DE102014219144A1

DE102014219144A1 - Laser spark plug for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014219144A1
Application number: DE102014219144.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Stoppel; Karl-Heinz Nuebel; Hans-Jochen Schwarz; Joerg Engelhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laserzündkerze (10) für eine Brennkraftmaschine (14), mit einem sich in einer axialen Richtung (24) erstreckenden Gehäuse (26), einer in dem Gehäuse (26) angeordneten Laserzündeinrichtung (15) und mit einer Kühleinrichtung (38) zum Temperieren der Laserzündeinrichtung (15). Die Laserzündkerze (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) als hülsenförmiger Kühlmantel (32) mit einer radial inneren Fläche (34) und einer radial äußeren Fläche (36) ausgebildet ist, der einen Teil der Kühleinrichtung (38) bildet, dass die Laserzündeinrichtung (15) an der radial inneren Fläche (34) des Kühlmantels (32) angeordnet ist, dass an der radial äußeren Fläche (36) des Kühlmantels (32) mindestens ein Kühlkanal (40) zur Führung eines Kühlmediums (42) ausgebildet ist und dass der Kühlmantel (32) an seiner radial äußeren Fläche (36) durch eine Wandung (46) verschlossen ist.The invention relates to a laser spark plug (10) for an internal combustion engine (14), having a housing (26) extending in an axial direction (24), a laser ignition device (15) arranged in the housing (26) and having a cooling device (38). for tempering the laser ignition device (15). The laser spark plug (10) is characterized in that the housing (26) is formed as a sleeve-shaped cooling jacket (32) with a radially inner surface (34) and a radially outer surface (36) forming part of the cooling device (38), in that the laser ignition device (15) is arranged on the radially inner surface (34) of the cooling jacket (32), that at least one cooling channel (40) for guiding a cooling medium (42) is formed on the radially outer surface (36) of the cooling jacket (32) is and that the cooling jacket (32) on its radially outer surface (36) by a wall (46) is closed.

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft eine Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einem sich in einer axialen Richtung erstreckenden Gehäuse, einer in dem Gehäuse angeordneten Laserzündeinrichtung und mit einer Kühleinrichtung zum Temperieren der Laserzündeinrichtung. The invention relates to a laser spark plug for an internal combustion engine having a housing extending in an axial direction, a laser ignition device arranged in the housing and having a cooling device for tempering the laser ignition device.

Aus der WO 2005/028856 A1 ist eine Kühlung einer Laserzündkerze bekannt, bei der eine Zwangskühlung mittels in mehreren Kühlkreisläufen umlaufenden Fluiden realisiert wird. Dieses Kühlprinzip erfordert einen immensen fertigungstechnischen Aufwand und eine hohe Präzision bei der Montage. Zudem ist für dieses bekannte System ein großer Einbauraum nötig. Auf Grund der verschiedenen Kühlkreisläufe und der gekapselten Anordnung der Komponenten der Laserzündkerze ist eine effektive und gleichmäßige Kühlung der einzelnen Komponenten nicht gewährleistet. From the WO 2005/028856 A1 Cooling of a laser spark plug is known in which a forced cooling is realized by means of circulating in several cooling circuits fluids. This cooling principle requires immense production engineering effort and high precision during assembly. In addition, a large installation space is needed for this known system. Due to the different cooling circuits and the encapsulated arrangement of the components of the laser spark plug effective and uniform cooling of the individual components is not guaranteed.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserzündkerze der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln eine gleichmäßige und zuverlässige Kühlung ermöglicht ist. Accordingly, it is an object of the present invention to improve a laser spark plug of the type mentioned in that with simple structural means a uniform and reliable cooling is possible.

Diese Aufgabe wird bei der Laserzündkerze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse als hülsenförmiger Kühlmantel mit einer radial inneren Fläche und einer radial äußeren Fläche ausgebildet ist, der einen Teil der Kühleinrichtung bildet, dass die Laserzündeinrichtung an der radial inneren Fläche des Kühlmantels angeordnet ist, dass an der radial äußeren Fläche des Kühlmantels mindestens ein Kühlkanal zur Führung eines Kühlmediums ausgebildet ist und dass der Kühlmantel an seiner radial äußeren Fläche durch eine Wandung verschlossen ist. This object is achieved in the laser spark plug of the type mentioned in the present invention that the housing is formed as a sleeve-shaped cooling jacket with a radially inner surface and a radially outer surface forming part of the cooling device that the laser ignition device on the radially inner surface of the cooling jacket is arranged, that at least one cooling channel for guiding a cooling medium is formed on the radially outer surface of the cooling jacket and that the cooling jacket is closed at its radially outer surface by a wall.

