具有粉剂密封盒的火花塞转让专利

申请号 : CN201610578163.7

文献号 : CN106374339B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : O·贝克迈尔H·H·鲁兰德B·斯坦尼尔K·狄龙

申请人 : 福特环球技术公司

摘要 :

本发明涉及用于制作火花塞和/或火花塞部件的方法,以及可以用于制作火花塞或火花塞部件的密封盒。所述密封盒可以包括具有在加热到阈值温度时不稳定的材料的外壳,并且所述密封盒可以进一步填充有一种或多种粉剂,于是加热所述密封盒时,所述外壳可以分解并且所述粉剂可以烧结或熔化成电阻性主体。本申请所公开的方法可以使用已知的插入粉末状前体材料的方法简化火花塞制作和/或减少火花塞制作成本。

权利要求 :

1.一种用于制作火花塞的方法,包括:

提供具有绝缘体的火花塞坯料,所述绝缘体包括沿着所述绝缘体的纵轴线延伸的中空腔室;

将中心电极布置在所述绝缘体的所述中空腔室中,使得所述中心电极的一端伸出所述绝缘体的燃烧腔室端之外;

提供填充有至少一种粉剂的密封盒;

将所述密封盒插入到所述绝缘体的所述中空腔室中;

将连接电极布置在所述绝缘体的所述中空腔室中,使得所述连接电极的一端伸出所述绝缘体的连接端之外;以及加热所述密封盒。

2.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括压缩布置在所述中空腔室中在所述中心电极与所述连接电极之间的所述密封盒。

3.根据权利要求2所述的方法,其中同时执行压缩和加热所述密封盒。

4.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括制作填充有至少一种粉剂的所述密封盒。

5.根据权利要求4所述的方法,其进一步包括制作密封盒外壳并且用所述至少一种粉剂填充所述密封盒外壳。

6.根据权利要求5所述的方法,其中所述密封盒外壳至少部分地由在经受高于阈值温度的热时不稳定的材料制成,其中在加热所述密封盒期间,所述密封盒被加热到高于所述阈值温度。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述至少一种粉剂在所述密封盒的加热期间被烧结或熔融。

8.根据权利要求5所述的方法,其中所述密封盒的第一区填充有具有第一电阻的第一粉剂,并且所述密封盒的第二区填充有具有不同于所述第一电阻的第二电阻的第二粉剂。

9.根据权利要求8所述的方法,其中所述第二区被分成第一部分和第二部分,并且所述第一部分和第二部分在所述第一区的相对置放的侧面上布置成在空间上彼此间隔开。

10.根据权利要求8所述的方法,其中所述第一电阻大于所述第二电阻。

11.一种在制作火花塞时使用的密封盒,其中所述密封盒填充有至少一种粉剂,所述火花塞包括绝缘体,所述绝缘体包括沿着所述绝缘体的纵轴线延伸的中空腔室,所述密封盒被设置在所述中空腔室中,并且所述至少一种粉剂在所述密封盒的加热期间被烧结或熔融。

12.根据权利要求11所述的密封盒,其进一步包括外壳。

13.根据权利要求12所述的密封盒,其中所述外壳至少部分地由在经受高于阈值温度的热时不稳定的材料制成。

14.根据权利要求13所述的密封盒,其中所述外壳在经受高于阈值温度的热时发生以下中的一种或多种:熔融、烧掉、汽化、蒸发、分解、或其他变相、化学反应。

15.根据权利要求14所述的密封盒,其中所述密封盒的第一区填充有具有第一电阻的第一粉剂,并且所述密封盒的第二区填充有具有不同于所述第一电阻的第二电阻的第二粉剂。

16.根据权利要求15所述的密封盒,其中所述第一电阻大于所述第二电阻。

17.根据权利要求15所述的密封盒,其中所述第二区被分成第一部分和第二部分,并且所述第一部分和第二部分在所述第一区的相对置放的侧面上布置成在空间上彼此间隔开。

18.一种用于制作火花塞电阻器的方法,所述方法包括:提供绝缘体,所述绝缘体包括穿过所述绝缘体的中心腔;

提供密封盒,所述密封盒包括:

外壳,所述外壳当加热到第一阈值温度时变得不稳定,以及一种或多种粉剂,所述粉剂当加热到第二阈值温度时经熔化或烧结后聚结成电阻性质量块;

将所述密封盒布置在所述绝缘体的所述中心腔中,

压缩所述密封盒,并且

将所述密封盒加热到超过所述第一阈值温度和所述第二阈值温度中的每一个的阈值温度,使得所述密封盒经熔化或烧结后聚结成电阻性质量块。

19.根据权利要求18所述的方法,其进一步包括在中心电极的内端与连接电极的内端之间压缩所述密封盒。

20.根据权利要求19所述的方法,其中所述中心电极和所述连接电极跨所述电阻性质量块进行电接触,使得所述电阻性质量块在所述中心电极与所述连接电极之间提供电阻。

说明书 :

具有粉剂密封盒的火花塞

[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2015年7月24日提交的德国专利申请No.102015214057.1的优先权,所述德国专利申请的全部内容在此出于所有目的以引用的方式并入。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种用于制作火花塞的方法,一种在根据本发明的制作方法中使用的密封盒(capsule),以及一种用于制作火花塞部件的方法。

