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Die Erfindung betrifft eine Glühkerze nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1. Sie bezieht sich auf eine Glühkerze mit einem darin befindlichen Heizelement für einen direkt einspritzenden Dieselmotor.
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Glühkerzen mit einem röhrenförmigen Gehäuse, einem Heizelement und einer stabförmigen Mittelelektrode in dem Gehäuse sind bekannt. Ein Ende des Gehäuses ist elektrisch mit einem Ende des Heizelements verbunden. Das andere Ende des Gehäuses ist elektrisch mit einem Ende der stabförmigen Mittelelektrode verbunden. Das andere Ende der stabförmigen Mittelelektrode ist mit einem elektrisch leitenden Anschluss verbunden. Zwischen dem Gehäuse und dem Anschluss wird Strom zugeführt.
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Mit der Einführung der Direkteinspritzung bei Dieselmotoren ergab sich in letzter Zeit die Tendenz, die Glühkerze länger und den Gehäusedurchmesser schlanker zu machen.
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Um das Gehäuse in Längsrichtung zu verlängern, kann der Aufbau der stabförmigen Mittelelektrode so gestaltet werden, dass zwei Stabbauteile durch Schweißen in Serie verbunden werden. Eine solche herkömmliche Glühkerze ist beispielsweise in der
JP 04-15407 A offenbart. Bei dieser herkömmlichen Glühkerze wird die stabförmige Mittelelektrode durch ein in Serie mit einem zweiten Stabbauteil verschweißtes erstes Stabbauteil gebildet. Das eine Ende des ersten Stabbauteils ist mit einem Heizelement und das andere Ende mit einem Ende des zweiten Stabbauteils verbunden. Das andere Ende des zweiten Stabbauteils weist einen Schraubanschluss auf. Der Schraubanschluss wird mit einer Mutter festgeschraubt. Der Schraubanschluss sollte das Erfordernis nach einem Gewindebefestigungsmoment von etwa 3 Nm (laut ISO 2,5 Nm) erfüllen.
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Damit dieses Befestigungsmoment am Schraubanschluss der stabförmigen Mittelelektrode realisiert werden kann, wurde bei den jüngeren Zündkerzen einfach der Kohlenstoffgehalt im Kohlenstoffstahl erhöht. In diesem Fall verschlechtert sich jedoch das Schweißverhalten.
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Darüber hinaus ist eine weitere herkömmliche Glühkerze bekannt, die ein Gehäuse und eine Heizelementröhre umfasst, die in ein Loch in dem Gehäuse presseingepasst ist. Eine solche herkömmliche Glühkerze ist in der
JP 04-80521 A offenbart. Da sich bei den jüngeren Glühkerzen mit der Einführung der Direkteinspritzung bei Dieselmotoren die Tendenz zeigt, die Glühkerze zu verlängern und den Durchmesser klein zu halten, sollten der Außendurchmesser des Gehäuses und der Außendurchmesser des Heizelements schlank gestaltet werden. Aufgrund dessen kann es zu einem Herausziehen der Heizelementröhre und einem Auslecken von Verbrennungsgas kommen.
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Schließlich ist aus der
DE 76 24 502 U1 eine Flammglühkerze mit einer aus Automatenstahl bestehenden Elektrodenhülse bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Glühkerze zur Verfügung zu stellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Glühkerze gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Unteransprüche geben Weiterbildungen der Erfindung an.
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Die Aufgabe und die Merkmale der Erfindung werden nun ausführlicher anhand der folgenden Beschreibung der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Querschnittansicht einer Glühkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2A und 2B in Querschnittansicht den Schweißvorgang beim Ausführungsbeispiel;
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3 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Vickershärte HV des Anschlussstifts und dem auf den Anschlussschraubabschnitt wirkenden Befestigungsmoment beim Ausführungsbeispiel;
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4 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Gewichtsanteil an Kohlenstoff und der Vickershärte HV beim Ausführungsbeispiel;
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5 eine grafische Darstellung des Schweißverhaltens zwischen dem Heizelementstift und dem Anschlussstift beim Ausführungsbeispiel unter Änderung des Kohlenstoffgehalts; und
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6 eine Tabelle dieser Kombinationen und Ergebnisse für das Ausführungsbeispiel.
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In den Zeichnungen sind gleiche oder sich entsprechende Elemente oder Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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Ausführungsbeispiel
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1 zeigt eine Querschnittansicht einer Glühkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Glühkerze 1 ist an mehreren (z. B. vier) (nicht gezeigten) Zylindern eines Dieselmotors angebracht, um beispielsweise beim Motorstart die Zündung zu unterstützen und die Kraftstoffverbrennung zu beschleunigen.
