DE102011075559A1

DE102011075559A1 - Laserzündkerze

Info

Publication number: DE102011075559A1
Application number: DE102011075559A
Authority: DE
Inventors: Martin Weinrotter; Pascal Woerner; Jürgen Raimann; Joerg Engelhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-15
Also published as: WO2012152471A1; US20140165945A1

Abstract

Die Erfindung betriff eine Laserzündkerze (100), insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einen Großgasmotor, mit einer Vorkammer (110) zur Aufnahme eines zündfähigen Mediums, mit Mitteln (105) zur Einstrahlung von Laserstrahlung (20) auf mindestens einen in der Vorkammer (110) angeordneten Zündpunkt (ZP), mit mindestens einem eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum (111) der Vorkammer (110) und einem die Vorkammer (110) umgebenden Außenraum (200) ermöglichenden Überströmkanal (120). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (105) zur Einstrahlung von Laserstrahlung (20) und der Vorkammer (110) Blendenmittel (115) angeordnet sind, die mindestens eine der Vorkammer (110) zugewandte Austrittsöffnung (115a) für die Laserstrahlung (20) in die Vorkammer (110) aufweisen, und dass 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, deren Strömungsrichtung einen Winkel (α) von maximal etwa 30° mit einer Längsachse (LA) der Vorkammer (110) einschließt, und die in einen Raumbereich (111a) der Vorkammer (110) gerichtet ist, der im wesentlichen überwiegend, vorzugsweise vollständig, außerhalb eines zentralen Bereichs (115a‘) der Austrittsöffnung (115a) der Blendenmittel (115) liegt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Laserzündkerze, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einen Großgasmotor, mit einer Vorkammer zur Aufnahme eines zündfähigen Mediums, mit Mitteln zur Einstrahlung von Laserstrahlung auf mindestens einen in der Vorkammer angeordneten Zündpunkt, mit mindestens einem eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum der Vorkammer und einem die Vorkammer umgebenen Außenraum ermöglichenden Überströmkanal.
Eine derartige Laserzündkerze ist beispielsweise aus EP 2 072 803 A2 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserzündkerze der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein zuverlässiger Betrieb und eine erhöhte Standzeit gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei der Laserzündkerze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen den Mitteln zur Einstrahlung von Laserstrahlung und der Vorkammer Blendenmittel angeordnet sind, die mindestens eine der Vorkammer zugewandte Austrittsöffnung für die Laserstrahlung in die Vorkammer aufweisen, und 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, deren Strömungsrichtung einen Winkel von maximal etwa 30° mit einer Längsachse der Vorkammer einschließt, und die in einen Raumbereich der Vorkammer gerichtet ist, der im Wesentlichen überwiegend, vorzugsweise vollständig, außerhalb eines zentralen Bereichs der Austrittsöffnung der Blendenmittel liegt.
Die erfindungsgemäße Konfiguration der Vorkammer mit dem mindestens einen Überströmkanal ermöglicht Untersuchungen der Anmelderin zufolge vorteilhaft die Ausbildung einer besonders gut mittels Laserstrahlung zündbaren Fluidströmung in der Vorkammer und stellt vorteilhaft gleichzeitig sicher, dass sich keine wesentliche Staupunktströmung aus dem Innenraum der Vorkammer durch die Blendenmittel hindurch in Richtung der Laserzündkerze hin, beispielsweise auf ein Brennraumfenster zu, ergibt, wodurch eine Verschmutzung der betreffenden Komponenten, insbesondere des Brennraumfensters, besonders effizient verhindert werden kann.
Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine erhöhte Standzeit der Laserzündkerze bei gleichzeitig zuverlässigen Betriebseigenschaften.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Konfiguration solchen herkömmlichen Ansätzen überlegen, welche die Ausbildung einer dominanten Tumble-Strömung (Tangentialströmung im Bereich des Brennraumfensters) bzw. einer dominanten Swirl-Strömung vorsehen, bei der eine Haupt-Wirbelachse im Wesentlichen konzentrisch zu der Längsachse der Vorkammer bzw. der Laserzündkerze angeordnet ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Überströmkanäle vorgesehen sind, und dass die Überströmkanäle so angeordnet sind, dass eine Längsachse des ersten Überströmkanals einen ersten Winkel mit der Längsachse der Vorkammer, einschließt, und das eine Längsachse des zweiten Überströmkanals einen zweiten Winkel mit der Längsachse der Vorkammer einschließt, wobei der zweite Winkel verschieden ist von dem ersten Winkel. Bei dieser Erfindungsvariante, bei der die Überströmkanäle selbst beispielsweise bevorzugt als im Wesentlichen kreiszylindrische Kanäle ausgebildet sind, wird vorteilhaft eine in den Innenraum der Vorkammer strömende Fluidströmung erhalten, welche den erfindungsgemäßen Kriterien genügt. Insbesondere kann durch die Winkeldifferenz zwischen den Längsachsen der mindestens zwei Überströmkanäle die Strömungsrichtung der erfindungsgemäß erhaltenen Fluidströmung in der Vorkammer beinflusst werden, sodass ein Winkel zwischen der Strömungsrichtung und der Längsachse der Vorkammer einen Wert von etwa 30° nicht übersteigt, und dass insbesondere die Strömungsrichtung in einen Raumbereich gerichtet ist, der nicht in dem zentralen Bereich der Austrittsöffnung der Blendenmittel liegt. Das vorstehend beispielhaft an zwei Überströmkanälen erläuterte Prinzip ist auch auf mehr als zwei Überströmkanäle übertragbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Überströmkanäle vorgesehen sind, und dass die Überströmkanäle so angeordnet sind, dass ein Eintrittsort des ersten Überströmkanals in die Vorkammer, genauer in den Innenraum der Vorkammer, einen ersten Abstand zu einem axialen Referenzpunkt aufweist, und dass ein Eintrittsort des zweiten Überströmkanals in die Vorkammer bzw. in den Innenraum der Vorkammer einen zweiten Abstand zu dem axialen Referenzpunkt aufweist, wobei der zweite Abstand von dem ersten Abstand verschieden ist. Als axialer Referenzpunkt kann beispielsweise eine im Wesentlichen ebene Fläche herangezogen werden, die sich im Wesentlichen orthogonal zu der Längsachse der Laserzündkerze und der Vorkammer erstreckt, beispielsweise eine Oberfläche eines Brennraumfensters der Laserzündkerze, die den Blendenmitteln zugewandt ist. Alternativ hierzu kann beispielsweise auch eine Stirnfläche der Blendenmittel, die einen brennraumabgewandten Endbereich des Innenraums der Vorkammer begrenzen, als axialer Referenzpunkt herangezogen werden. In allen Fällen wird bevorzugt zur Definition der Abstände eine Messung entlang einer Ortskoordinate durchgeführt, die sich parallel zu der Längsachse der Laserzündkerze und der Vorkammer erstreckt.