Das erfindungsgemäße Prinzip ermöglicht zunächst eine einfache Montage der Laserzündkerze, da die Anzahl der Komponenten der Kühleinrichtung und damit auch der Laserzündkerze insgesamt gering sind. Auch der Einsatz der Laserzündkerze ist optimiert, da die Kühleinrichtung lediglich ein Kühlmedium benötigt, bei dem es sich um das Kühlmedium der Brennkraftmaschine, beispielsweise ein Kühlfluid in Form einer Kühlflüssigkeit, handeln kann. The principle according to the invention initially enables a simple assembly of the laser spark plug, since the number of components of the cooling device and thus also of the laser spark plug are low overall. The use of the laser spark plug is also optimized since the cooling device only requires a cooling medium, which may be the cooling medium of the internal combustion engine, for example a cooling fluid in the form of a coolant.

Dabei ist ist nicht zwingend erforderlich, dass die Laserzündeinrichtung unmittelbar an der radial inneren Fläche des Kühlmantels angeordnet ist, so ist auch eine Anordnung der Laserzündeinrichtung nahe an oder beabstandet von der radial inneren Fläche des Kühlmantels ausreichend. "Nahe der radial inneren Fläche des Kühlmantels" kann bezogen auf die radiale Erstreckung des Kühlmantels, die vom Mittelpunkt des Kühlmantels bis zu dessen radial inneren Fläche gemessen ist, zwischen 60 Prozent bis 80 Prozent, insbesondere 75 Prozent betragen. Dabei geben die voranstehenden Beträge den Abstand zwischen der radial inneren Fläche des Kühlmantels und der Laserzündeinrichtung an. It is not absolutely necessary that the laser ignition device is arranged directly on the radially inner surface of the cooling jacket, as well as an arrangement of the laser ignition device is close to or spaced from the radially inner surface of the cooling jacket sufficient. "Near the radially inner surface of the cooling jacket" may be based on the radial extent of the cooling jacket, which is measured from the center of the cooling jacket to its radially inner surface, between 60 percent to 80 percent, in particular 75 percent. The above amounts indicate the distance between the radially inner surface of the cooling jacket and the laser ignition device.

Durch die zumindest abschnittsweise Ausgestaltung des Gehäuses der Laserzündkerze als Kühlmantel ist eine effiziente Wärmeleitung ermöglicht. So ist durch den mindestens einen an die Wandung angrenzenden Kühlkanal ein guter thermischer Kontakt zwischen Kerzendichtsitz und Kühlmedium geschaffen. Die Wandung kann sich, beispielsweise in Form eines Rohrabschnitts, vom Gehäuse der Laserzündkerze bis zum Kerzendichtsitz erstrecken, so dass eine Wärmebrücke zwischen Kerzendichtsitz und Kühlmedium realisiert ist. Auch die von der Kerzenschachtwand auf die Wandung einwirkende Wärme kann über das Kühlmedium zuverlässig abgeführt werden. The at least partially design of the housing of the laser spark plug as a cooling jacket enables efficient heat conduction. Thus, a good thermal contact between the candle sealing seat and the cooling medium is created by the at least one adjacent to the wall cooling channel. The wall can, for example in the form of a pipe section, extend from the housing of the laser spark plug to the candle seat, so that a thermal bridge between the candle seat and the cooling medium is realized. The heat acting on the wall from the plug shaft wall can also be reliably dissipated via the cooling medium.

Durch die Ausgestaltung des Gehäuses der Laserzündkerze als Kühlmantel wird der Einfluss des Wärmestroms aus Richtung des Kerzendichtsitzes sowie der Kerzenschachtwand minimiert. Damit kann ein guter Wirkungsgrad der Laserzündeinrichtung erreicht werden, da Laserkristall und Pumplaser dauerhaft in einem für deren Betrieb günstigen Temperaturbereich betrieben werden können. The design of the housing of the laser spark plug as a cooling jacket minimizes the influence of the heat flow from the direction of the candle seat and the plug shaft wall. Thus, a good efficiency of the laser ignition device can be achieved since laser crystal and pump laser can be operated permanently in a favorable temperature range for their operation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kühlkanal durch am Kühlmantel ausgebildete Ausnehmungen, insbesondere in Form eingefräßter Nuten, oder durch am Kühlmantel angeordnete Einsatzelemente gebildet ist. Somit lassen sich mit einfachen konstruktiven Mitteln Kühlkanäle am Kühlmantel ausbilden, die aufgrund ihrer unmittelbaren Anordnung an der radial äußeren Fläche des Kühlmantels in radialer Richtung lediglich einen geringen Bauraum beanspruchen. Hiermit lassen sich die Abmessungen der Laserzündkerze insgesamt reduzieren. In a preferred embodiment, it is provided that the cooling channel is formed by recesses formed on the cooling jacket, in particular in the form of grooved grooves, or by insert elements arranged on the cooling jacket. Thus can be formed with simple structural means cooling channels on the cooling jacket, which claim only a small space due to their immediate arrangement on the radially outer surface of the cooling jacket in the radial direction. Hereby, the dimensions of the laser spark plug can be reduced overall.