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Die Glühkerze 1 weist ein röhrenförmiges Gehäuse 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material wie etwa einem Eisengruppenmetall auf. Das Gehäuse 2 weist an seiner Außenfläche einen Schraubabschnitt 21 auf, um die Glühkerze 1 an dem Zylinderkopf eines Dieselmotors anbringen und wieder davon lösen zu können. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Eisengruppenmetall verwendet, dessen Innen- und Außenfläche kaltgeschmiedet wurden, wobei der Schraubabschnitt 21 dann durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet wurde.
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Das Gehäuse 2 trägt an seinem einen Ende 2a innen ein Heizelementbauteil 3, das an einem Ende geschlossen ist und bei Zuführung von Strom zur Wärme erzeugt. Die Seite des geschlossenen Endes 3a des Heizelements ragt aus dem angesprochenen Ende 2a des Gehäuses vor, so dass das geschlossene Ende 3a des Heizelementsbauteils 3 zur Verbrennungskammer des Motors frei liegt, wenn die Glühkerze 1 am Zylinderkopf angebracht ist.
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Das Gehäuse 2 trägt innen an seinem anderen Ende 2b, d. h. an dem zu dem Heizelement entgegengesetzten Ende, eine stabförmige Mittelelektrode 4 aus einem elektrisch leitfähigen Material.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die stabförmige Mittelelektrode 4 eine kreisförmige Zylinderform mit Stufen in der Mitte und ist ein Ende 4a der stabförmigen Mittelelektrode elektrisch mit einem Ende 7b eines Heizelements in dem Heizelementbauteil 3 verbunden. Das andere Ende 6a des Heizelements in dem Heizelementbauteil 3 ist elektrisch mit dem geschlossenen Ende 3a des Heizelementbauteils 3 verbunden. Das andere Ende 4b der stabförmigen Mittelelektrode 4 ragt aus dem anderen Ende 2b des Gehäuses 2 aus nach außen vor.
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Das Heizelementbauteil 3 umfasst eine Röhre 5, deren eines Ende 3a geschlossen ist und deren anderes Ende 3b eine Öffnung hat. Die Röhre 5 besteht aus einem leitfähigen Material mit hervorragender Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit, wie etwa rostfreiem Stahl als einem rostfreien Material, und ist an dem einen Ende 2a des Gehäuses 2 in das Innere des Gehäuses 2 eingepasst, so dass es an dem Gehäuse 2 befestigt und mit ihm elektrisch verbunden ist. Die Röhre 5 weist auf der Seite ihres geschlossenen Endes einen röhrenförmigen Abschnitt kleinen Durchmessers 51 und auf der Seite ihrer Öffnung einen röhrenförmigen Abschnitt großen Durchmessers 52 auf.
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Der röhrenförmige Abschnitt großen Durchmessers 52 ist wie vorstehend erwähnt in das Loch des Gehäuses 2 eingepasst, während der röhrenförmige Abschnitt kleinen Durchmessers 51 wie vorstehend erwähnt von dem röhrenförmigen Abschnitt großen Durchmessers 52 aus vorragt. Zwischen dem röhrenförmigen Abschnitt kleinen Durchmessers 51 und dem röhrenförmigen Abschnitt großen Durchmessers 52 befindet sich ein (im Durchmesser zunehmender) röhrenförmiger Verjüngungsabschnitt. Eine den Durchmesser der Röhre 5 verringernde Gesenkarbeit führt zu dem Abschnitt kleinen Durchmessers 51.
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Das Heizelement in der Röhre 5 umfasst entlang der Achse der Röhre 5 einen ersten Widerstand 6 und einen zweiten Widerstand 7. Der erste Widerstand 6 befindet sich in dem röhrenförmigen Abschnitt kleinen Durchmessers 51, während sich der Widerstand 7 auf der Seite der Öffnung der Röhre 5 befindet, wobei sich ein Teilabschnitt des zweiten Widerstands 7 in dem Verjüngungsabschnitt befindet.
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Ein Ende 6a des ersten Widerstands 6 ist mit dem Bodenabschnitt (geschlossenen Abschnitt) der Röhre 5 verschweißt, so dass er elektrisch mit der Röhre 5 verbunden ist. Das andere Ende 6b des ersten Widerstands ist elektrisch mit dem Ende 7b des zweiten Widerstands 7 verbunden. Die Verschweißung des einen Endes 4a der stabförmigen Mittelelektrode 4 schafft wie vorstehend erwähnt eine elektrische Verbindung mit dem anderen Ende 7b des zweiten Widerstands 7.
