專利名稱：火花塞和用于制造火花塞的方法
技術領域：
本發明涉及一種火花塞，該火花塞包括內導體、與所述內導體相連的點火尖端、圍繞所述內導體并具有前端和后端的絕緣體、具有前端和后端的火花塞主體以及至少一個與火花塞主體的前端相連的接地電極，其中，該火花塞具有平行于內導體延伸的縱向方向，火花塞主體則具有沿該縱向方向延伸并且其中插有絕緣體的通道，而且在絕緣體和火花塞主體之間設有一金屬套筒，該套筒與絕緣體和火花塞主體緊密相連，并在下文中被稱之為“第一套筒”。本發明還涉及一種用于制造如下所述的火花塞的方法，S卩，該火花塞包括內導體、 與所述內導體相連的點火尖端、圍繞所述內導體并具有前端和后端的絕緣體、具有前端和后端的火花塞主體以及至少一個與火花塞主體的前端相連的接地電極，其中，該火花塞具有平行于內導體延伸的縱向方向，火花塞主體則具有沿該縱向方向延伸并且其中放置有絕緣體的通道，而且絕緣體通過至少一個金屬套筒而與火花塞主體緊密相連。
背景技術：
上面所描述的那種火花塞以及用于制造該火花塞的方法在DE 12 89 360 A中有所披露。在這種已知的用于制造火花塞的方法中，將預制的包括內導體和點火尖端的絕緣體與由軟金屬制成的套筒一起插入火花塞主體的通道內。接著，沿軸向將套筒壓縮在一起， 其中，套筒的一端被牢固地保持在基座上，而其另一端受到柱塞的擠壓。該擠壓使套筒發生塑性變形，由此將絕緣體固定在火花塞主體內。與此同時，套筒在絕緣體和火花塞主體之間構成氣密密封。在制成的火花塞中，套筒是絕緣體和火花塞主體之間唯一的連接件。在利用已知套筒將絕緣體插入火花塞主體中時，火花塞主體、絕緣體和套筒這三個部件必須彼此相對地定位和取向。同時，套筒必須發生塑性變形。在這種類型的制造過程中，經常不能確保絕緣體在套筒被壓縮的同時能夠在火花塞主體內準確定位。在壓縮過程中，絕緣體可能變成相對于火花塞主體偏置，從而使得點火尖端不再在火花塞主體中對中。尤其是，在壓縮過程中，絕緣體可能在火花塞主體中傾斜，由此使絕緣體和火花塞主體相互之間不再精確地平行延伸。因此，會導致點火尖端的不準確定位。總之，對于已知的火花塞，絕緣體在火花塞主體內的定位存在著相對較大的不準確性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種火花塞及其制造方法，其中改進了絕緣體在火花塞主體內的取向和對中，而且不會損害絕緣體和火花塞主體之間的密封。針對上文所述類型的火花塞，本發明所要解決的技術問題是通過如下所述技術方案而得以解決的，即，在第一套筒和絕緣體的后端之間，與第一套筒間隔一定距離地設置至少一個第二套筒，其中，該第二套筒與絕緣體相連，并在火花塞主體的通道內接觸該火花塞主體。對于上文所述類型的制造方法，本發明所要解決的技術問題是通過如下所述技術方案而得以解決的，即，將至少一個套筒固定在絕緣體上，然后將該絕緣體與該至少一個固定在其上的套筒一起插入火花塞主體中。此處所用的術語“前端”和“后端”定義如下火花塞或者火花塞主體和絕緣體的 “前端”是指安置在發動機缸體中并且在使用火花塞時面朝發動機的燃燒室的端部。點火尖端就設置在絕緣體的前端上。火花塞主體的“后端”在操作狀態下背離發動機的燃燒室。 絕緣體的“后端”是指背離點火尖端的端部，該端部延伸出火花塞主體并且通過內導體與輸送用于產生點火火花的點火電壓的供應線相連。當火花塞是通過使用兩個間隔開的套筒在火花塞主體中定位絕緣體而形成的時候，絕緣體可以更高的精度在火花塞主體中對中。在火花塞主體中，在兩個位置對絕緣體進行引導和定位。兩個間隔開的套筒可防止絕緣體相對于火花塞主體發生傾斜，由此使得可以確保在絕緣體和火花塞主體之間有良好的平行度。