Kombinationen der vorstehend beschriebenen Erfindungsvarianten sind ebenfalls denkbar. Beispielsweise können mehrere Überströmkanäle vorgesehen sein, deren Eintrittsorte in die Vorkammer jeweils denselben Abstand zu einem axialen Referenzpunkt aufweisen, deren Längsachsen jedoch jeweils unterschiedliche Winkel mit der Längsachse der Vorkammer einschließen. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Überströmkanäle vorgesehen sind, deren Längsachsen jeweils denselben Winkel mit der Längsachse der Vorkammer einschließen, wobei mindestens zwei dieser Überströmkanäle so in der Vorkammer angeordnet sind, dass sie jeweils unterschiedliche Abstände zu dem axialen Referenzpunkt aufweisen.
Die Vorsehung von zwei oder mehr Überströmkanälen, welche jeweils Längsachsen mit unterschiedlichen Winkeln zur Längsachse der Vorkammer und darüber hinaus auch unterschiedliche Abstände bezüglich ihrer Eintrittsorte zu dem axialen Referenzpunkt aufweisen, sind ebenfalls denkbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass mindestens ein Überströmkanal vorgesehen und als Mittelloch ausgebildet ist, das heißt in einem brennraumseitigen Endbereich der Vorkammer angeordnet ist, und zwar etwa im Bereich der Längsachse der Vorkammer. Besonders bevorzugt fällt jedoch eine Längsachse des Mittellochs nicht genau zusammen mit der Längsachse der Vorkammer, sondern ist vorzugsweise parallel zu dieser angeordnet. Durch eine solche „Desachsierung“ kann die erfindungsgemäße Fluidströmung in der Vorkammer ebenfalls begünstigt werden. Es sind Erfindungsvarianten denkbar, bei denen das vorstehend beschriebene Mittelloch den einzigen Überströmkanal bildet, weiterhin können jedoch auch Kombinationen der das Mittelloch aufweisenden Variante mit den vorstehend beschriebenen Erfindungsvarianten vorgesehen sein, welche Überströmkanäle unterschiedlicher Ausrichtungen ihrer Längsachsen bzw. ihrer Eintrittsorte bezüglich eines axialen Referenzpunkts aufweisen.
Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge ist vorgesehen, dass mindestens zwei Überströmkanäle so angeordnet sind, dass ihre Längsachsen jeweils die Längsachse der Vorkammer schneiden. Diese Konfiguration wird auch als radiale Ausrichtung der Überströmkanäle bezeichnet. Sofern die betreffenden Überströmkanäle jeweils unterschiedliche Ausrichtungen ihrer Längsachse bzw. unterschiedliche Eintrittsorte in der Vorkammer aufweisen, ergeben sich jeweils einzelne Schnittpunkte zwischen der Längsachse eines Überströmkanals und der Längsachse der Vorkammer, dass heißt, die Längsachsen der Überströmkanäle schneiden sich untereinander nicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass mindestens zwei Überströmkanäle so angeordnet sind, dass ihre Längsachsen jeweils nicht die Längsachse der Vorkammer schneiden, mithin an ihr vorbeiführen, wobei vorzugsweise ein fiktives Dreieck, das die beiden Längsachsen und eine fiktive Verbindungslinie zwischen den jeweiligen Eintrittsorten der Überströmkanäle in die Vorkammer als Grundseiten aufweist, einen Schnittpunkt mit der Längsachse der Vorkammer aufweist. In diesem Fall ist also sichergestellt, dass sich die Längsachse der Vorkammer innerhalb der Eintrittsorte und des Schnittpunkts der Längsachsen der betreffenden Überströmkanäle bzw. des hieraus gebildeten Dreiecks befindet, sodass sich die durch die einzelnen Überströmkanäle in die Vorkammer ergebenen Teilströmungen zumindest teilweise gegenseitig kompensieren, um die Ausbildung einer dominanten Swirl-Strömung bzw. einer dominanten Tumble-Strömung zu verhindern.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Anordnung der Überströmkanäle so erfolgen, dass sich mindestens eine Winkelhalbierende des fiktiven Dreiecks der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit der Längsachse bzw. optischen Achse der Vorkammer schneidet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Überströmkanäle in etwa parallel zueinander und ferner so angeordnet sind, dass die Längsachse der Vorkammer zwischen den jeweiligen Längsachsen der Überströmkanäle liegt. Auch in diesem Fall ergibt sich vorteilhaft eine Kompensation der durch die beiden beteiligten Überströmkanäle strömenden Teilströmungen derart dass die Ausbildung einer dominanten Swirl- bzw. Tumble-Strömung vermieden wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Winkelabstand von in Umfangsrichtung der Vorkammer jeweils zueinander benachbarten Überströmkanälen nicht konstant ist. Beispielsweise können bei einer Gesamtzahl von insgesamt fünf radial angeordneten Überströmkanälen vier Überströmkanäle jeweils einen Winkelabstand zueinander von etwa 60° aufweisen, wobei sich zwischen zwei benachbarten Überströmkanälen ein verbleibender Winkelabstand von etwa 