In vorteilhafter Weise kann die Wandung stoffschlüssig mit dem Kühlmantel verbunden sein, insbesondere mittels mindestens einer Laserverschweißung am Kühlmantel befestigt sein. Damit ist der Kühlmantel an seiner radial äußeren Fläche auf einfache und sichere Weise verschlossen. Durch die Laserverschweißung ist eine sichere Befestigung der Wandung am Kühlmantel gewährleistet, wobei im Rahmen des Laserschweißverfahrens lediglich ein geringer Wärmeeinfluss und dadurch nur ein minimaler thermischer Verzug auftritt. Dies trägt zu einer hohen Fertigungsgenauigkeit bei. Hinsichtlich der Wandung ist denkbar, dass diese rohrförmig ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines kreiszylindrischen Rohrabschnitts. Dieser kann im Rahmen der Fertigung über den Kühlmantel geschoben und in der gewünschten Position stoffschlüssig am Kühlmantel befestigt werden, insbesondere mittels mindestens einer Laserverschweißung. Advantageously, the wall may be materially connected to the cooling jacket, in particular by means of at least one Laserverschweißung be attached to the cooling jacket. Thus, the cooling jacket is closed at its radially outer surface in a simple and secure manner. By laser welding a secure attachment of the wall is ensured on the cooling jacket, wherein in the context of the laser welding process only a small heat influence and thus only a minimal thermal distortion occurs. This contributes to high manufacturing accuracy. With regard to the wall is conceivable that this is tubular is, for example in the form of a circular cylindrical pipe section. This can be pushed over the cooling jacket in the context of production and fastened in the desired position cohesively on the cooling jacket, in particular by means of at least one Laserverschweißung.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Kühlkanal in Form einer Doppelhelix an der radial äußeren Fläche des Kühlmantels ausgebildet sein. Die Doppelhelix ist in Form zweier umeinander laufender Kanalabschnitte ausgebildet. Im Falle einer Doppelhelix kann der Kühlmantel eine in axialer Richtung des Kühlmantels weisendes anschlussseitiges Ende und ein vom anschlussseitigen Ende abgewandtes Ende aufweisen. An der von der Anschlussseite abgewandten Seite des Kühlmantels können die beiden Kanalabschnitte der Doppelhelix miteinander verbunden sein. Der erste Kanalabschnitt der Doppelhelix kann als Zulauf oder Vorlauf und der zweite Kanalabschnitt der Doppelhelix als Ablauf oder Rücklauf bezeichnet werden. Durch die Doppelhelix wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums erreicht. In the context of a preferred embodiment, the cooling channel may be in the form of a double helix on the radially outer surface of the cooling jacket. The double helix is in the form of two channel sections running around each other. In the case of a double helix, the cooling jacket can have a connection-side end pointing in the axial direction of the cooling jacket and an end facing away from the connection-side end. On the side facing away from the connection side of the cooling jacket, the two channel sections of the double helix can be interconnected. The first channel section of the double helix may be referred to as the inlet or flow, and the second channel section of the double helix may be referred to as drain or return. The double helix achieves a high flow velocity of the cooling medium.

Im Rahmen einer alternativen Ausgestaltung kann der Kühlkanal zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der radial äußeren Fläche des Kühlmantels orientiert sein. Die Umfangsrichtung ist umlaufend und liegt auf der Mantelfläche des Kühlmantels. Somit ist eine einfache Fertigbarkeit des Kühlkanals am Kühlmantel ermöglicht. In the context of an alternative embodiment, the cooling channel can be oriented at least in sections in the circumferential direction of the radially outer surface of the cooling jacket. The circumferential direction is circumferential and lies on the lateral surface of the cooling jacket. Thus, a simple manufacturability of the cooling channel is made possible on the cooling jacket.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Kühlkanal zumindest abschnittsweise in axialer Richtung der radial äußeren Fläche des Kühlmantels orientiert sein. Auch auf diese Weise ist eine einfache Fertigbarkeit des Kühlkanals verwirklicht. In a further alternative embodiment, the cooling channel can be oriented at least in sections in the axial direction of the radially outer surface of the cooling jacket. Also in this way a simple manufacturability of the cooling channel is realized.