結果，可以以一種非常精確的方式確定點火尖端相對于接地電極的位置。使兩個套筒以盡可能最大的距離相互彼此分開是有利的。大的距離可以非常有效地防止絕緣體在火花塞主體中傾斜，并且能夠使絕緣體在火花塞主體中以一種特別精確的方式對中。因此，優選地是，靠近火花塞主體的前端地設置第一套筒。絕緣體在其前端有一個逐漸縮減的區域，該區域在下文中被稱之為“絕緣體基部”。為了在兩個套筒之間獲得最大的可能距離，靠近絕緣體基部地設置第一套筒是有利的。優選的是，將第一套筒直接設置在絕緣體基部的附近。因此，在將第二套筒設置在火花塞主體的后端上時，可以實現在第二套筒和第一套筒之間有特別大的距離以及絕緣體的特別準確的定位。根據本發明的一種有利的實施方式，至少是第一套筒被釬焊或低溫焊接在絕緣體上。釬焊或低溫焊接使得可以在絕緣體和套筒之間形成非常牢固的連接，由此提供良好的定位精度以及在存在于發動機燃燒室中的氣壓下、為絕緣體和套筒之間的連接提供可靠的密封。為了固定至少一個套筒，絕緣體優選地具有一個基本上為圓柱形的外輪廓。有利的是，至少第一套筒與火花塞主體形成過盈配合。通過在套筒和火花塞主體之間形成過盈配合，可以確保絕緣體在火花塞主體中有非常良好的對中。同時，可以在存在于發動機燃燒室中的氣壓下，使套筒和火花塞主體之間的連接有良好的密封。為了確保火花塞具有良好的、可靠的功能，以氣密的方式使第一套筒在火花塞的前端與絕緣體和火花塞主體連接就足夠了。第二套筒主要用于使絕緣體在火花塞主體中對中，而不必與絕緣體和火花塞主體形成緊密的連接。但是，根據本發明的一種特別優選的實施方式，可以將兩個套筒都釬焊或低溫焊接在絕緣體上，并且與火花塞主體形成過盈配合。 為了在通道的區域內容納至少一個套筒，火花塞主體優選地具有一個基本上為圓柱形的內輪廓。在本發明的一種實施方式中，可以規定至少一個套筒由熱膨脹系數適合于絕緣體的材料的金屬制造。該實施方式的優點在于，在操作狀態下，絕緣體和套筒可以在熱量的影響下均勻地膨脹，并且使套筒和絕緣體之間的連接承受最小的可能應力。這使得套筒和絕緣體之間的氣密性連接可以有較長的使用壽命。絕緣體有利地由陶瓷制成。在鐵-鎳-鈷基礎上制造的冶煉合金具有適合于陶瓷的熱膨脹系數的熱膨脹系數，可以有利地將該合金用作制造套筒的金屬。這種合金例如由在德國哈瑙的Vacuumschmelze GmbH & Co. KG制造。有利的是，絕緣體和/或火花塞主體可以具有用于沿著火花塞的縱向定位其中一個套筒的肩部。如果例如將一個套筒釬焊或低溫焊接在絕緣體上并隨后壓入火花塞主體中，則位于絕緣體上的肩部可以在釬焊或低溫焊接的過程中沿著絕緣體的縱向方向定位該套筒。在隨后進行的向內壓迫的步驟中，位于絕緣體上的肩部可以支持該套筒并防止過大的剪應力作用在進行了釬焊或低溫焊接的連接部位上。在壓入裝配有至少一個套筒的絕緣體時，火花塞主體上的肩部可以起一個套筒止動件的作用，由此簡化壓入過程。根據本發明的一種進一步的實施方式，有利地采取共擠壓絕緣體和內導體并進行燒結的做法。結果，可以省去將一個單獨制造的內導體插入絕緣體主體并進行錨固所需的工作。此外，可以因此而差不多完全地防止在內導體和周圍的絕緣體主體之間出現漏泄點。 這一優點可以通過用可導電的陶瓷制造內導體而得到增強。借助于根據本發明的用于制造火花塞的方法，可以改進絕緣體在火花塞主體上中的定位和對中，其中，首先將一個套筒固定在絕緣體上，然后將其上固定有套筒的絕緣體插入火花塞主體。與前面所描述的現有技術不同的是，現有技術中必須處理和定位三個沒有相互連接的部件，而根據本發明的方法提供了只需要處理兩個沒有相互連接的部件并使之可以彼此相互定位的方案。