120° ergibt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Überströmkanal eine dem Außenraum zugewandte erste Querschnittsfläche aufweist, die hinsichtlich Form und/oder Flächeninhalt unterschiedlich ist von einer dem Innenraum der Vorkammer zugewandten zweiten Querschnittsfläche, wodurch weitere Freiheitsgrade zur Beeinflussung der Fluidströmung in der Vorkammer gegeben sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Durchtrittskanal der Blendenmittel für die Laserstrahlung in etwa Kegelstumpfform aufweist, wobei ein Öffnungswinkel des Durchtrittskanals größer oder etwa gleich einem Strahlwinkel der Laserstrahlung ist, wodurch die Laserstrahlung im Wesentlichen ungehindert durch die Blendenmittel aus der Laserzündkerze bzw. einer dort vorgesehenen Lasereinrichtung oder dergleichen in die Vorkammer eingestrahlt werden kann, während gleichzeitig eine Abschirmwirkung der Komponenten der Laserzündkerze (z.B. Brennraumfenster) vor von aus der Vorkammer stammenden Schmutzpartikeln bzw. Verbrennungsendprodukten (Ölaschen und dergleichen) gegeben ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigt:
1a schematisch ein teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserzündkerze,
1b schematisch einen teilweisen Querschnitt eines eine Vorkammer aufweisenden brennraumzugewandten Endbereichs der Laserzündkerze gemäß 1a,
1c schematisch eine Draufsicht auf die Vorkammer der Laserzündkerze gemäß 1b in einem teilweisen Querschnitt,
1d schematisch eine Draufsicht auf einen der Vorkammer zugewandten Endbereich der Blendenmittel gemäß einer weiteren Ausführungsform,
2 schematisch in teilweisem Querschnitt eine Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform,
3 eine Draufsicht auf einen brennraumzugewandten Endbereich einer Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform,
4 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform,
5 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform,
6 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform,
7 schematisch einen teilweisen Querschnitt der erfindungsgemäßen Blendenmittel,
8a schematisch eine Anordnung und Ausrichtung von Überströmkanälen bezüglich einer Längsachse der Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
8b schematisch eine weitere Konfiguration von Überströmkanälen bezüglich einer Längsachse einer Vorkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform.
1a zeigt einen teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laserzündkerze 100. Die Laserzündkerze 100 verfügt über Mittel 105 zur Einstrahlung von Laserstrahlung 20 auf mindestens einen Zündpunkt ZP, der in einer der Laserzündkerze 100 zugeordneten Vorkammer 110 angeordnet ist.
Vorliegend weisen die Mittel 105 beispielsweise einen Festkörperlaser 105a auf, der über eine passive Güteschaltung (nicht gezeigt) verfügen kann und unter Beaufschlagung mit Pumplicht in an sich bekannter Weise energiereiche Laserzündimpulse 20 erzeugt. Dem Festkörperlaser 105a ist eine Fokussieroptik 105b zugeordnet, die die von dem Festkörperlaser 105a erzeugte Laserstrahlung 20 auf den Zündpunkt ZP bündelt. In ihrem der Vorkammer 110 zugewandten Endbereich weist die Laserzündkerze 100 ein Brennraumfenster 105c auf, durch das die Laserstrahlung 20 in die Vorkammer 110 eingestrahlt wird und das den Innenraum der Laserzündkerze 100 zu der Vorkammer 110 hin abdichtet.
Die Laserzündkerze 100 kann beispielsweise in einem stationären Gasmotor oder auch in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs betrieben werden und dient zur Entzündung eines in dem Brennraum 200 befindlichen Luft-/Kraftstoffgemischs. Durch ein oder mehrere Überströmkanäle 120 im Bereich der Vorkammerwand wird ein Fluidaustausch zwischen dem auch als Außenraum 200 bezeichneten Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine bzw. des Gasmotors und dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 ermöglicht.
Ferner verfügt die Laserzündkerze 100 über Blendenmittel 115, die wie aus 1a ersichtlich so zwischen der Laserquelle 105 der Laserzündkerze 100 und der Vorkammer 110 angeordnet sind, dass die erzeugte Laserstrahlung 20 durch eine entsprechende Durchtrittsöffnung der Blendenmittel 115 hindurch in den Innenraum 111 der Vorkammer 110, insbesondere auf den Zündpunkt ZP, eingestrahlt werden kann. Die Blendenmittel 115 ermöglichen demnach vorteilhaft die Einstrahlung der Laserstrahlung 20 auf den Zündpunkt ZP, während gleichzeitig eine Beaufschlagung einer der Vorkammer 110 zugewandten Oberfläche des Brennraumfensters 105c mit Schmutzpartikeln und sonstigen Verbrennungsprodukten (Ölaschen und dergleichen) aufgrund der einen verhältnismäßig geringen Öffnungsquerschnitt aufweisenden Durchtrittsöffnung der Blendenmittel 115 verringert wird.
