-
Die Erfindung geht von einer Koronazündeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aus. Eine solche Koronazündeinrichtung ist aus der
DE 10 2013 104 643 B3 bekannt.
-
Koronazündeinrichtungen dienen zum Zünden von Brennstoff in Verbrennungsmotoren, beispielsweise in Fahrzeugen. Koronazündeinrichtungen bewirken eine Zündung von Brennstoff mittels einer Koronaentladung und sind somit eine Alternative zu herkömmlichen Zündkerzen, die eine Zündung durch eine Bogenentladung bewirken.
-
Abschirmungen in Koronazündeinrichtungen reduzieren die Verlustleistung. Abschirmungen können als eine Leitschicht auf der Innenseite des Gehäuses aufgebracht sein, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2013 104 643 B3 beschrieben ist, oder in das Gehäuse integriert sein, indem dieses aus gut leitfähigem Material gefertigt wird, beispielsweise aus Kupfer.
-
Diese verschiedenen Möglichkeiten eine Koronazündeinrichtung mit einer Abschirmung auszustatten sind mit unterschiedlichen Problemen verbunden. Das Aufbringen einer Leitschicht aus gut leitendem Metall in ausreichender Stärke auf der Innenseite eines Gehäuserohrs ist fertigungstechnisch aufwändig. Das Gehäuserohr vollständig aus gut leitendem Metall wie Kupfer herzustellen ist ebenfalls problematisch, da derartige Metalle im Vergleich zu Stahl relativ schlechte mechanische Eigenschaften haben und teuer sind.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie eine Koronazündeinrichtung mit geringerem Aufwand mit einer Abschirmung versehen werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Koronazündeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Eine erfindungsgemäße Koronazündeinrichtung hat eine Abschirmung, die aus mehreren Schalenelementen zusammen gesetzt ist. Schalenelemente können aus Blech kostengünstig gefertigt werden und lassen sich mit geringem Aufwand um die Spule herum anordnen. Einerseits ist eine Dicke, die sich mit einer Beschichtung des Gehäuses nur mit hohem Aufwand erreichen lässt, mit Schalenelementen problemlos möglich, indem die Schalenelemente aus Blech entsprechender Stärke hergestellt werden. Andererseits lassen sich Schalenelemente kostengünstiger herstellen als ein Rohr. Die Schalenelemente müssen nämlich im Gegensatz zu einem Gehäuse keine mechanische Funktion übernehmen; es genügt, wenn die Schalenelemente ihr eigenes Gewicht tragen können. Eine weitergehende mechanische Belastbarkeit ist nicht erforderlich.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen benachbarten Schalenelementen ein Spalt ist. Auf diese Weise lassen sich Wirbelstromverluste noch weiter reduzieren und somit die elektrische Abschirmung noch weiter verbessern.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schalenelemente auf einem Spulenkörper, auf den die Spule gewickelt ist, befestigt sind. Auf diese Weise lässt sich eine einfache Fertigung realisieren. Beim Zusammenbau der Koronazündeinrichtung werden die Schalenelemente an dem Spulenkörper befestigt, beispielsweise durch Kleben, Clipsen oder Heißverstemmen, und die Spule dann zusammen mit der Abschirmung in das Gehäuse der Koronazündeinrichtung eingebracht. Der Spulenköper bildet also einen Träger für die einzelnen Schalenelemente.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Abschirmung durch eine Blechscheibe ergänzt wird, die zwischen dem Deckel und der Spule angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, durch die ein elektrischer Anschluss der Spule hindurchgeführt ist. Eine solche Blechscheibe kann die radiale Abschirmwirkung der Schalenelemente in axialer Richtung ergänzen.
-
Eine solche Blechscheibe kann Federlaschen aufweisen, die eine Federkraft in Längsrichtung der Spule bewirken, also eine Druckfeder bilden. Die Federkraft drückt die Spule hin zu der Mittelelektrode und gleicht somit Fertigungstoleranzen in der Länge des Gehäuses, der Länge der Spule oder der Mittelelektrode aus. Vorteilhaft kann somit eine zwischen Deckel und Spule eingespannte Druckfeder trotz Längen- und Lagetoleranzen die Spule in dem Gehäuse fixieren. Die Koronazündeinrichtung kann deshalb beim Motorbetrieb auftretenden mechanischen Belastungen besser standhalten.
-
Die Schalenelemente und, sofern vorhanden, die Blechscheibe können beispielsweise aus Kupfer, Silber, Gold oder Aluminium hergestellt sein.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Koronazündeinrichtung in einer teilweise geschnittenen Ansicht;
-
2 die Abschirmung der Koronazündeinrichtung;
-
3 eine Schnittansicht zu 2; und
-
4 eine Blechscheibe der Abschirmung.
-
Die in 1 schematisch dargestellte Koronazündeinrichtung hat ein Gehäuse 1, das an einem vorderen, brennraumseitigen Ende von einem Isolator 2 verschlossen ist, in dem eine Mittelelektrode 3 sitzt, die zu einer oder mehreren Zündspitzen 4 führt. An seinem hinteren, brennraumfernen Ende ist das Gehäuse 1 von einem Deckel 5 verschlossen, der einen Steckverbinder 6 trägt, mit dem die Koronazündeinrichtung an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann.