在本方法的第一步驟中，使絕緣體和一個套筒彼此相互連接。第二套筒也可以與絕緣體連接。一旦已經將一個或兩個套筒固定在絕緣體上，就將絕緣體插入火花塞主體。在插入絕緣體的過程中，帶有至少一個固定于其上的套筒的絕緣體實際上形成一個零部件。套筒不會喪失其相對于絕緣體的定位。通過利用釬焊或低溫焊接、優選地利用活性釬焊而將至少一個套筒固定在絕緣體上的方式，可以在絕緣體和套筒之間形成一個特別好的連接。在連接步驟中減少“自由”部件的個數，可以降低在該連接步驟中出現的不準確度以及在所有連接步驟中出現的總的不準確度。特別有利的是，將至少兩個套筒固定在絕緣體上，事實上，將第一套筒以氣密的方式固定在絕緣體上，并且將至少一個第二套筒固定在絕緣體上，然后將絕緣體和固定在其上的套筒一起插入火花塞主體中。優選的是，第二套筒以與第一套筒隔開一定距離的方式固定在絕緣體上，并且實際上位于第一套筒和絕緣體的后端之間。第二套筒能夠使絕緣體在火花塞主體中實現特別好的對中。有利的是，通過釬焊或者低溫焊接，優選地通過活性釬焊，至少將第一套筒固定在絕緣體上，以便在套筒和絕緣體之間獲得對中情況良好并且同時是氣密密封的連接。為了將絕緣體插入火花塞主體中，如下所述的做法可能是有利的，S卩，加熱火花塞主體，使未經加熱的、其上固定有至少一個套筒的絕緣體滑入火花塞主體，然后冷卻火花塞主體，由此能夠使火花塞主體通過收縮配合在與絕緣體相連的至少一個套筒上而成為是固定的。特別優選的是，使絕緣體與固定于其上的至少一個套筒一起被壓入火花塞主體中。不進行預熱的壓入過程使得可以以一種特別簡單的、經濟的方式來實施制造方法。根據本發明的另外一種實施方式，如果在將絕緣體插入火花塞主體的同時，根據預定長度沿著火花塞的縱向方向調整絕緣體相對于火花塞主體的位置，將會是有利的。通過選擇絕緣體和火花塞主體之間的不同的預定長度，可以采用相同的絕緣體、套筒和火花塞主體的半成品來制造在熱功率或其火花位置方面有所差別的不同的火花塞。由此，可以減少不同類型火花塞所需的零件的差異性。下面將利用一個實施例并參照附圖地說明本發明的進一步的細節和優點。所描述的特征可以單獨地或組合地作為權利要求的保護對象。
圖1示出了根據本發明的火花塞的縱向剖視圖；以及圖2以局部的等軸剖視圖示出了圖1所示的火花塞。
具體實施例方式在圖1和圖2中示出了包含有火花塞主體2的火花塞1。該火花塞1可以和其火花塞主體2 —起，以一種本身已經公知的方式，插入內燃機的發動機缸體中。火花塞主體2 具有前端3和后端4。接地電極5設置在于操作狀態下延伸到發動機中的前端3上。火花塞1包括與點火尖端7相連的內導體6。絕緣體8被設置成包圍內導體6并包括前端9和后端10。點火尖端7設置在絕緣體8的前端9上并與接地電極5 —起形成一個火花隙11，在操作狀態下，將在該火花隙11中產生點火火花。內導體6可以在絕緣體的后端10處與圖中未示出的供應線相連，以便在操作過程中向火花塞1供應必需的點火電壓。為了確保內導體6與供應線有良好的接觸，可以使絕緣體8在后端10處具有導電性。如圖所示，點火尖端7可以由稍微延伸出絕緣體8的內導體6形成。根據對火花塞1的要求，點火尖端7也可以由一個插入絕緣體8的前端9并以導電的方式與內導體6 相連的附加零件形成。該插入的零件優選地包含一個貴金屬的點火尖端，以確保火花塞具有長的使用壽命。火花塞主體2具有一個沿著火花塞1的縱向方向延伸的通道12。所述“縱向方向” 應當被理解成平行于內導體6延伸的方向。絕緣體8設置在通道12中。還設置有用金屬制成的兩個套筒13和14，它們被設置在絕緣體8和火花塞主體2之間。