Aufgabe
der Erfindung ist es, für
die Komponentenprüfung
einer aus einer Brennkraftmaschine ausgebauten Stabzündspule
einen Zündspulentester im
Zusammenhang mit einem Diagnosetester bereitzustellen.
Vorteile der
Erfindung
Die
Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Zündspulentester
ein Gehäuse
und einen Zündkerzendom
zur Aufnahme der Stabzündspule
aufweist, dessen Abmessungen und Form im Wesentlichen der eines
Zündkerzendoms
in einer Brennkraftmaschine entspricht und/oder an dessen Abmessungen
anpassbar ist. Die aus der Brennkraftmaschine ausgebaute Zündspule
wird in den Zündspulentester
eingebaut und dort getestet. Durch die Anpassung der Form des Zündkerzendoms
des Zündspulentesters
an die Form des Zündkerzendoms
in der Brennkraftmaschine erfolgt die Prüfung dabei unter fast realen
Umgebungsbedingungen. Durch den kompakten Aufbau des Zündspulentesters,
in den die notwendigen Hilfsmittel zur Zündkerzenprüfung integriert sind, kann
die Zündspulenprüfung unter
Berücksichtigung
der sicherheitsrelevanten Vorgaben ohne lose Messaufbauten außerhalb der
Brennkraftmaschine durchgeführt
werden.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Durchmesser des Zündkerzendoms
mittels eines austauschbaren Isolators und/oder einer austauschbaren
Metallhülse
an den Durchmesser der Stabzündspule
und des Zündkerzendoms
der Brennkraftmaschine anpassbar. Durch diesen variablen Aufbau kann
die Geometrie des Zündkerzendoms
der Brennkraftmaschine mit dem Zündspulentester
optimal nachempfunden werden. Dabei bestimmt der Abstand zwischen
Metallhülse
und Stab-zündspule durch
Koppelkapazitäten
zur elektrischen Masse der Metallhülse bezie-hungsweise des Gehäuses des Zündspulentesters
den Dämpfungsgrad,
welcher so entsprechend den realen Bedingungen angepasst werden
kann.
Ist
die Höhe
des Zündkerzendoms
mittels eines austauschbaren oder verstellbaren Distanzausgleichstückes an
die Länge
der Stabzündspule
und des Zündkerzendoms
der Brennkraftmaschine anpassbar, so kann der Zündspulentester für unterschiedliche
Stabzündspulen
mit verschiedenen Längen
sowie für
unterschiedliche Brennkraftmaschinen mit verschieden langen Zündkerzendomen
eingesetzt werden.
Dadurch,
dass eine Zündkerze
oder eine Gasfunkenstrecke in den Zündkreis einschaltbar sind,
können
die notwendigen Prüfungen
an der Stabzündspule
durchgeführt
werden. So kann zur Zündspannungsmessung
und zur Diodenprüfung
die Zündkerze
in den Zündkreis
eingeschaltet werden. Zur Zündsignaldiagnose
und zur Zündreserveprüfung kann
hingegen eine geeignete Gasfunkenstrecke eingesetzt werden.
Die
elektrische Verbindung zwischen der Stabzündspule und der gewählten Funkenstrecke kann
durch eine Ausgleichshülse
als Verbindungsstück
von dem Sekundärausgang
der Stabzündspule zu
der Gasfunkenstrecke oder der Zündkerze
erfolgen. Die Ausgleichshülse
kann dabei in ihren Abmessungen sowie in der Ausführung ihrer
endseitigen Kontakte an die zu prüfende Stabzündspule in der jeweiligen Einbaukonfiguration
und an die Kontakte der Funkenstrecken angepasst werden, was einen
entsprechend vielseitigen Einsatz des Zündspulentesters ermöglicht.
Zur
kapazitiven Zündsignalauskopplung
für die
Zündspannungsdiagnose
kann an der Ausgleichshülse
ein kapazitiver Sensor angebracht sein. In diesem Bereich ist es
möglich,
ausreichend Raum für
den Zugriff auf den Sekundärstromkreis
vorzusehen. Weiterhin kann die Ausgleichshülse in ihrem Aufbau optimal
an die gestellte Messaufgabe der Bestimmung der genauen Zündspannung
durch Auswahl geeigneter Abmessungen und Materialien angepasst werden.
Dadurch,
dass das Gehäuse
im Bereich des kapazitiven Sensors einen Durchbruch für eine Messleitung
des kapazitiven Sensors und/oder in dem Bereich des Feldführungsblechs
einen Durchbruch zur Kontaktierung des Feldführungsblechs aufweist, können die
entsprechenden Messsignale mit Hilfe von Mess- und/oder Signalleitungen
aus dem Gehäuse
des Zündspulentesters
der Ausgangselektronik und dem Diagnosesystem zugeführt werden.