背景技术

[0004] 火花塞用于汽油燃料发动机、气体涡轮机和一些锅炉中,以便通过产生点火火花来点燃位于燃烧腔室中的空气-气体混合物。典型地,通过点火线圈产生高电压,并且所述高电压在火花塞的中心电极上盛行并且通过在中心电极与经布置靠近中心电极的接地电极之间跳转来产生点火火花。
[0005] 点火电压以电阻的方式到达中心电极。此电阻典型地产生于火花塞的陶瓷绝缘体内部,因为粉剂被引入到绝缘体中,并且通过加热粉剂使粉剂在所述位置处熔化或烧结以变为电阻器。还可以使用一系列不同粉剂;举例来说,具有相对低电阻的一层粉剂之后可以是具有更高电阻的一层粉剂,在其上最后再次应用具有低电阻的一层粉剂。具有低电阻的粉剂层改善待产生的电阻器与在电阻器的一侧上的中心电极和在电阻器的另一侧上的连接电极的接触。在当前的制作方法中将粉剂引入到火花塞的绝缘体中的程序的高额费用是不利的。另外,当前方法不能制作符合质量规格公差的可靠的产品率。

发明内容

[0006] 发明人在此已经认识到可靠地并且以最少的费用制作火花塞的以上挑战。因此,本发明提供制作火花塞和/或火花塞部件的方法,并且提供可以实现简化的、更可靠的和/或更便宜的制作方法的粉剂密封盒。在一些示例中,粉剂密封盒可以简化制造期间的材料处理和/或减少过程周期时间。
[0007] 本发明的第一方面涉及一种用于制作火花塞的方法,所述方法包括:提供具有绝缘体的火花塞坯料(blank),所述绝缘体可包括沿着所述绝缘体的纵轴线延伸的中空腔室;在绝缘体的中空腔室中布置中心电极,使得所述中心电极的一端可以伸出中心电极的一端之外超过绝缘体的燃烧腔室;提供填充有至少一种粉剂的密封盒;将密封盒插入到绝缘体的中空腔室中;在绝缘体的中空腔室中布置连接电极,使得所述连接电极的一端伸出绝缘体的连接端之外;以及加热密封盒。
[0008] 本发明的另一方面涉及一种在制作火花塞或火花塞部件(例如火花塞电阻器或电阻器组件)时使用的密封盒,其中密封盒可以填充有至少一种粉剂。
[0009] 本发明的另一方面涉及一种用于制作火花塞电阻器的方法,其中所述方法可以包括提供绝缘体,所述绝缘体包括穿过所述绝缘体的中心腔。所述方法可进一步包括提供密封盒,所述密封盒包括外壳,所述外壳当加热到第一阈值温度时变得不稳定,并且所述密封盒进一步包括一种或多种粉剂,所述粉剂当加热到第二阈值温度时熔化或烧结成电阻性质量块。所述方法可进一步包括在绝缘体的中心腔中布置密封盒,压缩密封盒,并且将密封盒加热到超过第一和第二阈值温度中的每一个的阈值温度,使得密封盒熔化或烧结成电阻性质量块。
[0010] 根据本发明的制作方法包括以下优点,其使得有可能快速且可靠地用至少一种粉剂填充火花塞的绝缘体的中空腔室。在绝缘体外部可以比在绝缘体内部更简单且更精确地实施一定量的粉剂以及(如果需要)粉剂的所要铺层顺序。通过将粉剂密封盒插入到绝缘体中,可有可能以低成本制作火花塞,并且在使用多种不同粉剂的情况下,可有可能通过使用粉剂密封盒以可靠的方式维持一种或多种粉剂或一个或多个粉剂区域的铺层顺序。
[0011] 程序可进一步包括压缩布置在中空腔室中在中心电极与连接电极之间的密封盒。压缩程序可以增加在加热密封盒时可熔化或烧结的粉剂的抗张强度并且可以产生更稳固的火花塞。在一个实施例中,可以同时执行压缩和加热。然而,压缩程序可以在加热程序之前开始,和/或可以在加热程序结束之后继续一段时间,例如直到温度降到预定阈值温度以下。
[0012] 根据本发明的一种方法可进一步包括制作或提供可以填充有至少一种粉剂的密封盒。在一个实施例中,制作密封盒可进一步包括制作密封盒外壳和/或用至少一种粉剂填充密封盒。可以两部分的方式制造密封盒,使得可以用至少一种粉剂填充密封盒主体并且此外可以后续通过密封盒盖闭合所述密封盒主体。在一个实施例中,密封盒可以是匣盒,例如蜡制匣盒。
[0013] 在一个实施例中,密封盒的第一区可以填充有具有第一电阻的第一粉剂,并且密封盒的第二区可以填充有具有可不同于第一电阻的第二电阻的第二粉剂。具体地,第二区可以被分成第一部分和第二部分,所述第一部分和第二部分可以在第一区的相对置放的侧面上布置成在空间上与彼此间隔开。在进一步的实施例中,第一电阻可以大于第二电阻。具有第二粉剂的区可以确保电极中的一个或多个与具有带更大电阻的第一粉剂的第一区之间的良好接触。密封盒的使用可以提供在方法的费用方面的特定优点,特别是当不同的粉剂被分层并且所述层有可能具有不同厚度的情况下。
[0014] 密封盒外壳可以至少部分地由在经受高于阈值温度的热时会不稳定的材料制成。例如,密封盒的端面和/或外围表面可以由在经受热时会不稳定的材料制成。例如,合适的材料可以是蜡或聚合物。在密封盒加热期间,密封盒可以被加热到高于此阈值温度,使得在经受热时会不稳定的材料(例如)由于燃烧或蒸发而变得挥发。
[0015] 密封盒外壳还可以完全或部分地由当经受在密封盒加热期间主导温度下的热时可稳定的材料制成。例如,可实行的是由电绝缘材料制造密封盒的外围表面以及由导电材料制造端面。适当时,有可能在加热密封盒期间选择端面的材料或温度,使得端面的材料熔融并且因此可以有助于提供与电阻性粉剂的良好接触。
[0016] 在一个实施例中,可以选择加热密封盒期间的温度,使得至少一种粉剂可以在密封盒的加热期间烧结或熔融。
[0017] 本发明的其它方面涉及一种在根据本发明的用于制作火花塞的方法中使用的可以填充有至少一种粉剂的密封盒以及一种可以根据所述方法制作的火花塞。
[0018] 应理解,上述概述提供用于以简化形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。它并非意指标识所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由随附权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题并不限于解决上文或在本发明的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