套筒13設置在火花塞主體2的前端3區域，并且在下文中被稱之為“第一套筒”。第一套筒13與絕緣體8和火花塞主體2緊密地連接，以防止壓縮氣體在操作狀態下從發動機的燃燒室逸出。第二套筒14與第一套筒13間隔一定距離地設置在位于第一套筒13和絕緣體8 的后端10之間的區域內。第二套筒14與絕緣體8相連，并且在火花塞主體2的通道12內接觸火花塞主體2。這兩個套筒13、14確保了絕緣體8能夠在火花塞主體2中得到很好的定位和對中。絕緣體8在其前端9上有一個逐漸縮減的區域，該區域在下文中被稱之為“絕緣體基部” 15。第一套筒13設置在絕緣體基部15附近。第二套筒14設置在火花塞主體2的后端4上。由此，可以在兩個套筒13和14之間獲得最大的可能距離，這能夠使絕緣體8在火花塞主體2中獲得非常好的對中。火花塞1采用這樣一種方法制造，S卩，在該方法中，將套筒13、14固定在絕緣體8 上，然后將帶有固定于其上的套筒13、14的絕緣體8插入火花塞主體2中。有利的是，通過釬焊或者低溫焊接將套筒13、14固定在絕緣體8上。活性釬焊尤其適合用于將由陶瓷制成的絕緣體8連接到金屬套筒上。在進行活性釬焊時，采用包含有諸如鈦的、能夠與陶瓷絕緣體的表面起反應的成分的硬釬焊合金，由此能夠浸濕該陶瓷絕緣體。帶有固定于其上的套筒13、14并且將要被插入火花塞主體2中的絕緣體8可以以不同的方式固定在火花塞主體2中。優選地，在套筒13、14和火花塞主體2之間形成過盈配合，并且通過壓入方式插入絕緣體8。當壓入絕緣體8時，可以根據預定的尺寸A設定絕緣體8沿火花塞1的縱向方向相對于火花塞主體2的位置。尺寸A也被稱之為“壓入深度”， 并優選地由第一套筒13距離火花塞主體2的前端3的距離來限定。假定壓入深度A可以改變，就有可能將例如與絕緣體基部15的形狀不同的不同絕緣體8有選擇地插入單個火花塞主體2中。因此，可以采用差異性非常低的零部件制造熱功率或者其火花位置有所差別的不同的火花塞1。對于上述的制造方法，使絕緣體8的外壁16以及火花塞主體2中的通道12的內壁17為圓柱形就足夠了。不需要設置突起或者肩部。如果圓柱形外壁16是光滑的，則可以在釬焊或者低溫焊接之前改變第一套筒13和點火尖端7之間的距離。由于熱功率主要由操作過程中在點火尖端7和絕緣體基部15上產生并借助于第一套筒13被轉移走的熱量決定，因此，無需使絕緣體8或者火花塞主體2的幾何形狀發生變化，就可以制造熱功率不同的火花塞。根據一個優選實施例，可以在絕緣體8上設置用于套筒13的肩部18以及用于套筒14的肩部19。肩部18和19在將套筒13、14釬焊或者低溫焊接在絕緣體8上時定位套筒13、14。在壓入步驟中，肩部18和19防止經釬焊或者低溫焊接的連接部位在不允許的高的剪應力下被損壞。在火花塞主體2上可以設置肩部20。在壓入其上帶有固定的套筒13、 14的絕緣體8時，該肩部20形成一個用于套筒14的止動件。在這種情況下，不必單獨測量或者監視壓入深度A，這是因為在套筒14抵靠在肩部20上時就確保了正確的尺寸A。可以借助于玻璃封接的手段，以本身已經公知的方式制造絕緣體8中的內導體6。 可以將圖中未示出的一個干擾抑制電阻與內導體6制成一體。對于根據本發明的火花塞1 而言，絕緣體8的外輪廓，尤其是外壁16主要為圓柱形。因此，將絕緣體8和內導體6共擠出并隨后燒結在一起，是特別優選的做法。在那種情況下，內導體6優選地由可導電的陶瓷制成。作為壓入絕緣體8的一種替代方案，尤其是當在火花塞主體2中需要非常大的保持力時，下述方式也可以是有利的，即，對火花塞主體2進行加熱，將帶有固定于其上的套筒13、14的未經加熱的絕緣體8滑入通道12，然后冷卻火花塞主體2，由此使火花塞主體2 能夠借助于收縮配合固定在套筒13、14上。附圖標記1火花塞11點火隙2火花塞主體12通道3火花塞主體的前端13套筒(第一)4火花塞主體的后端14套筒(第二)5接地電極15絕緣體基部6內導體16絕緣體的外壁7點火尖端17通道的內壁8絕緣體18絕緣體上用于套筒13的肩部9絕緣體的前端19絕緣體上用于套筒14的肩部10絕緣體的后端20火花塞主體上的肩部A壓入深度，長度