Dabei
ist der Durchbruch zur Kontaktierung des Feldführungsblechs und der Metallhülse bevorzugt
mit einer Hochspannungsisolation elektrisch gegen eine Signalleitung
isoliert. Dies verhindert, dass bei der an dieser Stelle durchgeführten Isolationsprüfung bezüglich Hochspannungsüberschlägen in der Stabzündspule
auf das Feldführungsblech
oder auf die Umgebung das Messsignal auf das Gehäuse des Zündspulentesters abgeleitet
wird.
Aus
Gründen
einer einfachen Herstellung des Zündspulentesters kann es vorgesehen
sein, dass das Gehäuse
ein- oder mehrteiligteilig aufgebaut ist. Dabei kann insbesondere
durch einen mehrteiligen Aufbau verhindert werden, dass schwer zu fertigende
Hinterschnitte hergestellt werden müssen.
Ein
besonders kompakter und bedienungsfreundlicher Aufbau der gesamten
Anordnung ergibt sich dadurch, dass das Ansteuermodul mit dem Gehäuse als
Einheit verbunden ist.
Der
Zündspulentester
kann auch so ausgelegt werden, dass er zur Prüfung von Einzelfunkenzündspulen
mit außerhalb
des Zündkerzendoms
liegenden Sekundärwicklungen
verwendbar ist. Auch hier ist von Vorteil, dass die Prüfung der
Einzelfunkenzündspule
im Zündkerzendom
des Zündspulentesters
unter fast realen Bedingungen erfolgen kann. Der Zündspulentester
kann so sehr vielseitig eingesetzt werden.
Zeichnung
Die
Figur zeigt einen Zündspulentester
mit eingesetzter Stabzündspule
in einem Schnitt in Längsrichtung
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
Die
Figur zeigt einen Zündspulentester 1 mit einer
eingesetzten Stabzündspule 20.
Der Zündspulentester 1 besteht
aus einem Gehäuse 30,
welches aus einem Gehäuseoberteil 40 und
einem Gehäuseunterteil 50 aufgebaut
ist.
Das
Gehäuseoberteil 40 umschließt eine Aussparung 41,
deren Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen eines Zündkerzendoms gängiger Brennkraft maschinen
entspricht. In die Aussparung 41 sind ein austauschbarer
Isolator 11 und darin eine austauschbare Metallhülse 12 eingesetzt.
Aussparung 41,
Isolator 11 und Metallhülse 12 weisen
im dargestellten Aufbau eine zylindrische Form auf. Abhängig von
der Form der Stabzündspule 20 und
des Zündkerzendoms
der nachzustellenden Brennkraftmaschine sind jedoch auch andere
Geometrien möglich.
Auf
der dem Gehäuseunterteil 50 zugewandten
Seite ist der zylinderförmige
Bereich 11a des Isolators 11 mit einem umlaufenden
stirnseitigen Abschluss 11b begrenzt, an dem die Metallhülse 12 anliegt.
Die Metallhülse 12 ist
somit vollständig
gegenüber
dem Gehäuse 30 isoliert.
Wird keine Isolationsprüfung
durchgeführt,
so kann die Metallhülse 12 über einen
Schalter 75 auf Masse (B–) gelegt werden.
Die
Stabzündspule 20 mit
Primärwicklung 21 und
Sekundärwicklung 22,
Feldführungsblech 24 und Sekundärausgang 25 befindet
sich innerhalb der Metallhülse 12,
welche den Zündkerzendom 10 des Zündspulentesters 1 begrenzt.
Lediglich der Anschlussstecker 23 der Stabzündspule 20 mit
der eingebauten Einschaltdiode 26 und mit integrierter
Endstufe befindet sich außerhalb
des Zündkerzendoms 10.
An
der oberen Öffnung
der Aussparung 41 ist eine Aufnahme 42 in Form
einer umlaufenden, stufenförmigen
Ausfräsung
zur Aufnahme eines austauschbaren Distanzausgleichstücks 13 vorgesehen. Mit
diesem Distanzausgleichstück 13 kann
die Höhe des
Zündkerzendoms 10 an
die Länge
und an den Durchmesser der Stabzündspule 20 angepasst
werden. Die Stabzündspule 20 liegt
mit ihrem Anschlussstecker 23 an dem Distanzausgleichsstück 13 an.
An
der gegenüberliegenden
Seite geht die Aussparung 41 in eine zylindrische Durchführung 45 mit
kleinerem Durchmesser als die Aussparung 41 des Gehäuseoberteils 40 über.
Das
Gehäuseoberteil 40 weißt im Bereich des
Feldführungsblechs 24 der
Stabzündspule 20 einen
als Bohrung ausgeführten,
radial angeordneten Durchbruch 43 auf, dessen Oberfläche mit
einer Hochspannungsisolation 44 ausgekleidet ist. Der Durchbruch 43 dient
der Aufnahme einer Signalleitung 71.