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Der Heizelement ergibt sich, indem das andere Ende 6b des ersten Widerstands 6 und das eine Ende 7a des zweiten Widerstands 7 zum Überlappen gebracht werden und die sich überlappenden Abschnitte verschweißt werden.
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Das Innere der Röhre 5 ist mit Isolationspulver 8 gefüllt, das aus einem wärmebeständigen elektrischen Isolator (beispielsweise Magnesiumoxid) besteht. Das heißt, dass die stabförmige Mittelelektrode 4 auf der Seite ihres einen Endes 4a und der erste und zweite Widerstand 6 und 7 in dem Magnesiumoxid eingebettet sind.
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Dabei wird das Isolationspulver 8 mit hoher Dichte in die Röhre 5 gepackt, die anschließend dem Gesenkarbeitsschritt unterzogen wird. Die stabförmige Mittelelektrode 4 und der erste und zweite Widerstand 6 und 7 werden dadurch fest in dem Isolationspulver 8 in der Röhre 5 fixiert. Die stabförmige Mittelelektrode 4 auf der Seite ihres einen Endes 4a, der erste Widerstad Wicklungswiderstand 6 (mit Ausnahme des einen Endes 6a) und der zweite Widerstand 7 sind daher elektrisch gegen die Röhre 5 isoliert.
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Der erste Widerstand 6 umfasst ein erstes leitfähiges Material (z. B. Nickel-Chrom-Stahl) mit einem Widerstandsänderungswert von etwa 1 zwischen Zimmertemperatur (20°C) und 1000°C (Temperatur des ersten Widerstands 6 nach dem Vorheizen). Der zweite Widerstand 7 umfasst ein zweites leitfähiges Material (z. B. eine Kobalt-Eisen-Legierung) mit einem verhältnismäßig hohen Widerstandsänderungsverhältnis von beispielsweise 5 bis 14. Diese Eigenschaft lässt sich auch über den Widerstandstemperaturkoeffizienten darstellen. Das Material des zweiten Widerstands 7 hat somit einen höheren positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten als der erste Widerstand 6.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich die stabförmige Mittelelektrode 4, indem zwei Stabbauteile in Serie verbunden werden (so dass ihre Längsrichtungen miteinander übereinstimmen). Das erste Stabbauteil ist ein Heizelementstift 41, der wie vorstehend erwähnt auf der Seite des einen Endes 4a der stabförmigen Mittelelektrode 4 elektrisch mit dem zweiten Widerstand in dem Heizelementbauteil 3 verbunden ist. Das zweite Stabbauteil auf der Seite des anderen Endes 4b der stabförmigen Mittelelektrode 4 ist ein Anschlussstift 42, der ein aus dem anderen Ende 2b des Gehäuses 2 vorragenden Anschlussschraubabschnitt 42a aufweist, der mit einem Drahtkabel zur elektrischen Verbindung mit einer Stromversorgung versehen ist.
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Das andere Ende des Heizelementstifts 41 ist mit dem anderen Ende des Anschlussstifts 42 durch Plasmaschweißen verschweißt. Daher ist zwischen dem Heizelementstift 41 und dem Anschlussstift 42 ein Schweißabschnitt 43 ausgebildet.
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2A und 2B zeigen in Querschnittansicht einen Schweißvorgang für den Heizelementstift 41 und den Anschlussstift 42 beim Ausführungsbeispiel.
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Wie in 2A gezeigt ist, weist die Spitze entweder des Heizelementstifts 41 oder des Anschlussstifts 42 einen Hohlabschnitt 44 auf und wird die Spitze des anderen Stifts in den Hohlabschnitt 44 eingepasst. Wie in 2B gezeigt ist, wird als nächstes auf den Umfang des Einpassabschnitts zwischen dem Stabbauteil 41 und 42 zum Schweißen ein Plasmabogen K aufgebracht, um die stabförmige Mittelelektrode 4 zu bilden.
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Der Heizelementstift (erstes Stabbauteil) 41 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel einen Kohlenstoffstahl mit 0,08 bis 0,3 Gew.-% Kohlenstoff und hat eine Vickershärte von größer oder gleich 180 HV. Der Anschlussstift (zweites Stabbauteil) 42 umfasst einen Kohlenstoffstahl mit 0,08 bis 0,15 Gew.-% Kohlenstoff und hat eine Vickershärte von größer oder gleich 180 HV.