權利要求
1.一種火花塞(1)，包括內導體(6)、與所述內導體(6)相連接的點火尖端(7)、圍繞所述內導體(6)并具有前端(9)和后端(10)的絕緣體(8)、具有前端C3)和后端的火花塞主體( 以及至少一個與所述火花塞主體( 的所述前端C3)相連接的接地電極(5)， 其中，所述火花塞(1)具有平行于所述內導體(6)延伸的縱向方向，所述火花塞主體(2)具有一沿所述縱向方向延伸并且在其中放置有所述絕緣體(8)的通道(12)，而且在所述絕緣體(8)和所述火花塞主體( 之間設有金屬套筒，所述套筒與所述絕緣體(8)和所述火花塞主體( 緊密地相連，并且在下面被稱之為“第一套筒”(13)，其特征在于，在所述第一套筒(13)和所述絕緣體⑶的所述后端(10)之間，以與所述第一套筒(1 間隔一定距離的方式設置至少一個第二套筒(14)，并且，所述第二套筒(14)與所述絕緣體(8)相連，并在所述火花塞主體( 的所述通道(1 內接觸所述火花塞主體 ⑵。
2.根據權利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣體(8)在其前端(9)上有一個逐漸縮減的區域，所述區域在下面被稱之為“絕緣體基部”(1 ，并且在所述絕緣體基部 (15)附近設置所述第一套筒(13)。
3.根據權利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述第一套筒(1 靠近所述絕緣體基部(15)設置。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述第二套筒(14)設置在所述火花塞主體O)的所述后端(4)上。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的火花塞，其特征在于，至少所述第一套筒(13) 被釬焊或低溫焊接在所述絕緣體(8)上。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的火花塞，其特征在于，至少所述第一套筒(13) 與所述火花塞主體( 形成過盈配合。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述套筒(13、14)中的至少一個由熱膨脹系數適合于所述絕緣體(8)的材料的金屬制造。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣體(8)和/或所述火花塞主體( 包括用于沿著所述火花塞(1)的縱向定位所述套筒(13、14)中的一個的肩部(18 ；19)。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣體(8)和所述內導體(6)被共擠壓出和并經受燒結。
10.根據權利要求9所述的火花塞，其特征在于，所述內導體(6)由可導電的陶瓷制成。