[0019] 图1示出如可以根据本发明的方法制作的火花塞的截面视图。
[0020] 图2示出如可以根据本发明的方法使用的火花塞坯料的截面视图。
[0021] 图3示出根据本发明的密封盒的透视图。
[0022] 图4示出根据本发明的密封盒的截面视图。
[0023] 图5示出根据本发明的另一密封盒的透视图。
[0024] 图6a示出根据本发明的密封盒的示意图。
[0025] 图6b示出根据本发明的另一密封盒的示意图。
[0026] 图7示出用于根据本发明制作火花塞的方法的流程图。
[0027] 图8示出用于根据本发明制作火花塞部件的方法的流程图。

具体实施方式

[0028] 以下描述涉及用于根据本发明制作火花塞的系统和方法。下文参考示例性实施例的说明具体解释示例性实施例。
[0029] 本文中的描述涉及用于制作火花塞、火花塞部件或火花塞子组件中的至少一个的方法。确切地说,本文所公开的方法涉及火花塞的电阻器部件的形成。进一步描述的是一种可以结合制作所述火花塞、部件或子组件的一个或多个方法使用的粉剂密封盒。本文所公开的方法详细描述过程或子过程,通过所述过程或子过程,可以简化和/或改善用粉末状前体填充火花塞子组件(例如火花塞坯料)以用于形成火花塞坯料内的电阻器的质量公差良率。可以在制造火花塞的过程或子过程中或在制造火花塞部件、前体部件或子组件的过程中制作粉剂密封盒。粉剂密封盒可以含有粉末状前体以用于形成在其中封入或包封的电阻器,使得在制作过程中密封盒自身可以更容易地和/或以更少浪费的方式插入到火花塞子组件中。可以通过热转变密封盒的外壳和/或粘合剂,使得外壳和/或粘合剂变得不稳定并且在组装时被移除或呈现惰性,并且粉末状前体可以通过热进一步形成为电阻性质量块以用作火花塞中的电阻器。以下图示和描述公开根据本发明的方法和部件的示例性实施例。
[0030] 图1示出如可以用根据本发明的方法制作的火花塞100的截面视图。轴102示出图1到图6中示出的部件的相对视角。用于制作火花塞100的方法可以基于火花塞坯料,所述坯料具体地说可以包括绝缘体120,但也可以包括其它部件,例如接地电极180、连接件和/或螺纹、外凹槽和/或夹持硬件,以及类似的更多部件。绝缘体120可以由在经受热时可以稳定并且还可以是电绝缘的材料制成,例如陶瓷。绝缘体120可进一步包括燃烧腔室端140和连接端170。燃烧腔室端140可以是绝缘体120插入到燃烧腔室(例如发动机的气缸)中的一端,而连接端170可以是与燃烧腔室端140相对的一端并且可以是连接到传导电压源(例如火花塞线缆(未示出))的一端。火花塞100也可以具有相应的燃烧腔室端140和连接端170。在一个实施例中,绝缘体120的形状一般来说可以是圆柱形,所述形状在一些示例中可以包括复杂的外部轮廓,具有凹槽、脊和/或不同径向厚度的区域。例如,绝缘体120可以在燃烧腔室端140比在连接端170具有更宽的半径。在一个实施例中,绝缘体120可以具有跨越其纵轴线的腔室,所述腔室可以采用圆柱形腔室的形状,或可以具有复杂的径向轮廓使得腔室的半径在各个轴向位置处可以不均匀。例如,中心腔可以包括脊,所述脊可以对电极(例如,中心电极130)的放置提供支撑结构。中心腔的一个或多个端可以敞开。
[0031] 中心电极130可以被提供在绝缘体120的一个燃烧腔室端140上,并且可以延伸到绝缘体120的中心腔中。所述燃烧腔室端140可以面对内燃发动机的燃烧腔室等,并且针对点火程序产生的高电压可以从所述中心电极130跳转到接地电极180,并且在如此操作时可以产生点火火花。连接电极160可以布置在绝缘体120的连接端170上,所述连接端与燃烧腔室端140相对,并且所述连接电极可以用于在火花塞100与用于产生所需点火电压的布置(例如,点火线圈)之间提供电接触。连接电极160可以是导电插塞或可以是可包括螺纹或压力配合的连接件中的一个或多个的部件,其可以从绝缘体120的连接端170伸出并且可以与例如火花塞线缆(未示出)等电压源结合。连接电极160可以插入到绝缘体120的中心腔中,使得电极的至少一部分延伸到中心腔的内部。在一个实施例中,绝缘体120包括沿着其纵轴线的中心腔,例如中空腔室150,并且连接电极160和中心电极130可以布置在所述中空腔室中。在示出的实施例中,包含连接电极160、中心电极130和电阻器210的部件可以大部分填充中空腔室150。