In vorteilhafter Weise kann der Kühlkanal bei einer zumindest abschnittsweisen Orientierung in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung der radial äußeren Fläche des Kühlmantels mäanderartig verlaufende Kanalabschnitte aufweisen. Somit lassen sich mit lediglich einem Anschluss für Zufluss und einem Anschluss für Abfluss des Kühlmediums eine große Fläche, insbesondere nahezu die gesamte Fläche, des Kühlmantels mit Kühlkanälen ausstatten. Bei einer zumindest abschnittsweisen Orientierung der Kanalabschnitte in Umfangsrichtung wird ein Temperaturgradient in axialer Richtung des Kühlmantels erreicht. Bei zumindest abschnittsweise axial orientierten Kanalabschnitten wird aufgrund der Erwärmung des Kühlmediums ein Temperaturgradient in Umfangsrichtung der radial äußeren Fläche des Kühlmantels erreicht. In an advantageous manner, the cooling channel can have meandering channel sections in the circumferential direction or in the axial direction of the radially outer surface of the cooling jacket, at least in sections. Thus, with only one connection for inflow and one connection for outflow of the cooling medium, a large area, in particular almost the entire area, of the cooling jacket can be equipped with cooling channels. In an at least partially orientation of the channel sections in the circumferential direction, a temperature gradient is achieved in the axial direction of the cooling jacket. In at least partially axially oriented channel sections, a temperature gradient in the circumferential direction of the radially outer surface of the cooling jacket is achieved due to the heating of the cooling medium.

Bei einer zumindest abschnittsweisen axialen Orientierung der Kanalabschnitte ist denkbar, dass eine Zuflussstelle und eine Abflussstelle mit kurzen Zuleitungswegen an einer axialen Seite des hülsenförmigen Kühlmantels, nämlich einem anschlussseitigen Ende, angeordnet sind. Im Falle einer Orientierung der Kanalabschnitte in Umfangsrichtung kann ein Anschluss der Zulaufleitung oder der Ablaufleitung an axial einem Ende des Kühlmantels angeordnet sein, wohingegen der andere Anschluss an der axial zweiten Seite des Kühlmantels ausgebildet sein kann. In an at least partially axial orientation of the channel sections, it is conceivable that an inflow point and an outflow point with short feed paths are arranged on one axial side of the sleeve-shaped cooling jacket, namely a connection-side end. In the case of an orientation of the channel sections in the circumferential direction, a connection of the supply line or the discharge line can be arranged at one end of the cooling jacket, whereas the other connection can be formed on the axially second side of the cooling jacket.

Hinsichtlich der Anschlüsse von Zulauf und/oder Ablauf ist denkbar, dass diese in Form von Schlauchanschlüssen ausgebildet sind. With regard to the connections of inlet and / or outlet is conceivable that they are designed in the form of hose connections.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist denkbar, dass der Kühlkanal zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit geeignet, insbesondere mit korisionsbeständigen Wandflächen ausgebildet ist. Damit kann die Kühleinrichtung, insbesondere der Kühlmantel mit herkömmlicher Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine betrieben werden. Der Einsatz der Laserzündkerze ist damit abermals vereinfacht, da diese kein spezielles Kühlmedium benötigt. In a preferred embodiment, it is conceivable that the cooling channel is suitable for receiving coolant, in particular with corrosion-resistant wall surfaces. Thus, the cooling device, in particular the cooling jacket can be operated with conventional coolant of an internal combustion engine. The use of the laser spark plug is thus once again simplified because it does not require a special cooling medium.

