ZUENDKERZE UND VERFAHREN ZU DEREN FERTIGUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Zündkerze (1) zum Einbau in einen Brennraum (7); mit einem Mittelelektrode/Keramikkörper (6), einer Masseelektrode (5.2) und einem Gehäuse (5.1); wobei der Mittelelektrode/Keramikkörper (6) im Gehäuse (5.1) angeordnet ist; wobei die Masseelektrode (5.2) an einer Frontseite des Gehäuse (5.1) angeordnet ist; wobei die Masseelektrode (5.2) und das Gehäuse (5.1) einstückig gefertigt sind; wobei an der Masseelektrode (5.2) ein Elektrodenelement (5.3) angeordnet ist; dass das Elektrodenelement (5.3) aus korrosionsbeständigem Werkstoff ist; und dass das Elektrodenelement (5.3) in einem Elektrodenabstand (11) zum Mittelelektrode/Keramikkörper (6) ist.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zündkerze nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Fertigung einer solchen Zündkerze.

Stand der Technik

[0002] Eine Zündkerze entzündet in einem Brennraum von Ottomotoren, Gasturbinen, Strahltriebwerken, usw. ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Die Zündung erfolgt durch Lichtbogenentladung zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode der Zündkerze. Dabei liegt eine Zündspannung von 20kV und mehr an. Eine Einzelzündung dauert etwa zwei Millisekunden von einer Entflammung bis zu einer vollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches. Während der Verbrennung treten rasche Temperaturwechsel auf. Temperaturspitzen können bis zu 1000°C betragen. Auch entstehen bei der Verbrennung chemisch aggressive Stoffe. Für eine lange Lebensdauer der Zündkerze müssen deren Werkstoffe thermisch und elektrochemisch sehr beständig sein.

[0003] Man spricht von einer Messzündkerze, wenn neben der Zündkerze zudem ein Drucksensor vorhanden ist, welcher Drucksensor einen zeitlichen Druckverlauf der Zündung misst. Der gemessene zeitliche Druckverlauf erlaubt eine optimale Abstimmung des Zündzeitpunktes. Eine frühe Zündung erhöht eine Leistung und verringert einen Kraftstoffverbrauch, sie erhöht jedoch eine Schadstoffemission. Eine späte Zündung verursacht eine höhere Abgastemperatur.

[0004] Die Schrift CH699078A1 zeigt eine solche Messzündkerze. Zündkerze und Drucksensor sind in einem metallischen Gehäuse angeordnet. Über ein Aussengewinde wird das Gehäuse in eine Bohrung einer Wand des Brennraumes geschraubt. Die Mittelelektrode ist in einem Keramikkörper im Gehäuse angeordnet, der Keramikkörper isoliert die Mittelelektrode elektrisch vom Gehäuse. Der Drucksensor ist bezüglich einer länglichen Zündkerzenachse seitlich neben dem Keramikkörper im Gehäuse angeordnet. Und die Masseelektrode ist bezüglich des Brennraumes an einer Frontseite des Gehäuse angeordnet. Im eingeschraubten Zustand ragen Mittelelektrode und Masseelektrode in den Brennraum und ein brennraumnahes Ende des Drucksensors ist mit der Brennraumwand frontbündig.

[0005] Zur kostengünstigen und nicht aufwändigen Fertigung ist das Gehäuse aus einer Eisenbasislegierung. Eisenbasislegierungen lassen sich mechanisch einfach bearbeiten. Wegen der lokal hohen thermischen Belastung ist die Masseelektrode aus einer Nickelbasislegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit aber schlechter mechanischer Bearbeitbarkeit. Für eine hohe Korrosionsbeständigkeit kann die Masseelektrode auch aus einer Platinlegierung sein, was aber mit relativ hohen Werkstoffkosten verbunden ist.

[0006] Eine Masshaltigkeit von einem Elektrodenabstand zwischen Mittelelektrode und Masseelektrode ist entscheidend für die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches. Bei zu kleinem Elektrodenabstand entzündet die Lichtbogenentladung zu wenig Luft-Kraftstoff-Gemisch, bei zu grossem Elektrodenabstand erfolgt die Zündung unvollständig. Der Elektrodenabstand beträgt rund 1mm und kann auch kleiner sein. Die notwendige Masshaltigkeit des Elektrodenabstandes beträgt 100µm und kann auch kleiner sein.

