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Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine fremd gezündete Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf das deutsche Gebrauchsmuster mit der Rollennummer G9017086.5 hingewiesen. Aus diesem Gebrauchsmuster ist ein für den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors vorgesehener Einsatz bekannt, insbesondere eine Zündkerze, Glühkerze, Düse oder Ventil mit Ventilsitz, mit Befestigungsmitteln zur Befestigung des Einsatzes in einer mit dem Brennraum des Verbrennungsmotors kommunizierenden Bohrung des Zylinderkopfes und mit Dichtungsmitteln zur Herstellung einer vollständigen Abdichtung zwischen dem Einsatz und dem Zylinderkopf. Der Einsatz ist in die Bohrung des Zylinderkopfes steckbar und die Befestigungsmittel sind als Klemmmittel ausgebildet, durch die der Einsatz lösbar in einen Klemmeingriff mit dem Zylinderkopf bringbar ist.
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Nachteilig an dieser bekannten Ausführung eines Einsatzes, wie einer Zündkerze ist, dass sie ein relativ großes Volumen für den Bauraum beansprucht, der in heutigen, modernen Zylinderköpfen von Brennkraftmaschinen kaum mehr darstellbar ist.
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Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 4420508 A1 ein Zündkerzenstecker zum Einsatz in tiefen Zündkerzenschächten bekannt. Es wird ein Zündkerzenstecker zum Einsatz in tiefen Zündkerzenschächten mit einem Gehäuse beansprucht, das an einem seiner Enden zur aufhebbaren kontaktierenden Befestigung an einer Zündkerze ausgebildet ist und in dessen gegenüberliegendes anderes Ende ein Zündkabel einläuft. An dem Gehäuse ist ein an das andere Ende überragender Bügel mit zur Herstellung und Aufschiebung der Befestigung des Zündkerzensteckers an der Zündkerze gemäß seiner Festigkeit und Länge festgelegt.
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Auch diese Ausführungsform lässt sich in heutigen, modernen Zylinderköpfen von Brennkraftmaschinen nur schwer unterbringen.
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Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2006 042 457 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, eine ausgerichtete Zündkerze bekannt. Diese Schrift offenbart eine Zündkerze mit einem Zündkerzenkörper und zumindest einer Masseelektrode. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einsetzen der Zündkerze in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors. Die Zündkerze ist aus zwei voneinander getrennten Komponenten, und zwar dem Zündkerzenkörper und der zumindest einen Masseelektrode, gebildet. Zunächst wird der Zündkerzenkörper in die dafür vorgesehene Bohrung eingesetzt, wobei anschließend die Masseelektrode von einer Innenseite der Verbrennungskammer in die zugeordnete Bohrung eingesetzt wird. Bei dem Einsetzen der Masseelektrode in die zugeordnete Bohrung kann diese in einer definiert ausgerichteten Position zu einem Kraftstoffinjektor bzw. Injektor in die Bohrung eingesetzt werden. Damit wird verhindert, dass sich der aus dem Kraftstoffinjektor austretende Kraftstoffnebel an der Masseelektrode niederschlägt und diese verrußt.
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Auch an dieser Ausführungsform ist die Baugröße von Nachteil und lässt sich in heutigen modernen Zylinderköpfen von Brennkraftmaschinen kaum unterbringen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündvorrichtung für eine fremd gezündete Brennkraftmaschine aufzuzeigen, die deutlich weniger Bauraum benötigt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Zündvorrichtung lässt sich diese auch in modernen Zylinderköpfen von fremd gezündeten Brennkraftmaschinen verbauen.
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Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 gewährt eine einfache und kostengünstige Fertigung, bei einer stets funktionierenden elektrischen Verbindung.
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Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 kann die Baugröße der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung auf ein Minimum reduziert werden.
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Die Ausgestaltungen gemäß Patentanspruch 4 und Patentanspruch 5 sorgen für eine sichere mechanische Arretierung und elektrische Kontaktierung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung.
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Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6 wird die mechanische Lagefixierung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung nochmals verbessert.
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Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7 kann die erfindungsgemäße Zündvorrichtung auch als Hilfszündvorrichtung verwendet werden, insbesondere bei dem Einsatz einer Hauptzündvorrichtung. Diese Hauptzündvorrichtung kann beispielsweise ein Zündsystem mit einer Zündkammer sein, welche bekanntermaßen in niederlastigen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine Zündprobleme haben könnte. Durch diese Kombination von einer Zündkammer mit einer Hilfszündvorrichtung können maximale Verbrauchs- und Emissionspotenziale erschlossen werden.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer einzigen Figur näher erläutert.
- 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung.
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1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf 3 mit einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung 1. Die Zündvorrichtung 1 ist für eine fremd gezündete, nicht dargestellte Brennkraftmaschine, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Zündvorrichtung 1 ist in einem Durchbruch 2 in dem Zylinderkopf 3 der Brennkraftmaschine angeordnet. Der Durchbruch 2 ist vorzugsweise eine Bohrung durch den Zylinderkopf 3 bis in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine, wie sie z. B. für eine Druckindizierung bei Versuchs-Brennkraftmaschinen verwendet wird. Nur das Brennraumdach des Zylinderkopfes mit zwei Gaswechselkanälen 7 ist erkennbar. Der Durchbruch 2 ist bevorzugt eine Stufenbohrung, wobei ein größerer Außendurchmesser des Durchbruchs 2 entfernt vom Brennraum der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Ein kleinerer Durchmesser des Durchbruchs 2 durchbricht den Zylinderkopf 3 zum Brennraum.
