Zündkerzenelektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerzenelektrode mit erhöhter mechanischer Robustheit, eine dauerhaft hoch leistungsfähige Zündkerze sowie ein einfach umsetzbares Verfahren zur Herstellung der Zündkerzenelektrode.

Zündkerzenelektroden mit guter Korrosions- und Erosionsbeständigkeit werden herkömmlicherweise durch Aufschweißen eines Edelmetallstifts, meist aus Platin- oder Iridium-Basislegierungen, auf einen Elektrodengrundkörper hergestellt. Der Elektrodengrundkörper ist aus einem Nichtedelmetall gebildet. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des

Edelmetalls und des Nichtedelmetalls treten an der Schweißnaht mechanische Spannungen auf, die die mechanische Stabilität und damit die Haltbarkeit und Belastbarkeit der Zündkerzenelektrode reduzieren.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündkerzenelektrode gemäß dem Hauptanspruch zeichnet sich dagegen durch eine hohe mechanische Belastbarkeit und eine sehr gute maximale Dauerhaltbarkeit aus. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass ein Elektrodengrundkörper und ein Edelmetallstift durch eine

Verbindungszone miteinander verbunden sind, die mindestens eine erste Schweißnaht und eine zweite Schweißnaht aufweist. Bevorzugt umfasst die Verbindungszone genau eine erste Schweißnaht und eine zweite Schweißnaht, wobei weiter vorzugsweise die erste Schweißnaht und die zweite Schweißnaht vollständig durch die Zündkerzenelektrode verlaufen. Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Zündkerzenelektrode ist somit ferner, dass im Motorbetrieb auftretende mechanische Spannungen in der Verbindungszone auf mehrere Bereiche, nämlich die Grenzflächen bzw. Verbindungsflächen Edelmetallstift/Verbindungszone und Verbindungszone/Grundkörper, sowie die Grenzfläche bzw. Verbindungsfläche zwischen der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht, verteilt werden. Die Stabilität der Zündkerzenelektrode, und insbesondere ihre mechanische Stabilität, ist somit bei sehr hoher

Leistungsfähigkeit erhöht.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die erste Schweißnaht zwischen dem

Edelmetallstift und dem Grundkörper angeordnet und die zweite Schweißnaht ist entweder zwischen der ersten Schweißnaht und dem Edelmetallstift oder zwischen der ersten Schweißnaht und dem Grundkörper angeordnet. Im ersten Fall ist eine Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht kleiner als eine Edelmetallkonzentration in der zweiten Schweißnaht. Im zweiten Fall ist eine

Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht größer als eine

Edelmetallkonzentration in der zweiten Schweißnaht. In beiden Fällen durchläuft die Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift zum Grundkörper ein

absteigendes Gefälle. Eine sprunghafte Abnahme der Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift zum Grundkörper wird durch das Ausbilden der

Verbindungszone mit mindestens zwei Schweißnähten mit unterschiedlichen Edelmetallgehalten verhindert. Durch die entsprechend ausgebildeten

unterschiedlichen Edelmetallgehalte ergibt sich ein weiterer Vorteil: da der Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials in erster Näherung durch eine lineare Überlagerung der Wärmeausdehnungskoeffizienten aller im zu

untersuchenden Bereich vorliegenden Elemente und Verbindungen gebildet wird, ändert sich auch der Wärmeausdehnungskoeffizient vom Edelmetallstift über die Verbindungszone bis zum Grundkörper schrittweise, also im Wesentlichen gleichförmig verlaufend und nicht sprunghaft. Damit werden im Funkenplasma mechanische Spannungen in der Verbindungszone, und insbesondere an den

Grenzflächen bzw. Verbindungsflächen Edelmetallstift/Verbindungszone und Verbindungszone/Grundkörper weiter reduziert. Die Stabilität der

Zündkerzenelektrode ist bei sehr hoher Leistungsfähigkeit deutlich erhöht.

Sich sprunghaft ändernde Wärmeausdehnungskoeffizienten entlang der

Zündkerzenelektrode können ferner vorteilhaft dadurch vermieden werden, dass ein Anteil an Edelmetall in der ersten Schweißnaht und in der zweiten Schweißnaht mindestens 40 Masse-% beträgt. Besonders vorteilhaft liegt der Anteil an Edelmetall in der ersten Schweißnaht und in der zweiten Schweißnaht bei mindestens 50 Masse-%, wobei die Anteile jeweils auf das Gesamtgewicht der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht bezogen sind.