[0007] Mittelelektrode und Keramikkörper sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung weist eine Fertigungstoleranz auf, die Mittelelektrode steht entlang der Zündkerzenachse mehr oder weniger aus dem Keramikkörper hervor. Auch der Keramikkörper ist mit dem Gehäuse mechanisch verbunden und diese mechanische Verbindung unterliegt einer Einbautoleranz entlang der Zündkerzenachse. Und Masseelektrode und Gehäuse sind zweiteilig. Zur Fertigung der Zündkerze wird die Masseelektrode mit dem Gehäuse stoffschlüssig verbunden und ein Ende der Masseelektrode gegen die Mittelelektrode umgebogen. Das Umbiegen der Masseelektrode erfolgt ebenfalls mit einer Fertigungstoleranz.

[0008] Diese Fertigungstoleranzen und die Einbautoleranz wirken sich nachteilig auf die Masshaltigkeit des Elektrodenabstandes aus.

[0009] Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündkerze bereitzustellen, bei der der Elektrodenabstand zwischen Mittelelektrode und Masseelektrode die notwendige Masshaltigkeit einhält. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zündkerze mit hoher Korrosionsbeständigkeit aufzuzeigen, die zudem kostengünstig und nicht aufwändig zu fertigen ist.

Darstellung der Erfindung

[0010] Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

[0011] Die Erfindung betrifft eine Zündkerze zum Einbau in einen Brennraum; mit einem Mittelelektrode/Keramikkörper, einer Masseelektrode und einem Gehäuse; wobei der Mittelelektrode/Keramikkörper im Gehäuse angeordnet ist; wobei die Masseelektrode an einer Frontseite des Gehäuses angeordnet ist; wobei die Masseelektrode und das Gehäuse einstückig gefertigt sind; wobei an der Masseelektrode ein Elektrodenelement angeordnet ist; wobei das Elektrodenelement aus korrosionsbeständigem Werkstoff ist; und wobei das Elektrodenelement in einem Elektrodenabstand zum Mittelelektrode/Keramikkörper ist.

[0012] Die einstückige Fertigung von Masseelektrode und Gehäuse erfolgt mit einer Fertigungstoleranz von rund 30µm und stellt somit die notwendige Masshaltigkeit des Elektrodenabstandes von 100µm und kleiner sicher. Vorzugsweise sind Masseelektrode und Gehäuse aus einem mechanisch gut bearbeitbaren Werkstoff gefertigt. Eine solche einstückige Fertigung von Masseelektrode und Gehäuse ist kostengünstig und nicht aufwändig.

[0013] Die Anordnung eines Elektrodenelementes an der Masseelektrode ermöglicht lokal eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Daher ist das Elektrodenelement aus korrosionsbeständigem Werkstoff. Das Elektrodenelement befindet sich im Elektrodenabstand zum Mittelelektrode/Keramikkörper, dort wo während der Zündung die Lichtbogenentladung stattfindet und bei der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches hohe Temperaturen herrschen und chemisch aggressive Stoffe entstehen. Das Elektrodenelement ist von seinen Abmessungen her auf diesen Bereich hoher thermischer und elektrochemischer Belastung minimiert. Im Vergleich mit der Masseelektrode ist das Elektrodenelement somit von räumlich kleiner Ausdehnung und ist daher von den Werkstoffkosten kostengünstiger als eine gesamte Masseelektrode aus korrosionsbeständigem Werkstoff aus dem Stand der Technik.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0014] Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Beizug der Figuren näher erklärt. Es zeigen

Fig. 1

eine schematische Ansicht im Querschnitt eines Teils einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Zündkerze entlang einer ersten Schnittlinie AA';

Fig. 2

einen vergrösserten Ausschnitt der Ansicht der ersten Ausführungsform einer Zündkerze nach Fig. 1;

Fig. 3

einen vergrösserten Ausschnitt der Ansicht der ersten Ausführungsform einer Zündkerze nach Fig. 1 entlang einer zweiten Schnittlinie BB'; und