In vorteilhafter Weise kann die Laserzündeinrichtung einen Pumplaser und einen Laserkristall aufweisen, die in der axialen Richtung hintereinander angeordnet sind. Durch die axiale Anordnung in Verbindung mit dem hülsenförmigen Kühlmantel, der die Laserzündeinrichtung umgibt, können Pumplaser und Laserkristall gleichmäßig temperiert und daher bei gleichbleibenden thermischen Bedingungen betrieben werden. Zwischen Pumplaser und Laserkristall kann des Weiteren eine Pumplinse angeordnet sein. Advantageously, the laser ignition device may comprise a pump laser and a laser crystal, which are arranged one behind the other in the axial direction. Due to the axial arrangement in connection with the sleeve-shaped cooling jacket, which surrounds the laser ignition device, pump laser and laser crystal can be uniformly tempered and therefore operated at the same thermal conditions. Furthermore, a pump lens can be arranged between the pump laser and the laser crystal.

In vorteilhafter Weise wirkt die Kühleinrichtung derart mit dem Kühlmantel zusammen, dass an den Kühlmantel herangeführte Wärmeenergie, insbesondere von Kerzendichtsitz und/oder Kerzenschachtwand der Brennkraftmaschine, vom Kühlmantel an eine Wärmesenke abgeführt wird. Somit wirkt der Kühlmantel als eine Art "Wärmebarriere", so dass die Laserzündeinrichtung bei gleichbleibenden Bedingungen dauerhaft betrieben werden kann. Bei der Wärmesenke kann es sich um den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine handeln, beispielsweise mit Umwälzpumpe, Wärmetauschern und dergleichen oder um eine separate Rückkühlungseinrichtung für die Laserzündkerzen. In an advantageous manner, the cooling device cooperates with the cooling jacket in such a manner that thermal energy supplied to the cooling jacket, in particular of the candle seat and / or plug shaft wall of the internal combustion engine, is removed from the cooling jacket to a heat sink. Thus, the cooling jacket acts as a kind of "thermal barrier", so that the laser ignition device can be operated permanently under the same conditions. The heat sink can be the cooling circuit of the internal combustion engine, for example with a circulation pump, heat exchangers and the like, or a separate recooling device for the laser spark plugs.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. In the drawing shows:

1: eine schematische Darstellung einer Laserzündkerze in einem Zündkerzenschacht einer Brennkraftmaschine mit einer einem Kühlmantel aufweisenden Kühleinrichtung, 1 : a schematic representation of a laser spark plug in a spark plug shaft of an internal combustion engine with a cooling jacket having a cooling device,

2: einen Kühlmantel der Laserzündkerze aus 1 mit in Umfangsrichtung orientiertem Kühlkanal, 2 : a cooling jacket of the laser spark plug out 1 with circumferentially oriented cooling channel,

3: einen Kühlmantel der Laserzündkerze aus 1 mit in axialer Richtung orientiertem Kühlkanal und 3 : a cooling jacket of the laser spark plug out 1 with in the axial direction oriented cooling channel and

4: einen Kühlmantel der Laserzündkerze aus 1 mit einem Kühlkanal in Form einer Doppelhelix. 4 : a cooling jacket of the laser spark plug out 1 with a cooling channel in the form of a double helix.

1 zeigt schematisch einen teilweisen Querschnitt einer Laserzündkerze 10 in ihrer Einbaulage in einem Zündkerzenschacht 12 einer Brennkraftmaschine 14, bei der es sich beispielsweise um eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder auch um einen stationären Großgasmotor oder dergleichen handeln kann. 1 schematically shows a partial cross section of a laser spark plug 10 in its installed position in a spark plug shaft 12 an internal combustion engine 14 , which may be, for example, an internal combustion engine of a motor vehicle or even a stationary gas engine or the like.

Die Laserzündkerze 10 weist eine Laserzündeinrichtung 15 mit einem Pumplaser 16, einer Pumplinse 18 und einem in einer Aufnahme 20 befestigten Laserkristall 22 auf. Pumplaser 16, Pumplinse 18 und Laserkristall 22 sind in der axialen Richtung 24 hintereinander angeordnet. Die Laserzündeinrichtung 15 und deren Komponenten sind in einem Gehäuse 26 der Laserzündkerze 10 befestigt, das sich in der axialen Richtung 24 erstreckt. The laser spark plug 10 has a laser ignition device 15 with a pump laser 16 , a pumping lens 18 and one in a recording 20 attached laser crystal 22 on. pump laser 16 , Pump lens 18 and laser crystal 22 are in the axial direction 24 arranged one behind the other. The laser ignition device 15 and their components are in a housing 26 the laser spark plug 10 attached, extending in the axial direction 24 extends.