[0032] 在一个实施例中,可以在连接电极内端162与中心电极内端132之间实施空隙,空隙可以是中空腔室150的区域,其中所述端不接触。在火花塞100的完工状态中,所述空隙可以填充有电阻器210,所述电阻器210在其相对端上由连接电极160和中心电极130接触。在一个实施例中,电阻器210可以是电阻性材料的质量块。在进一步的实施例中,电阻器210可以是熔化或烧结的粉剂,或由熔化或烧结的前体粉剂产生的电阻性质量块。在进一步的实施例中,电阻器210可以包括具有不同电特性和/或材料特性的多个区域。在一个示例中,电阻器210可以包括第一区域220和第二区域230。第二区域230可以被拆分成两个间隔开的部分,所述两个间隔开的部分可以进一步在电阻器210的相对端处。在进一步的示例中,第一区域220的电阻可以高于第二区域230的电阻。第二区域230可以与中心电极130和/或连接电极160进行电接触,并且也可以与第一区域220进行电接触。第二区域230的电阻可经选择使得在电极(例如,中心电极130或连接电极160)与第一区域220之间进行良好的电接触,所述接触是跨第二区域230进行的。
[0033] 在进一步的实施例中,所述电阻性质量块可以被压缩,并且可以进一步由前体材料熔化和/或烧结。在一个示例中,所述前体材料可以是一种或多种粉剂。可以抵着中心电极内端132和/或连接电极内端162按压电阻器210,使得在电阻器210与所述电极中的一个或多个之间进行电接触。电阻器210可以电连接连接电极160和中心电极130,使得可以在所述电极之间传输电压。在一个实施例中,可以经由电阻器210将从例如点火线圈(未示出)等电压源供应到连接电极160的电压传输到中心电极130,使得所述电压可以从中心电极130跳转到接地电极180,其中在所述跳转的位置处可以产生火花。
[0034] 图2示出可以用于制作火花塞100的火花塞坯料200的截面视图。火花塞坯料200包括绝缘体120以及中空腔室150,所述中空腔室在示出的实施例中是穿过绝缘体120的纵向中心的中心腔。火花塞坯料可进一步包括中心电极130和连接电极160,所述电极示出为完全插入到中空腔室150中。在一个实施例中,可以从中空腔室150移除中心电极130和连接电极160中的一个或多个。在进一步的实施例中,中心电极130和连接电极160可以在火花塞100组装之前从绝缘体120解除关联,并且可以在组装过程中适当时间个别地插入到中空腔室150中。例如,组装过程可以包括提供火花塞坯料200,其中中心电极130和连接电极160初始地从中空腔室150移除。中心电极130可以从连接端170插入到中空腔室150中,接着插入粉剂密封盒,接着插入连接电极160。在进一步的示例中,在插入连接电极160后可以在中心电极内端132与连接电极内端162之间压缩粉剂密封盒。
[0035] 根据本发明的用于制作火花塞100的方法,可以将填充有至少一种粉剂的密封盒布置在中空腔室150中、在连接电极160与中心电极130之间。在一个实施例中,中空腔室150和绝缘体120可以是火花塞坯料200的部件。火花塞坯料200可以包括绝缘体120,在所述绝缘体的中心腔内部可以布置中心电极130、填充有至少一种粉剂的密封盒以及连接电极160中的一个或多个以用于制作火花塞100。在一个实施例中,中心腔可以是中空腔室150。密封盒可进一步经过加热,由此在本发明的一个实施例中,密封盒的外壳可以被分解。另外,加热程序使得可包含于密封盒中的粉剂熔化或烧结成固体主体。在一个实施例中,可以将密封盒布置在绝缘体120的中心腔中并且适当地加热到阈值温度,由此接着可形成所要的电阻器210以作为火花塞100的部件。在进一步的实施例中,可以将中心电极130在密封盒之前初始地插入到绝缘体120中并且适当地加热以用于形成电阻器210。还可以将密封盒布置在绝缘体120内部,并且通过中心电极130、连接电极160以及可以出于至少压缩密封盒的目的插入到绝缘体120中的压缩工具中的一个或多个从一个或多个端压缩密封盒。在又另一个实施例中,可以将中心电极130和密封盒插入到绝缘体120中,接着插入连接电极160,由此可以加热密封盒并且可以适当地形成电阻器210。
[0036] 工序有可能与所描述的示例远远不同。举例来说,可以使用最后一个插入的电极(举例来说,连接电极160)以便在加热具有至少一种粉剂的密封盒期间压缩所述密封盒,这可以支持熔化或烧结过程。接着可在加热期间将连接电极160留在适当位置,或在加热之前、在加热期间或在加热之后至少部分地移除所述连接电极,举例来说,以允许逸出由于加热、烧结和/或压缩产生的多余材料,例如经熔融密封盒材料或气态或微粒副产物。在一个实施例中,还可以至少部分地将所述多余材料保留在火花塞100内。在一个实施例中,如迄今为止在上述示例中描述的密封盒可以是如图3中所示的密封盒300。
[0037] 火花塞100可以进一步具有螺纹、密封件等,其可以布置在火花塞坯料的外部。还可以在加热具有至少一种粉剂的密封盒之后将接地电极180附接到火花塞坯料。
