DE102010029406A1 - Laser ignition plug for use in internal combustion engine of motor vehicle, has housing comprising cover for guiding laser radiation into combustion chamber, where distance between cover and laser radiation is less than specific mm - Google Patents

Laser ignition plug for use in internal combustion engine of motor vehicle, has housing comprising cover for guiding laser radiation into combustion chamber, where distance between cover and laser radiation is less than specific mm Download PDF

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Martin Weinrotter
Pascal Woerner
Juergen Raimann
Joerg Engelhardt
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00Other ignition
    • F02P23/04Other physical ignition means, e.g. using laser rays

Abstract

The plug has a housing (38) comprising a cover (74) for guiding laser radiation into a combustion chamber of an internal combustion engine, where the cover is arranged at a side of a combustion chamber window (58). A focusing unit determines radiation form of the laser radiation passing through the cover, where distance between the cover and the laser radiation along projecting parts of an inner contour of the cover is less than 4mm. The housing connected with the chamber window comprises an inner casing (62) and an outer casing (64), where the cover comprises cooling channels.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Laserzündkerze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a laser spark plug according to the preamble of claim 1.

Beispielsweise aus der WO 2005/066488 A1 ist eine Vorrichtung zum Zünden einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen Zündlaser umfasst. Der Zündlaser weist an seinem brennraumseitigen Ende ein Brennraumfenster auf, welches transmissiv für die von dem Zündlaser emittierten Laserimpulse ist. Gleichzeitig muss das Brennraumfenster den im Brennraum herrschenden hohen Drücken und Temperaturen widerstehen und das Innere des Zündlasers gegen den Brennraum hin abdichten. Dabei können insbesondere an der dem Brennraum zugewandten Oberfläche des Brennraumfensters hohe Oberflächentemperaturen und Drücke sowie Verschmutzungen, zum Beispiel in Form von Ölaschenablagerungen, Partikel, etc., auftreten.For example, from the WO 2005/066488 A1 a device for igniting an internal combustion engine is known which comprises an ignition laser. The ignition laser has at its combustion chamber end a combustion chamber window which is transmissive to the laser pulses emitted by the ignition laser. At the same time, the combustion chamber window must withstand the high pressures and temperatures prevailing in the combustion chamber and seal the interior of the ignition laser against the combustion chamber. In particular, high surface temperatures and pressures as well as soiling, for example in the form of oil ash deposits, particles, etc., can occur on the surface of the combustion chamber window facing the combustion chamber.

Bei der bekannten Vorrichtung ist es als nachteilig anzusehen, dass bestimmte Bestandteile von Abgasen, wie beispielsweise Ölaschen oder Ruß, das Brennraumfernster schädigen, beispielsweise indem sich derartige Bestandteile auf dem Brennraumfenster ablagern und dessen Eigenschaften, insbesondere die Transmission für Laserstrahlung, verschlechtern.In the known device, it is to be regarded as disadvantageous that certain components of exhaust gases, such as oil ash or soot damage the combustion chamber, for example, by such components deposit on the combustion chamber window and deteriorate its properties, in particular the transmission of laser radiation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung hat hingegen den Vorteil, den Betrieb der Laserzündkerze zuverlässiger zu gestalten. Insbesondere werden erfindungsgemäß Maßnahmen ergriffen, um Ablagerungen auf dem Brennraumfenster zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung und ein Brennraumfenster und ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist. Die Blende beeinflusst die Bedingungen, denen das Brennraumfenster ausgesetzt ist, sodass die Bildung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster vermindert wird und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze insgesamt verbessert ist.On the other hand, the present invention has the advantage of making the operation of the laser spark plug more reliable. In particular, measures are taken according to the invention to reduce deposits on the combustion chamber window. For this purpose, the invention provides that a laser spark plug for an internal combustion engine comprises at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation and a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular on a On the combustion chamber side end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation has in a combustion chamber. The diaphragm affects the conditions to which the combustion chamber window is exposed, so that the formation of deposits on the combustion chamber window is reduced and the reliability of the laser spark plug is improved overall.

Bei dem Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung kann es sich einerseits um einen Festkörperlaser, beispielsweise um einen passiv gütegeschalteten Festkörperlaser, der beispielsweise monolithisch ausgebildet ist, handeln. Vorrichtungen zur optischen Anregung des Festkörperlasers, insbesondere Halbleiterlaser, können von der Laserzündkerze umfasst sein. Alternativ ist es möglich, Vorrichtungen zur optischen Anregung des Festkörperlasers von der Laserzündkerze beabstandet anzuordnen. In diesem Fall kann es sich bei dem Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung um ein optisches Fenster oder um eine optische Faser handeln, durch die eine der optischen Anregung des Festkörperlasers dienende Strahlung in die Laserzündkerze eintreten kann. Auch die von der Laserzündkerze beabstandete Anordnung eines oder mehrerer Festkörperlaser, insbesondere von gütegeschalteten oder modengekoppelten Festkörperlasern, ist möglich. In diesem Fall kann deren Emission der Laserzündkerze beispielsweise in einer optischen Faser zugeführt werden, wobei die Laserzündkerze selbst kein laseraktives Element, sondern lediglich strahlführende und/oder strahlformende Mittel, insbesondere Linsen und/oder Spiegel, umfasst.The means for guiding, shaping and / or for generating laser radiation may be, on the one hand, a solid-state laser, for example a passively Q-switched solid state laser, which is monolithic, for example. Devices for the optical excitation of the solid-state laser, in particular semiconductor lasers, may be included in the laser spark plug. Alternatively, it is possible to arrange devices for the optical excitation of the solid-state laser from the laser spark plug spaced. In this case, the means for guiding, shaping and / or generating laser radiation may be an optical window or an optical fiber, through which radiation serving for the optical excitation of the solid-state laser can enter the laser spark plug. The arrangement of one or more solid-state lasers, in particular of Q-switched or mode-locked solid-state lasers, which is spaced apart from the laser spark plug, is also possible. In this case, the emission of the laser spark plug can be supplied for example in an optical fiber, the laser spark plug itself does not laser active element, but only jet-guiding and / or jet-forming means, in particular lenses and / or mirrors includes.

Durch das Gehäuse ist insbesondere die Montierbarkeit der Laserzündkerze an eine Brennkraftmaschine sichergestellt. Zu diesem Zweck können an sich bekannte Befestigungsmittel vorgesehen sein, wie von dem Gehäuse umfasste Gewinde und/oder von dem Gehäuse umfasste Dicht- und/oder Anlageflächen, die mit weiteren Spannmitteln, beispielsweise mit Spannpratzen, in Wechselwirkung treten können. Dem Gehäuse kommt ferner insbesondere die Aufgabe zu, das mindestens eine Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung und das Brennraumfenster mechanisch zu fixieren.The mountability of the laser spark plug to an internal combustion engine is ensured in particular by the housing. For this purpose, known fastening means may be provided, such as threads encompassed by the housing and / or sealing and / or abutment surfaces encompassed by the housing, which may interact with further clamping means, for example with clamping claws. The housing is also particularly the task of mechanically fixing at least one means for guiding, shaping and / or for generating laser radiation and the combustion chamber window.

Das Brennraumfenster ist eine transparente, aus mindestens einem dauerhaft hitze- und strahlungsbeständigen Festkörper, beispielsweise einem Glas oder Kristall, zum Beispiel Saphir, bestehende Komponente. Dabei handelt es sich insbesondere um die in Strahlungsrichtung hinterste von der Laserzündkerze umfasste Komponente der genannten Art, sodass die dem Brennraum zugewandte Oberfläche des Brennraumfensters mit dem Brennraum kommuniziert.The combustion chamber window is a transparent, consisting of at least one permanently heat and radiation resistant solid, such as a glass or crystal, for example sapphire, existing component. These are, in particular, the component of the aforementioned type encompassed in the radiation direction by the laser spark plug, so that the surface of the combustion chamber window facing the combustion chamber communicates with the combustion chamber.

Um eine Verschmutzung und/oder Schädigung der dem Brennraum ausgesetzten Seite des Brennraumfensters durch im Brennraum vorherrschende Bedingungen (hohe Temperatur, hoher Druck, hohe Strömungsgeschwindigkeit) und Medien (Partikel, Ölaschen etc.) weitgehend zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse auf seiner dem Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, also insbesondere auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Brennraumfensters, eine Blende aufweist. Das Brennraumfenster ist somit insbesondere zwischen dem Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung und der Blende angeordnet. Bevorzugt bildet die Blende einen brennraumseitigen Endabschnitt des Gehäuses. Es ist insbesondere möglich, die Blende einstückig mit dem Gehäuse der Laserzündkerze und/oder aus dem gleichen Material wie das Gehäuse auszubilden. Alternativ ist die Blende als separates Bauteil ausgebildet und an einem weiteren Teil des Gehäuses befestigt, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Optional sind brennraumseitig der Blende weitere von der Laserzündkerze umfasste Baugruppen, beispielsweise gespülte und/oder ungespülte Vorkammern, angeordnet.In order to largely reduce contamination and / or damage to the combustion chamber exposed side of the combustion chamber window by prevailing conditions in the combustion chamber (high temperature, high pressure, high flow velocity) and media (particles, oil pockets, etc.), the invention provides that the housing has its the means for guiding, shaping and / or for generating laser radiation opposite side of the combustion chamber window, ie in particular on the combustion chamber side facing the combustion chamber window, a diaphragm. The Combustor window is thus arranged in particular between the means for guiding, shaping and / or for the generation of laser radiation and the diaphragm. Preferably, the diaphragm forms a combustion chamber-side end portion of the housing. In particular, it is possible to form the diaphragm in one piece with the housing of the laser spark plug and / or of the same material as the housing. Alternatively, the panel is designed as a separate component and attached to a further part of the housing, for example, welded or screwed. Optionally, further components of the laser spark plug, such as purged and / or unsprayed prechambers, are arranged on the combustion chamber side of the diaphragm.

Die Blende ist insbesondere ein einen Durchgang, insbesondere genau einen Durchgang, aufweisendes Gebilde. Die dem Brennraum zugewandte Seite des Brennraumfensters kommuniziert mit dem Brennraum und/oder mit einer der Blende vorgelagerten Vorkammer der Laserzündkerze, insbesondere ausschließlich, durch den einen Durchgang der Blende. Der Durchgang wird radial zur Strahlungsrichtung durch die Innenkontur der Blende begrenzt. Der Durchgang ist überdies vorgesehen zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, in eine Vorkammer des Brennraums und/oder in eine der Blende vorgelagerte Vorkammer der Laserzündkerze.The diaphragm is in particular a passage, in particular exactly one passage, exhibiting structure. The combustion chamber facing the side of the combustion chamber window communicates with the combustion chamber and / or with one of the diaphragm upstream antechamber of the laser spark plug, in particular exclusively, through the one passage of the diaphragm. The passage is bounded radially to the direction of radiation by the inner contour of the diaphragm. The passage is moreover provided for the passage of the laser radiation guided through the means, shaped and / or generated into a combustion chamber of an internal combustion engine, into an antechamber of the combustion chamber and / or into an antechamber of the laser spark plug arranged upstream of the diaphragm.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass durch die Vorsehung einer Blende, beziehungsweise durch eine geeignete Ausbildung einer solchen Blende, ein Schutz des Brennraumfensters möglich ist, insbesondere ein Schutz des Brennraumfensters vor in einem Brennraum vorherrschende Bedingungen, insbesondere vor hohen Temperaturen, hohen Strömungsgeschwindigkeiten und Medien wie Ölaschen etc.The invention is based on the idea that by the provision of a diaphragm, or by a suitable design of such a diaphragm, a protection of the combustion chamber window is possible, in particular protection of the combustion chamber window prevailing in a combustion chamber conditions, especially at high temperatures, high flow velocities and Media like oil ash etc.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Blende wird zum einen die Menge der sich auf dem Brennraumfenster niederschlagenden Verschmutzung in Form von Partikel, Ölaschen, etc. reduziert. Andererseits wird der Impuls mit dem zum Beispiel die Partikel auf die Oberfläche des Brennraumfensters auftreffen, reduziert. Beide Effekte sorgen jeweils dafür, dass Ablagerungen auf dem Brennraumfenster deutlich verringert werden und die wenigen Ablagerungen weniger fest am Brennraumfenster haften. In Folge dessen ist die erfindungsgemäße Laserzündeinrichtung zuverlässiger. Eine weitere Wirkung der Blende ist es, dass die Temperatur des Brennraumfensters herabgesetzt ist. Durch die herabgesetzte Temperatur wird eine chemische Reaktion der Ablagerungen bzw. eine chemische Reaktion des Brennraumfensters mit den Ablagerungen, gleichsam ein Einbrennen der Ablagerungen und somit eine bleibende Schädigung des Brennraumfensters, vermieden. Verbleibenden Ablagerungen haften somit weniger fest am Brennraumfenster und lassen sich leicht abreinigen. Auch eine Minderung des an dem Brennraumfensters anliegenden Drucks, beziehungsweise der dort erfolgenden Druckänderungsraten, kann durch eine erfindungsgemäße Blende bewirkt werden, woraus ebenfalls Zuverlässigkeitserhöhungen resultieren können.The inventively provided aperture on the one hand reduces the amount of precipitating on the combustion chamber window pollution in the form of particles, oil pockets, etc. On the other hand, the impulse with which, for example, the particles impinge on the surface of the combustion chamber window is reduced. Both effects ensure that deposits on the combustion chamber window are significantly reduced and that the few deposits adhere less firmly to the combustion chamber window. As a result, the laser ignition device according to the invention is more reliable. Another effect of the shutter is that the temperature of the combustion chamber window is lowered. Due to the reduced temperature, a chemical reaction of the deposits or a chemical reaction of the combustion chamber window with the deposits, as it were a burn-in of the deposits and thus a permanent damage to the combustion chamber window, avoided. Remaining deposits thus adhere less firmly to the combustion chamber window and can be easily cleaned. A reduction in the pressure applied to the combustion chamber window, or the pressure change rates taking place there, can also be effected by means of an aperture according to the invention, from which reliability increases can also result.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, die Länge der Blende gezielt zu wählen. Unter der Länge der Blende ist hierbei insbesondere die Länge des Durchtritts der Blende in Strahlrichtung zu verstehen. Alternativ kann auch eine Längsachse der Laserzündkerze oder eine Richtung senkrecht auf der dem Brennraum zugewandten Fläche des Brennraumfensters zugrunde gelegt werden. Die Länge des Durchtritts bemisst sich ferner zwischen der dem Brennraum zugewandten Öffnung (auch: Austrittsöffnung) und der dem Brennraum abgewandten Öffnung (auch: Eintrittsöffnung) der Blende. Bei Blenden bzw. Durchgängen mit unregelmäßig geformten Öffnungen ist bezüglich deren Lage insbesondere darauf abzustellen, ob eine laterale Abschirmung des als Durchgang in Betracht kommenden Abschnitts überwiegend gegeben ist. Die Vermeidung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster, insbesondere durch Strömungsumlenkung und durch Herabsetzung der Temperatur des Brennraumfensters, erfolgt bei Blenden, deren Länge 4 mm oder mehr beträgt. Zunehmend besonders gute Ergebnisse werden mit Blenden, deren Mindestlänge 6 mm, 8 mm, 10 mm oder 12 mm beträgt, erzielt. Als Obergrenze für die Länge der Blende kommen 25 mm, 20 mm oder 15 mm in Betracht. Noch längere Blenden könnten die Länge und damit den für den Verbau einer Laserzündkerze erforderlichen Raum übermäßig erhöhen.In further advantageous embodiments of the invention, it is provided to selectively select the length of the diaphragm. In this case, the length of the aperture is to be understood as meaning, in particular, the length of the passage of the aperture in the jet direction. Alternatively, a longitudinal axis of the laser spark plug or a direction perpendicular to the surface of the combustion chamber window facing the combustion chamber can also be used. The length of the passage is further measured between the opening facing the combustion chamber (also: outlet opening) and the opening facing away from the combustion chamber (also: inlet opening) of the diaphragm. In the case of diaphragms or passages with irregularly shaped openings, it must be particularly important with respect to their position whether lateral shielding of the section which is to be considered as the passage is predominantly given. The avoidance of deposits on the combustion chamber window, in particular by means of flow deflection and by reducing the temperature of the combustion chamber window, takes place with orifices whose length is 4 mm or more. Increasingly good results are achieved with diaphragms whose minimum length is 6 mm, 8 mm, 10 mm or 12 mm. The upper limit for the length of the aperture is 25 mm, 20 mm or 15 mm. Even longer apertures could excessively increase the length and thus the space required for the installation of a laser spark plug.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende vorgesehen, bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, die Blende, insbesondere ein Material der Blende gezielt so zu wählen, dass es eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.In a further advantageous embodiment of the invention, additionally or alternatively, the targeted choice of the length of the diaphragm is provided in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the side opposite the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided, guided and / or generated laser radiation in a combustion chamber, the diaphragm, in particular a material of the diaphragm targeted to choose so that it has a high thermal conductivity.

Vorzugsweise sollte das Material der Blende auch eine hohe Verschleißfestigkeit, insbesondere Warmfestigkeit, wie sie beispielsweise durch hochlegierte Stähle erreichbar ist, aufweisen.Preferably, the material of the panel should also have a high wear resistance, in particular heat resistance, as can be achieved, for example, by high-alloy steels.

Das Material der gesamten Blende kann hierbei mit dem des gesamten Gehäuses einheitlich sein und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Es ist aber auch möglich, lediglich die gesamte Blende aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit auszubilden, während weitere Bestandteile des Gehäuses eine andere, insbesondere geringere, Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Auch ist es möglich, lediglich Teile der Blende, zum Beispiel bezogen auf Masse und/oder Volumen überwiegende Teile der Blende und/oder innen liegende, gleichsam als „Seelen” ausgebildete, Teile der Blende, aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit auszubilden, während weitere Teile der Blende eine andere, insbesondere geringere, Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Mit einer solchen Anordnung ist vorteilhaft die Einstellung der gewünschten Wärmeleitung mit gleichzeitig hoher Verschleißfestigkeit erreichbar. The material of the entire aperture can be uniform with that of the entire housing and have a high thermal conductivity. But it is also possible to form only the entire diaphragm of a material having a high thermal conductivity, while other components of the housing have a different, in particular lower, thermal conductivity. It is also possible, only parts of the diaphragm, for example, based on mass and / or volume predominant parts of the diaphragm and / or inside, as it were designed as "souls" formed parts of the diaphragm, from a material with a high thermal conductivity, while other parts of the diaphragm have a different, in particular lower, thermal conductivity. With such an arrangement is advantageously the setting of the desired heat conduction with high wear resistance achievable.

Die Vermeidung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster insbesondere durch die Herabsetzung der Temperatur des Brennraumfensters, tritt bereits auf, wenn die Blende ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 60 W/(m·K) oder mehr aufweist, insbesondere aus einem solchen Material ganz oder abschnittsweise besteht. Zunehmend besonders gute Ergebnisse werden mit Blenden, die ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 80 W/(m·K) oder mehr oder 120 W/(m·K) oder mehr aufweisen, insbesondere aus einem solchen Material bestehen, erreicht. Insbesondere kommen Messing und Nickel und Kupfer und Legierungen aus Messing und Nickel sowie Kupferlegierungen in Betracht, für innen liegende, gleichsam als „Seelen” ausgebildete, Teile der Blende besonders Kupfer.The avoidance of deposits on the combustion chamber window, in particular by reducing the temperature of the combustion chamber window, already occurs when the diaphragm has a material with a thermal conductivity of 60 W / (m · K) or more, in particular consists of such a material in whole or in sections , Increasingly particularly good results are achieved with diaphragms comprising a material with a thermal conductivity of 80 W / (m · K) or more or 120 W / (m · K) or more, in particular consisting of such a material. In particular, brass and nickel and copper and alloys of brass and nickel as well as copper alloys come into consideration, for internal, as it were designed as "souls", parts of the aperture especially copper.

Eine weitere Maßnahme zur Herabsetzung der Temperatur des Brennraumfensters ist es, bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, im Inneren der Blende mindestens einen Kühlkanal vorzusehen. Der Kühlkanal ist insbesondere zur Durchströmung mit einem Kühlmedium, zum Beispiel einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen. Die Vorsehung mehrerer Kühlkanäle und/oder eines Kühlkanaldurchmessers von 1 mm2 oder mehr und/oder 5 mm2 oder weniger ist bevorzugt. Ein derartiger Kühlkanal ist an sich bereits zur Herabsetzung der Temperatur des Brennraumfensters geeignet. In Zusammenwirkung mit einer Blende, die ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist, lässt sich die Wärme aus der Blende besonders gut dem Kühlkanal zuführen und damit von der Blende abführen.Another measure for reducing the temperature of the combustion chamber window is, in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the means opposite side of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided, guided and / or generated laser radiation in a combustion chamber, to provide at least one cooling channel in the interior of the aperture. The cooling channel is provided in particular for the flow through with a cooling medium, for example a cooling liquid. The provision of a plurality of cooling channels and / or a cooling channel diameter of 1 mm 2 or more and / or 5 mm 2 or less is preferred. Such a cooling channel is in itself already suitable for reducing the temperature of the combustion chamber window. In conjunction with a diaphragm, which has a material with high thermal conductivity, the heat from the aperture can be particularly well supplied to the cooling channel and thus dissipate from the aperture.

Sowohl die gezielte Wahl der Länge der Blende, als auch die gezielte Materialwahl und/oder die Vorsehung von Kühlkanälen sind für sich alleine, besonders aber in Zusammenwirkung, geeignet, die Herabsetzung der Temperatur des Brennraumfensters zu bewirken, wobei insbesondere Kombinationen eines angegebenen, die Länge der Blende betreffenden Merkmals mit einem angegebenen, die Wärmeleitung der Blende betreffenden Merkmal hinsichtlich der Vermeidung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster und damit hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze vorteilhaft sind. Auch die Herabsetzung der Temperatur von in dem Bereich des Brennraumfensters angeordneten Dichtstellen verbessert die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze.Both the specific choice of the length of the aperture, as well as the specific choice of material and / or the provision of cooling channels are suitable alone, but especially in cooperation, to effect the reduction of the temperature of the combustion chamber window, in particular combinations of a specified, the length the feature concerned with a given, the heat conduction of the panel relevant feature in terms of the prevention of deposits on the combustion chamber window and thus in terms of the reliability of the laser spark plug are advantageous. The reduction in the temperature of sealing points arranged in the region of the combustion chamber window also improves the reliability of the laser spark plug.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende vorgesehen, dass bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagert ein mit dem Inneren der Blende kommunizierender Spalt vorgesehen ist, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird.In further advantageous embodiments of the invention, in addition to or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of high thermal conductivity of the diaphragm is provided that in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or Generation of laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided, guided and / or generated laser radiation by the means in a Has combustion chamber, the combustion chamber window on the combustion chamber side upstream of a communicating with the interior of the aperture gap is provided, the height is deliberately selected low.