Fig. 4

einen vergrösserten Ausschnitt der Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Zündkerze entlang einer zweiten Schnittlinie BB'.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0015] Fig. 1 bis 4 zeigen Schnitte durch Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Zündkerze 1. Die Schnitte sind entlang einer Zündkerzenachse 3 der Zündkerze 1 dargestellt. Die Zündkerze 1 weist entlang der Zündkerzenachse 3 eine grösste räumliche Ausdehnung auf. Die Zündkerzenachse 3 ist eine Längsachse der Zündkerze 1. Fig. 1 ist ein Querschnitt entlang einer ersten Schnittlinie AA'. Fig. 2 ist ein vergrösserter Ausschnitt der Zündkerze 1 entlang der ersten Schnittlinie AA'. Fig. 3 und 4 sind vergrösserte Ausschnitte der Zündkerze 1 entlang einer zweiten Schnittlinie BB'. Die erste Schnittlinie AA' und die zweite Schnittlinie BB' sind parallel zueinander. Eine Querachse 9 steht senkrecht auf der Zündkerzenachse 3. Eine Schrägachse 10 steht senkrecht auf der Zündkerzenachse 3. Und auch Querachse 9 und Schrägachse 10 stehen senkrecht aufeinander.

[0016] Die Zündkerze 1 weist ein Gehäuse 5.1 und eine Masseelektrode 5.2 auf. Erfindungsgemäss sind Gehäuse 5.1 und Masseelektrode 5.2 einstückig gefertigt. Vorzugsweise sind Gehäuse 5.1 und Masseelektrode 5.2 aus mechanisch gut bearbeitbarem Werkstoff wie eine Eisenbasislegierung. Die mit dem Gehäuse 5.1 einstückige Massenelektrode 5.2 lässt sich mit einer Toleranz von rund 30µm fertigen. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann natürlich auch einen mechanisch weniger gut bearbeitbaren Werkstoff wie eine Basislegierung aus Nickel, Kobalt, usw. verwenden.

[0017] Die Zündkerze 1 ist in eine Wand 7.1 eines Brennraums 7 von Ottomotoren, Gasturbinen, Strahltriebwerken, usw. einbaubar. Die Wand 7.1 des Brennraums 7 wird auch Brennraumwand 7.1 genannt. Der Einbau der Zündkerze 1 erfolgt über ein Aussengewinde im Gehäuse 5.1 wie ein metrisches M-Gewinde oder ein zölliges SAE-Gewinde. Das Aussengewinde ist in eine entsprechende Bohrung der Brennraumwand 7.1 einschraubbar. Die Zündkerze 1 ist mit der Brennraumwand 7.1 mechanisch verbindbar. Die mechanische Verbindung ist eine Schraubverbindung. Die mechanische Verbindung ist druckdicht. Im Sinne der Erfindung ist eine mechanische Verbindung druckdicht, wenn bei einer Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum 7 auftretende Druckspitzen von 100bar und mehr nicht durch die mechanische Verbindung aus dem Brennraum 7 entweichen können.

[0018] Im Gehäuse 5.1 ist ein Mittelelektrode/Keramikkörper 6 angeordnet. Der Mittelelektrode/Keramikkörper 6 ist mechanisch mit dem Gehäuse 5.1 verbunden. Die mechanische Verbindung ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Die mechanische Verbindung ist druckdicht.

[0019] Der Mittelelektrode/Keramikkörper 6 ist ein funktionaler Verbund einer elektrisch leitenden Mittelelektrode mit einem elektrisch isolierenden Keramikkörper. Die Mittelelektrode besteht aus metallischem Werkstoff von sehr guter elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer, Silber, Iridium, Yttrium, usw. oder aus einer Basislegierung aus Kupfer, Silber, Iridium, Yttrium, usw. Sie kann auch aus einem Kern aus einer Basislegierung aus Eisen, Nickel, Kobalt, usw. und einem darüber angeordneten Mantel aus Kupfer, Silber, Iridium, Yttrium, usw. oder aus einer Basislegierung aus Kupfer, Silber, Iridium, Yttrium, usw. bestehen. Der Keramikkörper besteht aus technischer Keramik wie Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, usw. Der Mittelelektrode/Keramikkörper 6 ist bezüglich einer Elektrodenachse 2 weitgehend kreissymmetrisch. Die Elektrodenachse 2 ist eine Längsachse des Mittelelektrode/Keramikkörpers 6. Die Mittelelektrode ist bezüglich der Elektrodenachse 2 zentral im Keramikkörper angeordnet. Mittelelektrode und Keramikkörper sind mechanisch miteinander verbunden. Die mechanische Verbindung ist stoffschlüssig. Die mechanische Verbindung ist druckdicht. Die Mittelelektrode ist mit einer figürlich nicht dargestellten Zündspule elektrisch verbunden. Die Zündspule legt eine Zündspannung von 20kV und mehr an die Mittelelektrode an. Ein brennraumnahes Ende des Mittelelektrode/Keramikkörpers 6 weist entlang der Elektrodenachse 2 eine Elektrodennase 6.1 auf, welche im eingebauten Zustand der Zündkerze 1 in den Brennraum 7 ragt.