In an sich bekannter Weise erfolgt während des Betriebs der Brennkraftmaschine ein unerwünschter Wärmeeintrag, einmal durch Wärmefluss 28 vom im brennraumseitigen Endbereich der Laserzündkerze angeordneten Kerzendichtsitz (nicht dargestellt) sowie durch Wärmeeintrag von der Kerzenschachtwand 30 des Zündkerzenschachts 12. In known manner takes place during operation of the internal combustion engine, an undesirable heat input, once by heat flow 28 from the arranged in the combustion chamber end portion of the laser spark plug candle seat (not shown) and by heat input from the plug shaft wall 30 of the spark plug shaft 12 ,

Zum Minimieren des auf die Laserzündeinrichtung 15 einwirkenden Wärmeflusses ist das Gehäuse 26 als hülsenförmiger Kühlmantel 32 mit einer radial inneren Fläche 34 und einer radial äußeren Fläche 36 ausgebildet. Der Kühlmantel 32 bildet einen Teil einer Kühleinrichtung 38, die zum Temperieren der Laserzündeinrichtung 15 dient. To minimize the on the laser ignition device 15 acting heat flow is the housing 26 as a sleeve-shaped cooling jacket 32 with a radially inner surface 34 and a radially outer surface 36 educated. The cooling jacket 32 forms part of a cooling device 38 for tempering the laser ignition device 15 serves.

Die Laserzündeinrichtung 15 ist an oder nahe der radial inneren Fläche 34 des Kühlmantels 32 angeordnet. An der radial äußeren Fläche 36 des Kühlmantels 32 ist ein Kühlkanal 40 in Form von ausgebildeten Ausnehmungen 41 zur Führung eines Kühlmediums 42 gebildet. Die Ausnehmungen 41 können in Form eingefräster Nuten 43 ausgebildet sein. Bei dem Kühlmedium 42 kann es sich um ein Kühlfluid 44, insbesondere in Form von Kühlflüssigkeit, beispielsweise Kühlwasser, der Brennkraftmaschine 14 handeln. The laser ignition device 15 is at or near the radially inner surface 34 of the cooling jacket 32 arranged. At the radially outer surface 36 of the cooling jacket 32 is a cooling channel 40 in the form of trained recesses 41 for guiding a cooling medium 42 educated. The recesses 41 can be in the form of milled grooves 43 be educated. At the cooling medium 42 it can be a cooling fluid 44 , in particular in the form of cooling liquid, for example cooling water, of the internal combustion engine 14 act.

Der Kühlmantel 32 ist an seiner radial äußeren Fläche 36 durch eine Wandung 46 verschlossen. Bei der Wandung 46 kann es sich um einen Rohrabschnitt 48 handeln, der über den Kühlmantel 32 geschoben und stoffschlüssig mit dem Kühlmantel 32 befestigt ist. Im Konkreten ist die Wandung 46 oder der Rohrabschnitt 48 mittels mindestens einer Laserverschweißung 50 am Kühlmantel befestigt. Die Wandung 46 oder der Rohrabschnitt 48 kann sich vom Kühlmantel 32 bis in den brennraumseitigen Endbereich der Laserzündkerze 10 erstrecken (nicht dargestellt). Der Kühlkanal 32 ist zur Aufnahme von Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 geeignet und weist korrosionsbeständige Wandflächen 47 auf, die durch die Ausnehmungen 41 und die Wandung 46 oder den Rohrabschnitt 48 gebildet sind. The cooling jacket 32 is on its radially outer surface 36 through a wall 46 locked. At the wall 46 it can be a pipe section 48 act that over the cooling jacket 32 pushed and cohesively with the cooling jacket 32 is attached. In concrete is the wall 46 or the pipe section 48 by means of at least one laser welding 50 attached to the cooling jacket. The wall 46 or the pipe section 48 can come from the cooling jacket 32 to the combustion chamber end region of the laser spark plug 10 extend (not shown). The cooling channel 32 is for holding cooling medium 42 or cooling fluid 44 suitable and has corrosion resistant wall surfaces 47 on through the recesses 41 and the wall 46 or the pipe section 48 are formed.

2 zeigt den hülsenförmigen Kühlmantel 32 aus 1 mit zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der radial äußeren Fläche 36 des Kühlmantels 32 orientiertem Kühlkanal 40. Der Kühlkanal 40 weist mäanderartig verlaufende Kanalabschnitte 52 auf. Der Kühlkanal 40 weist einen Einlass 54 und einen Auslass 56 für das Kühlmedium 42 oder das Kühlfluid 44 auf. Einlass 54 und Auslass 56 sind mit Anschlussstellen 58 verbunden, welche an dem vom brennraumseitige Ende 60 abgewandten Ende 62 des Kühlmantels 32 angeordnet sind. 2 shows the sleeve-shaped cooling jacket 32 out 1 with at least sections in the circumferential direction of the radially outer surface 36 of the cooling jacket 32 oriented cooling channel 40 , The cooling channel 40 has meandering channel sections 52 on. The cooling channel 40 has an inlet 54 and an outlet 56 for the cooling medium 42 or the cooling fluid 44 on. inlet 54 and outlet 56 are with connection points 58 connected, which at the combustion chamber end 60 opposite end 62 of the cooling jacket 32 are arranged.