Unter einem Spalt ist hierbei insbesondere ein Raumbereich zu verstehen, der axial beidseitig, insbesondere jeweils einseitig durch das Brennraumfenster und die Blende, und radial außenseitig, insbesondere durch das Gehäuse, begrenzt ist und über seine radiale Innenseite mit dem Inneren der Blende kommuniziert. In besonderer Ausbildung ist der Spalt somit zwischen der Blende und dem Brennraumfenster ausgebildet. Unter der Höhe des Spaltes ist insbesondere der Abstand der den Spalt axial begrenzenden Flächen zu verstehen. Bei unregelmäßigen Geometrien ist darauf abzustellen, ob eine axiale Begrenzung des Spaltes überwiegend gegeben ist.In this case, a gap is to be understood as meaning, in particular, a spatial region which is bounded axially on both sides, in particular on one side by the combustion chamber window and the diaphragm, and radially on the outside, in particular by the housing, and communicates with the interior of the diaphragm via its radial inner side. In a special embodiment, the gap is thus formed between the diaphragm and the combustion chamber window. Under the height of the gap, in particular, the distance between the gap axially limiting surfaces to understand. In the case of irregular geometries, it must be determined whether an axial limitation of the gap is predominantly given.

Dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt zum einen die Erkenntnis zu Grunde, dass sich die Temperatur eines in den erfindungsgemäß ausgebildeten Spalt eindringenden heißen Gases, insbesondere eines brennenden Gases, stark herabsetzt. Infolge dessen kommt es zu einem sogenannten Quenching, mit dem ein Erlöschung des brennenden Gases und eine Russbildung innerhalb des Spaltes einhergehen. Dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt zum anderen auch die Erkenntnis zu Grunde, dass sich der so gebildete Ruß auch auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Brennraumfensters deponiert, jedoch durch Laserstrahlung mit Intensitäten, wie sie üblicherweise im Bereich des Brennraumfensters auftreten, zuverlässig ablatiert werden kann, sodass in Summe aus der in dem Spalt auftretende Russbildung nur eine moderate Beeinträchtigung der Transparenz des Brennraumfensters resultiert.This refinement of the invention is based, on the one hand, on the knowledge that the temperature of a hot gas entering the gap formed according to the invention, in particular of a burning gas, is greatly reduced. As a result, there is a so-called quenching, with the extinction of the burning Gas and a soot formation within the gap go along. On the other hand, this embodiment of the invention is also based on the finding that the soot formed in this way also deposits on the side of the combustion chamber window facing the combustion chamber, but can be reliably ablated by laser radiation with intensities which usually occur in the region of the combustion chamber window. so that, in sum, the formation of soot occurring in the gap only results in a moderate impairment of the transparency of the combustion chamber window.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass durch die kontinuierliche Deponierung und Ablation von Russ auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Brennraumfensters bewirkt werden kann, dass die Verschmutzung der dem Brennraum zugewandten Seite des Brennraumfensters durch andere Stoffe, insbesondere durch weitere Verbrennungsprodukte wie beispielsweise Ölaschen, vermieden oder erheblich reduziert werden kann. Dieser Tatsache kommt eine besondere Bedeutung zu, da derartige Stoffe, insbesondere Ölaschen, durch Laserstrahlung mit Intensitäten, wie sie üblicherweise im Bereich des Brennraumfensters auftreten, nicht oder nur teilweise oder mit erhöhtem Aufwand zuverlässig ablatiert werden können.Surprisingly, it has been found that can be caused by the continuous deposition and ablation of soot on the combustion chamber side facing the combustion chamber window that the pollution of the combustion chamber facing side of the combustion chamber window by other substances, in particular by other combustion products such as oil ash avoided or can be significantly reduced. This fact is of particular importance, since such substances, in particular oil ash, by laser radiation with intensities, as they usually occur in the combustion chamber window, can not be ablated reliably or only partially or with increased effort.

Die in Summe resultierende Vermeidung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster tritt für Spalthöhen auf, die höchstens 1 mm, höchstens 0,5 mm, höchstens 0,3 mm oder höchstens 0,1 mm betragen. Als Untergrenze für die Höhe des Spaltes kommen 0,05 mm und 0,08 mm in Betracht. In zu flachen Spalten kann nicht ausreichend Russ gebildet werden. Vorteilhaft ist es überdies, den Spalt dem Brennraumfenster unmittelbar vorzulagern und/oder die Grundfläche des Spaltes ring- oder sichelförmig zu wählen.The total resulting avoidance of deposits on the combustion chamber window occurs for gap heights which are not more than 1 mm, not more than 0.5 mm, not more than 0.3 mm or not more than 0.1 mm. The lower limit for the height of the gap is 0.05 mm and 0.08 mm. In too flat columns, not enough soot can be formed. It is also advantageous to directly advance the gap to the combustion chamber window and / or to choose the base area of the gap to be ring-shaped or sickle-shaped.

Der Flächeninhalt der Grundfläche des Spaltes, (nachfolgend „Spaltquerschnitt” genannt) wird bevorzugt ausreichend groß gewählt, sodass die Menge des eindringenden Gases für eine adäquate Russbildung ausreichend ist. Zunehmend vorteilhaft ist es hierbei, wenn ein dem Spalt brennraumseitig vorgelagerter Bereich im Inneren der Blende einen Eintrittsquerschnitt der Blende aufweist und der Spaltquerschnitt mindestens 10% des Eintrittsquerschnitts, mindestens 30% des Eintrittsquerschnitts oder mindestens 50% des Eintrittsquerschnitts beträgt oder mindestens doppelt so groß ist wie der Eintrittsquerschnitt oder mindestens vier mal so groß ist wie der Eintrittsquerschnitt. Als Obergrenzen kommen Spaltquerschnitte in Betracht, die 25 mal so groß sind wie der Eintrittsquerschnitt, insbesondere 10 mal so groß wie der Eintrittsquerschnitt, da die Laserzündkerze sonst übermäßig groß würde.The surface area of the base area of the gap (hereinafter referred to as "gap cross-section") is preferably chosen to be sufficiently large so that the amount of the penetrating gas is sufficient for adequate soot formation. It is increasingly advantageous in this case if a region upstream of the gap on the combustion chamber side has an inlet cross section of the diaphragm and the gap cross section is at least 10% of the inlet cross section, at least 30% of the inlet cross section or at least 50% of the inlet cross section or at least twice as large as the inlet cross section or at least four times as large as the inlet cross section. As upper limits are gap cross sections into consideration, which are 25 times as large as the inlet cross section, in particular 10 times as large as the inlet cross section, since the laser spark plug would otherwise be excessively large.

Sowohl die gezielte Wahl der Länge der Blende, die gezielte Materialwahl und/oder die Vorsehung von Kühlkanälen als auch die erfindungsgemäße Vorsehung eines Spaltes der oben beschriebenen Art sind für sich alleine bereits geeignet, die Herabsetzung der Temperatur in einem dem Brennraumfenster vorgelagerten Volumen zu bewirken. Insbesondere erfolgt jedoch eine effiziente Kühlung in diesem Volumen und damit die Herbeiführung von Quenching-Effekten und Russbildung, durch ein Zusammenwirken des Spaltes mit einer langen und/oder gut wärmeleitenden Blende, bei dem das durch den Spalt eingeschlossene Volumen durch die Wechselwirkung mit dem Brennraumfenster, das eine relativ niedrige Temperatur hat, besonders wirksam gekühlt wird.Both the specific choice of the length of the diaphragm, the targeted choice of material and / or the provision of cooling channels as well as the provision of a gap of the type described above are in themselves already suitable to effect the reduction of the temperature in a combustion chamber window upstream volume. In particular, however, an efficient cooling in this volume and thus the bringing about of quenching effects and soot formation, by an interaction of the gap with a long and / or good heat-conducting aperture, wherein the trapped by the gap volume through the interaction with the combustion chamber window, which has a relatively low temperature, is cooled particularly effectively.

Die oben beschriebene Wirkung der Russbildung, Deponierung und Ablation ist insbesondere bei dem Einsatz von Laserzündkerzen in Brennkraftmaschinen, deren Schmierung von additivierten Ölen, insbesondere höher additivierten Ölen, Gebrauch macht, vorteilhaft, da insbesondere bei der Verbrennung solcher Öle Ölaschen entstehen, die auf andere Weise nur schwer entfernbar sind. Andererseits ist auch daran zu denken, Laserzündkerzen für die Verwendung in Brennkraftmaschinen, deren Schmierung von nicht additivierten Ölen, d. h. aschefreien Ölen, Gebrauch macht, zu optimieren, indem auf eine dann nicht notwendige Rußbildung vollständig oder weitgehend verzichtet wird. In diesem Sinne wäre bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagert ein mit dem Inneren der Blende kommunizierender Spalt vorgesehen ist, die Höhe des Spaltes gezielt so zu wählen, dass Russbildung vollständig oder zumindest weitgehend vermieden wird. Hierfür ist es vorteilhaft, die Höhe des Spaltes nicht geringer als 0,3 mm, insbesondere nicht geringer als 1 mm, zu wählen. Besonders sicher lässt sich eine Russbildung vermeiden, wenn der Spalt noch höher, zum Beispiel mindestens 2 mm oder mindestens 3 mm hoch, ist. Auch die Vorsehung eines im Vergleich zum Eintrittsquerschnitt der Blende kleinen Spaltquerschnitt ist günstig, insbesondere ist vorteilhaft, dass der Spaltquerschnitt höchstens 100%, insbesondere höchstens 40%, bevorzugt höchstens 20% des Eintrittsquerschnitts der Blende beträgt.The above-described effect of soot formation, landfilling and ablation is particularly advantageous in the use of laser spark plugs in internal combustion engines whose lubrication of additized oils, in particular higher-oil oils, use, as in particular in the combustion of such oils oil pockets arise in other ways are difficult to remove. On the other hand, it is also to be remembered laser spark plugs for use in internal combustion engines whose lubrication of non-additized oils, d. H. Ashless oils, makes use of optimization, by completely or largely dispensed with a then unnecessary soot formation. In this sense, in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular on a combustion chamber-side end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber, the combustion chamber window on the combustion chamber side upstream a communicating with the interior of the diaphragm gap is provided to selectively select the height of the gap so that soot formation is completely or at least largely avoided. For this purpose, it is advantageous to choose the height of the gap not less than 0.3 mm, in particular not less than 1 mm. It is particularly safe to avoid soot formation if the gap is even higher, for example at least 2 mm or at least 3 mm high. The provision of a small gap cross-section compared to the inlet cross-section of the aperture is also favorable; in particular, it is advantageous that the gap cross-section is at most 100%, in particular at most 40%, preferably at most 20% of the inlet cross-section of the aperture.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, vorgesehen, dass bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, die Blende auf ihrer von dem Brennraumfenster abgewandten Seite einen kleinen Öffnungsquerschnitt (auch: „Austrittsquerschnitt”) aufweist.In further advantageous embodiments of the invention is additionally or alternatively to the targeted Choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to Provide a high thermal conductivity of the diaphragm and in addition or alternatively to the providence of the combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap whose height is deliberately selected low, provided that in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm to Passage of guided by the means, shaped and / or generated laser radiation has in a combustion chamber, the aperture on its side facing away from the combustion chamber window side has a small opening cross-section (also: "outlet cross-section").

Der Austrittsquerschnitt der Blende ist insbesondere der offene brennraumseitige Querschnitt des Durchgangs der Blende. Bei Durchgängen mit unregelmäßig geformter Austrittsöffnung ist bezüglich des Austrittsquerschnitts insbesondere darauf abzustellen, ob eine laterale Abschirmung des als Durchgang in Betracht kommenden Abschnitts überwiegend gegeben ist.The outlet cross section of the diaphragm is in particular the open combustion chamber-side cross section of the passage of the diaphragm. In the case of passages having an irregularly shaped outlet opening, in particular, it should be made clear with regard to the outlet cross-section whether there is predominantly lateral shielding of the section which may be considered as the passage.

Aus der Kleinheit des Austrittsquerschnitt der Blende resultiert die vorteilhafte Wirkung, dass das Brennraumfenster eine Abschirmung von den in dem Brennraum vorherrschende Bedingungen, insbesondere vor hoher Temperatur, vor raschen Druckschwankungen, vor hoher Strömungsgeschwindigkeit und/oder vor Partikeln von Ölaschen, Ruß und dergleichen, erfährt. Somit können Ablagerungen auf dem Brennraumfenster vermieden und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze erhöht werden. Diese Wirkung tritt auf, wenn der Austrittsquerschnitt 78 mm2 oder weniger, insbesondere 19 mm2 oder weniger beträgt. Zunehmend besonders gute Ergebnisse werden mit Austrittsquerschnitten erreicht, die 7 mm2 oder weniger, insbesondere 2 mm2 oder weniger, betragen. Als Untergrenze kommen 0,05 mm2, 0,4 mm2 und 1 mm2 in Betracht. Durch noch kleinere Austrittsdurchmesser ist der Durchtritt der Laserstrahlung durch die Blende unter Umständen nicht mehr ausreichend sicher gewährleistet.The smallness of the outlet cross-section of the diaphragm results in the advantageous effect that the combustion chamber window undergoes shielding from the conditions prevailing in the combustion chamber, in particular from high temperature, from rapid pressure fluctuations, from high flow velocity and / or from particles of oil pockets, soot and the like , Thus, deposits on the combustion chamber window can be avoided and the reliability of the laser spark plug can be increased. This effect occurs when the outlet cross section is 78 mm 2 or less, in particular 19 mm 2 or less. Increasingly particularly good results are achieved with outlet cross sections which are 7 mm 2 or less, in particular 2 mm 2 or less. The lower limit is 0.05 mm 2 , 0.4 mm 2 and 1 mm 2 into consideration. With even smaller exit diameters, the passage of the laser radiation through the diaphragm may no longer be ensured with sufficient certainty.

Die gezielte Wahl der Länge der Blende, die gezielte Materialwahl und/oder die Vorsehung von Kühlkanälen sind jeweils für sich alleine oder in Kombinationen miteinander bereits geeignet, die Temperatur des Brennraumfensters herabzusetzen, sodass ein „Einbrennen” einer Verschmutzung auf dem Brennraumfenster verringert und damit die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze gesteigert ist. Durch die Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten Spaltes lässt sich in der oben beschrieben Art und Weise eine ähnliche Wirkung erzielen. Werden diese Maßnahmen mit der Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitts der Blende kombiniert, tritt insgesamt die Wirkung auf, dass einerseits weniger Partikel an das Brennraumfenster gelangen, das Brennraumfenster andererseits aber auch resistenter gegenüber einer Verschmutzung durch diese verbleibenden Partikel ist. Die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze lässt sich auf diese Weise erheblich steigern.The specific choice of the length of the aperture, the targeted choice of material and / or the provision of cooling channels are each already alone or in combinations with each other already suitable to reduce the temperature of the combustion chamber window, so that a "burning" of pollution on the combustion chamber window is reduced and thus the Reliability of the laser spark plug is increased. By the provision of a combustion chamber window upstream of the combustion chamber side gap, a similar effect can be achieved in the manner described above. If these measures combined with the provision of a small outlet cross-section of the aperture, the overall effect on the one hand that fewer particles reach the combustion chamber window, the combustion chamber window on the other hand is also more resistant to contamination by these remaining particles. The reliability of the laser spark plug can be significantly increased in this way.

Vorteilhafte Ausführungsformen sehen zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitt der Blende vor, dass eine Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung und ein Brennraumfenster und ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende, insbesondere eine zylindrische Blende, zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, wobei die Länge der Blende L beträgt und der Austrittsquerschnitt der Blende QBA beträgt, wobei 1 < L/(4QBA/π)1/2 ≤ 10 ist.Advantageous embodiments additionally or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to Provide a high thermal conductivity of the diaphragm and additionally or alternatively to Provse the combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap whose height is deliberately selected low and additionally or alternatively providing a small exit area of the bezel, a laser spark plug for an internal combustion engine comprises at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation and a combustion chamber window and housing, the housing being on the opposite side of the center Side of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, an aperture, in particular a cylindrical aperture, for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber in which the length of the stop is L and the exit area of the stop Q is BA , where 1 <L / (4Q BA / π) 1/2 ≤ 10.

Durch diese gezielte Abstimmung der Länge der Blende auf den Öffnungsquerschnitt bzw. den Öffnungsdurchmesser der Blende ist es stets gewährleistet, dass eine übermäßige Belastung des Brennraumfensters durch die Einwirkung schädlicher Bedingungen, wie sie in Brennräumen von Brennkraftmaschinen vorherrschen, vermieden wird. Wesentlich ist hier, dass die Gesamtwirkung der Länge und Blende und des Öffnungsquerschnitts der Blende im Rahmen der Bedingung 1 < L/(4QBA(π)1/2 ≤ 10 berücksichtigt wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch relativ kurze Blenden die erfindungsgemäßen Vorteile aufweisen können, vorausgesetzt der Öffnungsquerschnitt dieser Blenden ist in dem definierten Maße klein. Andererseits können auch Blenden mit einem relativ großen Öffnungsquerschnitt noch eine ausreichende abschirmende Wirkung aufweisen, vorausgesetzt, die Blende weist eine große Länge auf. Besonders tritt die angegebene technische Wirkung auf, wenn 2 ≤ L/(4QBA(π)1/2 und/oder L/(4QBA(π)1/2 ≤ 7, insbesondere L/(4QBA(π)1/2 ≤ 6, ist. Im Spezialfall eines runden Austrittsquerschnitts der Blende stellt die Größe (4QBA(π)1/2 den Austrittsdurchmesser der Blende dar.By this targeted adjustment of the length of the aperture on the opening cross-section and the opening diameter of the aperture, it is always ensured that an excessive load on the combustion chamber window by the action of harmful conditions, as prevail in combustion chambers of internal combustion engines, is avoided. It is essential here that the total effect of the length and aperture and of the aperture cross-section of the diaphragm is taken into account in the condition 1 <L / (4Q BA (π) 1/2 ≤ 10. This is based on the knowledge that even relatively short diaphragms On the other hand, diaphragms with a relatively large opening cross-section can still have a sufficient shielding effect, provided that the diaphragm has a large length, especially the technical effect indicated when 2 ≤ L / (4Q BA (π) 1/2 and / or L / (4Q BA (π) 1/2 ≤ 7, in particular L / (4Q BA (π) 1/2 ≤ 6) The special case of a round exit cross-section of the orifice is the size (4Q BA (π) 1/2 the exit diameter of the orifice.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitt der Blende vorgesehen, dass bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, die Innenkontur der Blende in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, zumindest eine Kante, insbesondere eine Vielzahl von Kanten, aufweist. In advantageous embodiments of the invention is additionally or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to Provide a high thermal conductivity of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of a combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap whose height targeted is selected to be low, and additionally or alternatively to the provision of a small outlet cross-section of the diaphragm, that in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the side opposite the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber au fweist, the inner contour of the aperture in a region which is spaced both from the combustion chamber facing the end of the aperture and from the combustion chamber remote from the end of the aperture, at least one edge, in particular a plurality of edges has.

Unter einer Kante der Innenkontur der Blende ist hierbei insbesondere ein geometrisches Objekt, insbesondere eine Linie, zu verstehen, an der verschiedene flächige Bereiche der Innenkontur der Blende unter einem von Null verschiedenen Winkel aufeinandertreffen. Als ein Bereich der Innenkontur der Blende, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, ist ein mittiger Bereich der Innenkontur der Blende zu verstehen, insbesondere ein Bereich, der hinsichtlich der Längserstreckung der Blende mittig ist. Ein Bereich ist hinsichtlich der Längserstreckung der Blende insbesondere dann mittig, wenn er zwischen einem vorderen Fünftel und einem hinteren Fünftel der Blende angeordnet ist, insbesondere zwischen einem vorderen Viertel und einem hinteren Viertel der Blende angeordnet ist, oder in einem zentralen Drittel der Blende angeordnet ist. Unter einer Innenkontur, die in einem Bereich eine Kante aufweist, ist zu verstehen, dass zumindest Teile der Kante in diesem Bereich angeordnet sind, wobei auch möglich ist, dass die Kante in aber zusätzlich auch außerhalb dieses Bereiches angeordnet ist. Als vorteilhafter Sonderfall kann stets auch vorgesehen sein, dass die Kante vollständig in dem Bereich liegt.In this case, an edge of the inner contour of the diaphragm is to be understood as meaning, in particular, a geometric object, in particular a line, against which different areas of the inner contour of the diaphragm meet at an angle different from zero. A region of the inner contour of the diaphragm which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber, is to be understood as meaning a central region of the inner contour of the diaphragm, in particular an area which, with respect to the longitudinal extent the aperture is centered. A region is in the center of the longitudinal extent of the diaphragm, in particular when it is arranged between a front fifth and a rear fifth of the diaphragm, in particular between a front quarter and a rear quarter of the diaphragm, or is arranged in a central third of the diaphragm , An inner contour which has an edge in a region is to be understood as meaning that at least parts of the edge are arranged in this region, wherein it is also possible for the edge to be arranged in but also outside this region. As an advantageous special case can always be provided that the edge is completely in the area.