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Der Heizelementstift 41 besteht aus einem Kohlenstoffstahl wie S25C, SWCH25K oder dergleichen. Der Anschlussstift 42 besteht aus einem Kohlenstoffstahl wie etwa S8C, S10C, SWCH10R oder dergleichen. Diese Kohlenstoffstahlmaterialien werden unter Kaltschmieden verarbeitet, um gehärtet zu werden.
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Der an dem anderen Ende der stabförmigen Mittelelektrode 4 ausgebildete Anschlussschraubabschnitt 42a wird an dem anderen Ende 2b des Gehäuses 2 festgemacht, indem eine Mutter 12 so zum Gehäuse 2 hin festgeschraubt wird, dass zwischen der Mutter 12 und dem anderen Ende 2b des Gehäuses 2 eine Dichtung 10, wie etwa ein O-Ring aus einem Isolationsmaterial wie fluorhaltigem Gummi, und ein Kunststoffisolationsüberwurf 11 zusammengepresst werden.
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Darüber hinaus wird eine Mutter 14 festgezogen, um einen Anschluss 13 zu befestigen, der über ein Drahtkabel mit einer externen Stromversorgung verbunden ist.
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Bei der Glühkerze 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat die stabförmige Mittelelektrode 4 einen kleinsten Außendurchmesser D von kleiner oder gleich 3 mm (beispielsweise 2,9 mm) und eine die Länge der stabförmigen Mittelelektrode 4 und des Heizelements (ersten und zweiten Widerstands 6 und 7) einschließende Gesamtlänge L von größer oder gleich 120 mm, um die Glühkerze länger und schlanker zu machen.
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Dabei wird der erste Widerstand 6 an einem Ende der Röhre 5 in einem (nicht gezeigten) Durchgangsloch am Boden der Röhre 5 eingebettet und mit dem Boden der Röhre 5 verschweißt, um ihn mit der Röhre 5 zu verbinden, wonach das Durchgangsloch geschlossen wird.
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Die Glühkerze 1 wird ausgebildet, indem die vorstehend genannten Elemente wie folgt zusammengebaut werden.
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Die Anordnung aus dem Heizelementbauteil 3 und der stabförmigen Mittelelektrode 4 wird in das Gehäuse 2 eingeschoben. Als nächstes wird der Abschnitt großen Durchmessers 52 durch Einpassen in das Loch des Gehäuses 2 an dem Gehäuse 2 befestigt, oder der Abschnitt großen Durchmessers 52 wird in das Loch des Gehäuses 2 eingeschoben dann verlötet, so dass sich ein eine Einheit bildender Körper ergibt.
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Als nächstes werden die Dichtung 10 und der Überwurf 11 auf das andere Ende 4b der stabförmigen Mittelelektrode 4 gesetzt und die Mutter 12 entlang dem Anschlussschraubabschnitt 42a festgeschraubt, so dass sich die Glühkerze 1 ergibt. Die Glühkerze 1 wird mit dem Befestigungsschraubabschnitt 21 am Zylinderkopf angebracht.
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An dem Anschlussschraubabschnitt 42a der Glühkerze 1 wird mit der Anschlussmutter 14 ein Drahtkabel festgeschraubt, das elektrisch mit einer Stromversorgung verbunden ist. Der erste und zweite Widerstand 6 und 7 werden daher von dem Drahtkabel und dem Gehäuse 2 im Zylinderkopf aus über die stabförmige Mittelelektrode 4 mit Strom versorgt.
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Mit Beginn der Stromzuführung zu dem Heizelement wird dem Heizelementbauteil 3 bei dieser Glühkerze 1 ein verhältnismäßig großer Strom zugeführt, so dass der erste Widerstand 6 wegen des zu Anfang verhältnismäßig geringen Widerstands des zweiten Widerstands 7 aufgeheizt wird. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer erhöht die vornehmlich von dem ersten Widerstand 6 erzeugte Wärme die Temperatur des zweiten Widerstands 7, wodurch sich der Widerstand des zweiten Widerstands 7 erhöht. Dadurch verringert sich der durch das Heizelement fließende Strom. Auf diese Weise wird eine Trennung des ersten Widerstands 6 durch Überhitzung verhindert. Durch diesen Vorgang wird die Zündung beim Motorstart unterstützt und die Kraftstoffverbrennung beschleunigt.