Das Kühlmedium 42 oder das Kühlfluid 44 werden durch den Einlass 54 in den Kühlkanal 40 geführt. Dort durchläuft das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 die mäanderförmigen Kanalabschnitte 52, die über Umlenkungen 64 miteinander verbunden sind. Bis das Kühlmedium 42 oder das Kühlfluid 44 am Auslass 56 des Kühlkanals 40 angelangt ist, ist dieses durch vom Kerzendichtsitz stammenden Wärmeeintrag 28 und Wärmeeintrag der Kerzenschachtwand 30 erwärmt worden und verfügt über eine höhere Temperatur als am Einlass 54. Über den Auslass 56 und die Anschlussstellen 48 wird das erwärmte Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 einer Wärmesenke zugeführt (nicht dargestellt). The cooling medium 42 or the cooling fluid 44 be through the inlet 54 in the cooling channel 40 guided. There passes through the cooling medium 42 or cooling fluid 44 the meandering channel sections 52 that have deflections 64 connected to each other. Until the cooling medium 42 or the cooling fluid 44 at the outlet 56 of the cooling channel 40 has arrived, this is due to the candle seat from the heat input 28 and heat input of the candle shaft wall 30 has been heated and has a higher temperature than at the inlet 54 , About the outlet 56 and the connection points 48 becomes the heated cooling medium 42 or cooling fluid 44 a heat sink supplied (not shown).

3 zeigt einen hülsenförmigen Kühlmantel 32 der Laserzündkerze 10 aus 1 mit zumindest abschnittsweise in axialer Richtung 24 der radial äußeren Fläche 36 des Kühlmantels 32 orientierten Kühlkanals 40. Der Kühlkanal 40 verfügt über mäanderförmig verlaufende Kanalabschnitte 52, die in axialer Richtung 24 der radial äußeren Fläche 36 verlaufen. Die Kanalabschnitte 52 sind durch Umlenkungen 64 miteinander verbunden. Über den Einlass 54 wird das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 in dem Kühlkanal 40 geführt. Über den Auslass 56 wird das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 einer Wärmesenke zugeführt. 3 shows a sleeve-shaped cooling jacket 32 the laser spark plug 10 out 1 with at least sections in the axial direction 24 the radially outer surface 36 of the cooling jacket 32 oriented cooling channel 40 , The cooling channel 40 has meandering channel sections 52 in the axial direction 24 the radially outer surface 36 run. The channel sections 52 are by diversions 64 connected with each other. About the inlet 54 becomes the cooling medium 42 or cooling fluid 44 in the cooling channel 40 guided. About the outlet 56 becomes the cooling medium 42 or cooling fluid 44 fed to a heat sink.

Einlass 54 und Auslass 56 sind über Anschlussstellen 58 mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden (nicht dargestellt). Das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 wird vom Einlass 54 über die mäanderförmigen Kanalabschnitte 52 zum Auslass 56 geführt und dabei erwärmt. Die Temperatur des Kühlmediums 42 oder Kühlfluids 44 am Einlass ist geringer als dessen Temperatur am Auslass 56. Ein Temperaturgradient ergibt sich hier in Umfangsrichtung der radial äußeren Fläche 36 des Kühlmantels 32. inlet 54 and outlet 56 are via connection points 58 connected to a cooling circuit of the internal combustion engine (not shown). The cooling medium 42 or cooling fluid 44 is from the inlet 54 over the meandering channel sections 52 to the outlet 56 guided and warmed up. The temperature of the cooling medium 42 or cooling fluids 44 at the inlet is lower than its temperature at the outlet 56 , A temperature gradient results here in the circumferential direction of the radially outer surface 36 of the cooling jacket 32 ,

4 zeigt einen hülsenförmigen Kühlmantel 32 der Laserzündkerze 10 aus 1 mit einem in Form einer Doppelhelix 66 an der radial äußeren Fläche 36 des Kühlmantels 32 ausgebildeten Kühlkanal 40. 4 shows a sleeve-shaped cooling jacket 32 the laser spark plug 10 out 1 with one in the form of a double helix 66 on the radially outer surface 36 of the cooling jacket 32 trained cooling channel 40 ,