Die technische Wirkung einer Kante der beschrieben Art besteht darin, dass sie einen Ausgangspunkt für eine Störung des Einströmens von Gasen in die Blende oder der Strömung in der Blende darstellt. Insbesondere kann es ausgehend von der Kante zu einer Verwirbelung des in die Blende einströmenden Gases oder des in der Blende strömenden Gases kommen. Infolge der Störung, insbesondere infolge der Verwirbelung, ist die Wechselwirkung des in die Blende einströmenden Gases mit der Innenkontur der Blende erhöht und infolge dieser erhöhten Wechselwirkung auch die Neigung von im Gas enthaltenen Partikeln, sich innerhalb der Blende und speziell an den Kanten anzulagern und nicht bis zum Brennraumfenster vorzudringen. Auf diese Weise kommt der Kante gleichsam die Wirkung eines Partikelfängers zu. Es kommt somit zu einer Verminderung der Ablagerungen auf dem Brennraumfenster und zu einer erhöhten Zuverlässigkeit der Laserzündkerze.The technical effect of an edge of the type described is that it represents a starting point for a disturbance of the flow of gases into the diaphragm or the flow in the diaphragm. In particular, starting from the edge, turbulence of the gas flowing into the orifice or of the gas flowing in the orifice can occur. Due to the disturbance, in particular as a result of turbulence, the interaction of the gas flowing into the orifice with the inner contour of the orifice is increased and due to this increased interaction also the tendency of particles contained in the gas to accumulate within the orifice and especially at the edges and not to penetrate to the combustion chamber window. In this way, the edge is almost the effect of a particle trap. There is thus a reduction of the deposits on the combustion chamber window and increased reliability of the laser spark plug.

Wenngleich die beschriebene Wirkung bereits durch die Vorsehung einer einzigen Kante der beschriebenen Art resultiert, sehen besonders vorteilhafte Weiterbildungen die Vorsehung einer Vielzahl solcher Kanten vor. Eine Vielzahl von Kanten sind zwei oder mehr Kanten, insbesondere mehr als zwei Kanten. Besonders wirkungsvoll ist die Anordnung von einer Kante oder eine Vielzahl von Kanten, wenn sie dem Brennraumfester zumindest entlang von Teilen der Kante und/oder des Brennraumfensters unverdeckt gegenüberliegt, also ohne dass Teile der Blende zwischen den Teilen der Kante und den Teilen des Brennraumfenstern angeordnet sind. In diesem Fall ist die Kante insbesondere geeignet, eine Störung beziehungsweise eine Verwirbelung in die Teile der in die Blende eindringenden Strömung oder der Strömung in der Blende einzufügen, die vorwiegend auf das Brennraumfenster gerichtet sind.Although the effect described already results from the provision of a single edge of the type described, particularly advantageous developments provide for the provision of a plurality of such edges. A plurality of edges are two or more edges, in particular more than two edges. Particularly effective is the arrangement of an edge or a plurality of edges, if it faces the combustion chamber solid at least along parts of the edge and / or the combustion chamber window unobstructed, ie without parts of the diaphragm between the parts of the edge and the parts of the combustion chamber windows are arranged , In this case, the edge is particularly suitable for introducing a disturbance or turbulence into the parts of the flow entering the orifice or of the flow in the orifice, which are directed predominantly toward the combustion chamber window.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung der Kante beziehungsweise der Vielzahl der Kanten geschieht derart, dass es durch die Anordnung der Kante beziehungsweise durch die Anordnung der Vielzahl der Kanten zur Ausbildung von Stufen kommt und/oder dass sich die Innenkontur der Blende zumindest bereichsweise in Richtung ihres dem Brennraum zugewandten Endes stufenförmig verjüngt. Dabei können insbesondere zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, bevorzugt zumindest vier Stufen vorgesehen sein. Zusätzlich kann zumindest eine weitere Stufe, insbesondere eine Vielzahl weitere Stufen vorgesehen sein, an der sich die Blende in Richtung ihres dem Brennraum abgewandten Endes verjüngt. Unter einer Stufe der Innenkontur versteht sich hierbei insbesondere eine Anordnung von zumindest drei Teilflächen der Innenkontur, wobei eine der Teilflächen in Längsrichtung der Innenkontur zwischen den beiden anderen Teilflächen angeordnet ist und wobei die radiale Neigung der einen Teilfläche bezogen auf die radialen Neigungen aller der drei Teilflächen extremal ist. Die Teilflächen können dabei insbesondere eine ringförmige Gestalt aufweisen, aber auch andere Geometrien sind prinzipiell möglich.A particularly advantageous arrangement of the edge or the plurality of edges is such that it comes to the formation of steps by the arrangement of the edge or by the arrangement of the plurality of edges and / or that the inner contour of the aperture at least partially in the direction of the combustion chamber facing end gradually tapered. In particular, at least two, in particular at least three, preferably at least four stages may be provided. In addition, at least one further stage, in particular a plurality of further stages, can be provided, at which the panel tapers in the direction of its end facing away from the combustion chamber. Here, a step of the inner contour is understood in particular to mean an arrangement of at least three partial surfaces of the inner contour, one of the partial surfaces being arranged in the longitudinal direction of the inner contour between the two other partial surfaces and the radial inclination of the one partial surface being related to the radial inclinations of all three partial surfaces extremal is. The partial surfaces may in particular have an annular shape, but other geometries are possible in principle.

In einer fertigungstechnisch günstigen Variante sind die Stufen nahezu rechtwinklig (88°–92°), insbesondere rechtwinklig, ausgebildet, das heißt insbesondere, die beiden Teilflächen verlaufen parallel zu einer Längsachse der Laserzündkerze, während die eine Teilfläche senkrecht dazu orientiert ist. Insbesondere eine Vielzahl derartiger Stufen, zum Beispiel mehr als drei oder mehr als sieben kann vorgesehen sein. Auch Stufen, die aus Flächen bestehen, die stets oder teilweise in stumpfen Winkeln oder stets oder teilweise in spitzen Winkeln, hierbei jedoch vorzugsweise nicht in Winkeln spitzer als 25°, aufeinanderstoßen, sind denkbar und in jeweils unterschiedlicher Art auch vorteilhaft. Auch Kombinationen von Stufen der genannten Arten sind in einer Blende prinzipiell möglich. In a production-technically favorable variant, the steps are almost rectangular (88 ° -92 °), in particular at right angles, formed, that is in particular, the two partial surfaces parallel to a longitudinal axis of the laser spark plug, while a partial surface is oriented perpendicular thereto. In particular, a plurality of such stages, for example, more than three or more than seven may be provided. Even steps that consist of surfaces that always or partially at obtuse angles or always or partially at acute angles, but preferably not in angles more than 25 °, collide, are conceivable and advantageous in each case in different ways. Combinations of stages of the mentioned types are in principle possible in a diaphragm.

Sowohl die Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitts der Blende als auch die Vorsehung von mindestens einer Kante in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, ermöglichen es jeweils für sich, die Anzahl der Partikel, die auf dem Brennraumfenster auftreffen, zu verringern. Werden beide Maßnahmen miteinander kombiniert, ergibt sich der synergetische Effekt, dass die durch den kleinen Austrittsquerschnitt der Blende räumlich konzentrierte Strömung in die Blende durch geeignete Kanten besonders gezielt stören, insbesondere verwirbeln lassen. Günstig sind hierbei insbesondere Austrittsquerschnitte von 78 mm2 oder weniger, insbesondere 19 mm2 oder weniger, bevorzugt 7 mm2 oder weniger, insbesondere bevorzugt 2 mm2 oder weniger, wobei diese Austrittsdurchmesser jeweils vorteilhafterweise mit einer stufenförmigen Innenkontur der Blende kombiniert werden kann, insbesondere mit einer stufenförmigen Innenkontur der Blende, die eine Vielzahl von Stufen aufweist, insbesondere von rechtwinkligen Stufen, insbesondere von Stufen, an denen die Querschnittsfläche der Blende jeweils in Richtung von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Innenkontur der Blende zu dem dem Brennraum abgewandten Ende der Innenkontur der Blende um mindestens 10%, insbesondere um mindestens 35%, zunimmt.Both the provision of a small outlet cross section of the diaphragm and the provision of at least one edge in a region which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber make it possible in each case to separate the diaphragm Reduce the number of particles striking the combustion chamber window. If both measures are combined, the synergetic effect results that the spatially concentrated by the small outlet cross-section of the aperture flow into the aperture by suitable edges particularly targeted disrupt, especially swirl. In this case, in particular outlet cross-sections of 78 mm 2 or less, in particular 19 mm 2 or less, preferably 7 mm 2 or less, particularly preferably 2 mm 2 or less, these outlet diameter can each advantageously be combined with a stepped inner contour of the diaphragm, in particular with a step-shaped inner contour of the diaphragm, which has a plurality of steps, in particular of rectangular steps, in particular steps, on which the cross-sectional area of the diaphragm respectively in the direction of the combustion chamber facing the end of the inner contour of the diaphragm to the combustion chamber facing away from the end of the inner contour the aperture increases by at least 10%, in particular by at least 35%.

Die gezielte Wahl der Länge der Blende, die gezielte Materialwahl und/oder die Vorsehung von Kühlkanälen sind jeweils für sich alleine oder in Kombinationen miteinander bereits geeignet, die Temperatur des Brennraumfensters herabzusetzen, sodass ein „Einbrennen” von Partikeln auf Brennraumfensters verringert, Ablagerungen vermindert und somit die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze gesteigert ist. Durch die Vorsehung eines dem Brennraumfester brennraumseitig vorgelagerten Spaltes lässt sich eine ähnliche Wirkung erzielen. Werden diese Maßnahmen mit der Vorsehung von mindestens einer Kante in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, kombiniert, tritt insgesamt die Wirkung auf, dass einerseits weniger Partikel an das Brennraumfenster gelangen, das Brennraumfenster andererseits aber auch resistenter gegenüber einer Verschmutzung durch diese wenigen Partikel ist. Die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze lässt sich auf diese Weise erheblich steigern.The specific choice of the length of the aperture, the targeted choice of material and / or the provision of cooling channels are each alone or in combination with each other already suitable to reduce the temperature of the combustion chamber window, so that a "burning" of particles on the combustion chamber window reduces deposits and reduces thus the reliability of the laser spark plug is increased. The provision of a combustion chamber fixed to the combustion chamber side upstream gap can achieve a similar effect. If these measures combined with the provision of at least one edge in an area which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber, the overall effect is that on the one hand fewer particles on the other hand, the combustion chamber window is also more resistant to contamination by these few particles. The reliability of the laser spark plug can be significantly increased in this way.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitts der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer Kante der beschriebenen Art vorgesehen, dass bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, wobei die Blende ein dem Brennraum zugewandtes Ende und ein dem Brennraum abgewandtes Ende aufweist, die Innenkontur der Blende in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, einen extremalen Querschnitt aufweist.In advantageous embodiments of the invention is additionally or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to Provide a high thermal conductivity of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of a combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap whose height targeted is selected to be low, and additionally or alternatively to the provision of a small outlet cross section of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of an edge of the type described provided that in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or for the production of Laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage through the Mit tel guided, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber, wherein the aperture has an end facing away from the combustion chamber and an end facing away from the combustion chamber, the inner contour of the diaphragm in a region which both from the combustion chamber facing the end of the diaphragm and is spaced from the combustion chamber facing away from the end of the aperture, having an extreme cross-section.

Unter einem extremalen Querschnitt der Innenkontur einer Blende ist insbesondere ein Querschnitt zu verstehen, der bezüglich seines Flächeninhaltes und bezüglich der Längsrichtung der Laserzündkerze ein lokales Maximum darstellt, das heißt insbesondere, sich in beide Längsrichtungen verkleinert, oder ein lokales Minimum darstellt, das heißt insbesondere, sich in beide Längsrichtungen vergrößert. Der extremale Querschnitt der Blende in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, kann sich insbesondere darin äußern, dass es einen Querschnitt der Blende gibt, der größer als der Eintrittsquerschnitt der Blende und größer als der Austrittsquerschnitt der Blende ist, oder dass es einen Querschnitt der Blende gibt, der kleiner als der Eintrittsquerschnitt der Blende und kleiner als der Austrittsquerschnitt der Blende ist. Bei dem extremalen Querschnitt handelt es sich insbesondere um einen Querschnitt, der in einer Ebene liegt, die parallel zu einer Ebene liegt, in der der Austrittsquerschnitt der Blende liegt und/oder der in einer Ebene liegt, die parallel zu einer Ebene liegt, in der der Eintrittsquerschnitt der Blende liegt und/oder die parallel zu einer Ebene liegt, in der die dem Brennraum zugewandte Oberfläche des Brennraumfensters liegt und/oder die senkrecht zu einer Längsachse der Laserzündkerze orientiert ist.An extreme cross-section of the inner contour of a diaphragm is to be understood in particular as a cross-section which, with respect to its surface area and with respect to the longitudinal direction of the laser spark plug, represents a local maximum, that is to say in particular, decreases in both longitudinal directions, or represents a local minimum, that is to say in particular enlarged in both longitudinal directions. The extreme cross-section of the diaphragm in a region which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber can be expressed in particular in that there is a cross section of the diaphragm which is larger than the diaphragm Inlet cross-section of the aperture and is greater than the outlet cross-section of the aperture, or that there is a cross-section of the aperture, which is smaller than the inlet cross-section of the aperture and smaller than the outlet cross-section of the aperture. The extremal cross section is in particular a cross-section which lies in a plane which is parallel to a plane in which the outlet cross-section of the diaphragm lies and / or which lies in a plane which is parallel to a plane in which the inlet cross-section of the diaphragm lies and / or is parallel to a plane in which the surface of the combustion chamber window facing the combustion chamber and / or is oriented perpendicular to a longitudinal axis of the laser spark plug.

Die technische Wirkung der Maßnahme, dass die Innenkontur der Blende in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, einen extremalen Querschnitt aufweist, besteht darin, dass der Bereich extremalen Querschnitts einen Ausgangspunkt für eine Störung des Einströmens von Gasen in die Blende oder eine Störung der Strömung in der Blende darstellt. Insbesondere kann es ausgehend von dem Bereich extremalen Querschnitts zu Verwirbelung des in die Blende einströmenden Abgases oder der Strömung in der Blende kommen. Infolge der Störung, insbesondere infolge der Verwirbelung, ist die Wechselwirkung des in die Blende einströmenden Abgases mit der Innenkontur der Blende erhöht und infolge dieser erhöhten Wechselwirkung auch die Neigung von im Abgas enthaltenen Partikeln, sich innerhalb der Blende anzulagern und nicht bis zum Brennraumfenster vorzudringen. Auf diese Weise kommt dem Bereich extremalen Querschnitts gleichsam die Wirkung eines Partikelfängers zu.The technical effect of the measure that the inner contour of the diaphragm in an area which is spaced from both the combustion chamber facing the end of the aperture and the combustion chamber facing away from the end of the aperture, has an extreme cross section, is that the area extremalen Cross-section represents a starting point for a disturbance of the influx of gases into the diaphragm or a disturbance of the flow in the diaphragm. In particular, starting from the area of extreme cross-section, turbulence of the exhaust gas flowing into the diaphragm or the flow in the diaphragm can occur. As a result of the disturbance, in particular as a result of turbulence, the interaction of the exhaust gas flowing into the orifice with the inner contour of the orifice is increased and due to this increased interaction also the tendency of particles contained in the exhaust gas to accumulate within the orifice and not penetrate to the combustion chamber window. In this way, the area of extremal cross-section is as it were the effect of a particle trap.

Wenngleich die beschriebene Wirkung bereits durch die Vorsehung eines Bereiches, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist und der einen extremalen Querschnitt aufweist, an sich resultiert, sehen Weiterbildungen vor, dass die Blende an ihrem dem Brennraum zugewandten Ende einen Eintrittsquerschnitt aufweist und an ihrem dem Brennraum zugewandten Ende einen Austrittsquerschnitt aufweist und dass der extremale Querschnitt entweder mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, bevorzugt mindestens 30%, kleiner als der Eintrittsquerschnitt und mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, bevorzugt mindestens 30%, kleiner als der Austrittsquerschnitt ist oder mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, bevorzugt mindestens 30%, größer als Eintrittsquerschnitt ist und mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, bevorzugt mindestens 30%, größer als der Austrittsquerschnitt ist. Eine vorteilhafte Form der Innenkontur der Blende sieht vor, dass die Innenkontur der Blende zwei Abschnitte aufweist, die jeweils eine kegelstumpfförmige Form, insbesondere jeweils die Form eines gerade Kreiskegelstumpfes, aufweisen, wobei diese beiden Abschnitte vorzugsweise unmittelbar benachbart sind, also jeweils mit ihrer größeren oder jeweils mit ihrer kleineren Stirnfläche aneinander angrenzen und somit gleichsam einen Doppelkegelstumpf bilden. An der Stelle, an der die Kegelstümpfe aneinandergrenzen bildet sich somit eine Kante aus, die entweder längs einer Einschnürung oder längs einer Ausbauchung der Innenkontur der Blende verläuft.Although the effect described already by the provision of an area which is spaced both from the combustion chamber facing the end of the diaphragm and from the combustion chamber facing away from the end of the diaphragm and having an extreme cross-section, results in itself, developments that Aperture has an inlet cross section at its end facing the combustion chamber and at its end facing the combustion chamber has an outlet cross section and that the extremal cross section either at least 10%, in particular at least 20%, preferably at least 30%, smaller than the inlet cross section and at least 10%, in particular at least 20%, preferably at least 30%, is smaller than the outlet cross section or at least 10%, in particular at least 20%, preferably at least 30%, greater than inlet cross section and at least 10%, in particular at least 20%, preferably at least 30%, greater than the outlet cross-section is. An advantageous form of the inner contour of the diaphragm provides that the inner contour of the diaphragm has two sections, each having a frusto-conical shape, in particular in the form of a straight circular truncated cone, these two portions are preferably immediately adjacent, ie each with its larger or each adjacent to each other with their smaller face and thus form as it were a Doppelkegelstumpf. At the point where the truncated cones adjoin one another thus forms an edge which extends either along a constriction or along a bulge of the inner contour of the panel.

Neben rotationssymmetrischen Innenkonturen der Blende, die insbesondere umlaufende geometrische Merkmale wie Einschnürungen und/oder Ausbauchungen vorsehen und/oder einen Freistich vorsehen, ist es grundsätzlich möglich und vorteilhaft, bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, von einer rotationssymmetrischen Form der Innenkontur der Blende abzuweichen. Derartige Asymmetrien haben die Wirkung, dass es zu einer erhöhten Wechselwirkung des in die Blende einströmenden Abgases mit der Innenkontur der Blende kommt und infolge dieser erhöhten Wechselwirkung auch die Neigung von im Abgas enthaltenen Partikeln, sich innerhalb der Blende anzulagern und nicht bis zum Brennraumfenster vorzudringen erhöht ist. Die Ablagerungen auf dem Brennraumfenster sind somit vermindert und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze ist erhöht. Spezielle Innenkonturen mit einer nicht rotationssymmetrischen Form weisen zumindest eine Ausnehmung, insbesondere eine Vielzahl von Ausnehmungen auf, die insbesondere sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet sind. Auch Ausbuchtung, insbesondere eine Vielzahl von Ausbuchtungen, die insbesondere sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet sind, sind vorteilhaft, da die Ausnehmung und/oder die Ausbuchtung einen Ausgangspunkt für eine Störung des Einströmens von Abgasen in die Blende darstellen. Insbesondere kann es ausgehend von der Ausnehmung und/oder der Ausbuchtung zu einer Verwirbelung des in die Blende einströmenden Gases kommen. Besonders vorteilhaft befindet sich die Ausbuchtung und/oder die Ausnehmung in einem Bereich der Blende, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist und der einen extremalen Querschnitt aufweist. Auch die Vorsehung anderer Innenkonturen der Blende, insbesondere solcher, die hinsichtlich einer Strömung optimiert sind, beispielweise nicht scharfkantig, sondern abgerundet und/oder vollständig oder abschnittsweise als Lavaldüse ausgebildet sind, ist grundsätzlich denkbar.In addition to rotationally symmetrical inner contours of the diaphragm, which provide in particular circumferential geometric features such as constrictions and / or bulges and / or provide an undercut, it is basically possible and advantageous in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or for generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, the housing on the side opposite the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage of the guided, guided and / or generated laser radiation by the means in a Has combustion chamber to deviate from a rotationally symmetrical shape of the inner contour of the diaphragm. Such asymmetries have the effect that there is an increased interaction of the inflowing into the aperture exhaust gas with the inner contour of the diaphragm and as a result of this increased interaction and the tendency of particles contained in the exhaust gas to accumulate within the diaphragm and does not penetrate to the combustion chamber window is. The deposits on the combustion chamber window are thus reduced and the reliability of the laser spark plug is increased. Special inner contours with a non-rotationally symmetrical shape have at least one recess, in particular a multiplicity of recesses, which are spaced in particular both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber. Also bulge, in particular a plurality of bulges, which are spaced in particular both from the combustion chamber facing the end of the diaphragm and from the combustion chamber remote from the end of the diaphragm are advantageous because the recess and / or the bulge a starting point for a disturbance Influence of exhaust gases in the aperture represent. In particular, starting from the recess and / or the bulge, turbulence of the gas flowing into the orifice may occur. Particularly advantageously, the bulge and / or the recess is located in a region of the diaphragm which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber and which has an extreme cross-section. The provision of other inner contours of the diaphragm, in particular those which are optimized in terms of flow, for example, not sharp-edged, but rounded and / or complete or are formed in sections as a Laval nozzle is conceivable in principle.

In einem Bereich der Innenkontur der Blende, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, wirken sowohl die Vorsehung von einer oder mehrerer Kanten als auch die Vorsehung extremaler Querschnitte und/oder von Ausnehmungen oder Ausbuchtungen, wie oben beschrieben, bereits jeweils für sich in der Weise, dass eine Störung des Einströmens von Gasen in die Blende dargestellt wird und dass es insbesondere zu einer Verwirbelung des in die Blende einströmenden Gases kommt. Diese technische Wirkung tritt in gesteigertem Maße bei einer Blende mit mehreren der genannten Merkmale auf.In a region of the inner contour of the diaphragm, which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end remote from the combustion chamber, both the provision of one or more edges and the provision of extreme cross sections and / or of Recesses or bulges, as described above, already for themselves in such a way that a disturbance of the influx of gases is shown in the aperture and that in particular there is a turbulence of the gas flowing into the aperture gas. This technical effect occurs to an increased extent in a diaphragm with several of the mentioned features.