[0038] 图3示出根据本发明的密封盒300,其在也根据本发明的用于制作火花塞的方法中使用。密封盒300的所示实施例可以包括具有圆形的圆柱形形式。然而,还可以提供具有其它截面形状的密封盒。举例来说,密封盒可以归因于由非刚性材料(例如,软蜡)构造而具有不规则的或无定形的形状。密封盒300的截面可进一步经定形以适应密封盒将插入其中的空间的形状。举例来说,密封盒300的截面轮廓可以适合绝缘体120的中心腔的截面轮廓,在一个示例中,所述中心腔可以具有凹槽或平坦侧面,可能用于定向或放置其它部件。
[0039] 密封盒300的纵向或轴向轮廓也可以与图3中示出的直边实施例不同。例如,密封盒300的轴向轮廓可以具有并不平行的侧壁,使得密封盒300的形状像锥形或截面或锥形,可能使得密封盒300可以更好地配合例如中空腔室150等空间。在一个示例中,密封盒300的一端可以具有与密封盒300的相对端不同的径向宽度,这可以给予密封盒两层形状,使其具有较宽的圆柱形层和较窄的圆柱形层。在一些示例中,两层或另外不对称的形状可以用来定向密封盒300使得其可以仅以一种方式插入。在一个示例中,这可以是为了恰当地在密封盒内部定向特意不对称装载的粉剂,例如,具有专门预期接触中心电极130而不是连接电极160的电阻或电阻率的端部装载的粉剂区域。
[0040] 密封盒300可进一步包括外壳314。在一个实施例中,外壳314可以由在经受例如热时不稳定的材料(例如,聚合物或蜡)制成。外壳314的材料可以在加热超过阈值温度时变得不稳定,其中例如,所述材料可能熔融、烧掉、汽化、蒸发、分解、变相或化学反应。外壳314还可以包括端面316和/或外围表面320。在根据本发明的密封盒300的一个实施例中,端面316可以由导电材料制成并且外围表面320可以由电绝缘材料制成。在此类情况下,在例如通过熔融、燃烧等加热期间,外围表面320可以保持在适当位置而端面316变得不稳定。对于端面316,可以使用在密封盒加热期间熔融并且因此支持电阻器210与一侧上的连接电极160和/或另一侧上的中心电极130之间的接触的材料。在一些情况下,可能需要外围表面320的材料电绝缘以便避免在中心电极130与连接电极160之间形成电短路。对于外围表面320,还可以使用在密封盒加热期间熔融或以其它方式变得不稳定的材料。在一些实施例中,可以使用保持固体或变得挥发性的材料以避免外壳314的至少一些多余材料的排出,例如在压缩程序期间可能排出的熔融材料,其在一些情况下可能损害粉剂的放置。
[0041] 密封盒300中包括的粉剂可以是电阻性的颗粒状或微粒材料。在一个实施例中,粉剂质量块可以在加热、熔化和/或烧结之前是电阻性的。在进一步的实施例中,粉剂质量块当加热到阈值温度时可以制作电阻性质量块。粉剂质量块当加热到阈值温度时可以变得熔化和/或烧结,其中所述质量块可以聚结成固体和/或多孔质量块。熔化或烧结的质量块的电阻率可以不同于粉末状前体或粉末状前体质量块的电阻率。粉剂质量块、熔化质量块和/或烧结质量块可以用作火花塞中的电阻器。
[0042] 图4示出根据本发明的密封盒300的截面视图。图3中示出截面平面330。在所示出的示例性实施例中,密封盒300可以填充有两种不同的粉剂405和406,其中一种粉剂405可以位于密封盒300的第一区410中并且另一种粉剂406可以位于第二区420中。第二区420可以通过第一区410被分成可以与彼此间隔开的两部分,其中所述两部分可以进一步邻接密封盒300的端面316。例如,可以在一个端面316上闭合并且在相对端面316上敞开的密封盒300(此类密封盒可以在闭合的端面316上支承并且从开口进行填充)可以进一步填充有第一粉剂,接着第二粉剂,再接着第二次填充第一粉剂,并且随后在其敞开的端面316处闭合。
本文中制作的密封盒300将包括如图4中实施的粉剂的内部区。在不同的实施例中,三个区域可以各自包括不同的粉剂,例如,第一粉剂、第二粉剂和第三粉剂。
[0043] 可以针对所要物理特性(例如,提供预期的烧结、熔化或其它转换的阈值温度)、或针对由此产生的产品材料的所要物理特性(例如,对化学腐蚀的耐受性、温度或温度改变的端值)、或针对延展性或可压缩性的所要量选择粉剂类型。在一个实施例中,可以针对例如可压实性等物理特性选择第二区420(其可以是端部区)中使用的粉剂,使得其可以围绕电极(例如,中心电极130)的端牢固地成型或成形,这可以通过密封盒或粉剂的压缩来实现。所使用的粉剂可以进一步具有不同的特性,包含但不限于电阻率和/或通过加热产生的产品材料的电阻率。例如,第一区410可以填充有具有比第二区420中的粉剂更大的电阻率或电阻的粉剂。第二区420的粉剂可以选择为具有较低的电阻率,使得其可以与电极(例如,中心电极130)形成更好的接触。包括粉剂区(例如,第一区410和第二区420)的密封盒300当加热时可以制作包括具有不同电特性或物理特性的区域的电阻性质量块,所述区域可以对应于粉剂密封盒中的不同粉剂前体的区。在一个实施例中,如图4中实施的密封盒300可以形成电阻器210,其中电阻器210的第一区域220可以对应于第一粉剂区410,并且电阻器210的第二区域230可以对应于第二粉剂区420。
