Zündkerzen-Herstellung (Archivversion)

Funk-Station

Ohne einen zündenden Funken würde sich kein Motorrad vom Fleck rühren. Deshalb gibt es Zündkerzen. Wie sie funktionieren, welchen Anforderungen sie gerecht werden müssen und wie sie hergestellt werden – hier steht’s.

Ottomotoren sind im Gegensatz zu Dieselmotoren – die im Motorradbereich bis auf ganz wenige Exoten nicht vorkommen – fremdgezündet. Das heißt: Zündkerzen müssen den Funken liefern, der die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs einleitet. Dieser springt zwischen der Masse- und der Mittelelektrode der Zündkerze über und entsteht durch
die von der Zündspule erzeugte Hochspannung, die bis zu mehrere 10000 Volt beträgt. Wichtig ist, dass der Funke
zum exakt richtigen Zeitpunkt überspringt, sonst können unrunder Motorlauf, unvollständige Verbrennung oder gar Motorschäden die Folge sein.
Zündkerzen vollbringen wahre Höchstleistungen. Bei der Maximaldrehzahl eines Motors entflammen sie im Extremfall über 60-mal in der Sekunde das Gemisch im Brennraum. Sie müssen sowohl bei extremer Hitze als auch bei Minusgraden funktionieren, eine hohe elektrische Isolierfähigkeit aufweisen und den Brennraum bei Drücken bis zu 100 Bar gasdicht abschließen, um nur einige Punkte zu nennen.
Dabei ist Zündkerze nicht gleich Zündkerze. Es gibt über tausend verschiedene Typen. Leicht zu erkennende Unterschiede sind Gewindelänge und -durchmesser, Anzahl und Anordnung der Masseelektroden sowie Kerzenlänge. Von außen nicht zu unterscheiden sind Wandstärke des Isolatorkörpers, Ausführung der Masse- und Mittelelektrode (beispielsweise mit Kupferkern oder Platinbeigabe) und vieles mehr, was den Einsatzbereich sowie den Wärmewert der Zündkerze bestimmt.
Stichwort Wärmewert: ein Begriff, der vielen geläufig sein dürfte, aber nur den wenigsten wirklich was sagt. Zündkerzen gibt es mit vielen unterschiedlichen Wärmewerten, die je nach Motor zum Einsatz kommen und gut lesbar auf dem Isolator der Kerze stehen. So braucht ein Hochleistungs-Vierzylinder mit über 150 PS Leistung völlig andere Kerzen als ein 34-PS-Tourenbike mit nur zwei Zylindern. Welche benötigt werden, steht im Handbuch beziehungsweise der Bedienungsanleitung. Der Wärmewert der Kerze entscheidet, wie schnell sie den optimalen Arbeitsbereich erreicht. Dieser liegt zwischen 600 und
700 Grad Celsius. Verwendet man Kerzen mit zu hohem Wärmewert, überhitzen diese und erreichen schnell über 850 Grad.
Dadurch kommt es zunächst zu erhöh-
tem Elektrodenverschleiß und im weiteren
Verlauf zu so genannten Glühzündungen.
Das heißt: Nicht der Zündfunke, sondern die zu heiße Kerze entflammt das Gemisch. Beim Einsatz von Kerzen mit zu nied-
rigem Wärmewert erreichen diese kaum
400 Grad Celsius, womit die zur Selbstreinigung erforderliche Freibrenntemperatur unterschritten wird. Die Folge sind Zündaussetzer und verrußte Elektroden.
Um Probleme zu vermeiden, sollte man hin und wieder die Kerzen herausschrauben und überprüfen. Isolatorfuß, Elektroden und das im Brennraum befindliche Kerzenende dürfen weder verrußt, verölt noch angeschmolzen sein – um nur einige Schadensbilder zu nennen. Eine prima
Diagnose-Hilfe findet sich im Internet unter: http://www.beru.com/deutsch/produkte/ zuendkerzen/diagnosehilfe.php.
Bei passendem Wärmewert halten Zündkerzen bis zu 60000 Kilometer, dennoch empfiehlt sich wesentlich früher ein Wechsel. Die Kosten für den Ersatz amortisieren sich meist schnell, denn alte Zündkerzen können den Benzinverbrauch spürbar in die Höhe treiben. Im Extremfall beschädigt unverbrannter Kraftstoff den Katalysator, dann wird’s richtig teuer.
Wie viel Technik in den kleinen und doch so unverzichtbar wichtigen Bauteilen steckt, hat sich MOTORRAD bei der Firma Beru in deren französischem Werk bei Lyon angeschaut. Dort gehen jedes Jahr zig Millionen Zündkerzen vom Band und bringen anschließend mit ihren Zündfunken auch Motorradmotoren zum Laufen.
Anzeige