Die gezielte Wahl der Länge der Blende, die gezielte Materialwahl und/oder die Vorsehung von Kühlkanälen sind jeweils für sich alleine oder in Kombinationen miteinander bereits geeignet, die Temperatur des Brennraumfensters herabzusetzen, sodass Ablagerungen auf dem Brennraumfenster vermindert sind und damit die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze gesteigert ist. Durch die Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten Spaltes der oben beschriebenen Art lässt sich wie oben beschrieben für sich allein und besonders in Kombinationen eine ähnlicher Wirkung erzielen. Werden diese Maßnahmen mit der Vorsehung eines extremalen Querschnitts in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende beabstandet ist, kombiniert, tritt insgesamt die Wirkung auf, dass weniger Partikel an das Brennraumfenster gelangen, das Brennraumfenster andererseits aber auch resistenter gegenüber einer Verschmutzung durch diese verbleibenden Partikel ist. Die Lebensdauer der Laserzündkerze lässt sich auf diese Weise erheblich steigern.The specific choice of the length of the aperture, the targeted choice of material and / or the provision of cooling channels are already suitable alone or in combination with each other to reduce the temperature of the combustion chamber window so that deposits are reduced to the combustion chamber window, thus increasing the reliability of the laser spark plug is. By provid- ing a gap of the type described above upstream of the combustion chamber window on the combustion chamber side, a similar effect can be achieved on its own and especially in combinations, as described above. If these measures are combined with the provision of an extreme cross-section in an area which is spaced both from the end of the diaphragm facing the combustion chamber and from the end of the diaphragm facing away from the combustion chamber, the overall effect is that fewer particles are applied to the combustion chamber window On the other hand, however, the combustion chamber window is also more resistant to contamination by these remaining particles. The life of the laser spark plug can be significantly increased in this way.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitt der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer Kante und/oder eines extremalen Querschnitts der jeweils beschriebenen Art bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, die Laserzündkerze zumindest ein Fokussierungsmittel zur Festlegung einer Strahlform der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung aufweist und der Abstand zwischen Blende und Laserstrahlung zumindest entlang überwiegender Teile der Innenkontur der Blende einen Höchstabstand nicht überschreitet.According to the invention, in addition to or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of a high thermal conductivity of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of the combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap, the height deliberately low is selected, and additionally or alternatively to the provision of a small outlet cross section of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of an edge and / or an extreme cross section of the type described in a laser spark plug for an internal combustion engine comprising at least one means for guiding, shaping and / or Generation of laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the side opposite the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the housing, a diaphragm for the passage d he has guided by the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber, the laser spark plug at least one focusing means for determining a beam shape of the laser beam passing through the aperture and the distance between the aperture and laser radiation at least along predominant parts of the inner contour of the aperture a maximum distance does not exceed.

Bei dem zumindest einen Fokussierungsmittel kann es sich um eine Fokussieroptik, beispielsweise um eine Linse oder mehrere Linsen und/oder um einen oder mehrere Spiegel handeln, insbesondere um einen oder mehrere Spiegel mit jeweils einer gekrümmten Oberfläche. Auch die Ausbildung des Brennraumfensters und/oder die Ausbildung des Mittels zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung als fokussierendes Element ist zusätzlich oder alternativ möglich. Durch die Vorsehung des zumindest einen Fokussierungsmittels ist eine Strahlform der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung grundsätzlich festgelegt. Bei Laserzündkerzen, bei denen die Strahlform der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung von einem weiteren Betriebsparameter der Laserzündkerze, zum Beispiel einem Strom oder einer Temperatur, abhängt, ist als die durch die Fokussierungsmittel festgelegte Strahlform, die Strahlform aufzufassen, die durch die Laserzündkerze bereitgestellt wird, wenn der Betriebsparameter einen Wert annimmt, der für den Betrieb der Laserzündkerze vorgesehen ist. Die Strahlform der Laserstrahlung, insbesondere Strahllage, Strahlabmessungen und Abstände zwischen Strahl und Blende verstehen sich gemäß und/oder vor dem Hintergrund der Norm DIN EN ISO 11145 .The at least one focusing means may be a focusing optics, for example one or more lenses and / or one or more mirrors, in particular one or more mirrors each having a curved surface. The design of the combustion chamber window and / or the formation of the means for guiding, shaping and / or for the generation of laser radiation as a focusing element is additionally or alternatively possible. The provision of the at least one focusing means basically defines a beam shape of the laser radiation passing through the diaphragm. In the case of laser spark plugs, where the beam shape of the laser radiation passing through the diaphragm depends on a further operating parameter of the laser spark plug, for example a current or a temperature, the beam shape determined by the focusing means is to be understood as the beam shape provided by the laser spark plug, when the operating parameter assumes a value intended for the operation of the laser spark plug. The beam shape of the laser radiation, in particular the beam position, beam dimensions and distances between the beam and the diaphragm are understood to mean and / or against the background of Standard DIN EN ISO 11145 ,

Der Vorsehung, dass der Abstand zwischen Blende und Laserstrahlung zumindest entlang überwiegender Teile der Innenkontur der Blende einen Höchstabstand nicht überschreitet, liegt einerseits Erkenntnis zugrunde, dass es zur Erreichung einer das Brennraumfenster abschirmenden Wirkung und zur Verminderung von Ablagerungen auf dem Brennraumfenster entlang überwiegenden Teilen der Innenkontur der Blende, insbesondere entlang der gesamten Innenkontur der Blende förderlich ist, wenn der Durchgang der Blende so eng wie nur möglich ausgelegt ist. Anderseits steht dieser Anforderung entgegen, dass ein möglichst großer Anteil der durch das Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung geführten, geformte und/oder erzeugten Laserstrahlung durch die Blende durchtreten soll, die Blende also nicht zu eng sein darf, insbesondere, da auch fertigungstechnische Toleranzen zu berücksichtigen sind.The provision that the distance between the diaphragm and laser radiation does not exceed a maximum distance, at least along predominant parts of the inner contour of the diaphragm, is based on the one hand knowledge that it to achieve a combustion chamber window shielding effect and to reduce deposits on the combustion chamber window along predominant parts of the inner contour the aperture, in particular along the entire inner contour of the aperture is conducive when the passage of the aperture is designed as narrow as possible. On the other hand, this requirement is contrary to the fact that the largest possible proportion of guided through the means for guiding, shaping and / or for generating laser radiation, shaped and / or generated laser radiation should pass through the aperture, so the aperture must not be too narrow, in particular , as also manufacturing tolerances are to be considered.

Ein guter Kompromiss zwischen diesen beiden Anforderungen ist bereits gegeben, wenn entlang überwiegender Teile der Innenkontur der Blende ein Abstand zwischen Blende und Laserstrahlung zwar gegeben ist, dieser aber einen Höchstabstand von 4 mm nicht überschreitet. Noch bessere Kompromisse sehen vor, dass der Höchstabstand entlang überwiegender Teile der Innenkontur der Blende 2 mm, insbesondere 1 mm, bevorzugt 0,55 mm, beträgt und/oder dass ein Mindestabstand entlang der überwiegenden Teile der Innenkontur der Blende nicht unterschritten wird, wobei dieser Mindestabstand vorteilhafterweise 0,1 mm, 0,25 mm oder 0,45 mm beträgt. Die überwiegenden Teile der Innenkontur der Blende können 70% der Fläche der Innenkontur oder mehr, 90% der Fläche der Innenkontur oder mehr oder sogar die gesamte Innenkontur umfassen. A good compromise between these two requirements is already given if a distance between the diaphragm and laser radiation is given along predominant parts of the inner contour of the diaphragm, but this does not exceed a maximum distance of 4 mm. Even better compromises provide that the maximum distance along predominant parts of the inner contour of the diaphragm 2 mm, in particular 1 mm, preferably 0.55 mm, and / or that a minimum distance along the major parts of the inner contour of the diaphragm is not exceeded, this Minimum distance is advantageously 0.1 mm, 0.25 mm or 0.45 mm. The predominant parts of the inner contour of the diaphragm may comprise 70% of the surface of the inner contour or more, 90% of the surface of the inner contour or more or even the entire inner contour.

Dass ein guter Kompromiss zwischen den genannten Anforderungen gefunden wurde, kann statt durch geometrische, auf die Blende und/oder auf die Laserstrahlung bezogene Maße alternativ auch in dem Anteil der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung zum Ausdruck kommen. So ist es günstig, wenn dieser Anteil zwischen 50% und 100%, insbesondere zwischen 70% und 95%, bevorzugt zwischen 85% und 93%, beträgt, wobei der verbleibende Anteil durch die Blende insbesondere absorbiert und/oder diffus gestreut wird. Der verbleibende Anteil steht für eine Fokussierung des Laserstrahls insbesondere nicht mehr zur Verfügung.The fact that a good compromise between the mentioned requirements has been found, can alternatively be expressed in the proportion of the laser radiation passing through the diaphragm instead of by geometrical dimensions related to the diaphragm and / or to the laser radiation. Thus, it is favorable if this proportion is between 50% and 100%, in particular between 70% and 95%, preferably between 85% and 93%, the remaining portion being absorbed and / or diffused in particular by the diaphragm. The remaining portion is no longer available for focusing the laser beam.

Die erfindungsgemäße Maßnahme der Vorsehung eines Höchstabstandes und/oder eines Anteil der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung und die diesbezüglichen Weiterbildungen der Erfindung, kommen für alle Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung, auch wo nicht explizit vermerkt, insbesondere optional, in Betracht.The measure according to the invention of providing a maximum distance and / or a portion of the laser radiation passing through the diaphragm and the related developments of the invention come into consideration for all embodiments and examples of the invention, even if not explicitly noted, in particular optionally.

Sowohl durch die Vorsehung von Mindest- und/oder Höchstabständen in der beschriebenen Art, als auch durch weitere oben beschriebene Maßnahmen, insbesondere der Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitts der Blende, als auch durch die Vorsehung der beschriebenen Verhältnisse zwischen Austrittsquerschnitt und Länge der Blende und/oder durch Anpassung von Innenkontur der Blende zum Laserstrahl lässt sich jeweils für sich bereits eine gute Abschirmung des Brennraumfensters von in dem Brennraum herrschenden Bedingungen erzielen. Durch Zusammenwirken dieser Maßnahmen lässt sich die abschirmende Wirkung nochmals erheblich steigern. Insgesamt lassen sich so Ablagerungen auf dem Brennraumfenster besonders wirkungsvoll vermindern und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze erheblich steigern.Both by the provision of minimum and / or maximum distances in the manner described, as well as by other measures described above, in particular the provision of a small outlet cross section of the diaphragm, as well as by the provision of the described relationships between outlet cross section and length of the diaphragm and / or By adapting the inner contour of the diaphragm to the laser beam, a good shielding of the combustion chamber window from conditions prevailing in the combustion chamber can already be achieved on its own. By combining these measures, the shielding effect can be significantly increased again. Overall, deposits on the combustion chamber window can thus be reduced particularly effectively and the reliability of the laser spark plug can be increased considerably.

Auch mit den weiteren oben oder nachfolgend beschriebenen Maßnahmen, die eine Herabsetzung der Brennraumfenstertemperatur und/oder eine Minderung der Exposition des Brennraumfensters mit Partikeln bewirken, insbesondere gezielte Wahl der Länge der Blende, gezielte Materialwahl und/oder Vorsehung von Kühlkanälen und/oder eines Spaltes in der beschriebenen Art und Weise, tritt die Vorsehung von Mindest- und/oder Höchstabständen in der beschriebenen Art in gegenseitige Wirkungsverstärkung, sodass insgesamt eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze resultiert.Also with the other measures described above or below, which cause a reduction of the combustion chamber window temperature and / or a reduction of the exposure of the combustion chamber window with particles, in particular targeted choice of the length of the aperture, targeted choice of material and / or provision of cooling channels and / or a gap in described manner, the provision of minimum and / or maximum distances in the manner described in mutual effect gain, so that overall results in a significant increase in the reliability of the laser spark plug.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich oder alternativ zur gezielten Wahl der Länge der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines dem Brennraumfenster brennraumseitig vorgelagerten, mit dem Inneren der Blende kommunizierenden Spaltes, dessen Höhe gezielt gering gewählt wird, und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitt der Blende und zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung einer Kante und/oder eines extremalen Querschnitts der jeweils beschriebenen Art bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, wobei die Innenkontur der Blende die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes aufweist, wobei der Kegelstumpf einen Öffnungswinkel φ aufweist, Fokussierungsmittel zur Festlegung eines Strahldivergenzwinkel ψ der durch die Blende durchtretenden Laserstrahlung vorgesehen sind aufweist, wobei 0 ≤ φ – ψ ≤ 30°, insbesondere 0 < φ – ψ < 30°.In further advantageous embodiments of the invention it is provided that in addition to or alternatively to the specific choice of the length of the diaphragm and additionally or alternatively to Provide a high thermal conductivity of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of the combustion chamber window combustion chamber side upstream, communicating with the interior of the diaphragm gap whose height is intentionally low, and additionally or alternatively to the provision of a small outlet cross section of the diaphragm and additionally or alternatively to the provision of an edge and / or an extremal cross section of the type described in a laser spark plug for an internal combustion engine comprising at least one guide means, Forming and / or for generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the side opposite the center of the combustion chamber window, in particular at a combustion chamber end of the G ehäuses, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber, wherein the inner contour of the diaphragm has the shape of the lateral surface of a truncated cone, wherein the truncated cone has an opening angle φ, focusing means for determining a beam divergence angle ψ the laser radiation passing through the diaphragm is provided, where 0 ≤ φ - ψ ≤ 30 °, in particular 0 <φ - ψ <30 °.

Die Strahlform der Laserstrahlung, insbesondere der Strahldivergenzwinkel, Strahllage, Strahlabmessungen und Abstände zwischen Strahl und Blende verstehen sich gemäß und/oder vor dem Hintergrund der Norm DIN EN ISO 11145 . Bezüglich der Ausführung und der Wirkung des Fokussierungsmittels gilt das voranstehend ausgeführte.The beam shape of the laser radiation, in particular the beam divergence angle, beam position, beam dimensions and distances between the beam and the diaphragm are understood to be according to and / or against the background of Standard DIN EN ISO 11145 , With regard to the execution and the effect of the focusing means, the above applies.

Durch das Merkmal, dass 0 ≤ φ – ψ ≤ 30°, insbesondere 0 < φ – ψ < 30° resultiert die technische Wirkung, dass ein Austrittsquerschnitt der Blende relativ eng ist, sodass nur wenige Partikel in das Innere der Blende eintreten können, sich die Blende aber in ihrem dem Brennraumfenster zugewandten Teil relativ stark aufweitet, wodurch die flächenhafte Ausdehnung der Innenkontur der Blende relativ groß ist. Die von der Laserstrahlung durchdrungene Fläche des Brennraumfensters ist, bedingt durch den geringeren Strahldivergenzwinkel ψ, hingegen relativ klein. Aus diesen Flächenverhältnissen resultiert insgesamt, dass sich die Mehrzahl der von vorneherein wenigen, in die Blende eingedrungenen Partikel, auf der Blende und nicht auf dem Brennraumfenster anlagern. Die Ablagerungen auf dem Brennraumfenster sind somit vermindert und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze ist gesteigert.The feature that 0 ≦ φ - ψ ≦ 30 °, in particular 0 <φ - ψ <30 ° results in the technical effect that an outlet cross-section of the aperture is relatively narrow, so that only a few particles can enter the interior of the aperture itself but the aperture in their combustion chamber window facing part widens relatively strong, whereby the areal extent of the inner contour of the aperture is relatively large. The penetrated by the laser radiation Area of the combustion chamber window, however, is relatively small due to the lower beam divergence angle ψ. Overall, these surface ratios result in the majority of the particles, which have penetrated into the diaphragm from the outset, accumulating on the diaphragm and not on the combustion chamber window. The deposits on the combustion chamber window are thus reduced and the reliability of the laser spark plug is increased.

Diese vorteilhafte Wirkung tritt besonders hervor, wenn die Innenkontur der Blende die Form der Mantelfläche eines geraden Kreiskegelstumpfes hat, wobei der gerade Kreiskegelstumpf den Öffnungswinkel φ aufweist, wobei 0 ≤ φ – ψ ≤ 30°, insbesondere 0 < φ – Y < 30° Ferner ist bevorzugt, dass der Öffnungswinkel φ 90° oder weniger, insbesondere 70° oder weniger, bevorzugt 60° oder weniger, aufweist und/oder dass der Öffnungswinkel φ 3° oder mehr, insbesondere 10° oder mehr, beträgt und oder 5° ≤ φ – ψ, insbesondere 13° ≤ φ – ψ und/oder dass φ – ψ ≤ 20°, insbesondere φ – ψ ≤ 15°.This advantageous effect is particularly evident when the inner contour of the diaphragm has the shape of the lateral surface of a straight circular truncated cone, wherein the straight circular truncated cone has the opening angle φ, where 0 ≤ φ - ψ ≤ 30 °, in particular 0 <φ - Y <30 ° Further is preferred that the opening angle φ 90 ° or less, in particular 70 ° or less, preferably 60 ° or less, and / or that the opening angle φ is 3 ° or more, in particular 10 ° or more, and or 5 ° ≤ φ - ψ, in particular 13 ° ≤ φ - ψ and / or that φ - ψ ≤ 20 °, in particular φ - ψ ≤ 15 °.

Sowohl durch die Wahl von φ – ψ in der beschriebenen Art, als auch durch weitere oben beschriebene Maßnahmen, insbesondere der Vorsehung eines kleinen Austrittsquerschnitts der Blende, als auch durch die Vorsehung der beschriebenen Verhältnisse zwischen Austrittsquerschnitt und Länge der Blende und/oder durch Anpassung von Innenkontur der Blende zum Laserstrahl lässt jeweils für sich bereits eine gute Abschirmung des Brennraumfensters von in dem Brennraum herrschenden Bedingungen erzielen. Durch Zusammenwirken dieser Maßnahmen lässt sich die abschirmende Wirkung nochmals erheblich steigern, sodass insgesamt eine erhebliche Verminderung von Ablagerungen und eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze resultiert.Both by the choice of φ - ψ in the manner described, as well as by other measures described above, in particular the provision of a small outlet cross section of the diaphragm, as well as by the provision of the described relationships between outlet cross section and length of the diaphragm and / or by adaptation of Inner contour of the diaphragm to the laser beam can be achieved in each case already good shielding of the combustion chamber window of prevailing conditions in the combustion chamber. By combining these measures, the shielding effect can be significantly increased again, so that overall a significant reduction of deposits and a significant increase in the reliability of the laser spark plug results.

Auch mit weiteren, oben oder nachfolgend beschriebenen Maßnahmen, die eine Herabsetzung der Brennraumfenstertemperatur und/oder eine Minderung der Exposition des Brennraumfensters mit Partikeln bewirken, insbesondere gezielte Wahl der Länge der Blende, gezielte Materialwahl und/oder Vorsehung von Kühlkanälen und/oder eines Spaltes in der beschriebenen Art und Weise, tritt die geeignete Wahl von φ – ψ in der beschriebenen Art in gegenseitige Wirkungsverstärkung, sodass insgesamt eine erhebliche Verminderung von Ablagerungen und eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze resultiert.Also with other measures described above or below, which cause a reduction of the combustion chamber window temperature and / or a reduction of the exposure of the combustion chamber window with particles, in particular targeted choice of the length of the aperture, targeted choice of material and / or provision of cooling channels and / or a gap in In the manner described, the appropriate choice of φ - ψ in the manner described, results in mutual enhancement of action, so that overall a significant reduction of deposits and a significant increase in the reliability of the laser spark plug results.

Vorteilhafte weitere Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere Weiterbildungen der voranstehend erläuterten Ausführungsformen, betreffen Maßnahmen zur Führung der Strömung in einem der Blende vorgelagerten Bereich und/oder im Bereich der Blende und/oder in einem Bereich der Austrittsöffnung der Blende und/oder in der Blende. Diese Maßnahmen können einerseits eine von der Laserzündkerze umfasste, insbesondere am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Vorkammer betreffen, hierbei insbesondere die gezielte Anordnung mindestens eines Überstromkanals der eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum der Vorkammer und einem die Vorkammer umgebenden Brennraum ermöglicht. Andererseits können auch in von der Laserzündkerze nicht umfassten Vorrichtungen Maßnahmen zur Strömungsbeeinflussung in den genannten Bereichen vorgesehen werden, beispielsweise durch die Auslegung der Form des Brennraums oder des dem Brennraum zugehörigen Kolbens oder anderer Komponenten der Brennkraftmaschine.Advantageous further embodiments of the invention, in particular developments of the embodiments explained above, relate to measures for guiding the flow in a region upstream of the diaphragm and / or in the region of the diaphragm and / or in a region of the outlet opening of the diaphragm and / or in the diaphragm. On the one hand, these measures may relate to an antechamber encompassed by the laser spark plug, in particular arranged at the combustion chamber end of the housing, in particular the targeted arrangement of at least one overflow channel which permits fluid communication between an interior of the prechamber and a combustion chamber surrounding the prechamber. On the other hand, measures for influencing the flow in the areas mentioned can also be provided in devices not covered by the laser spark plug, for example by designing the shape of the combustion chamber or the piston associated with the combustion chamber or other components of the internal combustion engine.

Insbesondere vorteilhaft ist es, zusätzlich oder alternativ zu den voranstehend ausgeführten Maßnahmen bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in eine am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Vorkammer aufweist, wobei mindestens ein eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum der Vorkammer und einem die Vorkammer umgebenden Brennraum ermöglichenden Überströmkanal vorgesehen ist, dass der mindestens eine Überströmkanal so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal in den Innenraum der Vorkammer eine gewünschte Fluidströmung ergibt.It is particularly advantageous, in addition or as an alternative to the above-described measures in a laser spark plug for an internal combustion engine comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the means opposite side of the combustion chamber window, a diaphragm for the passage of the guided, guided and / or generated laser radiation through the means arranged in the combustion chamber end of the housing antechamber, at least one fluid connection between an interior of the pre-chamber and the combustion chamber surrounding the combustion chamber enabling overflow provided is that the at least one overflow channel is arranged and designed so that when a fluid flows through the overflow into the interior of the prechamber a desired fluid flow results.

Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Überströmkanal einen Querschnitt aufweist, der nicht größer ist, insbesondere kleiner ist, als der Austrittsquerschnitt der Blende und/oder nicht größer ist, insbesondere kleiner ist, als ein minimaler Querschnitt der Blende. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Überströmkanal einen Querschnitt QÜ aufweist, der nicht größer ist, insbesondere kleiner, als ein Höchstquerschnitt ist, wobei der Höchstquerschnitt 10 mm2, 6 mm2, 4 mm2, 2 mm2 oder 1 mm2 betragen kann. Durch diese relativ kleinen Querschnitte kann die Richtung des in die Vorkammer einströmenden Fluids besonders gezielt beeinflusst werden. Es ist ferner zusätzlich oder alternativ zur gezielten Beeinflussung des in die Vorkammer einströmenden Fluids förderlich, wenn die Länge des mindestens einen Überstromkanals LÜ hoch im Vergleich zu einem Querschnitt QÜ des mindestens einen Überstromkanals ist, insbesondere gemäß LÜ > (QÜ/π)1/2, LÜ > (16·QÜ/π)1/2 oder gemäß LÜ > (36·QÜ/π)1/2. Aus der gezielten Beeinflussung des in die Vorkammer einströmenden Fluids, insbesondere in einer der nachstehend ausgeführten Arten, resultiert eine Verminderung der Ablagerungen auf dem Brennraumfenster und somit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze.For this purpose it can be provided that the at least one overflow channel has a cross section which is not larger, in particular smaller than the outlet cross section of the panel and / or is not larger, in particular smaller than a minimum cross section of the panel. Additionally or alternatively it can be provided that the at least one overflow channel has a cross-section Q Ü , which is not larger, in particular smaller, than a maximum cross-section, the maximum cross-section 10 mm 2 , 6 mm 2 , 4 mm 2 , 2 mm 2 or 1 mm 2 can be. By means of these relatively small cross sections, the direction of the fluid flowing into the prechamber can be influenced in a particularly targeted manner. It is also additional or alternative to targeted influencing the inflowing into the prechamber fluid, if the length of the at least one overflow channel L Ü is high compared to a cross section Q Ü the at least one overflow channel, in particular L Ü > (Q Ü / π) 1/2 , L Ü > (16 · Q Ü / π) 1/2 or according to L Ü > (36 · Q Ü / π) 1/2 . The targeted influencing of the fluid flowing into the prechamber, in particular in one of the types listed below, results in a reduction of the deposits on the combustion chamber window and thus an improvement in the reliability of the laser spark plug.

Hierbei kann unter der Blende insbesondere ein zwischen Vorkammer und Brennraumfenster liegender zylindrischer oder sich in Richtung Brennraum verjüngender Bereich der Laserzündkerze aufzufassen sein, während unter der Vorkammer insbesondere ein brennraumseitig der Blende angeordneten Bereich der Laserzündkerze aufzufassen sein kann, der insbesondere zumindest abschnittsweise einen gegenüber der gesamten Blende oder der Austrittsöffnung der Blende vergrößerten Querschnitt aufweist.In this case, a region of the laser spark plug lying between the prechamber and the combustion chamber window can be understood, while under the prechamber, a region of the laser spark plug arranged on the combustion chamber side of the diaphragm can be understood, which in particular at least in sections opposite to the entire Aperture or the outlet opening of the diaphragm has enlarged cross-section.

Insbesondere vorteilhaft ist bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in eine am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Vorkammer aufweist, wobei mindestens ein eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum der Vorkammer und einem die Vorkammer umgebenden Brennraum ermöglichender Überströmkanal vorgesehen ist, dass der mindestens eine Überströmkanal so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal in den Innenraum der Vorkammer eine Fluidströmung ergibt, die unter einem endlichen Mindestwinkel, insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze, in das Innere der Blende eintritt.Particularly advantageous is in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, a diaphragm for the passage provided by the means guided, shaped and / or generated laser radiation in an arranged at the combustion chamber end of the housing antechamber, wherein at least one fluid connection between an interior of the pre-chamber and the combustion chamber surrounding the combustion chamber enabling Überströmkanal is provided that the at least one overflow arranged so and is formed so that when a fluid flows through the overflow into the interior of the pre-chamber, a fluid flow results in the interior at a finite minimum angle, in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug the aperture occurs.

Daraus, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal in den Innenraum der Vorkammer eine Fluidströmung ergibt, die unter einem endlichen Mindestwinkel ε, insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze, in das Innere der Blende eintritt, resultiert einerseits die Wirkung, dass das einströmenden Fluid auf die Innenkontur der Blende gelenkt wird und sich im Fluid enthaltene Partikel dort ablagern. Die Anzahl der Partikel, die das Brennraumfenster erreichen, lässt sich somit reduzieren, die Ablagerungen auf dem Brennraumfenster sind vermindert und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze ist gesteigert.From the fact that the flow of a fluid through the overflow into the interior of the pre-chamber results in a fluid flow which occurs at a finite minimum angle ε, in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug into the interior of the aperture, on the one hand results in the effect that the inflowing fluid is directed to the inner contour of the diaphragm and store particles contained in the fluid there. The number of particles reaching the combustion chamber window can thus be reduced, the deposits on the combustion chamber window are reduced and the reliability of the laser spark plug is increased.

Die beschriebene Wirkung tritt bereits ein, wenn der Mindestwinkel ε 45° beträgt, noch günstigere Mindestwinkel ε betragen 60° oder 75° oder 85°, jeweils insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze. Alternativ ist die Messung des Mindestwinkels stets auch zu einer Senkrechten auf der Eintrittsfläche der Blende und/oder zu einer Senkrechten auf einer, dem Brennraum zugewandten Oberfläche des Brennraumfensters möglich. Um diese Strömung zu erzielen ist bevorzugt vorgesehen, dass der mindestens eine Überströmkanal so angeordnet ist, dass seine Längsachse in radialer Richtung einen Winkel mit der Längsachse der Laserzündkerze einschließt, der weniger als etwa 25° beträgt, vorzugsweise weniger als etwa 10°. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mehrere Überströmkanäle vorgesehen sind. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Mittel vorgesehen sind, durch die ein Spülgas in die Vorkammer einblasbar ist, und diese Mittel insbesondere so angeordnet sind und so betreibbar sind, dass zusammen mit dem durch die Überströmbohrung einströmenden Fluid eine resultierende Gesamtströmung resultiert, die unter dem Mindestwinkel, wie oben erläutert, in das Innere der Blende eintritt oder die zumindest weitgehend parallel zu einer Austrittsöffnung der Blende ist. Stets bevorzugt ist die Strömung innerhalb der Vorkammer als Tumble-Strömung ausgebildet.The described effect already occurs when the minimum angle ε is 45 °, even more favorable minimum angles ε are 60 ° or 75 ° or 85 °, in each case in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug. Alternatively, the measurement of the minimum angle is always possible also to a vertical on the entrance surface of the diaphragm and / or to a vertical on a, the combustion chamber facing surface of the combustion chamber window. In order to achieve this flow, it is preferably provided that the at least one overflow channel is arranged so that its longitudinal axis in the radial direction forms an angle with the longitudinal axis of the laser spark plug, which is less than about 25 °, preferably less than about 10 °. Alternatively or additionally, it can be provided that a plurality of overflow channels are provided. Additionally or alternatively it can be provided that additional means are provided, through which a purge gas is blown into the prechamber, and these means are arranged in particular and are operable so that together with the fluid flowing through the overflow a resulting total flow results below the minimum angle, as explained above, enters the interior of the diaphragm or at least substantially parallel to an outlet opening of the diaphragm. Always preferred, the flow is formed within the antechamber as a tumble flow.

Die oben erläuterte Wirkung der Vorsehung des Mindestwinkels ε wirkt bei einem gegebenen Mindestwinkel ε synergetisch mit einer besonders langen Blende und/oder mit einer besonders schlanken Blende, insbesondere einer Blende mit kleinem Austrittsquerschnitt QBA, durch den die Fluidströmung in das Innere der Blende eintritt, zusammen, da bei solchen Weiterbildungen die Innenkontur der Blende durch die Fluidströmung besonders nah an ihrem brennraumseitigen Ende getroffen wird und sich Partikel bevorzugt dort an der Innenkontur der Blende ablagern. Bevorzugt ist, dass die Innenkontur der Blende durch die Fluidströmung in einer dem Brennraum zugewandten Hälfte der Innenkontur der Blende getroffen wird. Noch günstiger ist ein Auftreffen der Fluidströmung in einem dem Brennraum zugewandten Endabschnitt dessen Länge in Längsrichtung der Innenkontur 1/n der Gesamtlänge der Innenkontur der Blende ausmacht, wobei n = 3, oder n = 4 oder n = 5 sein kann. Ein ähnlicher Sachverhalt kann auch dadurch zum Ausdruck kommen, dass der Mindestwinkel ε, die Länge der Blende L der Verhältniszahl n und der Austrittsquerschnitt der Blende QBA eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllen: n·tan ε = L/(QA/π)1/2; n = 2 ... 5. The above-described effect of providing the minimum angle ε acts synergistically with a given minimum angle ε with a particularly long diaphragm and / or with a particularly slender diaphragm, in particular a diaphragm with a small outlet cross-section Q BA , through which the fluid flow enters the interior of the diaphragm. together, since in such developments, the inner contour of the diaphragm is hit by the fluid flow particularly close to its combustion chamber end and particles are preferably deposited there on the inner contour of the diaphragm. It is preferred that the inner contour of the diaphragm is struck by the fluid flow in a half of the inner contour of the diaphragm facing the combustion chamber. Even more favorable is an impingement of the fluid flow in a combustion chamber facing end portion whose length in the longitudinal direction of the inner contour 1 / n of the total length of the inner contour of the diaphragm makes up, where n = 3, or n = 4 or n = 5 can be. A similar situation can also be expressed by the fact that the minimum angle ε, the length of the diaphragm L of the ratio n and the outlet cross-section of the diaphragm Q BA fulfill one of the following conditions: n · tan ε = L / (QA / π) 1/2 ; n = 2 ... 5.

Auch mit den weiteren oben oder nachfolgend beschriebenen Maßnahmen, die eine Herabsetzung der Brennraumfenstertemperatur und/oder eine Minderung der Exposition des Brennraumfensters mit Partikeln bewirken, insbesondere gezielte Wahl der Länge der Blende, gezielte Materialwahl und/oder Vorsehung von Kühlkanälen und/oder eines Spaltes in der beschriebenen Art und Weise, tritt die Vorsehung eines Mindestwinkels in der beschriebenen Art in gegenseitige Wirkungsverstärkung, sodass insgesamt eine erhebliche Verminderung von Ablagerungen und Erhöhung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze resultiert.Also with the other measures described above or below, which cause a reduction of the combustion chamber window temperature and / or a reduction of the exposure of the combustion chamber window with particles, in particular targeted choice of the length of the aperture, targeted choice of material and / or provision of cooling channels and / or a gap in the way described, the occurs Providing a minimum angle in the manner described in mutual effect amplification, so that overall results in a significant reduction of deposits and increase the reliability of the laser spark plug.

Insbesondere vorteilhaft ist bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in eine am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Vorkammer aufweist, wobei mindestens ein eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum der Vorkammer und einem die Vorkammer umgebenden Brennraum ermöglichender Überströmkanal vorgesehen ist, dass der mindestens eine Überströmkanal so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal in den Innenraum der Vorkammer eine Fluidströmung ergibt, die im Bereich der Blende mindestens einen Wirbel aufweist, der sich um eine Wirbelachse dreht, die eine Komponente in Richtung der Längsachse der Laserzündkerze aufweist.Particularly advantageous is in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular on a combustion chamber side End of the housing, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in an arranged at the combustion chamber end of the housing antechamber, at least one fluid communication between an interior of the prechamber and a combustion chamber surrounding the combustion chamber enabling Überströmkanal provided is that the at least one overflow channel is arranged and designed so that when a fluid flows through the overflow into the interior of the pre-chamber, a fluid flow, the at least one vortex in the region of the aperture has, which rotates about a vortex axis having a component in the direction of the longitudinal axis of the laser spark plug.

Unter dem Bereich der Blende ist hierbei insbesondere ein der Blende vorgelagerten Bereich und/oder ein Bereich der Austrittsöffnung der Blende aufzufassen. Unter Bereichen sind insbesondere räumliche Gebiete zu verstehen, die Strukturlängen aufweisen, die etwas kleiner, beispielsweise halb so groß oder ein Viertel so groß sind wie eine Strukturlängen der Innenkontur der Blende, wobei die Strukturlänge insbesondere durch Länge, Eintrittsdurchmesser und/oder Austrittsdurchmesser der Blende gegeben sein kann.Here, in particular, an area of the diaphragm upstream of the diaphragm and / or a region of the outlet opening of the diaphragm is to be understood as being under the region of the diaphragm. Spaces are to be understood in particular as meaning spatial areas which have structure lengths which are slightly smaller, for example half as large or one quarter as a structure length of the inner contour of the diaphragm, the structural length being given in particular by the length, inlet diameter and / or outlet diameter of the diaphragm can be.

Aus einer derartigen Anordnung und Ausbildung des Überströmkanals oder der Strömungskanäle resultiert zunächst, dass die Fluidströmung im Bereich der Blende eine Komponente in Richtung senkrecht zur Längsachse LA der Laserzündkerze aufweist. Ferner resultiert bedingt durch den Wirbel lokal eine Strömungsablenkung in eine zur lokalen Strömungsgeschwindigkeit senkrechte Richtung. Da die durch die Strömung transportierten Partikel eine endliche Trägheit aufeisen, folgen sie dieser Strömungsablenkung nur bedingt und neigen, insbesondere bei scharfer Strömungsablenkung, dazu, auf die Innenkontur der Blende beziehungsweise auf eine Seitenwand der Vorkammer zu treffen. Insgesamt resultiert, dass die Menge der das Brennraumfenster erreichenden Partikel herabgesetzt ist, sodass Ablagerungen auf dem Brennraumfenster vermindert und die Zuverlässigkeit der Laserzündkerze erhöht ist.From such an arrangement and design of the overflow channel or the flow channels initially results in that the fluid flow in the region of the diaphragm has a component in the direction perpendicular to the longitudinal axis LA of the laser spark plug. Furthermore, owing to the vortex, a flow deflection results locally in a direction perpendicular to the local flow velocity. Since the particles transported by the flow have a finite inertia, they only follow this flow deflection to a limited extent and tend, especially in the case of sharp flow deflection, to strike the inner contour of the diaphragm or a side wall of the antechamber. Overall, the result is that the amount of the combustion chamber window reaching particles is reduced, so that deposits on the combustion chamber window is reduced and the reliability of the laser spark plug is increased.

Wenngleich die beschriebene technische Wirkung bereits resultiert, wenn die Wirbelachse nur eine Komponente in Richtung der Längsachse der Laserzündkerze aufweist, ist bevorzugt, dass die Wirbelachse einen Winkel mit einer Längsachse der Laserzündkerze von höchstens 45°, insbesondere höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, einschließt oder parallel, mit der Längsachse LA der Laserzündkerze ist. Im Fall, dass die Wirbelachse parallel mit der Längsachse LA der Laserzündkerze ist, ist neben der koaxialen Anordnung auch eine beabstandete Anordnung von Wirbelachse und Längsachse LA der Laserzündkerze günstig, insbesondere wenn der Abstand zwischen Wirbelachse und Längsachse LA der Laserzündkerze mindestens 2 mm, insbesondere mindestens 4 mm beträgt. Als Höchstabstände kommen 6 und 10 mm in Betracht. Ergebnis der Beabstandung ist eine Scherströmung senkrecht zur Austrittsöffnung der Blende und das Auftreffen der Partikel auf der Innenkontur der Blende.Although the described technical effect already results if the swirl axis has only one component in the direction of the longitudinal axis of the laser spark plug, it is preferred that the swirl axis is at an angle with a longitudinal axis of the laser spark plug of at most 45 °, in particular at most 20 °, preferably at most 10 °, or parallel with the longitudinal axis LA of the laser spark plug. In the case that the swirl axis is parallel to the longitudinal axis LA of the laser spark plug, in addition to the coaxial arrangement, a spaced arrangement of the swirl axis and longitudinal axis LA of the laser spark plug is favorable, in particular if the distance between the swirl axis and longitudinal axis LA of the laser spark plug at least 2 mm, in particular at least 4 mm. The maximum distances are 6 and 10 mm. The result of the spacing is a shear flow perpendicular to the outlet opening of the diaphragm and the impact of the particles on the inner contour of the diaphragm.

Die vorgesehen Anordnung des Überströmkanals kann insbesondere daraus resultieren, dass seine Längsachse in tangentialer Richtung einen Winkel mit der Längsachse der Laserzündkerze einschließt, der mehr als etwa 10° beträgt, vorzugsweise mehr als etwa 25° beträgt.The intended arrangement of the overflow channel can result, in particular, from the fact that its longitudinal axis in the tangential direction encloses an angle with the longitudinal axis of the laser spark plug which is more than approximately 10 °, preferably more than approximately 25 °.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Mittel vorgesehen sind, durch die ein Spülgas in die Vorkammer einblasbar ist, wobei die zusätzlichen Mittel so angeordnet sind und so betreibbar sind, dass zusammen mit dem durch die Überströmbohrung einströmenden Fluid eine resultierende Gesamtströmung resultiert, die einen Wirbel wie oben erläutert ausbildet. Stets ist bevorzugt, dass die Strömung innerhalb der Vorkammer als Drallströmung ausgebildet ist.Additionally or alternatively it can be provided that additional means are provided, through which a purge gas is blown into the pre-chamber, wherein the additional means are arranged and are operable so that together with the fluid flowing through the overflow a resulting total flow results forming a vortex as explained above. It is always preferred that the flow within the antechamber is formed as a swirl flow.

Die oben erläuterte Wirkung der Vorsehung eines Wirbels wirkt bei einem gegebenen Wirbel synergetisch mit einer besonders langen Blende und/oder mit einer Blende mit einer besonders schlanken Geometrie, insbesondere einer Blende mit kleinem Austrittsquerschnitt QBA, durch den die Fluidströmung in das Innere der Blende eintritt, zusammen, da bei solchen Weiterbildungen die tangential weggeschleuderten Partikel die Innenkontur der Blende besonders nah an ihrem brennraumseitigen Ende treffen. Bevorzugt ist, dass die Innenkontur der Blende durch die tangential weggeschleuderten Partikel in einer dem Brennraum zugewandten Hälfte der Innenkontur der Blende getroffen wird. Noch günstiger ist ein Auftreffen der tangential weggeschleuderten Partikel in einer dem Brennraum zugewandten Endabschnitt dessen Länge in Längsrichtung der Innenkontur 1/n der Gesamtlänge der Innenkontur der Blende ausmacht, wobei n = 3, oder n = 4 oder n = 5 sein kann.The above-described effect of providing a vortex acts synergistically for a given vortex with a particularly long diaphragm and / or with a diaphragm having a particularly slender geometry, in particular a diaphragm with a small outlet cross-section Q BA , through which the fluid flow enters the interior of the diaphragm , together, since in such developments, the tangentially thrown particles hit the inner contour of the aperture particularly close to its combustion chamber end. It is preferred that the inner contour of the diaphragm is struck by the particles thrown tangentially in a half of the inner contour of the diaphragm facing the combustion chamber. Even more favorable is an impact of the tangentially thrown particles in a combustion chamber facing end portion whose length in the longitudinal direction of the inner contour 1 / n of the total length of the inner contour of the diaphragm makes up, where n = 3, or n = 4 or n = 5 can be.

Ein ähnlicher Sachverhalt kann auch dadurch zum Ausdruck kommen, dass der Höchstwinkel v, den die Wirbelachse mit der Längsachse der Laserzündkerze ausbildet, die Länge der Blende L, die Verhältniszahl n und der Austrittsquerschnitt der Blende QBA eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllen: n·tan v = L/(QA/π)1/2; n = 2 ... 5. A similar situation can also be expressed by the fact that the maximum angle v, which forms the swirl axis with the longitudinal axis of the laser spark plug, the length of the diaphragm L, the ratio n and the outlet cross-section of the diaphragm Q BA one of the following conditions: n · tan v = L / (QA / π) 1/2 ; n = 2 ... 5.

Auch mit den weiteren oben oder nachfolgend beschriebenen Maßnahmen, die eine Herabsetzung der Brennraumfenstertemperatur und/oder eine Minderung der Exposition des Brennraumfensters mit Partikeln bewirken, insbesondere gezielte Wahl der Länge der Blende, gezielte Materialwahl und/oder Vorsehung von Kühlkanälen und/oder eines Spaltes in der beschriebenen Art und Weise tritt die Anordnung und Ausbildung eines Überströmkanals in der angegebenen Art und Weise in gegenseitige Wirkungsverstärkung, sodass insgesamt eine erhebliche Verminderung von Ablagerungen und eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit der Laserzündkerze resultiert.Also with the other measures described above or below, which cause a reduction of the combustion chamber window temperature and / or a reduction of the exposure of the combustion chamber window with particles, in particular targeted choice of the length of the aperture, targeted choice of material and / or provision of cooling channels and / or a gap in In the manner described, the arrangement and formation of a transfer channel in the manner indicated in mutual effect gain, so that a total of a significant reduction of deposits and a significant increase in the reliability of the laser spark plug results.

Insbesondere vorteilhaft ist bei einer Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein Mittel zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung, ferner umfassend ein Brennraumfenster und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse auf der dem Mittel gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters, insbesondere an einem brennraumseitigen Ende des Gehäuses, eine Blende zum Durchtritt der durch das Mittel geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum aufweist, dass die Blende auf einer dem Brennraum zugewandten Seite zumindest eine Außenkante aufweist, deren Kontur gegenüber einer scharfkantigen Außenkante nach innen abweicht.Particularly advantageous is in a laser spark plug for an internal combustion engine, comprising at least one means for guiding, shaping and / or generating laser radiation, further comprising a combustion chamber window and a housing, wherein the housing on the opposite side of the center of the combustion chamber window, in particular on a combustion chamber side End of the housing, a diaphragm for the passage of the guided through the means, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber, that the aperture on a side facing the combustion chamber has at least one outer edge whose contour deviates inwardly from a sharp-edged outer edge.