Anstelle der lokalen Erzeugung der Laserstrahlung 20 in der Laserzündkerze 100 kann der Laserzündkerze 100 auch Laserstrahlung für die Laserzündung zugeführt werden, die von einer extern der Laserzündkerze 100 angeordneten Laserquelle (nicht gezeigt) erzeugt wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der mindestens eine Überstromkanal 120 so angeordnet und ausgebildet ist, dass sich beim Einströmen eines Fluids (z.B. zündfähiges Gemisch) aus dem Außenraum 200 (Hauptbrennraum des Gasmotors) durch den Überstromkanal 120 in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 eine Fluidströmung ergibt, deren Strömungsrichtung einen Winkel von maximal etwa 30° mit einer Längsachse der Vorkammer 110 einschließt, und die in einen Raumbereich der Vorkammer 110 gerichtet ist, der im Wesentlichen überwiegend, vorzugsweise vollständig, außerhalb eines zentralen Bereichs der Austrittsöffnung der Blendenmittel 115 liegt.
Dadurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass einerseits optimale Zündbedingungen hinsichtlich der Fluidströmung in der Vorkammer 110 gegeben sind und dass andererseits eine direkte Beaufschlagung des Brennraumfensters 105c durch eine entsprechende Fluidströmung aus dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 weitestgehend vermieden wird, um den Eintrag von Schmutzpartikeln und Verbrennungsprodukten auf das Fenster 105c zu vermindern.
1b zeigt eine Detailansicht der Vorkammer 110 gemäß 1a in einem teilweisen Querschnitt. Der Blockpfeil F symbolisiert hierbei die sich aufgrund der erfindungsgemäßen Konfiguration der Überströmkanäle 120 in der Vorkammer 110 bzw. ihrem Innenraum 111 einstellende Fluidströmung F, welche in an sich bekannter Weise aus einem zündfähigen Luft-/Kraftstoffgemisch und/oder zumindest teilweise aus Abgas besteht. Vorteilhaft weist die Fluidströmung F eine Strömungsrichtung derart auf, dass ein Winkel α zwischen der Strömungsrichtung und der im Wesentlichen der optischen Achse der Laserzündkerze 100 entsprechenden Längsachse LA der Vorkammer 110 (bzw. der in 1b durch eine gestrichelte Linie angedeuteten parallelen zu der Längsachse LA) einen bevorzugten Maximalwert von etwa 30° nicht übersteigt. Dadurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass die Ausbildung einer dominanten Tumble-Strömung in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 vermieden wird. Gleichzeitig ist die Fluidströmung F vorteilhaft so gerichtet, dass sie nicht in den Bereich der der Vorkammer 110 zugewandten Austrittsöffnung 115a der Blendenmittel 115 für die Laserstrahlung 20 deutet, sondern vielmehr in einen radial weiter außen gelegenen Bereich 111a des Innenraums 111 der Vorkammer 110. Dadurch wird vorteilhaft das Auftreten einer Staupunktströmung im Bereich des Brennraumfensters 105c vermieden, wie sie bei Laserzündkerzen mit Vorkammer erhalten würde, wenn die Fluidströmung F direkt durch die Austrittsöffnung 115a der Blendenmittel 115 auf das Brennraumfenster 105c zuströmen kann.
Untersuchungen der Anmelderin zufolge kann die Beaufschlagung des Brennraumfensters 105c mit unerwünschten Partikeln bereits dann signifikant verringert werden, wenn durch eine entsprechende Konfiguration der Überströmkanäle 120 sichergestellt ist, dass die sich in der Vorkammer 110 ergebene Fluidströmung F zumindest nicht zentral, das heißt entlang der Längsachse LA der Vorkammer 110, auf die Austrittsöffnung 115a trifft.
1c zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Vorkammer 110 gemäß 1b in einem teilweisen Querschnitt. Aus 1c ist eine dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 zugewandte Stirnfläche 115b der Blendenmittel 115 ersichtlich. Die Blickrichtung der 1c verläuft entlang der Längsachse LA (1b) in Richtung des Brennraumfensters 105c.
Aus 1c ist ersichtlich, dass die Fluidströmung F vorteilhaft nicht auf einen zentralen Bereich 115a' der Austrittsöffnung 115a der Blendenmittel 115 gerichtet ist, sondern vielmehr auf einen radial weiter außen gelegenen Bereich 111a, in dem sich erwartungsgemäß eine Staupunktströmung infolge der Beaufschlagung mit der Fluidströmung F einstellen wird. Eine derartige Staupunktströmung in dem Bereich 111a kann jedoch offensichtlich nicht zu einer signifikanten Verschmutzung des Brennraumfensters 105c führen, weil das Eindringen von entsprechenden Partikeln in den Zwischenraum zwischen dem Brennraumfenster 105c und den Blendenmitteln 115 (1b) durch die Stirnfläche 115b der Blendenmittel 115 verhindert wird. Das bedeutet, bei der Konfiguration gemäß 1c ergeben sich allenfalls geringe Anteile einer Fluidströmung, welche sich überhaupt durch die Austrittsöffnung 115a hindurch in Richtung auf das Brennraumfenster 105c hin ausbreiten können.