Zündkerzen-Herstellung bei Beru (Archivversion)

Hauptbestandteile von Zündkerzen sind Metall und Keramik. Der keramische Isolator entsteht aus Aluminiumoxyd-Granulat, das zunächst in eine Form gepresst und gleich anschließend geschliffen wird . In diesem Zustand sind die Isolatoren extrem druckempfindlich und brechen sehr leicht. Darum übernehmen Roboter die Handhabung und stapeln die geschliffenen Keramik-Körper in hitzebestän-
digen Formen, die dann für rund 30 Stunden in den Sinterofen wandern. Beim Brennen mit Temperaturen bis über 1600 Grad Celsius schrumpfen die Isolatoren um rund 20 Prozent und erhalten ihre endgültige Form sowie Festigkeit. Nach dem Abkühlen folgt eine Spannungsüberprüfung mit etwa 20 bis 30 Kilovolt, um eventuell beschädigte Teile auszusortieren. Dann werden die Isolatoren beschriftet und der später sichtbare Bereich mit einer Schutzglasur überzogen.
Die im Kern der Zündkerze sitzende Elektrode besteht aus zwei Teilen: dem
Zündstift, auf dem der Kerzenstecker sitzt, und der Mittelelektrode. Beide entstehen wie auch die Masseelektrode im Kaltpressverfahren aus Stahl. Um Kanten und Grate zu entschärfen, kommen die Bauteile nach der Umformung zusammen
mit Keramikstückchen in eine Art Mixer . Für höhere Wärmeleitfähigkeit und
Lebensdauer erhalten Masse- und Mittelelektrode immer häufiger einen Kupferkern und bestehen aus einer verschleißbeständigen Nickellegierung.
Bei der Zusammenführung von Isolator, Zündstift und Mittelelektrode dient eine leitfähige Glasschmelze als eine Art Schweißverbindung, die gleichzeitig den Kernbereich gasdicht abschließt. Dieser Schmelzprozess findet in einem Durchlaufofen statt .
Der Zündkerzenkörper entsteht ebenfalls im Kaltumformverfahren aus Stangenmaterial. Die vollautomatische Maschine staucht, presst, quetscht und formt in sechs Arbeitsschritten aus einem zylindrischen Stück Stahl den Kerzenkörper. Dieser wird anschließend auf Maß gedreht und erhält dabei auch die später benötigte, so genannte Schrumpfrille. Nach Anschweißen der Masseelektrode wird das Gewinde gerollt und danach die Masseelektrode in die gewünschte
Form gebogen. Aktuell hat Beru Zündkerzen mit einer bis vier Masseelektroden unterschiedlicher Anordnung im Programm . Je nach Ausführung sollen sie
den Verbrennungsprozess verbessern. Im Motorradbreich überwiegen ganz klar Kerzen mit nur einer Masseelektrode.
Nach dem Beschriften (prägen) des Kerzenkörpers erhält dieser in der Galvanik eine dünne Nickelschicht als Verschleiß- und Oberflächenschutz. Auf der Montagelinie werden schließlich Isolator und Kerzenkörper zusammen mit einem Innendichtring verpresst, der Körper dabei gebördelt und die vorhin erwähnte Schrumpfrille kurz extrem (rotglühend) erhitzt und gestaucht . Beim Abkühlen entsteht dadurch eine Verspannung zwischen Isolator und Körper, die für eine
absolut feste Verbindung sorgt. Nach Aufpressen des Außendichtrings stellen Maschinen den erforderlichen Elektrodenabstand ein. Es folgt die abschließende Sichtkontrolle , bevor die fertigen Zündkerzen in einer Verpackung landen
und in alle Welt verschickt werden.

Artikel teilen

Anzeige
Anzeige

Aktuelle Gebrauchtangebote