Besonders vorteilhaft im Lichte eines sich stetig, also idealisiert kontinuierlich, ändernden Wärmeausdehnungskoeffizienten, und damit einer besonders guten mechanischen Beständigkeit der Zündkerzenelektrode ist es, wenn sich die Edelmetallkonzentration in der Verbindungszone in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode je Intervall von 100 μηι Länge der Verbindungszone maximal um 40 Masse-% und vorzugsweise um maximal 25 Masse-%, ändert.

Zur stabilen Erzeugung eines Funkenplasmas ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass eine Länge L1 des Edelmetallstifts in Längsrichtung X-X der

Zündkerzenelektrode maximal 900 μηι, beträgt. Der Zündfunke lässt sich somit sehr gut zentral am Edelmetallstift ausbilden. Im Hinblick auf eine

Kostenreduzierung der Zündkerzenelektrode ist es ferner von Vorteil, wenn die Länge L1 des Edelmetallstifts 80 μηι bis 200 μηι beträgt. Die Stabilität der Zündkerzenelektrode kann ferner vorteilhat dadurch verbessert werden, dass eine Länge L2 der Verbindungszone in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode 50 μηι bis 700 μηι und insbesondere 1 00 μηι bis 600 μηι, beträgt. Ein sich in der Verbindungszone stetig ändernder

Wärmeausdehnungskoeffizient, und damit eine besonders hohe mechanische Dauerbeständigkeit der Zündkerzenelektrode wird vorteilhaft dadurch erhalten, dass eine Länge L3 der ersten Schweißnaht und eine Länge L4 der zweiten Schweißnaht in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode in etwa gleich groß ist.

Zur Verbesserung der Korrosions- und Erosionsbeständigkeit der

Zündkerzenelektrode bei sehr guter Erzeugung eines Zündfunkenplasmas ist das Edelmetall ausgewählt aus Iridium (Ir), Rhodium (Rh), Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhenium (Re) und Legierungen dieser Elemente. Zur Kostenreduzierung kann dem Edelmetall bzw. der Legierung der vorbenannten Edelmetalle Nickel zulegiert werden. Ein ausgewogenes Eigenschaftsspektrum im Hinblick auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Zündkerzenelektrode bei optimierter

Kostenstruktur wird vorteilhaft dadurch erhalten, dass der Grundkörper aus einer nickelhaltigen Legierung gebildet ist, wobei ein Anteil an Nickel in der Legierung insbesondere mindestens 50 Masse-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, beträgt.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch eine Zündkerze beschrieben, die eine wie vorstehend offenbarte Zündkerzenelektrode umfasst. Die Zündkerzenelektrode kann dabei als Mittelelektrode oder Masseelektrode ausgebildet sein. Ferner können auch sowohl die Mittelelektrode als auch die Masseelektrode, ggf. auch mehrere vorgesehene Masseelektroden, durch die erfindungsgemäße

Zündkerzenelektrode gebildet sein. Die Zündkerze zeichnet sich durch eine hohe mechanische Beständigkeit bei sehr guter Funkenerzeugung aus. Es können

Wechselintervalle von bis zu etwa 100.000 km erzielt werden.

Ferner erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer

Zündkerzenelektrode mit einem Grundkörper und einem Edelmetallstift beschrieben. Hierbei sei angemerkt, dass sich dieses Verfahren insbesondere zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Zündkerzenelektrode eignet. Das Verfahren ist einfach, ohne hohen technischen Aufwand unter Anwendung von Standardprozessen umsetzbar und erlaubt die Herstellung einer hoch

leistungsfähigen, mechanisch dauerhaft stabilen Zündkerzenelektrode bei geringem Kostenaufwand. Während eine herkömmliche Zündkerzenelektrode durch einfaches Schweißen eines Edelmetallstifts auf einen

Elektrodengrundkörper hergestellt wird, ist erfindungsgemäß die Bildung von mindestens zwei Schweißnähten vorgesehen. Eine erste Schweißnaht wird dabei durch Ausführen eines ersten Schweißvorganges gebildet, durch den der Edelmetallstift und der Grundkörpers der Zündkerzenelektrode verbunden werden. Anschließend wird ein zweiter Schweißvorgang ausgeführt, wodurch eine zweite Schweißnaht gebildet wird. Der zweite Schweißvorgang kann entweder in einem Bereich zwischen der ersten Schweißnaht und dem