[0044] 在密封盒300的一个实施例具有可以由导电材料实施并且在密封盒加热期间熔融但不挥发的端面316的情况下,在一个或多个第二区420中的所述粉剂可以省略或可以借助于第一区410的电阻性粉剂替代。在此类情况下,端面316的熔融或塑化导电材料可以提供与一个或多个电极(例如,连接电极160或中心电极130)的安全导电接触。
[0045] 在进一步的实施例中,密封盒300可以包括除以上示例中所公开的第一区410和第二区420之外的一个或多个另外的粉剂区。所述一个或多个另外的区可以包括可以是包含于第一区410和/或第二区420中的粉剂405和406中的一种或多种的粉剂,或可以含有与包含于第一区410和/或第二区420中的粉剂不同的一种或多种粉剂。
[0046] 图5示出密封盒300的进一步实施例。在示出的实施例中,密封盒300可以包括粘合剂,其可以封装一种或多种粉剂。在进一步的实施例中,密封盒300可以包括粉剂和粘合和/或按压成球粒形式的粘合剂。在一个示例中,球粒可以采用如图3中实施的密封盒300的外壳314的形状。在进一步的示例中,第一粉剂可以占据密封盒300的区410并且第二粉剂可以占据密封盒300的区420。在一些实施例中,粘合剂可以所要形状附着粉剂,和/或粉剂可以嵌入粘合剂中。在一些实施例中,粘合剂可以包括在经受高于阈值温度的热时可能不稳定的材料。在一个实施例中,粘合剂可以包括蜡或聚合物。在一些示例中,在经受高于阈值温度的热时,粘合剂可能熔融、烧掉、汽化、蒸发、分解、变相或化学反应。密封盒300可以包括除外壳314之外的粘合剂或代替外壳314的粘合剂。在一个示例中,密封盒300可以包括一种或多种粉剂或通过粘合剂附着的粉剂区域,其中粉剂和粘合剂形成为球粒。粘合剂材料可经混合和/或遍及整个粉剂质量块均匀地分布。球粒可以包括如先前所描述的局部或全部外壳314,或可以不包括外壳314。球粒可以插入到绝缘体120中,经过压缩,并且在加热到阈值温度时熔化或烧结成电阻性质量块。
[0047] 图6a示出密封盒300的实施例的示意性图示,其中在外壳(例如,外壳314)内含有一种或多种粉剂。图6a意图示出密封盒外壳与外壳内含有的粉剂之间的物理关系,并且为了加强可视性,本文中的部件并未按比例绘制。具体地说,外壳314示出为具有规定厚度的壁的容器,并且多种粉剂颗粒620(出于可视性目的放大示出)可以包含于外壳314内部的空的空间630中。在一个示例中,外围面320可以是外壳314的具有厚度652的侧壁。另外或替代地,端面316可以是外壳314的具有厚度654的端壁。在示出的实施例中,厚度654大于厚度652,但可能有其它实施例,使得端壁可以具有与侧壁相等的厚度或比侧壁更小的厚度。在其中端面316是一个或多个端壁的一个示例中,一个端壁可以比另一个端壁更厚。端壁和侧壁也可以具有不同的厚度。在其中外围面320是侧壁的一个示例中,侧壁的厚度可以归因于侧壁由在形成期间可不保持均匀厚度的软蜡材料制成而不同。还可以调整外壳壁的厚度使得密封盒具有适当的结构强度而且使得避免使用多余的外壳材料。在一个示例中可以避免多余的材料以减少浪费,或在另一示例中可以避免多余的材料以减少在加热过程期间需要燃掉的材料的量。在一个示例中可以通过机械地填充外壳314来制作根据图6a的密封盒
300,其中一个或多个端面316可以敞开以有助于填充,并且后续闭合或密封所述端面。
[0048] 图6b示出密封盒300的另一实施例的示意性图示,其中在粘合剂材料610中含有一种或多种粉剂。图6b进一步意图示出粘合剂材料610与所述粘合剂材料内含有的粉剂之间的关系,并且为了加强可视性,本文中的部件并未按比例绘制。在示出的实施例中,粘合剂材料610遍及密封盒300分布,并且粉剂颗粒620包封在粘合剂材料的质量块内。在一个示例中可以通过混合粉剂颗粒620与熔融粘合剂材料(例如,熔蜡)来制作此类密封盒300。可以将混合物成型为密封盒的形状,冷却并适当地固化。在其它示例中,可以通过混合粉剂颗粒与固体、粉末状和/或颗粒状的粘合剂前体材料来制作密封盒300并且压缩所述密封盒以形成干球粒。