Bezüglich des Begriffs „Scharfkantigkeit” wird auf die Norm DIN ISO 13715: 2000 verwiesen. Insbesondere wird eine Außenkante als scharfkantig aufgefasst, wenn sie lediglich Abtragungen oder Übergänge aufweist, die 50 μm oder weniger betragen.Concerning the term "sharpness" is on the Standard DIN ISO 13715: 2000 directed. In particular, an outer edge is considered sharp-edged if it only has erosions or transitions that are 50 μm or less.

Die Außenkante der Blende kann dabei insbesondere die Innenkontur der Blende begrenzen. Die Außenkante der Blende kann andererseits aber insbesondere auch von der Innenkontur der Blende beabstandet sein, insbesondere eine radial außen liegende Begrenzung der Blende und/oder des Gehäuses an seinem brennraumseitigen Ende darstellen.The outer edge of the diaphragm can in particular limit the inner contour of the diaphragm. On the other hand, however, the outer edge of the diaphragm can in particular also be spaced from the inner contour of the diaphragm, in particular represent a radially outer boundary of the diaphragm and / or of the housing at its end on the combustion chamber side.

Der Vorsehung der Abweichung der Kontur der Außenkante nach innen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Laserzündkerzen bei einem Betrieb in einer Brennkraftmaschine brennraumseitig den im Inneren des Brennraums herrschenden hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Durch thermische Kopplung der Laserzündkerze auf ihrer dem Brennraum abgewandten Seite erfolgt andererseits ein Abfluss von Wärme, sodass der Anstieg der Temperatur der Laserzündkerze begrenzt wird. Es wurde erkannt, dass insbesondere aus brennraumseitig angeordneten scharfen Außenkanten im Bereich der Laserzündkerze der Wärmeabfluss verschlechtert ist und infolgedessen in diesen Bereichen besonders hohe Temperaturen auftreten, die zum Auftreten von Glühzündungen im Brennraum und damit zu einem verschlechterten Betrieb der Brennkraftmaschine führen können. Durch die Abweichung der Kontur der Außenkante nach innen werden Bereiche derart hoher Temperaturanstiege vermieden und infolgedessen kann das Auftreten von Glühzündungen im Brennraum vermieden werden.The providence of the deviation of the contour of the outer edge inward is based on the knowledge that laser spark plugs are exposed to the combustion chamber inside the combustion chamber ruling high temperatures during operation in an internal combustion engine. By thermal coupling of the laser spark plug on its side facing away from the combustion chamber on the other hand, an outflow of heat, so that the increase in the temperature of the laser spark plug is limited. It has been recognized that, especially from the combustion chamber side arranged sharp outer edges in the laser spark plug heat dissipation is deteriorated and consequently particularly high temperatures occur in these areas, which can lead to the occurrence of Glühzündungen in the combustion chamber and thus to a deteriorated operation of the internal combustion engine. Due to the deviation of the contour of the outer edge inwards areas of such high temperature increases are avoided and as a result, the occurrence of pre-ignition in the combustion chamber can be avoided.

Wenngleich die beschriebene technische Wirkung bereits resultiert, wenn die Blende auf einer dem Brennraum zugewandten Seite zumindest eine Außenkante aufweist, deren Kontur gegenüber einer scharfkantigen Außenkante nach innen abweicht, ist bevorzugt, dass die Außenkante aus einer scharfkantigen Außenkante durch eine Abtragung von mehr als 0,075 mm, insbesondere von 0,1 mm oder mehr, bevorzugt 0,15 mm oder mehr, hervorgeht. Als Obergrenze für die Abtragung kommen 5 mm, 2 mm und 0,5 mm in Betracht, da zu große Abtragungen die mechanische Stabilität der Blende beeinträchtigen könnten.Although the described technical effect already results if the diaphragm has on at least one outer edge on a side facing the combustion chamber whose contour deviates inwardly relative to a sharp-edged outer edge, it is preferred that the outer edge consist of a sharp-edged outer edge by an ablation of more than 0.075 mm , in particular of 0.1 mm or more, preferably 0.15 mm or more. 5 mm, 2 mm and 0.5 mm are considered as the upper limit for the ablation, as excessively large abradings could impair the mechanical stability of the diaphragm.

In bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass die Außenkante der Blende eine Verrundung und/oder eine Anfasung aufweist. Hierbei ist ferner bevorzugt, dass im Falle einer Verrundung der Verrundungsradius, im Falle einer Anfasung die Tiefe und/oder die Breite der Fase, 0,075 mm oder mehr, insbesondere 0,15 mm oder mehr aufweist. Hierbei ist zusätzlich oder alternativ bevorzugt, dass im Falle einer Verrundung der Verrundungsradius, im Falle einer Anfasung die Tiefe und/oder die Breite der Fase, 5 mm oder weniger, insbesondere 2 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, beträgt. Fasenwinkel im Bereich zwischen 20° und 70° insbesondere im Bereich zwischen 40° und 50° sind bevorzugt.In preferred embodiments, it is provided that the outer edge of the diaphragm has a rounding and / or chamfering. In this case, it is further preferred that, in the case of a rounding, the radius of curvature, in the case of chamfering, the depth and / or the width of the chamfer, has 0.075 mm or more, in particular 0.15 mm or more. In this case, additionally or alternatively, it is preferred that, in the case of a rounding, the radius of curvature, in the case of chamfering, the depth and / or the width of the chamfer, be 5 mm or less, in particular 2 mm or less, preferably 0.5 mm or less. Chamfer angles in the range between 20 ° and 70 °, in particular in the range between 40 ° and 50 °, are preferred.

Eine besondere Bedeutung kommt der Vorsehung der Abweichung der Kontur der Außenkante nach innen, insbesondere der Verrundung und/oder der Anfasung bei Blenden zu, die eine große Länge aufweisen, da diese Blenden dem Brennraum gegenüber besonders exponiert sind und damit für eine übermäßige Temperaturerhöhung besonders anfällig sind. Besonders wirksam vermieden werden kann eine derartige übermäßige Temperaturerhöhung, wenn die Blende, zumindest im Bereich der Außenkante aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Messing, Nickel und/oder Kupfer oder einer Legierung mindestens zwei dieser Stoffe, besteht.Of particular importance is the providence of the deviation of the contour of the outer edge to the inside, in particular the rounding and / or the chamfering at apertures, which have a large length, since these diaphragms are particularly exposed to the combustion chamber and thus particularly prone to excessive temperature increase are. Such an excessive increase in temperature can be avoided particularly effectively when the diaphragm, at least in the region of the outer edge, consists of a material with a high thermal conductivity, in particular brass, nickel and / or copper or an alloy of at least two of these substances.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Laserzündeinrichtung sieht vor, dass die Blende als separates Bauteil ausgebildet ist und an einem weiteren Teil des Gehäuses der Laserzündkerze, insbesondere an einem Absatz, befestigt ist. Es ist bevorzugt, eine gute Ableitung von Wärme aus der Blende sicherzustellen, was dadurch geschehen kann, dass die Fügestelle zwischen Blende und einem weiteren Teil des Gehäuses gut wärmeleitend, insbesondere mittels einer großflächigen Lötung (mindestens 10 mm2, insbesondere mindestens 20 mm2) und/oder unter Verzicht von Schweißverbindungen, zum Beispiel durch einen Pressverbund, ausgeführt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Blende mit dem weiteren Teil des Gehäuses auch mit einem Gewinde verschraubt sein, wobei es bevorzugt ist, eine Verschraubung mittels eines Feingewindes (Gewindesteigung ≤ 0,5 mm, insbesondere ≤ 0,3 mm) vorzusehen. An advantageous development of the laser ignition device according to the invention provides that the diaphragm is designed as a separate component and is attached to a further part of the housing of the laser spark plug, in particular on a shoulder. It is preferred to ensure a good dissipation of heat from the panel, which can be done by the joint between the panel and another part of the housing good thermal conductivity, in particular by means of a large-area soldering (at least 10 mm 2 , in particular at least 20 mm 2 ) and / or waiving welds, for example by a press fit executed. Alternatively or additionally, the diaphragm can also be screwed to the further part of the housing with a thread, it being preferred to provide a screw connection by means of a fine thread (thread pitch ≦ 0.5 mm, in particular ≦ 0.3 mm).

Es ist grundsätzlich möglich, durch die Laserzündkerze einen Zündfunken im Inneren der Blende zu erzeugen. Jedoch ist die Erzeugung eines Zündfunkens in einem der Blende brennraumseitig vorgelagerten Bereich, insbesondere in einem Brennraum oder einer Vorkammer, eher vorteilhaft, da sich so Quenchingverluste bei der Entflammung vermeiden lassen. Bevorzugt wird hierbei ein Zündfunke mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm außerhalb der Blende erzeugt. Als Obergrenze für den Abstand zwischen Zündfunke und Austrittsfläche der Blende kommen zusätzlich oder alternativ 30 mm, 10 mm und 5 mm in Betracht, da sonst der Austrittsquerschnitt der Blende übermäßig groß gewählt werden müsste beziehungsweise eine ausreichende Fokussierung der Laserstrahlung erschwert wäre. Als Lage des Zündfunkens kann insbesondere die Lage eines Fokusses der durch die Laserzündkerze erzeugten oder geformten Laserstrahlung angesehen werden.It is basically possible to generate a spark in the interior of the diaphragm by the laser spark plug. However, the generation of a spark in one of the aperture on the combustion chamber side upstream region, in particular in a combustion chamber or an antechamber, rather advantageous because it can avoid quenching losses in the ignition. In this case, a spark is preferably generated at least 1 mm, preferably at least 2 mm outside the diaphragm. As an upper limit for the distance between spark and exit surface of the diaphragm additionally or alternatively 30 mm, 10 mm and 5 mm into consideration, otherwise the exit cross section of the aperture would have to be chosen excessively large or a sufficient focusing of the laser radiation would be difficult. In particular, the position of a focus of the laser radiation generated or shaped by the laser spark plug can be regarded as the position of the spark.

Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung als Spezialfall eines Brennraumes auch eine an der Laserzündkerze fixierte oder an der Laserzündkerze fixierbare Vorkammer mit umfasst, insbesondere eine Vorkammer, deren Volumen weniger als 10 cm3 aufweist und die mindestens einen Überstromkanal aufweist, dessen Querschnitt weniger als 5 mm2 beträgt.In principle, in the context of the invention as a special case of a combustion chamber also fixed to the laser spark plug or fixed to the laser spark plug pre-chamber includes, in particular an antechamber whose volume is less than 10 cm 3 and which has at least one overflow channel whose cross-section less than 5 mm 2 .

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1a eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Laserzündeinrichtung; 1a a schematic representation of an internal combustion engine with a laser ignition device;

1b eine schematische Darstellung der Laserzündeinrichtung aus 1 und 1b a schematic representation of the laser ignition from 1 and

2 bis 21 Ausführungsformen erfindungsgemäßer Laserzündkerzen. 2 to 21 Embodiments of inventive laser spark plugs.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine Brennkraftmaschine trägt in 1a insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie kann zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs dienen. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Zylinder, von denen in 1 nur einer mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Ein Brennraum 14 des Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Kraftstoff oder vorab gemischtes Kraftstoff-Luftgemisch gelangt in den Brennraum 14 durch einen Injektor 18, der an einen auch als Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 angeschlossen ist.An internal combustion engine carries in 1a Overall, the reference number 10 , It can serve to drive a motor vehicle, not shown. The internal combustion engine 10 includes several cylinders, one of which is in 1 only one with the reference numeral 12 is designated. A combustion chamber 14 of the cylinder 12 is from a piston 16 limited. Fuel or premixed fuel-air mixture enters the combustion chamber 14 through an injector 18 , the to a designated as rail fuel pressure accumulator 20 connected.

In den Brennraum 14 eingespritzter Kraftstoff 22 oder vorab gemischtes Kraftstoff-Luftgemisch wird mittels einer Laserstrahlung 24 entzündet, die von einer eine Laserzündkerze 100 umfassenden Zündeinrichtung 27 in den Brennraum 14 abgestrahlt wird. Hierzu wird die Laserzündkerze 100 über eine Lichtleitereinrichtung 28 mit einem Licht gespeist, bei welchem es sich insbesondere um Pumplicht handeln kann, welches von einer Lichtquelle 30 bereitgestellt wird. Auch die unmittelbare Bereitstellung von für die Zündung vorgesehenem Licht kann durch die Lichtquelle 30 vorgesehen sein. Die Lichtquelle 30 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert, das auch den Injektor 18 ansteuert.In the combustion chamber 14 injected fuel 22 or pre-mixed fuel-air mixture is by means of a laser radiation 24 ignited by a laser spark plug 100 comprehensive ignition device 27 in the combustion chamber 14 is emitted. For this purpose, the laser spark plug 100 via a light guide device 28 powered by a light, which may be in particular pump light, which is from a light source 30 provided. The immediate provision of light provided for the ignition can also be achieved by the light source 30 be provided. The light source 30 is from a control unit 32 controlled, that too the injector 18 controls.

Wie aus 1b hervorgeht, speist die Lichtquelle 30 mehrere Lichtleitereinrichtungen 28 für verschiedene Laserzündkerzen 100, die jeweils einem Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet sind. Hierzu weist die Lichtquelle 30 mehrere einzelne Laserlichtquellen 340 auf, die mit einer Pulsstromversorgung 36 verbunden sind. Durch das Vorhandensein der mehreren einzelnen Laserlichtquellen 340 ist gleichsam eine „ruhende” Verteilung von Licht, insbesondere Pumplicht, an die verschiedenen Laserzündkerzen 100 realisiert, so dass keine optischen Verteiler oder dergleichen zwischen der Lichtquelle 30 und den Laserzündkerzen 100 erforderlich sind. Alternativ kann die Lichtquelle 30 auch nur eine Laserlichtquelle 340 besitzen. Insbesondere ist jeder Laserzündkerze 100 genau eine Lichtquelle 30 und/oder genau eine Laserlichtquelle 340 zugeordnet.How out 1b shows, the light source feeds 30 several optical fiber devices 28 for different laser spark plugs 100 , each one cylinder 12 the internal combustion engine 10 assigned. For this purpose, the light source 30 several individual laser light sources 340 on that with a pulse power supply 36 are connected. Due to the presence of several individual laser light sources 340 is a kind of "static" distribution of light, in particular pump light, to the different laser spark plugs 100 realized so that no optical distributor or the like between the light source 30 and the laser spark plugs 100 required are. Alternatively, the light source 30 even just a laser light source 340 have. In particular, each laser spark plug 100 exactly one light source 30 and / or exactly one laser light source 340 assigned.

Die Laserzündkerze 100 weist beispielsweise einen laseraktiven Festkörper 44 mit einer passiven Güteschaltung 46 auf, die zusammen mit einem Einkoppelspiegel 42 und einem Auskoppelspiegel 48 einen optischen Resonator bildet. Optional können weitere optische Komponenten, insbesondere Linsen, beispielsweise zur Formung der der Laserzündkerze 100 zugeführten Strahlung oder zur Aufweitung von Strahlung, vorgesehen sein.The laser spark plug 100 has, for example, a laser-active solid 44 with a passive quality circuit 46 on that together with a coupling mirror 42 and a Auskoppelspiegel 48 forms an optical resonator. Optionally, further optical components, in particular lenses, for example for shaping the laser spark plug 100 supplied radiation or to the expansion of radiation, be provided.

Unter Beaufschlagung mit von der Lichtquelle 30 erzeugtem Licht, insbesondere Pumplicht, erzeugt die Laserzündkerze 100 in an sich bekannter Weise Laserstrahlung 24, die durch eine Fokussieroptik 52 auf einen in dem Brennraum 14 (1a) befindlichen Zündpunkt ZP fokussiert ist. Die in dem Gehäuse 38 der Laserzündkerze 100 vorhandenen Komponenten sind durch ein Brennraumfenster 58 von dem Brennraum 14 getrennt. Under pressure from the light source 30 generated light, in particular pump light, generates the laser spark plug 100 in a conventional manner laser radiation 24 through a focusing optics 52 on one in the combustion chamber 14 ( 1a ) located ignition point ZP is focused. The in the case 38 the laser spark plug 100 Existing components are through a combustion chamber window 58 from the combustion chamber 14 separated.

In den 2 bis 21a ist das Detail X der 1b, das dem Brennraum 14 zugewandte Ende 381 des Gehäuses 38 der Laserzündkerze 100, stark vergrößert im Teillängsschnitt dargestellt. Aus dieser stark vergrößerten Darstellung wird deutlich, dass das Brennraumfenster 58 mit dem Gehäuse 38 dichtend verbunden ist. Die Abdichtung zwischen Gehäuse 38 und Brennraumfenster 58 kann im Bereich des Bezugszeichens 60 in Form einer stoffschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung ausgebildet sein.In the 2 to 21a is the detail X the 1b that the combustion chamber 14 facing the end 381 of the housing 38 the laser spark plug 100 , greatly enlarged in partial longitudinal section. From this greatly enlarged representation it becomes clear that the combustion chamber window 58 with the housing 38 is sealingly connected. The seal between housing 38 and combustion chamber windows 58 may be in the range of the reference 60 be formed in the form of a cohesive or non-positive connection.

Das Gehäuse 38 kann, wie in diesen Beispielen, zweiteilig ausgebildet sein. Es umfasst eine Innenhülse 62 und eine Außenhülse 64. Die Außenhülse 64 weist an einem dem Brennraum 14 (siehe 1a) zugewandten Ende einen Absatz 66 auf. Insbesondere bei der kraftschlüssigen Verbindung dient der Absatz 66 dazu, das Brennraumfenster 58 gegen die Innenhülse 62 zu pressen und dadurch die Dichtheit im Bereich der Verbindung 60 zu erhöhen. Auch Dichtmittel, beispielsweise Dichtringe, insbesondere Stahldichtringe, bevorzugt kupferbeschichtete Stahldichtringe, können zum Einsatz kommen und insbesondere hinsichtlich Wärmeausdehnungskompensation zwischen dem Fenstermaterial und dem umgebendem Material günstig sein.The housing 38 can, as in these examples, be formed in two parts. It includes an inner sleeve 62 and an outer sleeve 64 , The outer sleeve 64 points to a combustion chamber 14 (please refer 1a ) end facing a paragraph 66 on. In particular, in the non-positive connection paragraph serves 66 to the combustion chamber window 58 against the inner sleeve 62 to press and thereby the tightness in the area of the connection 60 to increase. Also sealing means, for example sealing rings, in particular steel sealing rings, preferably copper-coated steel sealing rings, can be used and, in particular, be favorable with regard to thermal expansion compensation between the window material and the surrounding material.

In diesem Beispiel ist an der Außenhülse 64 ein Muttergewinde vorgesehen, welches mit einem entsprechenden Bolzengewinde der Innenhülse 62 zusammenwirkt. Dieses Gewinde, bestehend aus Muttergewinde und Bolzengewinde, ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 68 gekennzeichnet. Durch das Verspannen von Außenhülse 64 und Innenhülse 62 entsteht zwischen dem Absatz 66 und dem Brennraumfenster 58 eine weitere Dichtfläche 72.In this example is on the outer sleeve 64 a female thread provided, which with a corresponding bolt thread of the inner sleeve 62 interacts. This thread, consisting of female thread and bolt thread, is in its entirety by the reference numeral 68 characterized. By bracing the outer sleeve 64 and inner sleeve 62 arises between the paragraph 66 and the combustion chamber window 58 another sealing surface 72 ,

Grundsätzlich sind neben den in diesen Beispielen gezeigten Abdichtungsformen auch andere Abdichtungsformen des Brennraumfensters 58 möglich, zum Beispiel solche, bei denen, wie in der DE 10 2009 000 540 A1 beschrieben, eine stoffschlüssige Abdichtung zwischen dem Brennraumfenster und einem umgebenden Material vorgesehen ist.In principle, in addition to the sealing forms shown in these examples, other sealing forms of the combustion chamber window 58 possible, for example, those in which, as in the DE 10 2009 000 540 A1 described, a cohesive seal between the combustion chamber window and a surrounding material is provided.

Im Inneren des Gehäuses 38 befindet sich auf der dem Brennraum 14 gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters 58 eine Fokussieroptik 52 (siehe 1a und 1b), welche die in der Laserzündkerze 100 erzeugte oder die in die Laserzündkerze 100 eingespeiste Laserstrahlung 24 auf den Zündpunkt ZP, der in diesem Beispiel dem Brennpunkt der Fokussieroptik 52 entspricht, fokussiert. An dem brennraumseitigen Ende 381 des Gehäuses 38 ist eine Blende 74 zum Durchtritt der Laserstrahlung 24 in den Brennraum 14 vorgesehen.Inside the case 38 is located on the combustion chamber 14 opposite side of the combustion chamber window 58 a focusing optics 52 (please refer 1a and 1b ), which in the laser spark plug 100 generated or in the laser spark plug 100 fed laser radiation 24 to the ignition point ZP, which in this example the focus of the focusing optics 52 corresponds, focused. At the combustion chamber end 381 of the housing 38 is a blind 74 for the passage of the laser radiation 24 in the combustion chamber 14 intended.

Die in 2 dargestellte Laserzündkerze 100 weist ein Gehäuse 38 auf, dessen brennraumseitig des Brennraumfensters 58 angeordneter Abschnitt hülsenförmig ausgeführt ist und eine erfindungsgemäße Blende 74 darstellt. Die Innenkontur 71 der Blende 74 weist beispielsweise die Form eines Zylindermantels auf, dessen Höhe der Länge L der Blende 74 entspricht. Die Länge L wird dabei, beispielsweise ausgehend von dem Brennraumfenster 58, in Längsrichtung der Laserzündkerze gemessen und beträgt in diesem Beispiel 13 mm.In the 2 illustrated laser spark plug 100 has a housing 38 on whose combustion chamber side of the combustion chamber window 58 arranged section is sleeve-shaped and an aperture according to the invention 74 represents. The inner contour 71 the aperture 74 has, for example, the shape of a cylinder jacket whose height is the length L of the diaphragm 74 equivalent. The length L is thereby, for example, starting from the combustion chamber window 58 , Measured in the longitudinal direction of the laser spark plug and is in this example 13 mm.