Edelmetallstift oder in einem Bereich zwischen der ersten Schweißnaht und dem Grundkörper ausgeführt werden. Wird der zweite Schweißvorgang wie im ersten

Fall dargelegt, zwischen der ersten Schweißnaht und dem Edelmetallstift ausgeführt, so ist eine Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht kleiner als in der zweiten Schweißnaht. Wird der zweite Schweißvorgang zwischen der ersten Schweißnaht und dem Grundkörper ausgeführt, so ist eine

Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht größer als in der zweiten Schweißnaht. Die erste Schweißnaht und die zweite Schweißnaht bilden eine Verbindungszone zwischen dem Edelmetallstift und dem Grundkörper, durch die der Edelmetallstift fest mit dem Grundkörper verbunden wird. Durch den ersten Schweißvorgang werden an einer Grenzfläche des Edelmetallstifts und des Grundkörpers die jeweiligen Materialien aufgeschmolzen und verbinden sich zu einem Mischmaterial, in dem ein Anteil an Edelmetall des Edelmetallstifts und ein Anteil an Material des Grundkörpers, also insbesondere an Nichtedelmetall des

Grundkörpers in etwa gleich groß sind. Somit nimmt die Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift über die Verbindungszone zum Grundkörper sprunghaft von 100 Masse-% über etwa 50 Masse-% zu 0 Masse-% ab. Folglich hat auch der Wärmeausdehnungskoeffizient einen sprunghaften Verlauf, da er sich, wie vorstehend bereits beschrieben, annähernd linear aus den

Wärmeausdehnungskoeffizienten der den untersuchten Bereich bildenden Elemente und Verbindungen zusammensetzt. Die Steigung des vom

Wärmeausdehnungskoeffizienten durchlaufenen Gefälles wird durch das

Ausbilden der zweiten Schweißnaht, und ggf. weiterer Schweißnähte, verkleinert. Mit anderen Worten wird die stufenweise Änderung des

Wärmeausdehnungskoeffizienten abgemildert. Es ergibt sich eine verlaufende und damit eine in etwa annähernd kontinuierliche Änderung des

Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dies ist darin begründet, dass durch den zweiten Schweißvorgang das Material der ersten Schweißnaht erneut

aufgeschmolzen und entweder mit weiterem Edelmetall aus dem Edelmetallstift durch Ausführen des Schweißvorganges zwischen der ersten Schweißnaht und dem Edelmetallstift, oder mit weiterem Material aus dem Grundkörper durch Ausführen des Schweißvorganges zwischen der ersten Schweißnaht und dem Grundkörper, legiert wird. Somit ergibt sich in der zweiten Schweißnaht eine weiter abgestufte Mischkonzentration der aufgeschmolzenen Ausgangselemente, die zwischen derjenigen des reinen Edelmetalls und der ersten Schweißnaht oder zwischen derjenigen des Grundkörpermaterials und der ersten Schweißnaht liegt. Hierbei kann derselbe Verfahrensaufbau wie für das Ausführen des ersten Schweißvorganges verwendet werden, mit dem Unterschied, dass die

Ausrichtung des Laserstrahls örtlich leicht verändert wird. Der technische

Aufwand ist somit identisch. Daher kann das Verfahren bei geringfügig erhöhtem Zeitaufwand kostengünstig ausgeführt werden. Die für die erfindungsgemäße Zündkerzenelektrode beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen finden auch Anwendung auf die erfindungsgemäße Zündkerze sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung, dass das Schweißen durch Laserschweißen ausgeführt wird, kann lokal im gewünschten Bereich eine besonders

gleichförmige Schweißnaht ausgebildet werden. Insbesondere durch

Verwendung eines Continuous-Wave Lasers (CW-Laser), wird das Ausbilden einer homogenen Schweißnaht gefördert.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der zweite Schweißvorgang in einem Bereich ausgeführt wird, der von einer

Verbindungsfläche bzw. Grenzfläche der ersten Schweißnaht und des

Edelmetallstifts 5 μηι bis 50 μηι, insbesondere 10 μηι bis 30 μηι, in Richtung des Edelmetallstifts entfernt liegt. Hierdurch wird eine zweite Schweißnaht mit großer Schichtdicke und guter Stabilität gefördert, was der mechanischen

Gesamtstabilität der Zündkerzenelektrode zuträglich ist.