1d zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Austrittsöffnung 115a der Blendenmittel 115 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind die Überströmkanäle 120 (1b) der die Blendenmittel 115 enthaltenden Laserzündkerze so konfiguriert, dass die Fluidströmung F auf einen radial äußeren Randbereich der Austrittsöffnung 115a gerichtet ist. Bereits eine derartige Ausrichtung der Fluidströmung F hat Untersuchungen der Anmelderin zu folge einen signifikanten Effekt betreffend die Verringerung der Beaufschlagung des Brennraumfensters 105c (1b) mit Schmutzpartikeln.
Das heißt, die Tatsache, dass die Fluidströmung F gemäß 1d nicht in einen radial inneren, zentralen Bereich 115a' der Austrittsöffnung 115a gerichtet ist, sondern vielmehr in den radial äußeren Bereich, trägt bereits zu einer geringeren Verschmutzung des Brennraumfensters 105c und damit einer Erhöhung der Standzeit der Laserzündkerze 100 bei.
2 zeigt eine Vorkammer 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei der in 2 abgebildeten Vorkammerkonfiguration sind beispielhaft zwei Überströmkanäle 120_1, 120_2, welche beispielsweise als im Wesentlichen kreiszylindrische Überströmbohrungen ausgebildet sind, abgebildet. Andere als die beispielhaft genannte Kreiszylindergeometrie für die Überströmkanäle 120_1, 120_2 sind ebenfalls denkbar. Erfindungsgemäß weist die Längsachse LA1 des ersten Überströmkanals 120_1 einen ersten Winkel γ1 zu der Längsachse LA der Vorkammer 110 auf, während die Längsachse LA2 des zweiten Überstromkanals 120_2 einen von dem ersten Winkel γ1 verschiedenen zweiten Winkel γ2 zu der Längsachse LA der Vorkammer 110 aufweist, das heißt γ1 ≠ γ2.
Daraus ergeben sich wie aus 2 ebenfalls ersichtlich jeweilige Schnittpunkte der Längsachsen LA1, LA2 mit der Längsachse LA der Vorkammer 110 in unterschiedlichen axialen Bereichen der Vorkammer 110. Die in 2 abgebildete Konfiguration der Überströmkanäle 120_1, 120_2 trägt Untersuchungen der Anmelderin zufolge ebenfalls vorteilhaft dazu bei, eine erfindungsgemäße Fluidströmung (nicht gezeigt) zu begünstigen. Insbesondere wird durch die unsymmetrische Konfiguration bezüglich der Längsachsen LA1, LA2 und ihrer Winkel γ1, γ2 vermieden, dass sich direkt im Bereich der Austrittsöffnung 115a eine Staupunktströmung mit resultierender Strömungsrichtung auf das Brennraumfenster 105c zu ausbildet.
Vielmehr wird sich bei der in 2 abgebildeten Konfiguration allenfalls in einem radial äußeren Bereich, keinesfalls jedoch in einem zentralen Bereich der Austrittsöffnung 115a, eine Staupunktströmung einstellen.
3 zeigt eine Draufsicht auf einen brennraumzugewandten Endbereich einer Vorkammer 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Insgesamt weist die abgebildete Vorkammer 110 fünf Überströmkanäle 120_3, 120_4, 120_5, 120_6, 120_7 auf. Vorliegend sind die Überströmkanäle 120_3, 120_4 so ausgebildet, dass sie einen ersten Winkel γ1 (2) mit der Längsachse LA der Vorkammer 110 einschließen. Demgegenüber sind die drei weiteren Überströmkanäle 120_5, 120_6, 120_7 so ausgebildet, dass sie jeweils einen zweiten Winkel γ2 (2) mit γ1 ≠ γ2 mit der Längsachse LA der Vorkammer 110 einschließen. Insgesamt ergibt sich daraus vorteilhaft wiederum eine im Wesentlichen unsymmetrische Konfiguration der Überströmkanäle 120_3, .., 120_7, welche die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Fluidströmung F (1a) begünstigt.
4 zeigt eine Vorkammer 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu der Konfiguration gemäß 2 weisen beide Überströmkanäle 120_1, 120_2 jeweils denselben Winkel γ1 = γ2 gegenüber der Längsachse LA der Vorkammer 110 auf. Allerdings ist der erste Überströmkanal 120_1 vorliegend so im Bereich der Wand der Vorkammer 110 angeordnet, dass ein Eintrittsort EO1, an dem er in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 eintritt, in einem ersten Abstand L1 bezogen auf eine Referenzkoordinate 105c' gemessen entlang der Längsachse LA der Vorkammer 110 bzw. der Laserzündkerze 100 angeordnet ist. Vorliegend ist die Referenzkoordinate 105c' durch eine der Vorkammer 110 bzw. dem Blendenmittel 115 zugewandte Oberfläche des Brennraumfensters 105c gebildet. Alternativ hierzu kann die Referenzkoordinate jedoch auch durch andere Flächen bzw. virtuelle Flächen gebildet sein, welche sich bevorzugt im Wesentlichen etwa orthogonal zu der Längsachse LA der Vorkammer 110 bzw. der optischen Achse der Laserzündkerze 100 erstrecken.
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der zweite Überströmkanal 120_2 mit einem zweiten Abstand L2 zwischen seinem Eintrittsort EO2 und der Referenzkoordinate 105c' angeordnet, wobei gilt L2 > L1. Mit anderen Worten befindet sich der Eintrittsort EO2 des zweiten Überströmkanals 120_2 in 4 etwas weiter links, das heißt näher an dem brennraumzugewandten Endbereich der Vorkammer 110, als der Eintrittsort EO1 des ersten Überströmkanals 120_1.