[0049] 在一个实施例中,可以将不止一个密封盒300插入到绝缘体120中以产生火花塞,例如火花塞100。在一个示例中,可以将两个或更多个密封盒300端对端插入到绝缘体120中。在制作火花塞时使用的一系列密封盒300中的一个或多个所含有的粉剂可以不同于其它密封盒300中的一个或多个中所含有的粉剂。一个或多个密封盒300可以进一步具有与一个或多个其它密封盒300不同的尺寸和/或粉剂量。例如,可以通过将三个密封盒300连续地插入到绝缘体120中来制作电阻器210,其中第一密封盒300含有第一粉剂,第二密封盒300含有第二粉剂,并且第三密封盒300含有第三粉剂。在一个实施例中,第三粉剂可以与第一粉剂相同。在进一步的实施例中,第一和/或第三密封盒300可以具有比第二密封盒300更短的长度。在一个此类实施例中,密封盒在加热到阈值温度时可以制作电阻器,所述电阻器类似于和/或电性上相当于由使用图4中实施的密封盒300产生的电阻器210。在其它实施例中,可以使用含有一种或多种粉剂类型和/或粉剂区域的密封盒300,或使用各自包括一种或多种粉剂类型和/或粉剂区域的多个密封盒300实现火花塞制作中的多个粉剂区域布置。
[0050] 转向图7,流程图700示出用于制作火花塞的方法。在710处,可以提供火花塞坯料,例如火花塞坯料200。所述火花塞坯料可以包括绝缘体,例如绝缘体120,所述绝缘体进一步包括沿着绝缘体的纵轴线延伸并且穿过所述纵轴线的中空腔室150。火花塞坯料可进一步包括中心电极130和/或连接电极160,或可以在工序内的连续点处进一步提供所述电极中的任一者或两者。在715处,可以将中心电极130插入和/或布置在中空腔室150中。在一个实施例中,可以布置中心电极130的一端使得所述端伸出绝缘体120的燃烧腔室端140之外。可以进一步布置中心电极130以使得中心电极内端132延伸到中空腔室150的内部。在720处,可以提供密封盒,例如密封盒300,其中所述密封盒的至少部分在经受高于阈值温度的热时不稳定。例如,密封盒的至少变得不稳定的部分可能在经受高于阈值温度的热时熔融、烧掉、汽化、蒸发、分解、变相或化学反应。密封盒也可以包括至少一种粉剂。在一个实施例中,粉剂可以是电阻性材料,和/或可以在经受高于阈值温度的热时制作电阻性质量块。在725处,可以将密封盒(例如,密封盒300)插入到绝缘体120的中空腔室150中。在一个实施例中,在插入到中空腔室150中后密封盒300的端面(例如,端面316)可以抵靠和/或接触中心电极内端132。在730处,可以将电极(例如,连接电极160)插入到中空腔室150中。在一个实施例中,可以插入连接电极160使得连接电极160的端部可以伸出绝缘体120的连接端170之外。在进一步的实施例中,连接电极内端162可以延伸到中空腔室150的内部。在再进一步实施例中,密封盒300的端面316可以抵靠和/或接触连接电极内端162。相对端面316可以另外同时处于以下状态中的至少一种:抵靠、接触以及靠近中心电极内端132。在735处,可以压缩密封盒,例如密封盒300。在一个实施例中,在一个或多个端面316处实施对密封盒300的压缩。在进一步的实施例中,通过中心电极130和/或连接电极160的一端压缩密封盒300。在再进一步实施例中,密封盒可以变形和/或由于压缩而围绕中心电极130和/或连接电极160的一端形成。此类形成可以在所形成的电阻器与所述电极中的一个或多个之间提供牢固的电接触和/或机械连接。密封盒300中包括的粉剂质量块也可以因压缩而被压紧。在一个实施例中,密封盒300中包括的粉剂质量块可以膨胀和/或抵着中空腔室150的壁和/或任何其它邻近的硬件或结构被按压。在进一步的实施例中,密封盒300中包括的粉剂质量块可以由于压缩而形成为其所占据的空间的形状。在740处,可以将处于或高于阈值温度的热应用于密封盒。在一个实施例中,高于阈值温度的热可以致使密封盒(其可以是密封盒300)的至少一部分变得不稳定,其中在一些实施例中,密封盒的至少部分可以熔融、烧掉、汽化、蒸发、分解、变相或化学反应。可以进一步使密封盒中包括的粉剂质量块熔化、烧结和/或形成电阻性质量块。密封盒的加热和压缩可以或可以不同时发生。在一个实施例中,电阻性质量块可以是电阻器210。在进一步的实施例中,电阻性质量块可以至少部分地熔化成固体质量块。
在替代实施例中,电阻性质量块可以至少部分地保持粉末状、颗粒状、或可以包括部分地熔化或聚集的构造。在形成电阻性质量块后,可以在连接电极160与中心电极130之间进行电阻性电接触。提供到连接电极160的电压可以跨电阻性质量块传导到中心电极130,所述电阻性质量块可以相当于或可以电性相当于电阻器,其中所述电压可以跳转到接地电极(例如,接地电极180)并且产生火花。