[0020] Vorzugsweise ist im Gehäuse 5.1 neben dem Mittelelektrode/Keramikkörper 6 auch ein Drucksensor 8 angeordnet. Wenn die Zündkerze 1 auch einen Drucksensor 8 aufweist, spricht man von einer Messzündkerze 1. Die vorliegende Erfindung ist sowohl in einer Zündkerze als auch in einer Messzündkerze anwendbar. Der Drucksensor 8 ist mechanisch mit dem Gehäuse 5.1 verbunden. Die mechanische Verbindung ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Die mechanische Verbindung ist druckdicht.

[0021] Der Drucksensor 8 ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Drucksensor zur Messung eines zeitlichen Druckverlaufes einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum 7. Der Drucksensor 8 ist bezüglich einer Sensorachse 4 weitgehend kreissymmetrisch. Die Sensorachse 4 ist eine Längsachse des Drucksensors 8. Der Drucksensor 8 weist eine Membran auf, die über einen Kanal mit dem Brennraum 7 kommuniziert. Ein Rand der Membran ist mit einem Sensorgehäuse des Drucksensors 8 mechanisch verbunden. Die mechanische Verbindung ist eine Schweissverbindung. Die mechanische Verbindung ist druckdicht. Der von der Membran erfasste Druckverlauf wirkt auf einen piezoelektrischen Aufnehmer, der im Sensorgehäuse nahe der Membran angeordnet ist. Der Druckverlauf erzeugt auf dem piezoelektrischen Aufnehmer elektrische Polarisationsladungen, welche über eine Signalelektrode als Signale abgenommen werden. Die Signale sind proportional zur Grösse des Druckverlaufes. Eine zeitliche Signalauflösung der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum 7 liegt im kHz-Bereich. Die Signalelektrode ist auf dem piezoelektrischen Aufnehmer angeordnet. Über einen elektrischen Leiter werden die Signale von der Signalelektrode zu einer figürlich nicht dargestellten Auswerteeinheit abgeleitet und elektrisch verstärkt und ausgewertet.

[0022] Mittelelektrode/Keramikkörper 6 und Drucksensor 8 sind bezüglich der Schrägachse 10 seitlich nebeneinander im Gehäuse 5.1 angeordnet. Gemäss Fig. 3 und 4 sind die Elektrodenachse 3 und die Zündkerzenachse 2 parallel zueinander, und die Sensorachse 4 ist parallel zur Zündkerzenachse 2. Entlang der Schrägachse 10 ist die Zündkerzenachse 2 weitgehend mittig zwischen der Elektrodenachse 3 und der Sensorachse 4 angeordnet.

[0023] Die Masseelektrode 5.2 ist bezüglich des Brennraumes 7 an einer Frontseite des Gehäuses 5.1 angeordnet. Die Masseelektrode 5.2 ragt im eingebauten Zustand der Zündkerze 1 in den Brennraum 7. Die Masseelektrode 5.2 ist ein bogenförmiger Fortsatz des Gehäuses 5.1, welcher sich entlang der Querachse 9 erstreckt. Die Masseelektrode 5.2 erstreckt bis in einen Bereich der Elektrodenachse 2. Im Bereich der Elektrodenachse 2 weist die Masseelektrode 5.2 eine elektrodennasennahe Stirnfläche und eine elektrodennasenferne Stirnfläche auf. Vorzugsweise weist die Masseelektrode 5.2 im Bereich der Elektrodenachse 2 eine Öffnung auf. Die Öffnung kann ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein. In den figürlich dargestellten Ausführungsformen der Zündkerze 1 ist die Öffnung der Masseelektrode 5.2 ein Durchgangsloch entlang der Elektrodenachse 2. Die Öffnung reicht von der elektrodennasennahen Stirnfläche zur elektrodennasenfernen Stirnfläche der Masseelektrode 5.2.