Durch die vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschriebene Konfiguration der Überströmkanäle 120_1, 120_2 wird wiederum die Ausbildung der erfindungsgemäßen Fluidströmung F (1a) in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 derart begünstigt, dass sich insbesondere keine Staupunktströmung in einem radial inneren Bereich, das heißt entlang der Längsachse LA, und im Bereich der Austrittsöffnung 115a der Blendenmittel 115 ergibt.
5 zeigt schematisch eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorkammer 110 in einem teilweisen Querschnitt. Vorliegend sind wiederum zwei Überströmkanäle 120_1, 120_2 vorhanden, welche sowohl hinsichtlich ihrer Winkel γ1, γ2 bezüglich der Längsachse LA als auch hinsichtlich ihrer Abstände L1, L2 zu der Referenzkoordinate 105c' unterschiedlich ausgebildet sind. Dementsprechend ergibt sich wiederum eine Fluidströmung F, welche eine Strömungsrichtung aufweist, die mit der Längsachse LA einen Winkel von maximal etwa 30° einschließt, und welche insbesondere nicht auf einen zentralen Bereich der Austrittsöffnung 115a gerichtet ist, sondern vielmehr – wie aus 5 ersichtlich – auf einen radial weiter außen gelegenen Bereich der Stirnfläche 115b der Blendenmittel 115, die den Innenraum 111 der Vorkammer 110 in 5 nach rechts begrenzen.
6 zeigt schematisch in einem teilweisen Querschnitt eine weitere Vorkammer 110 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorkammer 110 weist zwei radiale Überströmkanäle 120_1, 120_2 auf, die entsprechend den vorstehenden Ausführungsbeispielen konfiguriert sein können. Alternativ können die beiden Überströmkanäle 120_1, 120_2 jedoch auch radial und symmetrisch ausgeführt sein, das heißt insbesondere dieselben Winkel zwischen ihren Längsachsen und der Längsachse LA der Vorkammer 110 einschließen, sowie einen identischen Abstand von einem Referenzpunkt entlang der Längsachse LA der Vorkammer 110 bzw. der Laserzündkerze 100 aufweisen.
Zusätzlich zu den radialen Überströmkanälen 120_1, 120_2 weist die Vorkammer 110 gemäß 6 einen weiteren, vorliegend als Mittelloch 120_M ausgebildeten Überströmkanal auf, der in dem brennraumzugewandten Wandbereich 110a der Vorkammer 110, das heißt in 6 links, angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das Mittelloch 120_M gegenüber der Längsachse LA der Vorkammer 110 desachsiert, das bedeutet, die Längsachse LAM des Mittellochs 120_M ist um einen Abstand L3 gegenüber der Längsachse LA der Vorkammer 110 radial versetzt, sodass sich wiederum eine unsymmetrische Fluidströmung F aus dem Außenraum in den Innenraum 111 der Vorkammer 110 hinein ergibt.
Wie bereits vorstehend beschrieben, kann die Erfindungsvariante gemäß 6 mit dem desachsierten Mittelloch 120_M zusammen mit radialen, symmetrischen Überströmkanälen 120_1, 120_2 verwendet werden. Insbesondere ist aber auch eine Kombination des Mittellochs 120_M mit den unsymmetrischen Überströmkanälen gemäß 2, 4 möglich.
Eine Verkippung der Längsachse LAM des Mittellochs 120_M gegenüber der Längsachse LA der Vorkammer 110 ist ebenso denkbar, z.B. in einem Winkel zwischen etwa 0° und etwa 30°, vorzugsweise etwa 10° und etwa 30°.
7 zeigt schematisch einen teilweisen Querschnitt der Blendenmittel 115, wie sie in dem Strahlengang der Laserzündkerze 100 gemäß 1a enthalten sind. Wie aus 7 ersichtlich, weisen die Blendenmittel 115 eine im Wesentlichen kegelförmige Durchtrittsöffnung 115c zur Einstrahlung der Laserstrahlung 20 von dem Brennraumfenster 105c auf den Zündpunkt ZP in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 auf. Ein entsprechender Öffnungswinkel δ der Durchtrittsöffnung 115b ist einer Erfindungsvariante zufolge bevorzugt so gewählt, dass er etwa gleich oder görßer dem Strahlwinkel β der Laserstrahlung 20 ist.
Dadurch ergibt sich einerseits eine besonders effiziente, ungestörte Einstrahlung der Laserstrahlung 20 auf den Zündpunkt ZP in den Innenraum 111 der Vorkammer, während gleichzeitig der Eintrag von störenden Partikeln aus dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 in Richtung des Brennraumfensters 105c minimiert wird.
