕合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有多层结构的火花塞接地电极（１），包括：－由接地电极材料构成的基底（２），－熔融到该基底（２）的区域中的由第一贵金属和接地电极材料的一部分构成的合金层（３），以及－冲压并且焊接到该合金层（３）中的由第二贵金属构成的铠装层（４）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·本茨，J·费希尔，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE