AT508983B1

AT508983B1 - Laserzündkerze für brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT508983B1
Application number: AT15792009A
Authority: AT
Original assignee: Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2012-12-15
Also published as: AT508983A1; US20120210969A1; US8826876B2; EP2454469A2; WO2011041807A3; WO2011041807A2

Abstract

Anordnung mit einer Laserzündkerze, umfassend eine Laserlichterzeugungsvorrichtung (2) und ein Zündkerzengehäuse (1), an dessen brennraumseitigem Ende ein Brennraumfenster (10) einer Optik zum Einkoppeln von Laserlicht in den Brennraum (30) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Zündkerzengehäuse (1) einen Befestigungsbereich (7) zur Befestigung der Laserzündkerze in einem Zylinderkopf (17) der Brennkraftmaschine aufweist, und einem Zylinderkopf (17) mit einem Fixierungsbereich (7a) für den Befestigungsbereich (7) der Laserzündkerze, wobei am - in Richtung Brennraum (30) nach dem Befestigungsbereich (7) angeordneten - brennraumseitigen Ende des Zündkerzengehäuses (1) ein Vorsprung (31) angeordnet ist, in dem sich das Brennraumfenster (10) befindet, wobei der Außendurchmesser (D1) des Vorsprungs (31) im Bereich des Brennraumfensters (10) geringer ist als der Außendurchmesser (D2) des Zündkerzengehäuses (1) im Befestigungsbereich (7) und dass ein Kühlkanal (18) vorgesehen ist, der den Fixierungsbereich (7a) wenigstens bereichsweise umgibt.

Description

österreichisches Patentamt AT508 983 B1 2012-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Laserzündkerze, umfassend eine Laserlichterzeugungsvorrichtung und ein Zündkerzengehäuse, an dessen brennraumseitigem Ende ein Brennraumfenster einer Optik zum Einkoppeln von Laserlicht in den Brennraum einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Zündkerzengehäuse einen Befestigungsbereich zur Befestigung der Laserzündkerze in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine aufweist, und einem Zylinderkopf mit einem Fixierungsbereich für den Befestigungsbereich der Laserzündkerze.

[0002] Die Erfindung betrifft weiters eine eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Gasmotor, mit einer solchen Anordnung.

[0003] Die Laserzündung ist ein sich in einer intensiven Entwicklungsphase befindendes, Zündsystem, das gegenüber der herkömmlichen Funkenzündung grundlegende Vorteile aufweist. Einer dieser Vorteile ist das Fehlen des erosiven Verschleißen sowie der Heißkorrosion an den Zündkerzenelektroden, die bei der konventionellen elektrischen Funkenzündung, speziell bei den hohen Leistungsdichten moderner Gasmotoren zu verkürzten Kerzenstandzeiten und damit erheblichen Betriebskosten führen. Für die Laserzündung stellt die Erhöhung der Leistungsdichte des Motors, die zu den Hauptstoßrichtungen der Motorenentwicklung zählt, keine Erschwernis dar.

[0004] Die Laserzündung, auf die in diesem Erfindungsvorschlag Bezug genommen wird, besteht aus einer Laserzündkerze, in welcher der nur wenige Nanosekunden dauernde Laserlichtimpuls mit ausreichend hoher Energie erzeugt wird, wobei die aus z.B einem Laserkristall austretenden Laserlichtstrahlen über eine geeignete Optik gebündelt und fokussiert werden und über ein lichtdurchlässiges Fenster, der sogenannten Einkoppeloptik oder dem Brennraumfenster, am brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze in den Brennraum eingekoppelt werden. Im Brennpunkt der Laserlichtstrahlen wird der Plasmafunke bzw. der Zündfunke erzeugt. Weiters weist das Laserzündsystem eine optische Pumpeinrichtung auf, wo ein quasikontinuierliches Laserlicht geeigneter Wellenlänge erzeugt wird, das über ein Glasfaserkabel zum Laserkristall in der Laserzündkerze geführt und mit dem dieser aktiviert wird, bis sich der Laserpuls auslöst. Zur Gewährleistung einer optimalen und zuverlässigen Funktionsweise des Laserkristalls mit den integrierten optischen Grenzflächen und Schaltern ist es entscheidend, dass die Temperatur der Laserzündkerze am Einbauort des Laserkristalls möglichst niedrig gehalten wird. Bei großen Hochleistungsgasmotoren sind die den Brennraum begrenzenden Bauteile thermisch sehr hoch belastet, dazu kommen oft lange Kerzenschächte in die die Zündkerzen eingebaut sind, und wo die Wandtemperaturen bereits ca. 90 °C betragen. Im Betrieb sollte am Laserkristall keine höhere Temperatur als max. 130 °C auftreten.

[0005] Dies ist mit den derzeit bekannten geometrischen Gestaltungen der Laserzündkerzen bei ungünstigen Randbedingungen nur schwer einhaltbar.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Einrichtungen der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei denen diese Nachteile vermindert sind, d.h. bei denen es zu keinen Temperaturproblemen im Bereich der Laserlichterzeugungsvorrichtung, meist ein Laserkristall, kommt und eine verbesserte Wärmeabfuhr gegeben ist.

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst, indem am - in Richtung Brennraum nach dem Befestigungsbereich angeordneten - brennraumseitigen Ende des Zündkerzengehäuses ein Vorsprung angeordnet ist, in dem sich das Brennraumfenster befindet, wobei der Außendurchmesser des Vorsprungs im Bereich des Brennraumfensters geringer ist als der Außendurchmesser des Zündkerzengehäuses im Befestigungsbereich und indem zur noch besseren Wärmeabfuhr ein Kühlkanal im Zylinderkopf vorgesehen ist, der den Fixierungsbereich wenigstens bereichsweise umgibt. Es kann auch vorgesehen sein, dass dieser Kühlkanal auch den Vorsprung wenigstens teilweise umgibt.

[0008] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, die Wärmeeinstrahlung auf die Laserzündkerze 1 /12 österreichisches Patentamt AT508 983 B1 2012-12-15 aus dem Brennraum möglichst gering zu halten und die Wärme aus dem Zündkerzengehäuse über eine möglichst große wärmeableitende Kontaktfläche zur Zylinderkopfwand abzuführen. Indem das Brennraumfenster in einem Bereich, nämlich dem Vorsprung, gehalten wird, der einen geringeren Außendurchmesser als der Befestigungsbereich aufweist, wird von der Zündkerze zum einen weniger Wärme aufgenommen, da der Vorsprung im Bereich des Brennraumfensters eine geringere Fläche aufweist, die dem Brennraum exponiert ist. Zum anderen kann über den dickeren Bereich der Befestigung mehr Wärme abgeführt werden. Der Lösungsvorschlag geht weiters von der neuen Erkenntnis aus, dass am Brennraumfenster nur ein relativ kleines Licht-Durchtrittselement (Einkoppeloptik) benötigt wird. Der Lichtkegel kann an der brennraumseitigen Oberfläche des Brennraumfensters einen Durchmesser von weniger als 5 mm, vorzugsweise aber etwa 3 mm aufweisen. Zusammen mit der Befestigung des Brennraumfensters im Zündkerzengehäuse ist damit ein Gesamtaußendurchmesser am brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze von nicht mehr als etwa 8 mm erforderlich. Weiters hat sich in den Versuchen zur Optimierung der Laserzündung gezeigt, dass eine möglichst hohe Numerische Apertur der Fokussieroptik, also ein möglichst großer Öffnungswinkel des Lichtkegels mit dem Fokus als Kegelspitze angestrebt werden sollte.

[0009] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Befestigungsbereich ein Außengewinde umfasst, d.h., dass die Zündkerze mit einem Gewinde im Zylinderkopf befestigbar ist, wobei der Vorsprung in brennraumseitiger Richtung nach dem Außengewinde angeordnet ist.

[0010] Der Vorsprung kann beispielsweise (zumindest bereichsweise) die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen, wobei dessen Außendurchmesser dann kleiner ist, als der Außendurchmesser im Befestigungsbereich, vorzugsweise des Außengewindes.

[0011] Um die Laserzündkerze möglichst dichtsitzend zu gestalten, kann der Vorsprung (zumindest bereichsweise) die Form eines Kegelstumpfes aufweisen. Günstigerweise ist der Zylinderkopf so geformt, dass der Kegelstumpf dicht sitzend in Aufnahmebereich des Zylinderkopfes für die Zündkerze anliegt.

[0012] Weiters kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis von Außendurchmesser im Befestigungsbereich D2 zu geringstem Außendurchmesser D1 im Bereich des Vorsprungs zwischen 1,5 und 2,5 liegt.

[0013] Weiters kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis von Länge des Vorsprungs zu geringstem Außendurchmesser im Bereich des Vorsprungs zwischen 0,8 und 1,2 liegt.

[0014] Weiters kann vorgesehen sein, dass der geringste Außendurchmesser im Bereich des Vorsprungs zwischen 7 mm und 10 mm beträgt.

[0015] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Fixierungsbereich ein Innengewinde umfasst, das mit dem Außengewinde der Laserzündkerze korrespondiert. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Zylinderkopf einen Aufnahmebereich für die Laserzündkerze aufweist, der so ausgebildet ist, dass das brennraumseitige Ende des Vorsprungs mit der Wandung des Brennraums im Wesentlichen bündig abschließt.

[0016] Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung wenigstens bereichsweise dicht sitzend im Zylinderkopf angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass der entlang der Längsachse in Richtung Brennraum vor dem Fixierungsbereich ein Dichtelement angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Zündkerzengehäuse aufweist, das wärmeleitend zwischen Zylinderkopf und Zündkerzengehäuse angeordnet ist.

[0017] Schließlich kann vorgesehen sein, dass entlang der Längsachse in Richtung Brennraum nach dem Fixierungsbereich ein Dichtelement angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Zündkerzengehäuse aufweist, das wärmeleitend zwischen Zylinderkopf und Zündkerzengehäuse angeordnet ist.

[0018] Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der erfindungsgemäße Lösungsvorschlag vorsieht, dass die Laserzündkerze einen Vorsprung, beispielsweise einen zylindrischen und/oder kegelstumpfförmigen Vorsprung, aufweist, der das brennraumseitige Endteil der La- 2/12 österreichisches Patentamt AT508 983B1 2012-12-15 serzündkerze bildet. An den Vorsprung schließt nach hinten eine Aufweitung an, die als Dichtsitzfläche, sowie zur Wärmeableitung dienen kann. Dieser Dichtsitz kann entweder ein Flachdichtsitz oder ein Kegeldichtsitz sein. An diesen Dichtsitz wiederum schließt der Befestigungsbereich, bevorzugt ein Außengewinde an, der zum Befestigen bzw. Einschrauben der Laserzündkerze in Brennkraftmaschine dient. Der Befestigungsbereich bzw. das Außengewinde der Laserzündkerze schließt nach oben z.B. mit einem Einschraubansatz, beispielsweise einem Sechskant, ab. Zur zusätzlichen Wärmeleitung kann an dieser Stelle ein sehr weichelastischer Auflagering aus sehr gut wärmeleitendem Material vorgesehen sein.

[0019] Alle genannten Merkmale dienen im Wesentlichen dazu, dass die Wärmeeintragsfläche aus dem Brennraum aufgrund des kleinen brennraumseitigen Enddurchmessers der Laserzündkerze relativ gering ist und dass ein großer Teil der auf die Laserzündkerze übertragenen Wärme in die, vorzugsweise wassergekühlte, Zylinderkopfwand abgeführt wird. Optional vorgesehene, in sehr geringem Abstand zum brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze angeordnete, wärmeableitende, vorzugsweise flächige, Dichtelemente und wärmeleitende Dichtelemente bspw. als Auflagering zwischen Einschraubansatz (z.B. Sechskant-Absatz) und Fixierbereich bzw. Zylinderkopfwand, ebenfalls großflächig, begünstigen die Wärmeabfuhr in die Zylinderwand.

[0020] So kann gewährleistet werden, dass die Wärme über einen sehr weiten und langen Laserzündkerzenbereich in die Zylinderkopfwand abgeführt wird, wobei mit abnehmender Temperatur der Zylinderwand in zunehmender Entfernung zur Brennraumoberfläche die Temperatur des Zündkerzengehäuses in gleicher Weise wie die Zylinderwand abnimmt, und nur eine geringe Überhöhung zur Motorkühlwassertemperatur an der Stelle der Auflagefläche aufweist.

[0021] Grundsätzlich könnte die Laserzündkerze auch so gestaltet werden, dass unterhalb des Befestigungsbereichs nur eine Wärmeableitung durch ein Dichtelement in Form z.B. eines weichelastischen Auflagerings und oberhalb des Gewindeteiles ein Dichtelement als Dichtsitz (mit entsprechender Dichtung zwischen Auflagefläche und Kerzengehäuseabsatz) erfolgt. Der Vorteil der Lösung mit einem Dichtsitz zwischen Befestigungsteil und Brennraumfenster besteht jedoch in der besseren Dichtwirkung durch die kleinere Dichtsitzfläche, wie z.B. im Falle der Falchdichtung, bzw. durch die größere Wärmeableitfläche mit entsprechend günstiger Flächenpressung bei Anwendung eines Kegeldichtsitzes.

[0022] Weiters betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Gasmotor, mit einer Anordnung der vorgenannten Art. Dieser Gasmotor ist bevorzugt ein ottomotorisch betriebener Motor mit wenigstens einer Hubkolben-/Zylinderanordnung. Meist handelt es sich aber um mehrzylindrige Brennkraftmaschinen.

[0023] Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren und der dazugehörenden Figurenbeschreibungen erläutert. Es zeigt: [0024] Fig. 1 [0025] Fig. 2 [0026] Fig. 3 [0027] Fig. 4 [0028] Fig. 5 eine Laserzündkerze nach Stand der Technik, ein erfindungsgemäßes Beispiel einer Laserzündkerze, ein weiteres erfindungsgemäßes Beispiel einer Laserzündkerze, ein vereinfachtes Beispiel einer Laserzündkerze gemäß Fig. 3, den Temperaturverlauf im Betriebszustand bei der Laserzündkerze nach Fig. 3 und [0029] Fig. 6 ein letztes Beispiel einer Laserzündkerze.

[0030] In Fig. 1 ist schematisch eine Laserzündkerze nach dem Stand der Technik abgebildet. Diese umfasst eine Zündkerzengehäuse 1, das sich entlang der Längsachse der Laserzündkerze a erstreckt. An einem (und zwar dem brennraumseitigen) Ende der Laserzündkerze ist das Brennraumfenster 10 - auch Einkoppeloptik genannt - angeordnet. Eine geeignete Optik mitsamt dem Brennraumfenster 10 ist dafür verantwortlich das von einer Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 erzeugte Laserlicht in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzukoppeln. Die 3/12 österreichisches Patentamt AT508 983 B1 2012-12-15

Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 ist hier in Form eines monolithischen Festkörperlasers (Laserkristall) ausgebildet und wird von einer nicht gezeigten Pumplichtquelle gespeist. Am anschlussseitigen (oberen) Ende der Laserzündkerze befindet sich ein Anschlussstück 15 für die Einleitung des Pumplichtes.

[0031] Am brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze befindet sich ein Befestigungsbereich 7 in Form einen Außengewindes 7 zum Einschrauben in den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Das Brennraumfenster 10 wird vom Befestigungsbereich 7, d.h. dem Außengewinde umgeben. Zum leichteren Befestigen der Laserzündkerze im Zylinderkopf ist weiters ein Einschraubansatz 5 in der Form eines Sechskants vorgesehen, der ein Befestigen oder Lösen der Laserzündkerze mit einem Werkzeug zum Schrauben wie z.B. einem Maulschlüssel ermöglicht. Ein Flachdichtsitz 14, der an den Befestigungsbereich 7 entlang der Längsachse a in Richtung anschlussseitiges Ende anschließt, ist im Einbauzustand mitverantwortlich für die Wärmeabfuhr von der Laserzündkerze an den Zylinderkopf ist.

[0032] In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Laserzündkerze mit Zylinderkopf 17 (jeweils teilweise weggebrochen) dargestellt. Die Laserzündkerze umfasst ein Zündkerzengehäuse 1, das sich entlang der Längsachse a erstreckt und in dem eine Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 angeordnet ist. Die Laserzündkerze weist entlang der Längsachse a ein brennraumseitiges Ende, das im Einbauzustand in den Brennraum 30 einer Brennkraftmaschine reicht, und ein anschlussstückseitiges Ende (im Bild oben, nicht im Detail dargestellt; es wird auf Fig. 1 verwiesen, die denselben Aufbau am anschlussstückseitigem Ende aufweist), das dem Anschluss einer Pumplichtquelle dient, auf. Am brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze ist das Brennraumfenster 10 angeordnet, die formschlüssig im Zündkerzengehäuse 1 gehalten wird.

[0033] Weiters ist eine Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 vorgesehen, die als monolithischer Festkörperlaser (Laserkristall) ausgebildet ist. Die Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 erzeugt Laserlicht, dessen Strahlengang 3 dargestellt ist. Das Laserlicht wird in optischen Elementen 4 aufgeweitet, sodass ein größerer Strahldurchmesser entsteht. Eine Fokussierlinse 8 bündelt das Laserlicht hin zum Brennraumfenster 10, das den Lichtaustritt aus der Laserzündkerze ermöglicht, und schließlich auf den Brennpunkt 11 im Brennraum 30, wo im Betriebszustand der Zündfunke erzeugt wird. Das Zündkerzengehäuse 1 weist einen Befestigungsbereich 7 in Form eines Außengewindes auf, mit dem eine lösbare Befestigung über den Fixierbereich 7a zum Zylinderkopf 17 hergestellt wird. Der Fixierbereich 7a ist als zum Außengewinde 7 korrespondierendes Innengewinde 7a ausgebildet. Entlang der Längsachse a in Richtung Brennraum 30 und zwar am brennraumseitigen Ende der Laserzündkerze erstreckt sich ein Vorsprung 31 in dem das Brennraumfenster 10 angeordnet ist. Das Brennraumfenster 10 ist im Vorsprung 31 angeordnet, der brennraumseitig an den Gewindebereich 7 anschließt. Der Vorsprung 31 weist dabei einen kegelstumpfförmigen ersten Bereich auf, in dem das Zündkerzengehäuse in einem Anschnitt 9a dicht sitzend am Zylinderkopf 15 aufliegt. An den kegelstumpförmigen Bereich schließt noch ein kreiszylindrischer Bereich 16 an, in dem das Brennraumfenster 10 formschlüssig gehalten wird.

[0034] Zusätzlich ist Richtung anschlussseitiges Ende der Laserzündkerze unmittelbar nach dem Gewindebereich 7 aber noch vor dem Einschraubansatz 5 in Form eines Sechskants ein Dichtelement 6 angeordnet, das als weichelastischer wärmeableitender Auflagering ausgebildet ist und an einem Flachdichtsitz anliegt. Deutlich erkennbar ist, dass der Außendurchmesser D2 im Gewindebereich 7 größer ist, als der maximale Außendurchmesser D1 im Bereich des Vorsprungs 31 beim Brennraumfenster 10.

[0035] Ein Kühlkanal 18 umgibt sowohl den Gewindebereich 7 als auch den Vorsprung 31 und führt Wärme über ein Kühlfluid (wie Kühlwasser) ab. Der Aufnahmebereich im Zylinderkopf 17 für die Laserzündkerze ist so ausgebildet, dass die Laserzündkerze derart einbringbar ist, dass das brennraumseitige Ende des Vorsprungs 31 mit der Wandung des Brennraums 30 im Wesentlichen bündig abschließt.

[0036] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in der Form des Vorsprungs 31 und der Dichtelemente 9b unterscheidet. Der Vorsprung 16 ist nämlich 4/12

Claims

österreichisches Patentamt AT508 983B1 2012-12-15 über die gesamte Länge 16 kreiszylinderförmig ausgebildet wobei der Außendurchmesser D1 erneut deutlich kleiner ist, als der Außendurchmesser D2 im Gewindebereich 7. Anstelle des dicht sitzenden Kegelstumpfbereichs zur Wärmeabführung ist neben dem Dichtelement 6 entlang der Längsachse a der Laserzündkerze in Richtung Brennraum 30 auch nach dem Befestigungsbereich 7 ein Dichtelement 9b angeordnet. [0037] Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dadurch unterscheidet, dass keine optischen Elemente 4 zur Aufweitung des Laserstrahldurchmessers vorgesehen sind. [0038] Die Fig. 5 zeigt ermittelte Temperaturwerte entlang der Laserzündkerze gemäß Fig. 3 in °C. Im Vergleich zu den am Brennraumfenster 10 am Brennraum 30 auftretenden hohen Temperaturen von über 200 °C kann durch die erfindungsgemäße Form der Laserzündkerze und das Vorsehen von Dichtelementen 6, 9b, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Zündkerzengehäuse 1 aufweisen, rasch und effizient Wärme in Richtung Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 (hier nicht gezeigt) abgeführt werden. Dies bewahrt die Laserlichterzeugungsvorrichtung 2 vor vorzeitigem Verschleiß. [0039] Die Fig. 6 zeigt zusätzlich einen Aufbau, bei dem eine separate Zündkerzenaufnahme bestehend aus einem Innengehäuse 19 und einem Außengehäuse 20 vorgesehen ist. Zwischen Innengehäuse 19 und Außengehäuse 20 kann ein Fluid eingebracht werden, das mit einer Kühleinrichtung die Laserzündkerze kühlt. Mittels einer Heizeinrichtung könnte die Laserzündkerze aber auch z.B. bei Inbetriebnahme beheizt werden, um rascher auf Betriebstemperatur zu kommen. Weiters weist dieses Beispiel eine Vorkammer 22 auf, in der ein Treib-stoff/Luftgemisch gezündet wird, wobei dieses entzündete Gemisch dann in den eigentlichen Brennraum 30 Übertritt und dort die Verbrennung des Treibstoff/Luftgemischs bewirkt. Patentansprüche 1. Anordnung mit - einer Laserzündkerze, umfassend eine Laserlichterzeugungsvorrichtung (2) und ein Zündkerzengehäuse (1), an dessen brennraumseitigem Ende ein Brennraumfenster (10) einer Optik zum Einkoppeln von Laserlicht in den Brennraum (30) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Zündkerzengehäuse (1) einen Befestigungsbereich (7) zur Befestigung der Laserzündkerze in einem Zylinderkopf (17) der Brennkraftmaschine aufweist, und - einem Zylinderkopf (17) mit einem Fixierungsbereich (7a) für den Befestigungsbereich (7) der Laserzündkerze, dadurch gekennzeichnet, dass am - in Richtung Brennraum (30) nach dem Befestigungsbereich (7) angeordneten - brennraumseitigen Ende des Zündkerzengehäuses (1) ein Vorsprung (31) angeordnet ist, in dem sich das Brennraumfenster (10) befindet, wobei der Außendurchmesser (D1) des Vorsprungs (31) im Bereich des Brennraumfensters (10) geringer ist als der Außendurchmesser (D2) des Zündkerzengehäuses (1) im Befestigungsbereich (7) und dass ein Kühlkanal (18) im Zylinderkopf (17) vorgesehen ist, der den Fixierungsbereich (7a) wenigstens bereichsweise umgibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (7) ein Außengewinde umfasst.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (31) zumindest abschnittsweise die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (31) zumindest abschnittsweise die Form eines Kegelstumpfes aufweist.
5. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser (D2) im Befestigungsbereich (7) zu geringstem Außendurchmesser (D1) im Bereich des Vorsprungs (31) zwischen 1,5 und 2,5 beträgt. 5/12 österreichisches Patentamt AT508 983B1 2012-12-15
6. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Länge des Vorsprungs (31) zu geringstem Außendurchmesser (D1) des Vorsprungs (31) zwischen 0,8 und 1,2 liegt.
7. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geringste Außendurchmesser (D1) im Bereich des Vorsprungs (31) zwischen 7 mm und 10 mm beträgt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierungsbereich (7a) ein Innengewinde umfasst, das mit dem Befestigungsbereich (7) in Form eines Außengewindes der Laserzündkerze korrespondiert.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (17) einen Aufnahmebereich für die Laserzündkerze aufweist, der so ausgebildet ist, dass das brennraumseitige Ende des Vorsprungs mit der Wandung des Brennraums (30) im Wesentlichen bündig abschließt.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (31) wenigstens bereichsweise dicht sitzend im Zylinderkopf (17) angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Längsachse (a) der Laserzündkerze in Richtung Brennraum (30) vor dem Fixierungsbereich (7a) ein Dichtelement (6) angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Zündkerzengehäuse (1) aufweist und den Zylinderkopf (17) und das Zündkerzengehäuse (1) bereichsweise wärmeleitend verbindet.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Längsachse (a) in Richtung Brennraum (30) nach dem Fixierungsbereich (7a) ein Dichtelement (9b) angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Zündkerzengehäuse (1) aufweist und den Zylinderkopf (17) und das Zündkerzengehäuse (1) bereichsweise wärmeleitend verbindet.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (18) auch den Vorsprung (31) wenigstens teilweise umgibt.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Richtung Brennraum (30) nach dem brennraumseitigen Ende des Zündkerzengehäuses liegende Vorkammer (22) vorgesehen ist, in die das Brennraumfenster (10) angrenzt.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zylinderkopf (17) und Laserzündkerze eine Zündkerzenaufnahme angeordnet ist, welche eine Kühleinrichtung und/oder Heizeinrichtung aufweist, die die Laserzündkerze kühlt und/oder heizt.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerzenaufnahme ein Innengehäuse (19) und ein Außengehäuse (20) aufweist, wobei zwischen Innengehäuse (19) und Außengehäuse (20) bereichsweise ein Fluid einbringbar ist.
17. Brennkraftmaschine, insbesondere Gasmotor, mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 6/12