8a zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Vorkammer 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Vorliegend sind zwei Überströmkanäle 120_X, 120_Y so angeordnet, dass ihre Längsachsen LAX und LAY jeweils nicht die Längsachse LA der Vorkammer 110 schneiden. Das bedeutet, bei den Überströmkanälen 120_X, 120_Y handelt es sich nicht um „radiale Überströmkanäle“ im Sinne der vorstehenden Beschreibung. Darüberhinaus bilden die Längsachsen LAX, LAY der Überströmkanäle 120_X, 120_Y zusammen mit einer fiktiven Verbindungslinie XY zwischen den jeweiligen Eintrittsorten EOX, EOY der Überströmkanäle 120_X, 120_Y in die Vorkammer 110 ein fiktives Dreieck derart, dass die Längsachse LA der Vorkammer 110 das fiktive Dreieck in dem Schnittpunkt SLA schneidet. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass sich aufgrund der Anordnung der Überströmkanäle 120_X, 120_Y bei dem Einströmen von Fluid in die Vorkammer 110 ergebende Teilströmungen mit tangentialen Komponenten im Wesentlichen gegenseitig kompensieren, sodass sich insbesondere keine dominante Swirl-Strömung in der Vorkammer 110 ausbreiten kann. Gleichzeitig sind die Überströmkanäle 120_X, 120_Y ferner so ausgebildet und angeordnet, dass die weiteren erfindungsgemäßen Kriterien (Winkel α zwischen der Strömungsrichtung der resultierenden Fluidströmung F (1a), Vermeidung der Staupunktströmung im Bereich der Längsachse LA der Vorkammer 110) gegeben sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Anordnung der Überströmkanäle 120_X, 120_Y so erfolgen, dass sich mindestens eine Winkelhalbierende des fiktiven Dreiecks der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit der Längsachse LA bzw. optischen Achse der Vorkammer 110 schneidet. Beispielsweise kann dies für die Winkelhalbierende des von den Seiten LAX, LAY eingeschlossenen Winkels des fiktiven Dreiecks gelten.
8b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Überströmkanäle 120_X, 120_Y im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, sodass sich die Längsachse LA der Vorkammer 110 zwischen den Längsachsen LAX, LAY befindet. Auch bei dieser Konfiguration der Überströmkanäle 120_X, 120_Y wird wirksam die Ausbildung einer dominanten Swirl-Strömung in der Vorkammer 110 vermieden.
Die erfindungsgemäße Konfiguration ermöglicht vorteilhaft die Ausbildung einer Fluidströmung F (1a) in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 derart, dass sich bei dem Einströmen des Fluids in die Vorkammer 110 keine Hauptwirbel um die Längsachse LA der Vorkammer 110 bzw. der Laserzündkerze 100, also keine Swirl-Strömung, bildet.
Das auch als „Lightpath“ bezeichnete Blendenmittel 115 ist bevorzugt als zylindrischer Grundkörper mit Hohlkegel ausgebildet, der sich von dem Brennraumfenster 105c ausgehend in Richtung der Vorkammer 110 (1a), verjüngt und dessen Kegelgeometrie, insbesondere Kegelwinkel δ (7), so gewählt ist, dass die Mantelfläche des Hohlkegels sehr nahe an dem Laserstrahl 20 verläuft, diesen jedoch nicht – im Sinne einer optischen Blende – beeinträchtigt. Besonders bevorzugt ist der Öffnungswinkel δ des Hohlkegels etwa übereinstimmend mit dem Strahlwinkel β des Laserstrahls 20. Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich der Öffnungswinkel δ des Hohlkegels um bis zu etwa 20° von dem Strahlwinkel β der Laserstrahlung 20 unterscheidet. Das bedeutet, dass sich die Differenz δ – β zwischen dem Öffnungswinkel δ des Hohlkegels und dem Strahlwinkel β der Laserstrahlung 20 in einem Wertebereich von etwa 0° bis etwa 20° bewegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Lightpath-Element 115 eine axiale Länge (gemessen entlang der Längsachse LA der Vorkammer 110) von etwa 2mm bis etwa 10mm auf, insbesondere etwa 6mm.
Das erfindungsgemäße Prinzip ermöglicht vorteilhaft die Ausbildung einer dominanten Fluidströmung F in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110, welche desachsiert ist, das heißt es gibt keine direkte Einströmung, insbesondere Staupunktströmung, in den Hohlkegel 115b (7) des Lightpath-Elements 115, wodurch sich eine stark reduzierte Staupunktströmung auf das Brennraumfenster 105c (1a) ergibt.
Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge können die Überströmkanäle 120 auch so angeordnet sein, dass sich ein oder mehrere Schnittpunkte ihrer Längsachsen mit der Längsachse LA der Vorkammer 110 ergeben.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Überströmkanäle so angeordnet sind, dass ein Schnittpunkt ihrer Längsachsen einen radialen Abstand von der Längsachse LA der Vorkammer 110 hat, der maximal etwa zwei Drittel eines minimalen Durchmessers der Durchtrittsöffnung 115c (7) beträgt, vorzugsweise etwa 50% des minimalen Durchmessers der Durchtrittsöffnung 115c. Abstände von etwa ein Drittel des minimalen Durchmessers der Durchtrittsöffnung 115c sind ebenfalls denkbar.
Sofern sich die Längsachsen der Überströmkanäle nicht in einem Punkt schneiden, so kann anstelle des vorstehend genannten Schnittpunkts auch ein Punkt für die Bemessung des vorstehend genannten Maximalabstands gewählt werden, bei dem die Summe der Abstände (im geometrischen Sinne, also kürzeste Distanz) zwischen diesem Punkt und den mehreren Längsachsen in etwa minimal wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Mittelloch 120_M (6) so angeordnet und ausgerichtet sein, dass seine Längsachse LAM einen Winkel von etwa 10° bis etwa 30° mit der Längsachse LA der Vorkammer 110 einschließt.
Unterschiedliche Durchmesser bzw. Durchmesserverläufe für die Überströmkanäle über ihre Länge sind ebenfalls denkbar.
Es ist ferner möglich, einen oder mehrere der Überströmkanäle 120 als Kegelbohrungen auszuführen, wobei die betreffenden Überströmkanäle eine minimale Querschnittsfläche in etwa in der Mitte der Vorkammerwand aufweisen.
Eine Kombination der vorstehend beschriebenen Erfindungsvarianten bzw. Ausführungsformen ist ebenfalls denkbar.