[0024] An der Masseelektrode 5.2 ist ein Elektrodenelement 5.3 angeordnet. Vorzugsweise ist das Elektrodenelement 5.3 in der Öffnung der Masseelektrode 5.2 angeordnet. Gehäuse 5.1, Masseelektrode 5.2 und Elektrodenelement 5.3 bilden funktional ein Masseelektrode/Gehäuse 5.

[0025] Das Elektrodenelement 5.3 ist mechanisch mit der Masseelektrode 5.2 verbunden. Die mechanische Verbindung ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Die mechanische Verbindung ist eine elektrische Verbindung. Vorzugsweise ist die mechanische Verbindung ein Stoffschluss oder ein Presssitz. Das Elektrodenelement 5.3 ist aus einem Werkstoff mit hoher Korrosionsbeständigkeit wie Silber, Platin, Iridium, Yttrium, usw. oder aus einer Basislegierung aus Platin, Iridium, Yttrium, usw. Gemäss der Norm DIN EN ISO 8044 ist die Korrosion folgendermassen definiert: Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines mechanischen Bauteiles oder eines ganzen Systems führen kann. In den meisten Fällen ist diese Reaktion elektrochemischer Natur, in einigen Fällen kann sie jedoch auch chemischer oder metallphysikalischer Natur sein.

[0026] Das Elektrodenelement 5.3 ist in einem Elektrodenabstand 11 zum Mittelelektrode/Keramikkörper 6. Der Elektrodenabstand 11 ist der kürzeste Abstand zwischen dem Mittelelektrode/Keramikkörper 6 und dem Masseelektrode/Gehäuse 5 und beträgt rund 1mm und kann auch kleiner sein. Vorzugsweise ist das Elektrodenelement 5.3 auf der Elektrodenachse 2 im Elektrodenabstand 11 zur Elektrodennase 6.1.

[0027] Vorzugsweise ist das Elektrodenelement 5.3 bezüglich der Elektrodenachse 2 weitgehend kreissymmetrisch. Vorzugsweise ist das Elektrodenelement 5.3 zylinderförmig, mit einer Höhe von 1mm und mehr und einem Durchmesser von 0.5mm und mehr. Vorzugsweise weist das Elektrodenelement 5.3 eine elektrodennasennahe Stirnfläche und eine elektrodennasenferne Stirnfläche auf. Die elektrodennasennahe Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 ist im Elektrodenabstand 11 zur Elektrodennase 6.1. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann aber auch ein anders geformtes Elektrodenelement wie ein ringförmiges Elektrodenelement, in polygonales Elektrodenelement, usw. verwenden.

[0028] Mittelelektrode und Keramikkörper sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung weist eine Fertigungstoleranz entlang der Zündkerzenachse 3 auf. Und der Mittelektrode/Keramikkörper 6 ist mit dem Gehäuse 5.1 mechanisch verbunden und diese mechanische Verbindung unterliegt einer Einbautoleranz entlang der Zündkerzenachse 3. Diese Fertigungstoleranz und diese Einbautoleranz können sich addieren und wirken sich somit auf die Masshaltigkeit des Elektrodenabstandes 11 aus. Dies ist schematisch in den Fig. 3 und 4 dargestellt. In der Ausführungsform der Zündkerze 1 nach Fig. 4 ragt der Mittelelektrode/Keramikkörper 6 fertigungstoleranzbedingt und einbautoleranzbedingt weiter in den Brennraum 7 hinein als in der Ausführungsform der Zündkerze 1 nach Fig. 3. Eine Summe aus Fertigungstoleranz und Einbautoleranz kann grösser sein als die notwendige Masshaltigkeit des Elektrodenabstandes 11 von 100µm und kleiner.

[0029] Zur Korrektur der Fertigungstoleranz und der Einbautoleranz ist der Elektrodenabstand 11 mittels des Elektrodenelementes 5.3 einstellbar. Dazu wird eine relative Lage des Elektrodenelementes 5.3 zur Mittelelektrode 5.2 gezielt eingestellt. In der Ausführungsform der Zündkerze 1 nach Fig. 4 ist die elektrodennasennahe Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 weitgehend bündig mit der elektrodennasennahen Stirnfläche der Masseelektrode 5.2, während in der Ausführungsform der Zündkerze 1 nach Fig. 3 die elektrodennasennahe Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 aus der elektrodennasennahen Stirnfläche der Masseelektrode 5.2 herausragt.