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Im Bereich des kleineren Durchmessers des Durchbruchs 2 ist eine Masseelektrode 5 der Zündvorrichtung 1 angeordnet. Die Masseelektrode 5 wird vorzugsweise von der dem Brennraum abgewandten Seite in den Durchbruch 2 eingebracht und in den kleineren Durchmesser des Durchbruchs 2 eingeschraubt, bis die Masseelektrode 5 in den Bereich des Brennraums ragt. Weiter weist die Zündvorrichtung 1 eine Mittelelektrode 4 auf, die gegenüber der Masseelektrode 5 durch einen koaxial angeordneten, elektrischen Isolator 6 isoliert ist. Dieser elektrische Isolator 6 ist vorzugsweise eine Keramik.
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Erfindungsgemäß ist die Masseelektrode 5 in den Zylinderkopf 3 einschraubbar oder einsteckbar und der elektrische Isolator 6 ist mit der Mittelelektrode 4 in eine zentrische Bohrung der Masseelektrode 5 einschiebbar. Auch ein Einschrauben der Masseelektrode 5 von der Brennraumseite in den Durchbruch 2 ist bei einer einfachen Bohrung denkbar. Weiterhin kann die Masseelektrode 5 gerichtet verschraubt oder gesteckt sein.
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Besonders bevorzugt ist die Zündvorrichtung 1 von dem elektrischen Isolator 6 in dem Durchbruch 2 geführt. Dies erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen verstärkten Bund des elektrischen Isolators 6 im Bereich des Durchbruchs 2.
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In vorteilhafter Weise ist die Mittelelektrode 4 auf der dem Brennraum abgewandten Seite elektrisch kontaktierbar um ein Brennstoff/Luftgemisch im Brennraum mit der Zündvorrichtung 1 zu zünden. Die elektrische Kontaktierungsrichtung ist durch einen schwarzen Pfeil dargestellt. Darüber hinaus ist die Mittelelektrode 4 auf derselben Seite mechanisch lagefixierbar, wobei der schwarze Pfeil die Druckrichtung anzeigt.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch der elektrische Isolator 6 auf der dem Brennraum abgewandten Seite zusätzlich mechanisch lagefixierbar sein, sodass eine maximale Arretierung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung 1 in dem Durchbruch 2 dargestellt ist.
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Weiter zeigt der Schnitt durch den Zylinderkopf 3 eine weitere Bohrung, die als Injektorschacht für ein Brennstoffeinspritzventil verwendet werden kann oder auch für eine weitere Zündvorrichtung, einer dann so genannten Hauptzündvorrichtung. Wird eine Hauptzündvorrichtung in den Injektorschacht 8 eingebracht, so kann dieser zusätzlich mit einer Zündkammer versehen werden. In diesem Fall ist die Zündvorrichtung 1 als eine Hilfszündvorrichtung ausgelegt, da die Hauptzündvorrichtung mit der Zündkammer in fast allen Betriebsbereichen (höhere Drehzahlen, höhere Last) der Brennkraftmaschine die Zündung übernimmt.
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Damit ein Überhitzen der zumindest einen Zündvorrichtung 1 verhindert ist, sind im Zylinderkopf 3 zwei mit 9 bezifferte Kühlmittelkanäle angeordnet, die die Zündvorrichtung 1 und den Injektorschacht / Hauptzündvorrichtung 8 umschließen und beim Betrieb der Brennkraftmaschine kühlen. Für einen Ladungswechsel sind die zwei oben genannten Gaswechselkanäle 7 vorgesehen, die beim Betrieb der Brennkraftmaschine von Gaswechselventilen öffnen- und verschließbar sind.
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Mit anderen Worten gesagt:
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Es wird ein im Zylinderkopf 3 gebautes Zündsystem 1 vorgeschlagen. Dieses verwendet eine als Masseelektrode 5 verwendete, in den Zylinderkopf 3 eingeschraubte Hülse, in welche die Isolator-Keramik mit der Mittelelektrode 4 axial gesteckt und von oben her kontaktiert und niedergehalten wird. Somit kann der Kraftangriff zum Einschrauben der Hülse (Masseelektrode 5) in den Zylinderkopf 3 vor dem Fügen der Keramik erfolgen und die gesamte Konstruktion findet im Bauraum beispielsweise einer heutigen Indizierbohrung Platz.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Zündvorrichtung
- 2.
- Durchbruch
- 3.
- Zylinderkopf
- 4.
- Mittelelektrode
- 5.
- Masseelektrode
- 6.
- elektrischer Isolator
- 7.
- Gaswechselkanal
- 8.
- Injektorschacht / Hauptzündvorrichtung
- 9.
- Kühlmittelkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4420508 A1 [0004]
- DE 102006042457 A1 [0006]