[0051] 转向图8,示出用于制作在火花塞电路中使用的火花塞电阻器的方法的流程图800。在810处,可以提供绝缘体,例如绝缘体120。所述绝缘体可以包括中心腔,例如中空腔室150,其穿过绝缘体的纵轴线。在815处,可以进一步提供密封盒,例如密封盒300,所述密封盒包括外壳314。外壳314在加热到阈值温度时会变得不稳定。密封盒300可进一步包括一种或多种粉剂,所述粉剂在加热到阈值温度时可以熔化或烧结成电阻器。在820处,可以将密封盒300布置在绝缘体的中心腔中。在一个实施例中,中心腔可以是中空腔室150。在825处,可以压缩密封盒。在一个实施例中,可以在一个或多个电极的一个或多个端之间压缩密封盒,所述电极可以是中心电极130和连接电极160中的一个或多个。在另一实施例中,可以通过插入到中心腔中的工具从一个或多个端面压缩密封盒。在压缩密封盒之后可以从中心腔移除所述工具。在830处,可以将密封盒300加热到阈值温度,使得密封盒300的至少部分被熔化、烧结或形成为电阻器,所述电阻器可以是电阻器210。在压缩和/或加热后,电阻器可以熔附于或机械地固持到绝缘体120。在一个示例中,可以将电阻器形成为绝缘体120的内壁上的一个或多个凹槽,使得将电阻器机械地固持在适当位置。在另一示例中,电阻器可以自由移动绝缘体120,使得可以改变或调整所述绝缘体的位置。举例来说,调整插入到绝缘体120中的一个或多个电极的位置可以移动本文中形成的电阻器的位置。
[0052] 根据本发明的密封盒300可以简化火花塞100的制作,并且可以使得有可能以更大精确度和/或在最少费用下制作所要电阻器210。另外或替代地,流程图700和/或流程图800中示出的方法描述了可以并入火花塞和/或火花塞电阻器的制作过程中的过程。所公开的方法可以使得有可能以更大的精确度、减少的费用和/或最小化的过程浪费来制作包括电阻器的火花塞、或包括电阻器的火花塞的部件。
[0053] 根据本发明描述的方法和装置提供以更大精确度和/或在最少费用下制作火花塞(例如,火花塞100)的方式。具体地说,可以通过在密封盒(例如,密封盒300)中包封前体材料而更可靠地制作火花塞100内部的电阻器210,相比于其中将散装的或松散的粉剂插入到火花塞坯料中的过程,在火花塞制造或制作过程中可以更容易和/或更有效地处理所述包封。另外,相比于火花塞的制作过程,可以更容易和/或更有效地在密封盒的制作过程中布置一连串的粉剂区域,例如第一区410和/或第二区420。在制作含有布置在一个或多个前体粉剂区域中的一种或多种前体粉剂的密封盒时,可以更容易和/或更可靠地在制作过程中将粉剂区域的此类布置放置到火花塞坯料中,同时保持粉剂在密封盒内的精确布置。在火花塞制作过程之前包封前体材料时,粉剂填充可以更有效地得到质量控制,并且火花塞制作过程可以归因于无需根据火花塞组装过程对粉剂填充过程进行调整和质量控制而得到简化。
[0054] 图1-6示出具有各个部件的相对置放的示例配置。如果示出为彼此直接接触或直接耦合,那么至少在一个示例中,此类元件可以被分别称为直接接触的或直接耦合的。类似地,示出为彼此邻接或邻近的元件可以至少在一个示例中分别为彼此邻接或邻近的。作为一示例,以共享面的方式彼此接触放置的部件可以被称为以共享面的方式接触。作为另一示例,彼此隔开放置并且在其中仅具有空间而没有其它部件的元件可以在至少一个示例中被称为如此。作为又另一个示例,示出为在彼此上方/下方、在彼此相对侧处、或在彼此左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。另外,如图中所示,最顶端元件或元件的部位可以在至少一个示例中被称为部件“顶部”,并且最底端元件或元件的部位可以被称为部件“底部”。如本文中所使用,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的竖轴,并且用来描述图的元件相对于彼此的置放。如此,示出为在其它元件上方的元件在一个示例中垂直地定位在其它元件上方。作为又另一个示例,图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,例如是圆形的、直式的、平面的、弯曲的、圆形的、斜面的、成角度的等)。此外,示出为彼此相交的元件可以在至少一个示例中被称为相交元件或彼此相交。又另外,示出为在另一元件内部或示出为在另一元件外部的元件可以在一个示例中被称为如此。
[0055] 应了解,本文中所公开的配置和例程在本质上是示例性的,并且并不将这些具体实施例视为具有限制含义,这是因为可能存在众多的变化形式。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本发明的主题包含本文中所公开的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合以及子组合。
[0056] 所附权利要求书具体地指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解为包含一个或多个此类元件的并入,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可通过本发明的权利要求的修正或通过在此申请或相关申请中的新权利要求的呈现来主张。此类权利要求,无论在范围上与原始权利要求相比是更宽广的、更狭窄的、相同的还是不同的,也被视为包含在本发明的主题内。