[0030] In einem Verfahren zur Fertigung einer erfindungsgemässen Zündkerze 1 werden die folgenden Schritte durchgeführt:

• Masseelektrode 5.2 und Gehäuse 5.1 werden einstückig gefertigt. Die Masseelektrode 5.2 wird im Bereich der Elektrodenachse 2 mit einer Öffnung gefertigt. Vorzugsweise wird die Öffnung als Durchgangsloch entlang der Elektrodenachse 2.
• Der Mittelelektrode/Keramikkörper 6 wird mit dem Gehäuse 5.1 mechanisch verbunden. Das Mittelelektrode/Keramikkörper 6 weist entlang der Elektrodenachse 2 eine Elektrodennase 6.1 auf.
• Das Elektrodenelement 5.3 wird an der Masseelektrode 5.2 mechanisch befestigt. Vorzugsweise wird das Elektrodenelement 5.3 in die Öffnung der Masseelektrode 5.2 gesetzt.
• Eine relative Lage des Elektrodenelementes 5.3 zur Mittelelektrode 5.2 wird gezielt eingestellt. Vorzugsweise wird das in das Durchgangsloch gesetzte Elektrodenelement 5.3 entlang der Elektrodenachse 2 im Durchgangsloch zur Elektrodennase 6.1 hin oder von der Elektrodennase 6.1 weg verschoben, bis ein Elektrodenabstand 11 vom Elektrodenelement 5.3 zum Mittelelektrode/Keramikkörper 6 eine vordefinierte Masshaltigkeit aufweist. Die gezielte Einstellung des Elektrodenabstandes 11 erfolgt mit einer figürlich nicht dargestellten Messlehre. Die Messlehre ist eine Scheibe von definierter Dicke, welche Dicke der vordefinierten Masshaltigkeit von 100µm und kleiner entspricht. Die Messlehre wird in den Bereich der Elektrodenachse 2 zwischen Masseelektrode 5.2 und zum Mittelelektrode/Keramikkörper 6 geführt, so dass die Messlehre mit ihrer definierten Dicke zwischen der elektrodennasennahen Stirnfläche der Masseelektrode 2 und der Elektrodennase 6.1 liegt. Das Elektrodenelement 5.3 wird im Durchgangsloch gegen die Elektrodennase 6.1 verschoben, bis die elektrodennasennahe Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 die Messlehre mechanisch berührt. Die Messlehre wird aus dem Bereich der Elektrodenachse 2 zwischen Masseelektrode 5.2 und zum Mittelelektrode/Keramikkörper 6 gezogen.
• Der gezielt eingestellte Elektrodenabstand 11 wird durch eine stoffschlüssige Verbindung vom Elektrodenelement 5.3 mit der Masseelektrode 5.2 mechanisch dauerhaft fixiert. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt durch Schweissen, Diffusionsschweissen, Thermokompressionsbonden, Löten, usw. Vorzugsweise wird die elektrodennasenferne Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 mit der elektrodennasenfernen Stirnfläche der Masseelektrode 5.2 verschweisst. Die stoffschlüssige Verbindung ist einfach zu realisieren, da die elektrodennasenferne Stirnfläche des Elektrodenelementes 5.3 und die elektrodennasenfernen Stirnfläche der Masseelektrode 5.2 für ein Schweissgerät gut zugänglich sind.