Eine besonders gleichförmige Änderung des Konzentrationsgefälles der

Elemente und damit auch des Wärmeausdehnungskoeffizienten wird vorteilhaft dadurch erzielt, dass ein Laserstrahl während des ersten Schweißvorganges und des zweiten Schweißvorganges die zu schweißenden Materialien vollständig durchdringt.

Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, dass die

Zündkerzenelektrode während der Schweißvorgänge rotiert wird. Der Laserstrahl wirkt so pro Zeitintervall auf einen gleichgroßen Abschnitt der zu schweißenden Materialien ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei sind gleiche bzw.

funktional gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine Teilschnittansicht einer Zündkerze gemäß

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine Schnittansicht einer Zündkerzenelektrode gemäß

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 eine Elementverteilung in einem Ausschnitt der

Zündkerzenelektrode aus Figur 2 und

Figur 4 eine schematische Schnittansicht während des

Herstellprozesses der Zündkerzenelektrode aus Figur 2.

Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine Zündkerze 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie eine Zündkerzenelektrode 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündkerze 1 eine Masseelektrode 2 und eine Mittelelektrode 3. Ein Isolator 4 ist derart vorgesehen, dass die

Mittelelektrode 3 in bekannter Weise etwas vom Isolator 4 vorsteht. Die

Mittelelektrode 3 weist einen Edelmetallstift 1 1 auf. Der Isolator 4 selbst ist teilweise von einem Gehäuse 5 umgeben. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine elektrische Anschlussmutter. Von der elektrischen Anschlussmutter 6 ist eine elektrisch leitfähige Verbindung über einen Anschlussbolzen 7 und ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement 8 zur Mittelelektrode 3 vorgesehen.

Figur 2 zeigt im Detail einen Aufbau einer Zündkerzenelektrode 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Zündkerzenelektrode 10 kann dabei als Masseelektrode oder Mittelelektrode ausgebildet sein. Die

Zündkerzenelektrode 10 umfasst einen Grundkörper 12, der im Falle der Ausbildung als Mittelelektrode mit einem elektrisch leitfähigen

Verbindungselement verbunden ist. Der Fuß des Grundkörpers 12 ist dabei gegenüber dem übrigen Bereich des Grundkörpers 12 verdickt ausgebildet, so dass er stabil an der Zündkerze 1 befestigt werden kann.

Der Grundkörper 12 ist vorteilhafterweise aus einer nickelhaltigen Legierung gebildet, wobei ein Anteil an Nickel in der Legierung insbesondere mindestens 50

Masse-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, beträgt.

Die Zündkerzenelektrode weist ferner einen Edelmetallstift 1 1 auf, der zur Erzeugung des Funkenplasmas dient. Der Edelmetallstift 1 1 kann aus einem reinen Edelmetall bestehen, insbesondere aus Ir, Rh, Pt, Pd oder Re oder aus

Legierungen dieser Elemente. Ferner ist es auch möglich, dass der

Edelmetallstift 1 1 aus Legierungen der vorstehend genannten Elemente und Nickel als weiterem Bestandteil gebildet wird. Der Edelmetallstift 1 1 hat in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode 10 eine Länge L1 von vorzugsweise maximal 900 μηι und insbesondere von 80 μηι bis 200 μηι. Dies ist zur stabilen

Erzeugung von Zündfunken besonders vorteilhaft.

Der Edelmetallstift 1 1 und der Grundkörper 12 sind durch eine Verbindungszone 13 miteinander verbunden. Die Verbindungszone 13 besteht in diesem

Ausführungsbeispiel aus zwei Schweißnähten, einer ersten Schweißnaht 14, die dem Grundkörper 12 zugewandt ist, und einer zweiten Schweißnaht 15, die dem Edelmetallstift 1 1 zugewandt ist. Durch die Verbindungszone 13 wird der Edelmetallstift 1 1 stabil an dem Grundkörper 12 angeordnet. Die Verbindungszone 13 weist in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode 10 eine Länge L2 von 10 μηι bis 700 μηι und insbesondere von 100 μηι bis 600 μηι, auf. So wird eine mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Edelmetallstift 1 1 und dem Grundkörper 12 erhalten. Untersucht man die Verbindungszone 13, so ist eine Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht 14 kleiner als eine Edelmetallkonzentration in der zweiten Schweißnaht 15. Insgesamt gesehen ist aber eine