Es ist in diesem Beispiel ferner vorgesehen, dass die Blende 74 aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 60 W/(m·K) oder mehr oder sogar mit einer Wärmeleitfähigkeit von 80 W/(m·K) oder mehr, beispielsweise aus Messing, Nickel oder Kupfer oder einer zumindest einen dieser Stoffe aufweisen Legierung besteht. Zu diesem Zweck ist in diesem Beispiel das gesamte Gehäuse 38 aus diesem Material gefertigt. Alternativ wäre es auch möglich, lediglich in dem Bereich des brennraumseitigen Endes 381 des Gehäuses 38 dieses Material vorzusehen. Auch die Vorsehung des Materials lediglich im Inneren der Blende, umschlossen von anderem Material, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer sein kann, zum Beispiel von einem hochlegierten Stahl, ist möglich. Eine solche Variante ist in der 3 gezeigt und weist im Inneren der Blende 74 eine Einlage 80 auf, die zum Beispiel aus Kupfer besteht und durch die eine rasche Abführung von Wärme aus dem Bereich der Blende 74 in einen weiter von dem Brennraum 14 abgewandten Bereich des Gehäuses 38 möglich ist. In einer weiteren Alternative sind an Stelle der Einlage 80 Kühlkanäle 81 im Inneren der Blende 74 vorgesehen, wie in 4 gezeigt. Durch diese Kühlkanäle 81 kann Wärme aus dem Bereich der Blende 74 in einen weiter von dem Brennraum 14 abgewandten Bereich des Gehäuses 38, beispielweise durch Zirkulation von Wasser oder einem anderen Kühlmedium, abgeführt werden.It is further provided in this example that the aperture 74 consists of a material with a thermal conductivity of 60 W / (m · K) or more or even with a thermal conductivity of 80 W / (m · K) or more, for example brass, nickel or copper or at least one of these substances alloy , For this purpose, in this example, the entire housing 38 made of this material. Alternatively, it would also be possible only in the region of the combustion chamber end 381 of the housing 38 to provide this material. Also, the provision of the material only inside the panel, enclosed by other material whose thermal conductivity may be lower, for example, from a high-alloy steel, is possible. Such a variant is in the 3 shown and points inside the panel 74 a deposit 80 on, which consists for example of copper and by the rapid dissipation of heat from the area of the aperture 74 in one farther from the combustion chamber 14 remote area of the housing 38 is possible. In another alternative are in place of the deposit 80 cooling channels 81 inside the aperture 74 provided as in 4 shown. Through these cooling channels 81 can heat out the area of the aperture 74 in one farther from the combustion chamber 14 remote area of the housing 38 , For example, by circulation of water or other cooling medium discharged.

In 5 ist ein Beispiel einer Laserzündkerze gezeigt, das sich von den bisher dargestellten dadurch unterscheidet, dass dem Brennraumfenster 58 brennraumseitig vorgelagert ein Spalt 82 angeordnet ist. Der Spalt 82 wird in diesem Beispiel axial auf der dem Brennraum 14 zugewandten Seite durch die Blende 74, auf der dem Brennraum 14 abgewandten Seite durch das Brennraumfenster 58 und nach außen durch die Blende 74 begrenzt. Nach innen kommuniziert der Spalt 82 über das Innere der Blende 74 mit einem vor der Blende 74 liegenden Bereich, zum Beispiel einem Brennraum 14. Der Spalt 82 hat in diesem Beispiel die Grundfläche eines Ringes der einen Außendurchmesser DSA von 15 mm und einen Innendurchmesser DSI von 6 mm aufweist, sodass der Spaltquerschnitt QS 148 mm2 beträgt. Der Spaltquerschnitt QS beträgt somit ein Vielfaches des Eintrittsquerschnitts QBE, der 28 mm2 beträgt, bei einem Eintrittsdurchmesser DBE der Blende 74 von 6 mm. Die Höhe HS des Spaltes 82 beträgt in diesem Beispiel 0,15 mm.In 5 an example of a laser spark plug is shown, which differs from the previously shown in that the combustion chamber window 58 upstream of the combustion chamber, there is a gap 82 is arranged. The gap 82 is in this example axially on the combustion chamber 14 facing side through the aperture 74 , on the combustion chamber 14 opposite side through the combustion chamber window 58 and after outside through the aperture 74 limited. Inside, the gap communicates 82 over the interior of the panel 74 with one in front of the aperture 74 lying area, for example a combustion chamber 14 , The gap 82 has in this example, the base of a ring having an outer diameter D SA of 15 mm and an inner diameter D SI of 6 mm, so that the gap cross-section Q S 148 mm 2 . The gap cross section Q S is thus a multiple of the inlet cross section Q BE , which is 28 mm 2 , with an inlet diameter D BE of the diaphragm 74 of 6 mm. The height H S of the gap 82 in this example is 0.15 mm.

In einem anderen Beispiel, das insbesondere für Laserzündkerzen relevant ist, die für den Einsatz in Brennkraftmaschinen vorgesehen sind, deren Schmierung von niedrig additivierten Ölen Gebrauch macht, bzw. deren Schmierung von nicht additivierten Ölen Gebrauch macht, beträgt die Höhe des Spaltes 2 mm und der Spaltquerschnitt QS beträgt lediglich 20% des Eintrittsquerschnitts QBE der Blende 74, nämlich 0,56 mm2.In another example, which is particularly relevant for laser spark plugs, which are intended for use in internal combustion engines whose lubrication makes use of low-additive oils, or whose lubrication makes use of non-additized oils, the height of the gap is 2 mm and the Gap cross section Q S is only 20% of the inlet cross section Q BE of the diaphragm 74 , namely 0.56 mm 2 .

6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100, das sich von den oben dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Blende 74 einen besonders kleinen Austrittsquerschnitt QBA aufweist, der in diesem Beispiel 3 mm2 beträgt, bei einem Austrittsdurchmesser DBA der Blende von 2 mm. Die Länge L, der Blende 74 beträgt in diesem Beispiel 12 mm, sodass sich für den Quotienten L/(4QBA/π)1/2 der Wert 6 ergibt. 6 shows another example of a laser spark plug 100 , which differs from the one shown above in that the aperture 74 has a particularly small outlet cross-section Q BA , which is 3 mm 2 in this example, with an outlet diameter D BA of the aperture of 2 mm. The length L, the aperture 74 is 12 mm in this example, so that the quotient L / (4Q BA / π) 1/2 results in the value 6.

In den 7 bis 10 ist jeweils ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze dargestellt, das sich von den oben dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Innenkontur der Blende 74 in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum zugewandten Ende der Blende 74 als auch von dem dem Brennraum abgewandten Ende der Blende 74 beabstandet ist, zumindest eine Kante 83, insbesondere eine Vielzahl von Kanten 83, aufweist. Die in der 7 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 auf, die in einem mittigen Bereich zwei Kanten 83, eine Innenkante und eine Außenkante aufweist, die zusammen eine rechtwinklig ausgebildete Stufe 84 bilden. In 8 ist eine Laserzündkerze 100 dargestellt, die eine Vielzahl von Kanten 83 und aus ihnen gebildeten rechtwinkligen Stufen 84 aufweist, wobei die tatsächlich abgebildete Zahl von Stufen 84 stellvertretend beispielsweise auch für 3, 7 oder 8 Stufen aufzufassen ist, die insbesondere in einem mittigen Bereich der Blende 74 angeordnet sind. Auch nicht rechtwinklige Stufen 84 sind möglich. Neben den oben gezeigten Stufen 84, an denen sich die Blende 74 in Richtung ihres dem Brennraum 14 zugewandten Endes verjüngt, sind auch Stufen 84 möglich, an der sich die Blende 74 in Richtung ihres dem Brennraum 14 abgewandten Endes verjüngt. In 9 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem derartige Stufen 84, an denen sich die Blende 74 in Richtung ihres dem Brennraum 14 zugewandten Endes verjüngt, brennraumseitig vorgelagert sind.In the 7 to 10 in each case a further example of a laser spark plug is shown, which differs from the one shown above in that the inner contour of the diaphragm 74 in a region which is both from the combustion chamber facing the end of the aperture 74 as well as from the combustion chamber facing away from the end of the aperture 74 is spaced, at least one edge 83 , in particular a plurality of edges 83 , having. The in the 7 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 on, in a central area two edges 83 , an inner edge and an outer edge, which together form a right-angled step 84 form. In 8th is a laser spark plug 100 shown a variety of edges 83 and formed from them rectangular steps 84 wherein the actual number of stages 84 Representatively, for example, for 3, 7 or 8 stages is to be construed, in particular in a central region of the aperture 74 are arranged. Also not right-angled steps 84 are possible. Next to the steps shown above 84 on which the aperture 74 in the direction of her the combustion chamber 14 tapered end, are also steps 84 possible, at which the aperture 74 in the direction of her the combustion chamber 14 tapered away from the end. In 9 an example is shown in which such stages 84 on which the aperture 74 in the direction of her the combustion chamber 14 facing end tapered, upstream combustion chamber side.

10 zeigt ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100 mit einer Blende 74, deren Innenkontur 71 eine umlaufe Kante 83 aufweist. 10 shows another example of a laser spark plug 100 with a panel 74 , the inner contour 71 a circumferential edge 83 having.

In den 11 bis 15 ist jeweils ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100 dargestellt, die eine Blende 74 aufweist, mit der Besonderheit, dass die Innenkontur 71 der Blende 74 in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum 14 zugewandten Ende der Blende 74 als auch von dem dem Brennraum 14 abgewandten Ende der Blende 74 beabstandet ist, einen extremalen Querschnitt QX aufweist.In the 11 to 15 each is another example of a laser spark plug 100 shown a diaphragm 74 has, with the peculiarity that the inner contour 71 the aperture 74 in one area, both from the combustion chamber 14 facing the end of the aperture 74 as well as from the combustion chamber 14 opposite end of the panel 74 is spaced apart, has an extreme cross section Q X.

Die in der 11 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 auf, die in einem mittigen Bereich eine scharfkantige Einschnürung 85 aufweist. Im Bereich der Einschnürung 85 ist der Durchmesser DX und damit der Querschnitt der Blende QX minimal, nämlich etwa halb oder viertel so groß wie jeweils der Eintritts- und der Austrittsquerschnitt QBE, QBA der Blende. Oberhalb und unterhalb der scharfkantigen Einschnürung 85 weist die Innenkontur 71 der Blende 74 in diesem Beispiel jeweils die Form von geraden Kreiskegelstumpfmänteln auf. Alternativ ist es auch möglich, eine Einschnürung 85 abgerundet auszuführen, siehe 12.The in the 11 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 on, in a central area a sharp-edged constriction 85 having. In the area of constriction 85 is the diameter D X and thus the cross section of the aperture Q X minimal, namely about half or quarter as large as each of the inlet and outlet cross-section Q BE , Q BA of the diaphragm. Above and below the sharp-edged constriction 85 has the inner contour 71 the aperture 74 in this example in each case the shape of straight Kreistrlt stump coats on. Alternatively, it is also possible a constriction 85 rounded off, see 12 ,

Die in der 13 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 auf, die in einem mittigen Bereich eine scharfkantige Ausbauchung 86 aufweist. Im Bereich der Ausbauchung 86 ist der Durchmesser DX und damit der Querschnitt der Blende QX maximal, nämlich etwa doppelt bis vier mal so groß wie jeweils der Eintritts- und der Austrittsquerschnitt QBE, QBA der Blende. Oberhalb und unterhalb der scharfkantigen Ausbauchung 86 weist die Innenkontur 71 der Blende 74 in diesem Beispiel jeweils die Form von geraden Kreiskegelstumpfmänteln auf. Alternativ ist es auch möglich, eine Ausbauchung 86 abgerundet auszuführen, siehe 14. 15 zeigt eine weitere Variante, bei der die Blende 74 einen Freistich 87 aufweist. Der Freistich ist in diesem Beispiel als Innenfreistich und rechtwinklig ausgeführt und weist einen maximalen Querschnitt der Blende QX auf, der etwa doppelt bis viermal so groß ist wie jeweils der Eintritts- und der Austrittsquerschnitt QBE, QBA der Blende.The in the 13 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 on, in a central area a sharp-edged bulge 86 having. In the area of the bulge 86 is the diameter D X and thus the cross section of the aperture Q X maximum, namely about twice to four times as large as each of the inlet and outlet cross-section Q BE , Q BA of the diaphragm. Above and below the sharp-edged bulge 86 has the inner contour 71 the aperture 74 in this example in each case the shape of straight Kreistrlt stump coats on. Alternatively, it is also possible a bulge 86 rounded off, see 14 , 15 shows another variant in which the aperture 74 an underdog 87 having. The undercut is executed in this example as Innenfreistich and rectangular and has a maximum cross-section of the aperture Q X , which is about twice to four times as large as each of the inlet and outlet cross-section Q BE , Q BA of the aperture.

In den 16 und 17 ist jeweils ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100 dargestellt, die eine Blende 74 aufweist, mit der Besonderheit, dass die Blende 74 auf der dem Brennraum 14 zugewandten Seite zumindest eine Außenkante 88 aufweist, deren Kontur gegenüber einer scharfkantigen Außenkante nach innen abweicht. Die in 16 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 mit einer hülsenförmige Grundform auf, wobei die innere brennraumseitig liegende Kante 89 der Hülse eine Verrundung 91 aufweist. Der Verrundungsradius beträgt in diesem Beispiel 0,5 mm. Auch die Verrundung 91 der äußeren brennraumseitig liegende Kante 90 der Hülse ist zusätzlich oder alternativ, beispielsweise mit einem Verrundungsradius der 0,5 mm beträgt, möglich. Auch kleine und/oder größere Verrundungsradien sind prinzipiell möglich. Die in 17 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 mit einer hülsenförmige Grundform auf, wobei die innere brennraumseitig liegende Kante 89 der Hülse eine Anfasung 92 aufweist. Die Anfasung 92 (Länge und Breite) beträgt in diesem Beispiel 10,5 mm, der Fasenwinkel beträgt 45°. Auch die Anfasung 92 der äußeren brennraumseitig liegende Kante 90 der Hülse ist zusätzlich oder alternativ, beispielsweise mit einer Länge und Breite von jeweils 0,5 mm, möglich. Auch kleine und/oder größere Anfasungen 92 sind prinzipiell möglich. Selbstverständlich sind neben den in 16 und 17 gezeigten Außenkanten 88, weitere Außenkanten 88 ausführbar, deren Kontur gegenüber einer scharfkantigen Außenkante nach innen abweicht, zum Beispiel Außenkanten mit einer exakt oder nährungsweise elliptischen, parabolischen oder hyperbolischen Form oder mit einer unregelmäßigen Form. Auch Kombinationen von Anfasungen 92 und Verrundungen 91 sind denkbar.In the 16 and 17 each is another example of a laser spark plug 100 shown a diaphragm 74 has, with the peculiarity that the aperture 74 on the combustion chamber 14 facing side at least one outer edge 88 whose contour is opposite to a sharp-edged Outer edge deviates inwards. In the 16 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 with a sleeve-shaped basic shape, wherein the inner combustion chamber side edge 89 the sleeve a rounding 91 having. The fillet radius is 0.5 mm in this example. Also the rounding 91 the outer edge of the combustion chamber side 90 the sleeve is additionally or alternatively, for example, with a radius of curvature of 0.5 mm, possible. Even small and / or larger radii of curvature are possible in principle. In the 17 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 with a sleeve-shaped basic shape, wherein the inner combustion chamber side edge 89 the sleeve a chamfer 92 having. The chamfering 92 (Length and width) is in this example 10.5 mm, the chamfer angle is 45 °. Also the chamfering 92 the outer edge of the combustion chamber side 90 the sleeve is additionally or alternatively, for example, with a length and width of 0.5 mm, possible. Also small and / or larger chamfers 92 are possible in principle. Of course, in addition to the in 16 and 17 outer edges shown 88 , further outer edges 88 executable whose contour deviates inwardly from a sharp-edged outer edge, for example, outer edges with an exact or nearly elliptical, parabolic or hyperbolic shape or with an irregular shape. Also combinations of chamfers 92 and fillets 91 are conceivable.

In den 18 und 19 ist jeweils ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100 dargestellt, die eine Blende 74 aufweist und die Fokussierungsmittel 53, insbesondere eine Fokussieroptik 52, zur Festlegung einer Strahlform der durch die Blende 74 durchtretenden Laserstrahlung 24 aufweist (siehe 1B). Die in diesen Beispielen vorgeschlagenen Laserzündkerzen 100 weisen die Besonderheit auf, dass die Form der Blende 74 hinsichtlich der Form der durch sie hindurchtretenden Laserstrahlung 24 vorteilhaft gewählt ist. Die Form der Laserstrahlung 24 ist in diesen Figuren durch die kegelförmigen Hülllinien 99 angedeutet, die sich näherungsweise im Zündpunkt ZP schneiden. Die Form der Laserstrahlung 24 betreffende Angaben verstehen sich im Rahmen dieser Erfindung gemäß oder vor dem Hintergrund der Norm DIN EN ISO 11145 .In the 18 and 19 each is another example of a laser spark plug 100 shown a diaphragm 74 and the focusing means 53 , in particular a focusing optics 52 , establishing a beam shape through the aperture 74 passing laser radiation 24 has (see 1B ). The laser spark plugs proposed in these examples 100 have the peculiarity that the shape of the aperture 74 in terms of the shape of the laser radiation passing therethrough 24 is chosen advantageous. The shape of the laser radiation 24 is in these figures by the conical envelope lines 99 indicated that intersect approximately in the ignition point ZP. The shape of the laser radiation 24 In the context of this invention, statements concerning themselves are to be understood in accordance with or in the context of Standard DIN EN ISO 11145 ,

Die in der 18 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 auf, die entlang ihrer gesamten Innenkontur 71 einen Abstand A zu der durch sie hindurchtretenden Laserstrahlung 24 von ca. 0,5 mm aufweist. Die dargestellte Laserzündkerze 100 hat überdies die Eigenschaft, dass 88% der durch das Brennraumfenster 58 transmittierten Laserstrahlung 24 durch die Blende 58 als fokussierbare Laserstrahlung 24 hindurchtritt, während die übrige Laserstrahlung 24 entlang der Innenkontur 71 der Blende 74 eine Ablenkung oder Absorption erfährt und für eine Fokussierung nicht zur Verfügung steht. Die in der 18 dargestellte Vorsehung eines Abstandes A in der beschriebenen Art und Weise und/oder die Vorsehung einer Transmission durch die Blende 58 in der beschriebenen Art und Weise kommen, wo nicht explizit ausgeschlossen, auch in den anderen Ausführungsformen und Beispielen der Erfindung in Betracht.The in the 18 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 on that along their entire inner contour 71 a distance A to the laser radiation passing therethrough 24 of about 0.5 mm. The illustrated laser spark plug 100 moreover, has the property that 88% of that through the combustion chamber window 58 transmitted laser radiation 24 through the aperture 58 as focusable laser radiation 24 passes while the remaining laser radiation 24 along the inner contour 71 the aperture 74 undergoes a distraction or absorption and is not available for focussing. The in the 18 illustrated providence of a distance A in the manner described and / or the provision of a transmission through the diaphragm 58 in the manner described, where not explicitly excluded, are also contemplated in the other embodiments and examples of the invention.

Die in der 19 dargestellte Laserzündkerze 100 weist eine Blende 74 auf, deren Innenkontur 71 die Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfes hat, dessen Öffnungswinkel φ 45° beträgt. Die durch die Blende hindurchtretende Laserstrahlung 24 ist in diesem Beispiel derart fokussiert, dass der Strahldivergenzwinkel ψ (Fernfelddivergenz) 30° beträgt.The in the 19 illustrated laser spark plug 100 has an aperture 74 on, whose inner contour 71 has the shape of a straight circular truncated cone whose opening angle φ is 45 °. The laser radiation passing through the diaphragm 24 is focused in this example so that the beam divergence angle ψ (far-field divergence) is 30 °.

In den 20 und 21 ist jeweils ein Beispiel einer Laserzündkerze 100 dargestellt, die eine Blende 74 zum Durchtritt von Laserstrahlung 24 in eine am brennraumseitigen Ende des Gehäuses 38 angeordnete Vorkammer 110 aufweist. Für die Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 und dem Brennraum ist ein Überströmkanal 120 vorgesehen.In the 20 and 21 each is an example of a laser spark plug 100 shown a diaphragm 74 for the passage of laser radiation 24 in a combustion chamber end of the housing 38 arranged antechamber 110 having. For the fluid connection between the interior 111 the antechamber 110 and the combustion chamber is a transfer port 120 intended.