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Indem bei diesem Ausführungsbeispiel der Kohlenstoffgehalt in dem Heizelementstift 41 und dem Anschlussstift 42 und die Vickershärte des Heizelementstifts 41 und des Anschlussstifts 42 innerhalb der genannten Bereiche eingestellt werden, ergibt sich für die stabförmige Mittelelektrode 4 eine vorteilhafte Festigkeit und Lötfähigkeit. Der Kohlenstoffgehalt wird wie erwähnt in dem Kohlenstoffstahl für den Heizelementstift 41 auf 0,08% bis 0,3% und die Vickershärte auf größer oder gleich 180 HV und der Kohlenstoffgehalt in dem Kohlenstoffstahl für den Anschlussstift 42 auf 0,08% bis 0,15% und die Vickershärte auf größer oder gleich 180 HV eingestellt. Die Gründe dafür sind wie folgt:
3 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Vickershärte HV des Anschlussstifts 42 und dem Befestigungsmoment des Anschlussschraubabschnitts 42a in Bezug auf Bruchversuchsergebnisse, bei denen für die Vickershärten 160 HV, 180 HV und 200 HV jeweils vier Probekörper bereitgestellt wurden und das Befestigungsmoment so lange erhöht wurde, bis es zum Bruch kam.
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Die Vickershärte HV wurde an mehreren verschiedenen Punkten in einem Querschnitt gemessen, der durch Durchtrennen des Anschlussstifts 42 in Axialrichtung erhalten wurde, wobei die Messwerte gemittelt wurden. In 3 steht x für einen Bruch des Anschlussschraubabschnitts 42a, Δ für eine Verformung des Anschlussschraubabschnitts 42a und O für den Normalzustand ohne Bruch und Verformung.
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Da das Befestigungsmoment für den Anschlussschraubabschnitt 42a größer als 3 Nm sein muss, muss die Vickershärte des Anschlussstifts 42 größer oder gleich 180 HV sein. Darüber hinaus muss auch die Härte des Heizelementstifts 41 eine Vickershärte von größer oder gleich 180 HV aufweisen, da der Heizelementstift 41 mit dem Anschlussstift 42 verschweißt wird, um als ein eine Einheit bildender Körper die stabförmige Mittelelektrode 4 zu bilden.
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Wie vorstehend erwähnt wurde, nimmt die Vickershärte vereinfacht ausgedrückt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt im Kohlenstoffstahl zu. Zuviel Kohlenstoff verschlechtert jedoch die Schweißfähigkeit des Heizelementstifts 41 und des Anschlussstift 42. Der Heizelementstift 41 und der Anschlussstift 42 werden daher einem Kaltschmieden unterzogen, um bei geringem Kohlenstoffgehalt das Erfordernis nach einer Vickershärte von größer oder gleich 180 HV zu erfüllen.
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4 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Gewichtsanteil an Kohlenstoff und der Vickershärte HV. In 4 steht die Strichellinie für den Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt und der Vickershärte ohne Härtungsvorgang, der aus dem Stand der Technik bekannt ist (siehe ”JSM Mechanical Engineer's Handbook”, The Japan Society of Mechanical Engineers).
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Die Zeichnung zeigt, dass eine Vickershärte von größer oder gleich 180 HV einen Kohlenstoffgehalt im Kohlenstoffstahl von größer oder gleich 0,08% erforderlich macht.
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5 zeigt eine grafische Darstellung zum Schweißverhalten zwischen dem Heizelementstift 41 und dem Anschlussstift 42 bei sich änderndem Kohlenstoffgehalt im Heizelementstift 41 und im Anschlussstift 42.
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Im Heizelementstift 41 wurde der Kohlenstoffgehalt von 0,1%, 0,25% und 0,3% auf 0,35% und im Anschlussstift 42 von 0,08%, 0,1%, 0,15%, 0,2%, und 0,25% auf 0,35% geändert. 5 zeigt die Ergebnisse für die neun Kombinationen (1) bis (9). 6 zeigt in einer Tabelle die Kombinationen und Ergebnisse für dieses Ausführungsbeispiel.
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In 5 und 6 bezeichnet die Markierung Δ einen Riss (verzögerten Bruch) am Schweißabschnitt 43 während eines Vibrationsversuchs, der für den tatsächlichen Gebrauchszustand herangezogen wurde, die Markierung x einen Riss beim Verschweißen des Heizelementstifts 41 mit dem Anschlussstift 42 (Schweißriss) und die Markierung O weder einen verzögerten Bruch noch einen Schweißriss.