Bezugszeichenliste

[0031] 

AA'

erste Schnittlinie

BB'

zweite Schnittlinie

1

Zündkerze

2

Elektrodenachse

3

Zündkerzenachse

4

Sensorachse

5

Masseelektrode/Gehäuse

5.1

Gehäusekörper

5.2

Masseelektrode

5.3

Elektrodenelement

6

Mittelelektrode/Keramikkörper

6.1

Elektrodennase

7

Brennraum

7.1

Brennraumwand

8

Drucksensor

9

Querachse

10

Schrägachse

11

Elektrodenabstand

Ansprüche

1. Zündkerze (1) zum Einbau in einen Brennraum (7); mit einem Mittelelektrode/Keramikkörper (6), einer Masseelektrode (5.2) und einem Gehäuse (5.1); wobei der Mittelelektrode/Keramikkörper (6) im Gehäuse (5.1) angeordnet ist; und wobei die Masseelektrode (5.2) an einer Frontseite des Gehäuses (5.1) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (5.2) und das Gehäuse (5.1) einstückig gefertigt sind; dass an der Masseelektrode (5.2) ein Elektrodenelement (5.3) angeordnet ist; dass das Elektrodenelement (5.3) aus korrosionsbeständigem Werkstoff ist; und dass das Elektrodenelement (5.3) in einem Elektrodenabstand (11) zum Mittelelektrode/Keramikkörper (6) ist.

2. Zündkerze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelelektrode/Keramikkörper (6) eine Elektrodennase (6.1) aufweist, die Elektrodennase (6.1) ist an einem brennraumnahen Ende des Mittelelektrode/Keramikkörpers (6) angeordnet; und dass das Elektrodenelement (5.3) im Elektrodenabstand (11) zur Elektrodennase (6.1) ist.

3. Zündkerze (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Lage des Elektrodenelementes (5.3) zur Mittelelektrode (5.2) gezielt einstellbar ist, bis der Elektrodenabstand (11) eine vordefinierte Masshaltigkeit aufweist.

4. Zündkerze (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (5.2) eine Öffnung aufweist; und dass das Elektrodenelement (5.3) in der Öffnung angeordnet ist.

5. Zündkerze (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung ein Durchgangsloch entlang einer Elektrodenachse (2) ist; und dass die Öffnung von einer elektrodennasennahen Stirnfläche der Masseelektrode (5.2) zu einer elektrodennasenfernen Stirnfläche der Masseelektrode (5.2) reicht.

6. Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (5.3) entlang einer Elektrodenachse (2) in der Öffnung zur Elektrodennase (6.1) hin oder von der Elektrodennase (6.1) weg verschiebbar ist.

7. Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (5.3) in der Öffnung mechanisch mit der Masseelektrode (5.2) verbunden ist.

8. Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze (1) einen Drucksensor (8) aufweist; und dass Mittelelektrode/Keramikkörper (6) und Drucksensor (8) bezüglich einer Schrägachse (10) seitlich nebeneinander im Gehäuse (5.1) angeordnet sind.

9. Verfahren zur Fertigung einer Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (5.1) mit einer Masseelektrode (5.2) einstückig gefertigt wird; und dass ein Elektrodenelement (5.3) mit der Masseelektrode (5.2) mechanisch verbunden wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelelektrode/Keramikkörper (6) mit dem Gehäuse (5.1) mechanisch verbunden wird, welcher Mittelelektrode/Keramikkörper (6) eine Elektrodennase (6.1) aufweist, welche Elektrodennase (6.1) an einem brennraumnahen Ende des Mittelelektrode/Keramikkörpers (6) angeordnet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (5.2) mit einer Öffnung gefertigt wird, welche Öffnung von einer elektrodennasennahen Stirnfläche der Masseelektrode (5.2) zu einer elektrodennasenfernen Stirnfläche der Masseelektrode (5.2) reicht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (5.3) in die Öffnung gesetzt wird, das Elektrodenelement (5.3) ist entlang einer Elektrodenachse (2) in einem Elektrodenabstand (11) zum Mittelelektrode/Keramikkörper (6).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Lage des Elektrodenelementes (5.3) zur Mittelelektrode (5.2) gezielt eingestellt wird, bis ein Elektrodenabstand (11) vom Elektrodenelement (5.3) zum Mittelelektrode/Keramikkörper (6) eine vordefinierte Masshaltigkeit aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (5.3) entlang einer Elektrodenachse (2) in der Öffnung zur Elektrodennase (6.1) hin oder von der Elektrodennase (6.1) weg verschoben wird, bis der Elektrodenabstand (11) vom Elektrodenelement (5.3) zum Mittelelektrode/Keramikkörper (6) eine vordefinierte Masshaltigkeit aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (5.3) in der Öffnung im Elektrodenabstand (11) mit vordefinierter Masshaltigkeit mechanisch mit der Masseelektrode (5.2) verbunden wird.

Zeichnung