Edelmetallkonzentration sowohl in der ersten Schweißnaht 14 als auch in der zweiten Schweißnaht 15 kleiner als im Edelmetallstift 1 1 und aber ferner größer als im Grundkörper 12. Es gibt demnach in der Zündkerzenelektrode 10 vier

Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Konzentrationen an Edelmetall. Dabei nimmt die Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift 1 1 , in dem die Edelmetallkonzentration je nach verwendetem Ausgangsmaterial bei 100% oder darunter liegt, über die zweite Schweißnaht 15 und die erste Schweißnaht 14, im Wesentlichen stetig, also verlaufend, ohne sprunghafte Änderung, zum

Grundkörper 12, in dem die Edelmetallkonzentration 0% beträgt (oder je nach verwendetem Material des Grundkörpers 12, gering ist), ab.

Für eine stetig abnehmende Edelmetallkonzentration ist es dabei von Vorteil, wenn eine Länge L3 der ersten Schweißnaht 14 und eine Länge L4 der zweiten Schweißnaht 15 in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode 10 in etwa gleich groß sind.

Aus dem Konzentrationsverlauf der Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift 1 1 zum Grundkörper 12 ergibt sich, dass sich auch ein

Wärmeausdehnungskoeffizient vom Edelmetallstift 1 1 zum Grundkörper 12 im Wesentlichen kontinuierlich ändert, ohne stark sprunghaft anzusteigen oder abzunehmen. Wirken im Motorbetrieb hohe Temperauren auf die

Zündkerzenelektrode 10, so können diese besser toleriert werden. Es kommt zu geringeren mechanischen Spannungen an den Grenzflächen 16-18, nämlich der Grenzfläche 16 Edelmetallstift 1 1 /zweite Schweißnaht 15, der Grenzfläche 17 zweite Schweißnaht 15/erste Schweißnaht 14 und der Grenzfläche 18 erste

Schweißnaht 14/Grundkörper 12. Die Lebensdauert der Zündkerzenelektrode 10 wird damit signifikant erhöht.

Figur 3 zeigt eine Elementverteilung in einem Ausschnitt der

Zündkerzenelektrode 10 aus Figur 2. Die Bereiche unterschiedlicher chemischer

Elemente sind mit unterschiedlicher Schraffur dargestellt. Die senkrechen Strichlinien unterteilen die Zündkerzenelektrode 10 in ihre unterschiedliche Bereiche entlang der Längsrichtung X-X der Zündkerze 10. Es ist die

Massenverteilung der Elemente in Masseprozent (Masse-%) gegen die Länge der Zündkerzenelektrode 10 in μηι aufgetragen. Der linke Abschnitt stellt denjenigen des Edelmetallstifts 1 1 dar. Hier ist zu sehen, dass der Edelmetallstift 1 1 zu 100 Masse-% aus Edelmetall, nämlich aus einer Legierung aus Ir und Rh, besteht. An den linken Abschnitt schließt sich der Abschnitt der zweiten

Schweißnaht 15 an. Der Anteil an Edelmetall, worunter ein Gesamtanteil der Edelmetalle Ir und Rh verstanden werden soll, ist hier geringer als im

Edelmetallstift 1 1 . Der Anteil an Edelmetall hat von 100 Masse-% auf etwa 75 Masse-% abgenommen. Die restlichen 25 Masse-% entfallen dabei auf Nickel, das bei der Bildung der Verbindungszone 13 zulegiert wurde. An den Abschnitt der zweiten Schweißnaht 15 schließt sich der Abschnitt der ersten Schweißnaht 14 an. Hier hat die Edelmetallkonzentration weiter abgenommen. Ein

Edelmetallanteil in der ersten Schweißnaht 14 liegt nun bei etwa 60 Masse-%. Die restlichen 40 Masse% entfallen auf Nickel. Der rechte Abschnitt zeigt die

Elementverteilung im Grundkörper 12. Der Grundkörper 12 besteht nahezu zu 100 Masse-% aus Nickel (oder einer nickelhaltigen Legierung). Die

Edelmetallkonzentration nimmt von der zweiten Schweißnaht 15 zum

Grundkörper 12 hin weiter ab.