Das
Gehäuseunterteil 50 ist
auf der Seite der Durchführung 45 des
Gehäuseoberteils 40 an
dieses angeflanscht. Es bildet zusammen mit der Unterseite des Gehäuseoberteils 40 eine
Aussparung 51 aus, die, abgetrennt durch eine bewegliche
Montageplatte 53, durch eine Funkenkammer 52 abgeschlossen
ist. Auf beziehungsweise an der geerdeten Montageplatte 53 sind
in der dargestellten Ausführung
eine Gasfunkenstrecke 15 sowie in einer dafür vorgesehenen Gewindebohrung
eine Zündkerze 16 angebracht,
deren Elektroden in die Funkenkammer 52 ragen. Es können jedoch
auch weitere Funkenstrecken, zum Beispiel verschiedenen Gasfunkenstrecken,
vorgesehen werden.
Zwischen
dem Sekundärausgang 25 der Stabzündspule 20 und
der im dargestellten Beispiel als Funkenstrecke in den Zündkreis
eingeschalteten Zündkerze 16 ist
eine Ausgleichshülse 14 vorgesehen.
Diese besteht aus einer leitfähigen
Seele 14a, die in einer isolierenden Hülse 14b eingebettet
ist. Die isolierende Hülse 14b selbst
ist in die Durchführung 45 des
Gehäuseoberteils 40 eingepasst
und ragt mit ihrer einen Seite in die Aussparung 41 des Gehäuseoberteils 40 und
mit ihrer anderen Seite in die Aussparung 51 des Gehäuseunterteils 50.
Dabei stellt ein mit der leitfähigen
Seele 14a verbundener Eingangskontakt 14c auf
der Seite des Gehäuseoberteils 40 eine
leitfähige
Verbindung zum Sekundärausgang 25 der
Stabzündspule 20 und
ein ebenfalls mit der leitfähigen
Seele 14a verbundener Ausgangskontakt 14d eine
leitfähige
Verbindung zur gewählten Funkenstrecke,
im dargestellten Fall zur Zündkerze 16,
dar.
Auf
Seiten des Gehäuseunterteils 50 ist
im Bereich der leitfähigen
Seele 14a ein kapazitiver Sensor 17 an der Außenfläche der
Ausgleichshülse 14 angeordnet.
Dieser ist mit einer Messleitung 72 verbunden, die durch
einen radial im Gehäuse unterteil 50 angebrachten
Durchbruch 54 nach außen
geführt
ist. Der Sensor dient der kapazitiven Zündsignalauskopplung für die Zündspannungsdiagnose.
Die
Messleitung 72 und die Signalleitung 71 sind in
eine schematisch dargestellte Ausgangselektronik 70 geführt, die
wiederum zwei Messausgänge 73, 74 zum
Anschluss eines nicht dargestellten Diagnosesystems aufweist.
Der
Anschlussstecker 23 der Stabzündspule 20 ist mit
Hilfe einer Adapterleitung 61 mit einem Ansteuermodul 60 verbunden.
Die Spannungsversorgung des Zündspulentesters 1 erfolgt über einen Spannungseingang 63 am
Ansteuermodul 60. Das Ansteuermodul 60 weist einen
Shunt 64 zur Messung des sekundären Zündstromes (Messpunkt (69))
und in der dargestellten Ausführungsvariante
eine Endstufe 62 auf. Bei Stabzündspulen 20 mit integrierter Endstufe
kann auf diese Endstufe 62 verzichtet werden; der prinzipielle
Aufbau des Zündspulentesters 1 und
seine Wirkungsweise bleiben dabei jedoch erhalten. Die Versorgungsspannung
B+ (Eingang (65)) der Stabzündspule (20) kann
variabel eingestellt werden, wodurch die Sekundärspannung auf die Zündspulenspezifikation
abgestimmt werden kann. Dies ermöglicht
es, die Zündreserve
und die Spannungsfestigkeit der Isolation der Stabzündspule
(20) zu prüfen. Innerhalb
des Ansteuermoduls (60) stehen das in der Pulsdauer einstellbare
Primärsteuersignal
(66), die Primärspannung
(Messpunkt (67)), der Primärstrom (Messpunkt (68)),
die einstellbarer Versorgungsspannung (Eingang (65)) und
der sekundäre
Zündstrom
(Messpunkt (69) zur Auswertung zur Verfügung. Durch Abschalten der
Versorgungsspannung kann ein gesicherter Wechsel der Funkenstrecken vorgenommen
werden.
Durch
eine Erweiterung des beschriebenen Zündspulentesters (1)
ist es möglich,
auch Parameter wie die Betriebstemperatur der Stabzündspule (20)
und den Kompressionsdruck in der Funkenkammer (52) den
realen, in der Brennkraftmaschine existierenden Bedingungen nachzustellen.
Die Prüfung der
Stabzündspulen
(20) kann dann unter gleichen Bedingungen wie in der Brennkraftmaschine
durchgeführt
werden.