Durch einen Einlass 54 wird das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 in einen ersten Doppelhelixabschnitt 68 geführt. Der erste Doppelhelixabschnitt 68 bildet einen Vorlauf, mit dem das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 an das vom anschlussseitigen Ende 70 abgewandte Ende 72 geführt wird. Der erste Doppelhelixabschnitt 68 ist über eine Umlenkung 74 mit einem zweiten Doppelhelixabschnitt 76 verbunden. Durch den zweiten Doppelhelixabschnitt 76 wird das erwärmte Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 dem Auslass 56 zugeführt. Der zweite Doppelhelixabschnitt bildet somit einen Rücklauf, mit dem das Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 vom abgewandten Ende 72 zum anschlussseitigen Ende 70 geführt wird. Über den Auslass 56 und die Anschlussstellen 58 wird das erwärmte Kühlmedium 42 oder Kühlfluid 44 einer Wärmesenke zugeführt (nicht dargestellt).Through an inlet 54 becomes the cooling medium 42 or cooling fluid 44 into a first double helix section 68 guided. The first double helix section 68 forms a flow, with which the cooling medium 42 or cooling fluid 44 to the from the connection end 70 opposite end 72 to be led. The first double helix section 68 is about a diversion 74 with a second double helix section 76 connected. Through the second double helix section 76 becomes the heated cooling medium 42 or cooling fluid 44 the outlet 56 fed. The second double helix section thus forms a return, with which the cooling medium 42 or cooling fluid 44 from the far end 72 to the connection end 70 to be led. About the outlet 56 and the connection points 58 becomes the heated cooling medium 42 or cooling fluid 44 a heat sink supplied (not shown).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/028856 A1 [0002]

Claims

Laser spark plug ( 10 ) for an internal combustion engine ( 14 ), with one in an axial direction ( 24 ) extending housing ( 26 ), one in the housing ( 26 ) arranged laser ignition device ( 15 ) and with a cooling device ( 38 ) for tempering the laser ignition device ( 15 ), characterized in that the housing ( 26 ) as a sleeve-shaped cooling jacket ( 32 ) with a radially inner surface ( 34 ) and a radially outer surface ( 36 ) is formed, which is a part of the cooling device ( 38 ) forms that the laser ignition device ( 15 ) on the radially inner surface ( 34 ) of the cooling jacket ( 32 ) is arranged on the radially outer surface ( 36 ) of the cooling jacket ( 32 ) at least one cooling channel ( 40 ) for guiding a cooling medium ( 42 ) is formed and that the cooling jacket ( 32 ) on its radially outer surface ( 36 ) through a wall ( 46 ) is closed.

Laser spark plug ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the cooling channel ( 40 ) by the cooling jacket ( 32 ) formed recesses ( 41 ), in particular in the form of preferably milled grooves ( 43 ), or by the cooling jacket ( 32 ) arranged insert elements is formed.

Laser spark plug ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the wall ( 46 ) cohesively with the cooling jacket ( 32 ), in particular by means of at least one laser welding ( 50 ) on the cooling jacket ( 32 ) is attached.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling channel ( 40 ) in the form of a double helix ( 66 ) on the radially outer surface ( 36 ) of the cooling jacket ( 32 ) is trained.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling channel ( 40 ) at least in sections in the circumferential direction of the radially outer surface ( 36 ) of the cooling jacket ( 32 ) is oriented.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling channel ( 40 ) at least in sections in the axial direction ( 24 ) of the radially outer surface ( 36 ) of the cooling jacket ( 32 ) is oriented.

Laser spark plug ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the cooling channel ( 32 ) meandering channel sections ( 52 ) having.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling channel ( 32 ) for receiving coolant ( 44 ), in particular with corrosion-resistant wall surfaces ( 47 ) is trained.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the laser ignition device ( 15 ) a pump laser ( 16 ) and a laser crystal ( 22 ), which in the axial direction ( 24 ) are arranged one behind the other.

Laser spark plug ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the cooling device ( 38 ) in such a way with the cooling jacket ( 32 ) cooperates, that to the cooling jacket ( 32 ) introduced heat energy, in particular candle seat and / or candle shaft wall ( 30 ) of the internal combustion engine ( 14 ), from the cooling jacket ( 32 ) is dissipated to a heat sink.