Gut zu erkennen ist, dass sich die Edelmetallkonzentration in der

Verbindungszone 13 in Längsrichtung X-X der Zündkerzenelektrode 10 je Intervall von 100 μηι Länge der Verbindungszone 13 maximal um 40 Masse-% und zumeist um maximal 25 Masse-%, ändert. Sprunghafte Änderungen der Elementkonzentration mit einer Änderung von insbesondere mehr als 50 Masse-

%, liegen nicht vor. Durch das vorsehen weiterer Schweißnähte kann in

Bereichen stärkerer Änderung der Edelmetallkonzentration eine weitere

Abmilderung der Steigung der Edelmetallkonzentration erzielt werden. Ferner zu erkennen ist, dass die Länge L3 der ersten Schweißnaht 14 und die

Länge L4 der zweiten Schweißnaht 15 in Längsrichtung X-X der

Zündkerzenelektrode 10 in etwa gleich groß sind. Die Konzentrationsänderung des Edelmetalls ist damit besonders gleichförmig. Figur 4 zeigt eine schematische Schnittansicht während des Herstellprozesses der Zündkerzenelektrode 10 aus Figur 2. Zuerst wird ein Edelmetallstift 1 1 auf einem Grundkörper 12 angeordnet. Auf eine Verbindungsfläche 20 zwischen dem Edelmetallstift 1 1 und dem Grundkörper 12 wird ein Laserstrahl,

symbolisiert durch (h ^* v), gerichtet. So wird ein erster Schweißvorgang A ausgeführt. Der Laserstrahlt schmilzt die in der Verbindungsfläche 20 aneinander angrenzenden Materialien des Edelmetallstifts 1 1 und des Grundkörpers 12 auf, so dass eine erste Schweißnaht 14 gebildet wird, die die Elemente des

Edelmetallstifts 1 und des Grundkörpers 12 in einer relativ ausgewogenen Mischkonzentration enthält.

Die Zündkerzenelektrode 10 wird während des Schweißvorganges A in Richtung des Pfeils C rotiert, so dass der Laserstrahl die Verbindungsfläche 20 von allen Seiten gleichförmig bestrahlt. Der Laserstrahl wird dabei vorzugsweise durch einen CW-Laser ausgebildet und durchdringt die zu schweißenden Materialien vollständig. Nach dem Ausbilden der ersten Schweißnaht 14 durch den ersten Schweißvorgang A, wird der Laserstrahl neu ausgerichtet, und zwar

vorteilhafterweise auf einen Bereich 19 zwischen der ersten Schweißnaht 14 und dem Edelmetallstift 1 1 . Der Laserstrahl kann aber auch auf einen Bereich zwischen der ersten Schweißnaht 14 und dem Grundkörper 12 gelenkt werden, was aber zu einer sich etwas stärker ändernden Edelmetallkonzentration vom Edelmetallstift 1 1 zur ersten Schweißnaht 14 führt und daher weniger bevorzugt ist.

Der Laserstrahl wird im zweiten Schweißvorgang B vorzugsweise auf einen Bereich 19 gelenkt, der von der Verbindungsfläche 20 der ersten Schweißnaht 14 und des Edelmetallstifts 1 1 um eine Höhe h in Richtung des Edelmetallstiftsl 1 entfernt liegt. Die Höhe h beträgt dabei insbesondere 5 μηι bis 50 μηι und insbesondere 10 μηι bis 30 μηι.

Durch den zweiten Schweißvorgang B werden die erste Schweißnaht 14 und der Edelmetallstift 1 1 aufgeschmolzen. Es bildet sich eine zweite Schweißnaht 15 mit einer weiteren Mischkonzentration der Elemente, wobei die

Edelmetallkonzentration in der zweiten Schweißnaht 15 durch das Einschmelzen von weiterem Edelmetall aus dem Edelmetallstift 1 1 größer ist als die

Edelmetallkonzentration in der ersten Schweißnaht 14.

Die Länge L1 des Edelmetallstifts 1 1 und die Länge des Grundkörpers 12 haben zu Gunsten der Verbindungszone 13 abgenommen. Durch die, ausgehend vom Edelmetallstift 1 1 über die Verbindungszone 13 hin zum Grundkörper 12, abnehmende Edelmetallkonzentration ohne sprunghafte Abnahme der

Edelmetallkonzentration, wird ein Verlauf des Wärmeausdehnungskoeffizienten entlang dieser Bereiche ebenfalls ohne sprunghafte Änderung erhalten.

Spannungen an den Grenzflächen 16, 17, 18 der aneinander angrenzenden Bereiche sind reduziert. Dies erhöht die mechanische Stabilität der

Zündkerzenelektrode 10.