[发明专利]火花塞的导电密封材料

说明书

现有技术

本发明涉及如独立权利要求所述类型的火花塞。密封材料用于将中央电极的熔融物封入火花塞的绝缘体中。

例如从DE-PS2245403中知道了上述类型的火花塞，其中，用于将中央电极密封固定在绝缘体中的密封材料是由作为可熔成分的玻璃和作为导电成分的石墨和/或粉末状碳黑的混合物构成的。此外，也知道了将铜或铁用作能导电的粉末材料。当混合物在绝缘体中熔化时，玻璃软化，由此一来，接触销和中央电极在存在熔融物的情况下被埋入绝缘体中。但是，由于玻璃粘度只在高于转变温度的温度下才对熔融物来说是足够低的，所以熔融物的容许热载有限，而玻璃转变温度限制了熔融的应用边界条件(熔融物变软，因电场中的离子输送而使熔融物分解)。

发明优点

具有权利要求1特征部分特征的本发明的火花塞具有以下优点，即密封材料具有较高的容许热载。所提出的金属陶瓷密封材料具有明确的熔点或狭窄的熔化区间，由此一来，密封材料可以在所用金属材料的熔点下略微承受负荷。这样，熔融物温度与应用温度之间的差距可以明显缩短。这还允许在绝缘体下锥部附近加入密封材料。因而，密封材料可以用于钉形铂电极，这种电极在绝缘体下锥部的轴向长度很短。

通过从属权利要求所述的措施，可以实现对独立权利要求所述火花塞的有利改进。当金属成分为20％-40％体积百分比并且陶瓷成分为60％-80％体积百分比时，就获得了一种温度特别稳定的密封材料。

图面简介

下面将结合附图，详细说明本发明的三个实施例。

图1以截面图方式表示火花塞。

图2表示火花塞第二实施例在燃烧室侧的那一端。

图3表示火花塞第三实施例在燃烧室侧的那一端。

实施例

图1所示的火花塞由一个被气密地卷入金属外壳10中的绝缘体11构成，其中，外壳10和绝缘体11的转动对称轴线是完全相同的。绝缘体11具有一个绝缘体孔12，一个包括接触销13、接线侧接触块15、电弧电阻(Abbrandwiderstand)17、耐热密封材料16和中央电极14的内导体组件设置在该孔中。此外，在外壳10上形成了一个壳电极18。中央电极14和壳电极18伸到一个未示出的燃烧室中。

密封材料16和接触块15的任务是在熔化过程中和在火花塞工作过程中使电弧电阻17与进入的氧气隔绝。接触块15还具有将接触销13固定在绝缘体孔12中的任务。除了密封作用外，密封材料16对中央电极14也有相同的任务。密封材料16因靠近燃烧室而承受了比接触块15高许多的热载。

为了保证适当的容许热载，密封材料基本上由金属成分和陶瓷成分构成。金属成分由至少一种金属粉末和/或至少一种合金粉末构成，其中金属成分的熔点高于如900℃的火花塞应用温度。为了不在密封材料16熔化时过度热消耗火花塞的负载，金属成分的熔化温度低于1000℃是有意义的。具有低热膨胀性能的陶瓷粉末适用作陶瓷成分，例如莫来石、硅线石、AlN、Si₃N₄、石英玻璃等类似陶瓷材料或它们的混合物。

作为适用的密封材料16的成分，用30％体积百分比的锌-青铜粉末和70％体积百分比的莫来石构成的混合物，这种热膨胀系数例如为8.4*10^-6K^-1的密封材料尽可能地适应于绝缘体的热膨胀系数。为了改善金属相附着在陶瓷填充剂上状况，可以将活性焊料如AgTi焊料用作金属成分。

图2表示火花塞的第二实施例。这个实施例采用了钉形铂电极21，它例如被烧结到绝缘体11中。铂电极21例如与2个或4个壳电极22配合工作。在这个实施例中，绝缘体孔12被设计成阶梯状。从铂电极21开始，随后形成了第一孔段24、第二孔段25和第三孔段26，其中第一孔段24的直径小于第二孔段25的直径，而第三空段26的直径大于第二孔段25的直径。在图2所示的实施例中，在第三孔段26内设置了接触销13和接触块15。电弧电阻17在燃烧室侧与接触块15相连，电弧电阻17基本上延伸于第二孔段25内。密封材料16在电弧电阻17与铂电极21之间，因此，它位于第一孔段24内。此外，密封材料16具有第一实施例所述的成分。

图3示出了火花塞的第三实施例，其中，与图2所示的实施例不同的是，在电弧电阻17与密封材料16之间设置了另一个导电接触块28。在这种情况下，接触块28例如从第二孔段25一直延伸入第三孔段26中。但是，它可以占据其它位置，其中，只要保证电弧电阻17与密封材料16仍然具有其功能。此外，相对于燃烧室侧，密封材料16设置于在前面，接触块28不是必须具有密封材料16那样高的容许热载。因而，接触块28可以由这样的成分构成，即，所述的成分例如等于接线侧接触块15的成分。这样的成分例如是玻璃和石墨和/或碳黑的混合物，在这里，混合物可以含少量铝粉。