Bei dem in 20 dargestellten Beispiel ist die Längsachse KLA des Überströmkanals 120 bezüglich der Längsachse LA der Laserzündkerze 100 außermittig, versetzt angeordnet. Die Längsachse KLA der Überströmbohrung 120 und die Längsachse LA der Laserzündkerze 100 sind in diesem Beispiel parallel zueinander, alternativ können sie auch in radialer und/oder in tangentialer Richtung unter einem Winkel zueinander angeordnet sein. Bei einem Einströmen von einem Fluid F bildet sich innerhalb der Vorkammer 110 ein Wirbel so aus, dass die Fluidströmung entlang der Austrittsöffnung der Blende 74 weitgehend parallel zu der Austrittsöffnung der Blende 74 verläuft. Dennoch in das Innere der Blende 74 eintretendes Fluid tritt demzufolge unter einem Winkel ε in die Blende 74 ein, der gemessen zur Längsachse LA der Laserzündkerze fast 90°, insbesondere stets mindestens 75° beträgt. Die sich im Inneren der Blende 74 ausbildende Fluidströmung stellt insbesondere eine Tumble-Strömung dar. In diesem Beispiel beträgt die Länge L der Blende 5 mm und der Austrittsdurchmesser DAE der Blende beträgt 6 mm. Es ist somit durch die Zusammenwirkung des Winkels ε, unter dem das Fluid F in das Innere der Blende 74 eintritt, der Länge L und dem Austrittsdurchmesser DAE der Blende in diesem Beispiel gegeben, dass die Fluidströmung F das Brennraumfenster 58 nicht unmittelbar, sondern erst nach Umlenkungen an der Innenkontur 71 der Blende 74 trifft.At the in 20 the example shown is the longitudinal axis KLA of the overflow 120 with respect to the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 off-center, staggered. The longitudinal axis KLA of the overflow bore 120 and the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 In this example, they are parallel to one another; alternatively, they can also be arranged at an angle to one another in the radial and / or tangential direction. With an inflow of a fluid F forms within the prechamber 110 a vortex so that the fluid flow along the outlet opening of the diaphragm 74 largely parallel to the outlet opening of the diaphragm 74 runs. Nevertheless, in the interior of the aperture 74 As a result, entering fluid enters the diaphragm at an angle ε 74 a measured at the longitudinal axis LA of the laser spark plug is almost 90 °, in particular always at least 75 °. The inside of the aperture 74 forming fluid flow is in particular a tumble flow. In this example, the length L of the diaphragm is 5 mm and the exit diameter D AE of the diaphragm is 6 mm. It is thus by the interaction of the angle ε, under which the fluid F in the interior of the diaphragm 74 Entered, given the length L and the exit diameter D AE of the diaphragm in this example that the fluid flow F the combustion chamber window 58 not immediately, but only after deflections on the inner contour 71 the aperture 74 meets.

Weitere Ausführungen von Laserzündkerzen 100 mit Vorkammern 110 deren ein Überströmkanal 120 so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal 120 in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 eine Fluidströmung F ergibt, die unter einem Mindestwinkel ε, insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze, von 45°, 60° oder 75° in das Innere der Blende 74 eintritt, sind möglich und sehen insbesondere vor, dass mehrere Überströmkanale 120 vorgesehen sind. Zusätzlich oder alternativ ist auch möglich, dass zusätzliche Mittel (nicht gezeichnet) vorgesehen sind, durch die ein Spülgas in die Vorkammer einblasbar ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass diese Mittel zum Einblasen von Spülgas zusammen mit dem Überstromkanal 120 in einer Weise zusammenwirken, dass sich insgesamt eine Fluidströmung ausbildet, derart dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal 120 in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 eine Fluidströmung F ergibt, die unter einem Mindestwinkel ε, insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze, von 45°, 60° oder 75° in das Innere der Blende 74 eintritt.Further versions of laser spark plugs 100 with atria 110 an overflow channel 120 is arranged and formed so that when flowing in a fluid through the overflow 120 in the interior 111 the antechamber 110 a fluid flow F results, which at a minimum angle ε, in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug, from 45 °, 60 ° or 75 ° in the interior of the diaphragm 74 is possible, and in particular provide that several overflow 120 are provided. Additionally or alternatively, it is also possible that additional means (not shown) are provided, through which a purge gas is blown into the prechamber. It is provided in particular that these means for injecting purge gas together with the overflow channel 120 cooperate in such a way that a total of fluid flow is formed, so that when flowing in a fluid through the overflow 120 in the interior 111 the antechamber 110 a fluid flow F results, which at a minimum angle ε, in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug, from 45 °, 60 ° or 75 ° in the interior of the diaphragm 74 entry.

21 zeigt ein weiteres Beispiel einer Laserzündkerze 100, im Teil a als Teillängsschnitt entlang der Langsachse LA der Laserzündkerze 100, im Teil b in Aufsicht in Richtung B im Teil a und im Teil c in einem Schnitt entlang der Linie CC in Teil b der 21. Diese Laserzündkerze 100 weist für die Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 und dem Brennraum fünf Überströmkanäle 120 auf, die um jeweils 72° versetzt zueinander, symmetrisch angeordnet sind. Die Längsachsen KLA der Überströmbohrungen 120 sind sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung geneigt, derart dass die Längsachsen KLA der Überströmbohrungen 120 in Aufsicht auf die Laserzündkerze (21b) ein regelmäßiges Fünfeck bilden. Aufgrund der Anordnung und der Orientierung der Überströmbohrungen 120 bildet sich beim Einströmen eines Fluids F in die Vorkammer 110 ein Wirbel aus, dessen Wirbelachse WB im Inneren der Vorkammer 110 und im Bereich der Blende 74 mit der Längsachse LA der Laserzündkerze 100 zusammenfällt. Aus den Strömungsverhältnissen im Bereich der Blende 74 resultiert, dass insbesondere schwere Partikel, die die Strömung im Bereich eines Wirbels, tangential verlassen, die Innenkontur 71 der Blende 74 treffen und nicht zum Brennraumfenster 58 vordringen. 21 shows another example of a laser spark plug 100 , in part a as a partial longitudinal section along the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 , in part b in the direction of B in part a and in part c in a section along the line CC in part b of 21 , This laser spark plug 100 indicates the fluid connection between the interior 111 the antechamber 110 and the combustion chamber five transfer channels 120 on, each offset by 72 ° to each other, are arranged symmetrically. The longitudinal axes KLA of the overflow holes 120 are inclined both in the radial and in the tangential direction, such that the longitudinal axes KLA of the overflow holes 120 in view of the laser spark plug ( 21b ) form a regular pentagon. Due to the arrangement and the orientation of the overflow holes 120 forms during the inflow of a fluid F in the antechamber 110 a vortex, whose vortex axis WB inside the antechamber 110 and in the area of the aperture 74 with the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 coincides. From the flow conditions in the area of the aperture 74 results in that especially heavy particles, which leave the flow tangentially in the region of a vortex, the inner contour 71 the aperture 74 meet and not to the combustion chamber window 58 penetrate.

Die sich im Inneren der Blende 74 ausbildende Fluidströmung stellt insbesondere eine Drallströmung dar. In diesem Beispiel beträgt die Länge L der Blende 5 mm und der Austrittsdurchmesser DBE der Blende beträgt 6 mm. Es ist somit durch die Zusammenwirkung des Winkels v, unter dem die Wirbelachse WB gegen die Längsachse LA der Laserzündkerze verkippt ist (hier: 0°), der Länge L und dem Austrittsdurchmesser DAS der Blende 74 in diesem Beispiel gegeben, dass die besagten Partikel das Brennraumfenster 58 nicht treffen, wenn sie die Strömung in tangentialer Richtung verlassen. Auch für tan v ≤ L/DBE ist diese Wirkung zumindest zum Teil gegeben, insbesondere für n·tan v ≤ L/DBE; n = 2, 3, 4.The inside of the aperture 74 forming fluid flow represents in particular a swirl flow. In this example, the length L of the diaphragm is 5 mm and the outlet diameter D BE of the diaphragm is 6 mm. It is thus by the interaction of the angle v, under which the swirl axis WB is tilted against the longitudinal axis LA of the laser spark plug (here: 0 °), the length L and the exit diameter DAS of the diaphragm 74 given in this example that said particles are the combustion chamber window 58 do not hit if they leave the flow in a tangential direction. Also for tan v ≦ L / D BE , this effect is at least partly given, in particular for n · tan v ≦ L / D BE ; n = 2, 3, 4.

Es ist ferner möglich, dass zusätzliche Mittel (nicht gezeichnet) vorgesehen sind, durch die ein Spülgas in die Vorkammer 110 einblasbar ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass diese Mittel zum Einblasen von Spülgas zusammen mit einem Überstromkanal 120 oder mehreren Überströmkanälen 120 in einer Weise zusammenwirken, dass sich insgesamt eine Fluidströmung ausbildet, derart dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal 120 oder die Überströmkanäle in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 eine Fluidströmung ergibt, die einen Wirbel aufweist, der sich um eine Wirbelachse WB dreht, die eine Komponente in Richtung der Längsachse LA der Laserzündkerze 100 aufweist, insbesondere parallel oder koaxial zu der Längsachse LA der Laserzündkerze 100 ist.It is also possible that additional means (not shown) are provided, through which a purge gas in the prechamber 110 is inflatable. It is provided in particular that these means for injecting purge gas together with an overflow channel 120 or more overflow channels 120 cooperate in such a way that a total of fluid flow is formed, so that when flowing in a fluid through the overflow 120 or the transfer channels into the interior 111 the antechamber 110 results in a fluid flow having a vortex which rotates about a vortex axis WB, which is a component in the direction of the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 has, in particular parallel or coaxial with the longitudinal axis LA of the laser spark plug 100 is.

Wenngleich für die in den 2 bis 21 gezeigten Blenden 74 einerseits, wie gezeichnet, eine achssymmetrische Form bevorzugt ist, können auch Abweichungen von einer Achssymmetrie vorteilhaft vorgesehen sein.Although for those in the 2 to 21 shown aperture 74 on the one hand, as drawn, an axisymmetric shape is preferred, deviations from an axis symmetry can be advantageously provided.

Die Erfindung ist nicht auf die voranstehenden und/oder auf die explizit erläuterten und/oder in den Figuren explizit dargestellten Ausführungen und Beispielen beschränkt, sondern weitere Ausführungen und Beispiele sind durch Kombinationen der zu den einzelnen Ausführungen und Beispielen erläuterten Merkmale in einer für den Fachmann nacharbeitbaren Weise gegeben. Von diesen Kombinationen sind insbesondere jene von Bedeutung, deren vorteilhafte Wirkung vorangehend bereits explizit betont wurde.The invention is not limited to the above and / or to the explicitly explained and / or explicitly illustrated in the figures embodiments and examples, but further embodiments and examples are by combinations of the explanations to the individual embodiments and examples in a reproducible for the skilled person Given way. Of these combinations, especially those are of importance whose advantageous effect has already been explicitly emphasized above.

Insbesondere sind auch Ausführungsformen vorteilhaft und für den Fachmann nacharbeitbar, die auf einem Zusammenwirken von jeweils einem oder, sofern sie einander nicht ausschließen, mehreren, der vorangehend offenbarten Merkmalen aus zwei oder mehr als zwei der folgenden Merkmalsgruppen basieren: Vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Längen L der Blende 74, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichneten Auswahlen des Materials der Blende 74, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Ausgestaltungen eines dem Brennraumfenster 58 brennraumseitig vorgelagerten Spalts 82, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichneten Querschnitte der Blende 74, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Verhältnisse zwischen Längen L und Querschnittsflächen Q der Blende 74, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Merkmale der Innenkontur 71 der Blende 74, insbesondere Kanten 83 und extremale Querschnitte der Blende 74, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Merkmale, die eine vorteilhafte Gestaltung der Form der Blende 74 hinsichtlich der Form der durch sie hindurchtretenden Laserstrahlung 24 betreffen, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Merkmale, die die Gestaltung einer Außenkante 88 der Blende 74 betreffen, vorangehend als vorteilhaft gekennzeichnete Merkmale, die die Gestaltung einer Vorkammer 110, insbesondere eines Überstromkanals 120, betreffen.In particular, embodiments are also advantageous and can be reproduced by those skilled in the art, which are based on an interaction of one or, if they do not exclude each other, several of the above-disclosed features of two or more than two of the following feature groups: Previously marked as advantageous lengths L of cover 74 previously referred to as advantageously marked selections of the material of the panel 74 Previously marked as advantageous embodiments of the combustion chamber window 58 on the combustion chamber side upstream gap 82 , previously referred to as advantageous cross-sections of the aperture 74 , previously characterized as advantageous relationships between lengths L and cross-sectional areas Q of the diaphragm 74 , previously characterized as advantageous features of the inner contour 71 the aperture 74 , especially edges 83 and extreme cross sections of the aperture 74 Previously characterized as advantageous features, the advantageous design of the shape of the panel 74 in terms of the shape of them passing laser radiation 24 relate to previously characterized as advantageous features that the design of an outer edge 88 the aperture 74 relate to previously characterized as advantageous features that the design of an antechamber 110 , in particular an overflow channel 120 , affect.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102009000540 A1 [0102] DE 102009000540 A1 [0102]

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  • Norm DIN EN ISO 11145 [0115] Standard DIN EN ISO 11145 [0115]

Claims (14)

Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine (10) umfassend mindestens ein Mittel (26) zur Führung, Formung und/oder zur Erzeugung von Laserstrahlung (24), ferner umfassend ein Brennraumfenster (58) und ein Gehäuse (38), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) auf der dem Mittel (26) gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters (58), insbesondere an einem brennraumseitigen Ende (381) des Gehäuses, eine Blende (74) zum Durchtritt der durch das Mittel (26) geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum (14) aufweist, wobei die Laserzündkerze (100) Fokussierungsmittel zur Festlegung einer Strahlform der durch die Blende (74) durchtretenden Laserstrahlung (24) aufweist, wobei der Abstand (A) zwischen Blende (74) und Laserstrahlung (24) zumindest entlang überwiegenden Teilen der Innenkontur (71) der Blende (74) 4 mm nicht überschreitet.Laser spark plug for an internal combustion engine ( 10 ) comprising at least one agent ( 26 ) for guiding, shaping and / or for generating laser radiation ( 24 ), further comprising a combustion chamber window ( 58 ) and a housing ( 38 ), characterized in that the housing ( 38 ) on the means ( 26 ) opposite side of the combustion chamber window ( 58 ), in particular at a combustion chamber end ( 381 ) of the housing, an aperture ( 74 ) for the passage of the 26 ) guided, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber ( 14 ), wherein the laser spark plug ( 100 ) Focusing means for defining a beam shape through the aperture ( 74 ) passing laser radiation ( 24 ), wherein the distance (A) between aperture ( 74 ) and laser radiation ( 24 ) at least along predominant parts of the inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ) Does not exceed 4 mm. Laserzündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Blende (74) und Laserstrahlung (24) zumindest entlang überwiegenden Teilen der Innenkontur (71) der Blende (74) 2 mm, insbesondere 1 mm, bevorzugt 0,55 mm nicht überschreitet.Laser spark plug according to claim 1, characterized in that the distance between the diaphragm ( 74 ) and laser radiation ( 24 ) at least along predominant parts of the inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ) Does not exceed 2 mm, in particular 1 mm, preferably 0.55 mm. Laserzündkerze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Blende (74) und Laserstrahlung (24) zumindest entlang überwiegenden Teilen der Innenkontur (71) der Blende (74) 0,1 mm, insbesondere 0,25 mm, bevorzugt 0,45 mm nicht unterschreitet.Laser spark plug according to one of claims 1 or 2, characterized in that the distance between the diaphragm ( 74 ) and laser radiation ( 24 ) at least along predominant parts of the inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ) 0.1 mm, in particular 0.25 mm, preferably 0.45 mm does not fall below. Laserzündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest überwiegenden Teile der Innenkontur (71) 50% der Fläche der Innenkontur (71) oder mehr umfassen.Laser spark plug according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least predominant parts of the inner contour ( 71 ) 50% of the surface of the inner contour ( 71 ) or more. Laserzündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest überwiegenden Teile der Innenkontur (71) 70% der Fläche der Innenkontur (71) oder mehr, insbesondere 90% der Fläche der Innenkontur (71) oder mehr, bevorzugt die gesamte Innenkontur (71) der Blende (74) umfassen.Laser spark plug according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least predominant parts of the inner contour ( 71 ) 70% of the surface of the inner contour ( 71 ) or more, in particular 90% of the surface of the inner contour ( 71 ) or more, preferably the entire inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ). Laserzündkerze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) auf der dem Mittel (26) gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters (58), insbesondere an einem brennraumseitigen Ende (381) des Gehäuses, eine Blende (74) zum Durchtritt der durch das Mittel (26) geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung in einen Brennraum (14) aufweist, wobei die Laserzündkerze (100) Fokussierungsmittel zur Festlegung einer Strahlform der durch die Blende (74) durchtretenden Laserstrahlung (24) aufweist und dass durch die Blende (74) ein Anteil der durch das Brennraumfenster (58) austretenden Laserstrahlung (24) transmittiert wird, der zwischen 50% und 100%, insbesondere zwischen 70% und 95%, bevorzugt zwischen 85 und 90%, beträgt.Laser spark plug according to the preamble of claim 1, in particular according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing ( 38 ) on the means ( 26 ) opposite side of the combustion chamber window ( 58 ), in particular at a combustion chamber end ( 381 ) of the housing, an aperture ( 74 ) for the passage of the 26 ) guided, shaped and / or generated laser radiation in a combustion chamber ( 14 ), wherein the laser spark plug ( 100 ) Focusing means for defining a beam shape through the aperture ( 74 ) passing laser radiation ( 24 ) and that through the aperture ( 74 ) a portion of the through the combustion chamber window ( 58 ) emerging laser radiation ( 24 ), which is between 50% and 100%, in particular between 70% and 95%, preferably between 85 and 90%. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der Blende (74) 4 mm oder mehr, insbesondere 12 mm oder mehr beträgt.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the length (L) of the diaphragm ( 74 ) Is 4 mm or more, in particular 12 mm or more. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der Blende (74) 20 mm oder weniger, insbesondere 15 mm oder weniger, beträgt.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the length (L) of the diaphragm ( 74 ) Is 20 mm or less, especially 15 mm or less. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (74) ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 60 W/(m·K) oder mehr aufweist, insbesondere aus einem solchen Material ganz oder abschnittsweise besteht.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm ( 74 ) has a material with a thermal conductivity of 60 W / (m · K) or more, in particular consists of such a material in whole or in sections. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (74) mindestens einen Kühlkanal (81), insbesondere mehrere Kühlkanäle (81), aufweist.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm ( 74 ) at least one cooling channel ( 81 ), in particular a plurality of cooling channels ( 81 ), having. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur (71) der Blende (74) in einem Bereich, der sowohl von dem dem Brennraum (14) zugewandten Ende der Blende (74) als auch von dem dem Brennraum (14) abgewandten Ende der Blende (74) beabstandet ist, zumindest eine Kante (83) aufweist.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ) in an area that is both from the combustion chamber ( 14 ) facing the end of the aperture ( 74 ) as well as from the combustion chamber ( 14 ) facing away from the end of the aperture ( 74 ), at least one edge ( 83 ) having. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur (71) der Blende (74) die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes aufweist, wobei der Kegelstumpf einen Öffnungswinkel φ aufweist und wobei der Strahldivergenzwinkel der durch die Blende (74) durchtretenden Laserstrahlung (24) ψ beträgt, wobei 0 < φ – ψ < 30°.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour ( 71 ) the aperture ( 74 ) has the shape of the lateral surface of a truncated cone, wherein the truncated cone has an opening angle φ and wherein the beam divergence angle of the through the diaphragm ( 74 ) passing laser radiation ( 24 ) ψ, where 0 <φ - ψ <30 °. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Gehäuse (38) auf der dem Mittel (26) gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters (58) eine Blende (74) zum Durchtritt der durch das Mittel (26) geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung (24) in eine am brennraumseitigen Ende (381) des Gehäuses (38) angeordnete Vorkammer (110) aufweist, wobei mindestens eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum (111) der Vorkammer (110) und einem die Vorkammer (110) umgebenden Brennraum ermöglichender Überströmkanal (120) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine Überströmkanal (120) so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal (120) in den Innenraum (111) der Vorkammer (110) eine Fluidströmung (F) ergibt, die unter einem Mindestwinkel ε, insbesondere gemessen zur Längsachse der Laserzündkerze, von 45° in das Innere der Blende (74) eintritt.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 38 ) on the means ( 26 ) opposite side of the combustion chamber window ( 58 ) an aperture ( 74 ) for the passage of the 26 ) guided, shaped and / or generated laser radiation ( 24 ) into a combustion chamber end ( 381 ) of the housing ( 38 ) arranged antechamber ( 110 ), wherein at least one fluid connection between an interior ( 111 ) the antechamber ( 110 ) and one the antechamber ( 110 ) surrounding combustion chamber enabling overflow channel ( 120 ) is provided, wherein the at least one overflow channel ( 120 ) is arranged and formed so that when flowing in a fluid through the Overflow channel ( 120 ) in the interior ( 111 ) the antechamber ( 110 ) results in a fluid flow (F), which at a minimum angle ε, in particular measured to the longitudinal axis of the laser spark plug, of 45 ° in the interior of the diaphragm ( 74 ) entry. Laserzündkerze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Gehäuse (38) auf der dem Mittel (26) gegenüberliegenden Seite des Brennraumfensters (58) eine Blende (74) zum Durchtritt der durch das Mittel (26) geführten, geformten und/oder erzeugten Laserstrahlung (24) in eine am brennraumseitigen Ende (381) des Gehäuses (38) angeordnete Vorkammer (110) aufweist, wobei mindestens eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum (111) der Vorkammer (110) und einem die Vorkammer (110) umgebenden Brennraum ermöglichender Überströmkanal (120) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine Überströmkanal (120) so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids durch den Überströmkanal (120) in den Innenraum (111) der Vorkammer (110) eine Fluidströmung (F) ergibt, die im Bereich der Blende (74) mindestens einen Wirbel aufweist, der sich um eine Wirbelachse (WB) dreht, die eine Komponente in Richtung der Längsachse (LA) der Laserzündkerze (100) aufweist.Laser spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 38 ) on the means ( 26 ) opposite side of the combustion chamber window ( 58 ) an aperture ( 74 ) for the passage of the 26 ) guided, shaped and / or generated laser radiation ( 24 ) into a combustion chamber end ( 381 ) of the housing ( 38 ) arranged antechamber ( 110 ), wherein at least one fluid connection between an interior ( 111 ) the antechamber ( 110 ) and one the antechamber ( 110 ) surrounding combustion chamber enabling overflow channel ( 120 ) is provided, wherein the at least one overflow channel ( 120 ) is arranged and formed so that when flowing in a fluid through the overflow channel ( 120 ) in the interior ( 111 ) the antechamber ( 110 ) gives a fluid flow (F), which in the region of the diaphragm ( 74 ) has at least one vortex which rotates about a vortex axis (WB) which is a component in the direction of the longitudinal axis (LA) of the laser spark plug (US Pat. 100 ) having.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005066488A1 (en) 2004-01-10 2005-07-21 Robert Bosch Gmbh Device for igniting an internal combustion engine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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