Ferner ist es vorstellbar, die Geometrie der Vorkammer 110 unsymmetrisch auszubilden oder weitere, eine Fluidströmung F beeinflussende Mittel wie beispielsweise Strömungsklappen oder dergleichen in der Vorkammer 110 anzuordnen.
Die Vorsehung eines Blendenmittels 115 mit einem desachsierten Lightpath oder mit mehreren Lightpaths, also Durchtrittsöffnungen 115c (7), ist ebenfalls denkbar.
Das erfindungsgemäße Prinzip der Anordnung und Ausbildung der Überströmkanäle 120 zur Ausbildung der spezifischen Fluidströmung F (1b) ist auch auf Hochspannungszündkerzen anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2072803 A2 [0002]

Claims

Laserzündkerze (100), insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einen Großgasmotor, mit einer Vorkammer (110) zur Aufnahme eines zündfähigen Mediums, mit Mitteln (105) zur Einstrahlung von Laserstrahlung (20) auf mindestens einen in der Vorkammer (110) angeordneten Zündpunkt (ZP), mit mindestens einem eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum (111) der Vorkammer (110) und einem die Vorkammer (110) umgebenden Außenraum (200) ermöglichenden Überströmkanal (120), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (105) zur Einstrahlung von Laserstrahlung (20) und der Vorkammer (110) Blendenmittel (115) angeordnet sind, die mindestens eine der Vorkammer (110) zugewandte Austrittsöffnung (115a) für die Laserstrahlung (20) in die Vorkammer (110) aufweisen, und dass 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, deren Strömungsrichtung einen Winkel (α) von maximal etwa 30° mit einer Längsachse (LA) der Vorkammer (110) einschließt, und die in einen Raumbereich (111a) der Vorkammer (110) gerichtet ist, der im wesentlichen überwiegend, vorzugsweise vollständig, außerhalb eines zentralen Bereichs (115a‘) der Austrittsöffnung (115a) der Blendenmittel (115) liegt.
Laserzündkerze (100) nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Überströmkanäle (120_1, 120_2) vorgesehen sind, und wobei die Überströmkanäle (120_1, 120_2) so angeordnet sind, dass eine Längsachse (LA1) des ersten Überströmkanals (120_1) einen ersten Winkel (γ₁) mit der Längsachse (LA) der Vorkammer (110) einschließt, und dass eine Längsachse (LA2) des zweiten Überströmkanals (120_2) einen zweiten Winkel (γ₂) mit der Längsachse (LA) der Vorkammer (110) einschließt, wobei der zweite Winkel (γ₂) verschieden ist von dem ersten Winkel (γ₁).
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Überströmkanäle (120_1, 120_2) vorgesehen sind, und wobei die Überströmkanäle (120_1, 120_2) so angeordnet sind, dass ein Eintrittsort (EO1) des ersten Überströmkanals (120_1) in die Vorkammer (110) einen ersten Abstand (L1) zu einem axialen Referenzpunkt (105c‘) aufweist, und dass ein Eintrittsort (EO2) des zweiten Überströmkanals (120_2) in die Vorkammer (110) einen zweiten Abstand (L2) zu dem axialen Referenzpunkt (105c‘) aufweist, wobei der zweite Abstand (L2) von dem ersten Abstand (L1) verschieden ist.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Überströmkanal als Mittelloch (120_M) ausgebildet und in einem brennraumseitigen Endbereich (110a) der Vorkammer (110) angeordnet ist, wobei eine Längsachse (LAM) des Mittellochs (120_M) nicht mit der Längsachse (LA) der Vorkammer (110) zusammenfällt, sondern vorzugsweise parallel zu dieser angeordnet ist.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Überströmkanäle (120_1, 120_2) so angeordnet sind, dass ihre Längsachsen (LA1, LA2) jeweils die Längsachse (LA) der Vorkammer (110) schneiden.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Überströmkanäle (120_X, 120_Y) so angeordnet sind, dass ihre Längsachsen (LAX, LAY) jeweils nicht die Längsachse (LA) der Vorkammer (110) schneiden, wobei vorzugsweise ein fiktives Dreieck, das die beiden Längsachsen (LAX, LAY) und eine fiktive Verbindungslinie (XY) zwischen den jeweiligen Eintrittsorten (EOX, EOY) der Überströmkanäle (120_X, 120_Y) in die Vorkammer (110) als Grundseiten aufweist, einen Schnittpunkt (SLA) mit der Längsachse (LA) der Vorkammer (110) aufweist.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Überströmkanäle (120_X, 120_Y) in etwa parallel zueinander und ferner so angeordnet sind, dass die Längsachse (LA) der Vorkammer (110) zwischen den jeweiligen Längsachsen (LAX, LAY) der Überströmkanäle (120_X, 120_Y) liegt.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Winkelabstand von in Umfangsrichtung der Vorkammer (110) jeweils zueinander benachbarter Überströmkanäle nicht konstant ist.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Überströmkanal (120) eine dem Außenraum (200) zugwandte erste Querschnittsfläche aufweist, die hinsichtlich Form und/oder Flächeninhalt unterschiedlich ist von einer dem Innenraum (111) der Vorkammer (110) zugewandten zweiten Querschnittsfläche.
Laserzündkerze (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Durchtrittskanal (115b) der Blendenmittel (115) für die Laserstrahlung (20) in etwa Kegelstumpfform aufweist, und wobei ein Öffnungswinkel (δ) des Durchtrittskanals (115b) größer oder etwa gleich einem Strahlwinkel (β) der Laserstrahlung (20) ist.