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Das Ergebnis in 5 wurde erzielt, indem für jede der neun Kohlenstoffgehaltkombinationen im Heizelementstift 41. und im Anschlussstift 42 vier Probekörper vorbereitet wurden. In den Zeichnungen sind die jeweiligen Markierungen leicht voneinander versetzt aufgetragen, um ein Überlappen zu vermeiden.
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Aus 5 ergibt sich, dass der Kohlenstoffgehalt des Heizelementstifts 41 kleiner oder gleich 0,3% sein sollte, um ein günstiges Schweißvermögen ohne Schweißfehler wie verzögerten Bruch oder Schweißrisse zu erzielen, und dass der Kohlenstoffgehalt für den Anschlussstift 42 kleiner oder gleich 0,15% sein sollte. Wie vorstehend erwähnt wurde, ergibt sich aus der Auswertung der Ergebnisse in den 2 bis 5, dass die Vickershärte sowohl des Heizelementstifts 41 als auch des Anschlussstifts 42 größer oder gleich 180 HV sein sollte und dass der Kohlenstoffgehalt des Heizelementstifts 41 auf das Gewicht bezogen 0,08% bis 0,3% und der des Anschlussstifts 42 0,08% bis 0,15% betragen sollte.
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In 6 sind darüber hinaus die für jede der Kombinationen (1) bis (9) gemessenen Vickershärten des Schweißabschnitts 43 angegeben. Die Ergebnisse in 6 zeigen, dass Schweißfehler auftreten, wenn die Vickershärte des Schweißabschnitts 43 größer oder gleich 420 HV ist. In Anbetracht der Schwankungen bei Herstellung und Materialqualität sollte die Vickershärte der Schweißung 43 vorzugsweise kleiner oder gleich 400 HV sein.
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Indem die Vickershärte sowohl des Heizelementstifts 41 als auch des Anschlussstift 42 auf größer oder gleich 180 HV, der Kohlenstoffgehalt in dem Heizelementstift 41 auf 0,08% bis 0,3% und der Kohlenstoffgehalt in dem Anschlussstift 42 auf 0,08% bis 0,15% eingestellt wird, ergibt sich im Schweißabschnitt 43 eine Vickershärte von kleiner oder gleich 400 HV.
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Wie darüber hinaus klar aus 3 zu erkennen ist, ist es günstig, wenn die Vickershärte sowohl des Heizelementstifts 41 als auch des Anschlussstifts 42 größer oder gleich 200 HV ist, da sich dadurch ein günstiges Schweißverhalten wie auch eine hohe Festigkeit ergibt. Abgesehen davon sollte in sowohl dem Heizelementstift 41 als auch dem Anschlussstift 42 eine übermäßige Vickershärte vermieden werden, um zu verhindern, dass die Vickershärte des Schweißabschnitts 43 400 HV übersteigt.
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Indem der Kohlenstoffgehalt und die Vickershärte bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl im Heizelementstift 41 als auch im Anschlussstift 42 auf die genannten Bereiche eingestellt werden, ergibt sich wie vorstehend erwähnt eine günstige Festigkeit und eingünstiges Schweißverhalten für die stabförmige Mittelelektrode 4. Dies wiederum führt zu einer Zündkerze 1, die angesichts der jüngsten Tendenz, sie länger und in ihrer Formgebung schlanker zu machen, günstig ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zur Anschlussbefestigung mit einer Mutter der Anschlussschraubabschnitt 42a vorgesehen. Allerdings kann das Ende 42a der stabförmigen Mittelelektrode 4 auch mit einem Einpassverbindungsglied versehen werden und ein Draht mit einem Verbindungsglied zur Aufnahme des Einpassverbindungsglieds der stabförmigen Mittelelektrode 4 verwendet werden.
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Darüber hinaus werden bei diesem Ausführungsbeispiel metallische Widerstände 6 und 7 für das Heizelementbauteil 3 verwendet. Allerdings ist es auch möglich, ein keramisches Heizelement aus Siliziumnitrid oder dergleichen zu verwenden.
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Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel sind die Materialien S25C, S8C und S10C nach JIS (Japanischer Industriestandard) definiert. Das Material SWCH25K enthält neben Eisen 0,22–0,28% C, 0,10–0,35% Si, 0,30–0,60% Mn, höchstens 0,03% P und höchstens 0,035% S. Das Material SWCH10R enthält neben Eisen 0,08–0,13% C, 0,30–0,60% Mn, höchstens 0,040% P und höchstens 0,040% S.