11.一種用于制造如下所述的火花塞(1)的方法，即，所述火花塞(1)包括內導體(6)、 與所述內導體(6)相連接的點火尖端(7)、圍繞所述內導體(6)并具有前端(9)和后端(10) 的絕緣體(8)、具有前端C3)和后端的火花塞主體O)以及至少一個與所述火花塞主體O)的所述前端C3)相連接的接地電極(5)，其中，所述火花塞(1)具有平行于所述內導體(6)延伸的縱向方向，所述火花塞主體( 具有一沿所述縱向方向延伸并且在其中放置有所述絕緣體(8)的通道(12)，而且所述絕緣體(8)借助于至少一個金屬套筒(13 ； 14)與所述火花塞主體( 緊密地連接，其特征在于，將所述至少一個套筒(13 ； 14)固定在所述絕緣體(8)上，隨后將其上固定有所述至少一個套筒(13 ； 14)的所述絕緣體(8)插入所述火花塞主體O)中。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一個套筒(13； 14)通過釬焊或者低溫焊接、優選地通過活性釬焊而固定在所述絕緣體(8)上。
13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一套筒(1 固定在所述絕緣體 (8)上并且與所述絕緣體(8)緊密地連接，至少一個所述第二套筒(14)固定在所述絕緣體 (8)上，然后將其上固定有套筒(13、14)的所述絕緣體(8)插入所述火花塞主體(2)。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二套筒(14)以與所述第一套筒 (13)間隔一定距離的方式固定在所述絕緣體(8)上。
15.根據權利要求13或14所述的方法，其特征在于，至少一個所述第一套筒(1 通過釬焊或者低溫焊接、優選地通過活性釬焊而固定在所述絕緣體(8)上。
16.根據權利要求11至15中任一項所述的方法，其特征在于，將其上固定有所述至少一個套筒(13 ； 14)的所述絕緣體⑶壓入所述火花塞主體(2)中。
17.根據權利要求11至15中任一項所述的方法，其特征在于，將所述火花塞主體(2) 加熱，將未經加熱的、其上固定有所述至少一個套筒(13 ； 14)的所述絕緣體(8)插入所述火花塞主體O)，然后冷卻所述火花塞主體O)，由此能夠使所述火花塞主體( 通過收縮配合固定在與所述絕緣體(8)相連接的所述至少一個套筒(13 ； 14)上。
18.根據權利要求11至17中任一項所述的方法，其特征在于，在將所述絕緣體(8)插入所述火花塞主體O)時，根據預定長度(A)設定所述絕緣體(8)沿著所述火花塞(1)的縱向方向相對于所述火花塞主體O)的位置。
全文摘要
本發明公開了一種火花塞(1)，其包括內導體(6)、與內導體(6)相連的點火尖端(7)、圍繞內導體(6)并具有前端(9)和后端(10)的絕緣體(8)、具有前端(3)和后端(4)的火花塞主體(2)以及至少一個與火花塞主體(2)的前端(3)相連接的接地電極(5)。火花塞(1)具有平行于內導體(6)延伸的縱向方向。火花塞主體(2)包括一沿該縱向方向延伸并且在其中設置有絕緣體(8)的通道(12)。在絕緣體(8)和火花塞主體(2)之間設有金屬制套筒。該套筒與絕緣體(8)和火花塞主體(2)緊密地相連，并且在下面稱為“第一套筒”(13)。事實上，在第一套筒(13)和絕緣體(8)的后端(10)之間，與第一套筒(13)間隔一定距離地設置至少一個第二套筒(14)。該第二套筒(14)與絕緣體(8)相連，并在火花塞主體(2)的通道(12)內接觸該火花塞主體(2)。
文檔編號H01T21/02GK102195236SQ20111006291
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月17日
發明者維爾納·尼斯納 申請人:博格華納貝魯系統有限公司