-
Die Mittelelektrode 3 ist mit einer Spule 7 in Reihe geschaltet. Die Spule 7 ist auf einen Spulenkörper 8 aufgewickelt, der mit der Mittelelektrode 3 zusammengesteckt ist. Diese Steckverbindung zwischen Spulenkörper 8 und Mittelelektrode 3 kann eine Schirmkappe 9 aufweisen, welche die elektrische Verbindungsstelle zwischen Spule 7 und Mittelelektrode 3 umgibt. Die Steckverbindung bewirkt neben der mechanischen Verbindung von Spulenkörper 8 und Mittelelektrode 3 auch eine elektrische Verbindung zwischen der Spule 8 und der Mittelelektrode 3.
-
In dem Gehäuse 1 ist die Spule 7 radial von einer elektrischen Abschirmung umgeben, die aus mehreren Schalenelementen 12 besteht, die sich jeweils über die volle Länge der Spule 7 erstrecken. Diese Abschirmung kann innen an dem Gehäuse 1 anliegen und ist in 1 nicht dargestellt. In 2 ist die Abschirmung zusammen mit an ihren Enden herausragenden Anschlüssen der Spule 7 dargestellt. 3 zeigt eine Schnittansicht zu 2.
-
Die Schalenelemente 12 sind aus Blech, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Zwischen benachbarten Schalenelementen 12 ist jeweils ein Spalt, der in Längsrichtung der Spule 7 verläuft und Wirbelstromverluste zusätzlich reduziert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spule 7 von drei Schalenelementen 12 umgeben, so dass die Abschirmung drei in Längsrichtung der Spule 7 verlaufende Spalte aufweist. Es können aber auch mehr oder weniger Schalenelemente 12 verwendet werden.
-
Die Schalenelemente 12 werden von dem Spulenkörper 8 getragen. Der Spulenkörper 8 weist an seinem von dem Isolator 2 abgewandten Ende einen Flansch 8a auf, an dem die Schalenelemente 12 befestigt sind, beispielsweise durch Kleben, Clipsen oder Heißverstemmen.
-
Die Spule 7 hat einen Radius, der an ihrem von dem Isolator 2 abgewandten Ende größer als an ihrem dem Isolator 2 zugewandten Ende. Die Schalenelemente 12 haben deshalb eine in Umfangsrichtung gemessene Breite haben, die an einem vom Isolator abgewandten Ende der Spule 7 größer als an einem dem Isolator 2 zugewandten Ende der Spule 7 ist.
-
Bei der Herstellung der Koronazündeinrichtung kann ein vorderer Gehäuseteil 1a, der den Isolator 2 hält, mit einem daran angrenzenden Gehäuseteil 1b verschweißt und die Spule 7 mit ihrem Spulenkörper 8 durch ineinander stecken mit der Mittelelektrode 3 verbunden werden. Der vordere Gehäuseteil 1a bildet dann einen Anschlag beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 1a und 1b, beispielsweise indem der vordere Gehäuseteil 1a eine Ringschulter aufweist, auf die ein rohrförmiger Gehäuseteil 1b aufgesetzt wird. Der Spulenkörper 8 mit den daran befestigten Schalenelementen kann beim Anschließen an die Mittelelektrode 3 ebenfalls auf Anschlag montiert werden, wobei der Anschlag beispielsweise von der Mittelelektrode 3 oder dem Isolator 2 gebildet werden kann.
-
Die sich beim Zusammenbau aufsummierenden Toleranzen können durch eine Blechscheibe 10 ausgeglichen werden, die Federlaschen 10a aufweist und so eine Druckfeder bildet, die zwischen der Spule 7 und dem Deckel 5 eingespannt wird. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Blechscheibe 10 ist in 3 dargestellt. Nachdem die Blechscheibe 10 auf den Spulenkörper 8 gesetzt wurde, wird der Deckel 5 mit dem Gehäuse 1 verbunden, beispielsweise verschweißt.
-
Die Blechscheibe 10 ergänzt die radiale elektrische Abschirmung der Schalenelemente 12 in axialer Richtung. Ein Fortsatz 8b des Spulenkörpers 8 ragt durch die Öffnung 11 der Blechscheibe 10 hindurch. Dieser Fortsatz 8b kann einen elektrischen Anschluss der Spule 7 tragen, beispielsweise einen Kontaktstift 13 des Steckverbinders 6.
-
Die Blechscheibe 10 kann vollständig aus gut leitfähigem Metall, beispielsweise Aluminium, hergestellt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Blechscheibe beispielsweise aus Stahl oder Bronze herzustellen und mit einer hochleitfähigen Beschichtung, beispielsweise aus Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium zu versehen, um Wirbelstromverluste zu reduzieren. Es genügt dabei, die Beschichtung auf der Seite der Blechscheibe 10 anzubringen, die der Spule 7 zugewandt ist. Wenn die Beschichtung galvanisch aufgebracht wird, kann es fertigungstechnisch vorteilhaft sein die Beschichtung auf beiden Seiten aufzutragen. Die Beschichtung kann beispielsweise auch durch Walzplattieren auf ein Blech aufgebracht werden, aus dem dann die Blechscheibe 10 hergestellt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gehäuse
- 2
- Isolator
- 3
- Mittelelektrode
- 4
- Zündspitze
- 5
- Deckel
- 6
- Steckverbinder
- 7
- Spule
- 8
- Spulenkörper
- 8a
- Flansch
- 8b
- Fortsatz
- 9
- Schirmkappe
- 10
- Druckfeder
- 10a
- Federlasche
- 11
- Öffnung
- 12
- Schalenelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013104643 B3 [0001, 0003]
