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Die
Erfindung betrifft eine aufsteckbare Stabzündspule für ein Kraftfahrzeug mit einem
eine Zündkerzenaufnahme
aufweisenden Zündspulenteil
zur Befestigung an einer Zündkerze.
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Ebenso
betrifft die Erfindung eine aufsteckbare Stabzündspule mit einem Zündspulenteil
und einem Adapter mit einer Zündkerzenaufnahme
zur Befestigung an einer Zündkerze.
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Es
ist bekannt, Stabzündspulen
nach dem Aufstecken auf die Zündkerze
direkt am Motorblock zu verschrauben, um ein Lösen der Steckverbindung zu
verhindern. In letzter Zeit werden jedoch anstelle der geschraubten
Stabzündspulen
aufgesteckte Stabzündspulen
verwendet, die eine einfachere und damit kostengünstigere Montage ermöglichen.
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Ferner
sind Stabzündspulen
gebräuchlich, bei
denen die Befestigung an der Zündkerze über einen
Zwischenadapter erfolgt. Der Adapter wird separat von der Stabzündspule
hergestellt und anschließend,
gegebenenfalls auch erst bei der Montage, mit der Stabzündspule
verbunden. Diese Adapter werden für unterschiedliche Zündkerzen
oder unterschiedliche Kerzenschachtlängen in verschiedenen Größen hergestellt,
so dass für
alle Ausführungen das
gleiche Zündspulenteil
benutzt werden kann. Da sich bei diesen direkt gesteckten und starr
verrasteten Zündspulen
ein Verschrauben am Motor erübrigt, ergeben
sich Einsparungen bei der Montage und Wartung.
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Allerdings
hat es sich in der Praxis herausgestellt, dass es in Ausnahmefällen zu
unbeabsichtigten Beschädigungen
der Stabzündspule
kommen kann, z. B. wenn die Stabzündspule bei der manuellen Montage
mit zu großer
Kraft aufgesteckt wird. Bei einer derartigen Überbeanspruchung können Haarrisse an
oder in der Stabzündspule
entstehen, so dass es zu Funktionsstörungen kommen kann.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Stabzündspule anzugeben, die einfach
und sicher montiert werden kann, ohne dass die Gefahr von Beschädigungen
besteht.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer aufsteckbaren Stabzündspule
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich der
Zündkerzenaufnahme
des Zündspulenteils
ein Stöße dämpfendes
Element angeordnet ist.
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Ebenso
wird das Problem bei einer Stabzündspule
mit einem Adapter dadurch gelöst,
dass zwischen dem Zündspulenteil
und dem Adapter und/oder dem Adapter und der Zündkerzenaufnahme ein Stöße dämpfendes
Element angeordnet ist.
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Das
Stöße dämpfende
Element nimmt die Kraftspitzen auf, die bisher zur Beschädigung oder Zerstörung des
Zündspulenteils
geführt
haben. Auf diese Weise wird die Stabzündspule mechanisch entlastet
und die Stoßenergie
oder zumindest ein wesentlicher Teil der Stoßenergie wird von dem Stöße dämpfenden
Element aufgenommen. Durch die aufgenommene Verformungsarbeit wird
ein Teil der kinetischen Energie beim Aufstecken der Stabzündspule
verbraucht. Außerdem
wird eine Gegenkraft erzeugt, die von der Person, die die Zündspule
montiert, bemerkt wird, so dass sie ihren Kraftaufwand verringert.
Somit wird bei der erfindungsgemäßen aufsteckbaren
Stabzündspule
ein versehentliches gewaltsames Aufstecken verhindert, wodurch Beschädigungen
vermieden werden.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn das Stöße dämpfende Element beim Aufstecken
der Stabzündspule
auf die Zündkerze
unter Energieverzehr verformbar ist.
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Ein
noch höherer
Schutz vor Ausfällen
wird erzielt, wenn der Adapter und das Zündspulenteil in Axialrichtung
entlang eines Dämpfungswegs
relativ zu einander beweglich sind. Diese Weiterbildung der Erfindung
weist den Vorteil auf, dass entlang des gesamten Dämpfungswegs
Energie absorbiert werden kann. Das Stöße dämpfende Element kann dabei
so ausgelegt sein, dass die Aufsteckkraft kontinuierlich ansteigt.
Dadurch ergibt sich eine allmähliche
Kraftübertragung
von dem Zündspulenteil
auf den Adapter, sodass schlagartig wirkende Kraftspitzen, die zu
Beschädigungen
der Bauteile führen
könnten,
vermieden werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Stabzündspule kann
es vorgesehen sein, dass an dem Adapter oder an dem Zündspulenteil
eine Steckbuchse ausgebildet ist, in die ein entsprechend gegengleich
ausgebildeter Steckabschnitt des jeweiligen anderen Teils einsteckbar
ist. Vorzugsweise ist die Steckbuchse an dem Adapter ausgebildet.
In diese Steckbuchse wird der Steckabschnitt des Zündspulenteils
eingesetzt. Durch die Verwendung von verschiedenen Adaptern ist
es möglich,
für verschiedene
Zündkerzenvarianten
oder verschiedene Kerzenschachtlängen
dasselbe Zündspulenteil
zu verwenden, was wiederum zu Kosteneinsparungen führt.
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Bei
einer Ausführungsalternative
der erfindungsgemäßen Stabzündspule
kann vorgesehen sein, dass das Stöße dämpfende Element oder gegebenenfalls
ein zweites Stöße dämpfendes
Element im Bereich der Zündkerzenaufnahme
angeordnet ist. Das Stöße dämpfende
Element kann entweder zwischen dem Zündspulenteil und dem Adapter
oder im Bereich der Zündkerzenaufnahme
des Adapters angeordnet sein. Es ist auch möglich, beide Varianten zu kombinieren,
so dass der Adapter insgesamt zwei Stöße dämpfende Elemente aufweist.
Wenn das Stöße dämpfende
Element im Bereich der Zündkerzenaufnahme
angeordnet ist, kann es vergleichsweise einfach im Bodenbereich
der Zündkerzenaufnahme eingesetzt
oder eingepresst werden. An dieser Stelle kann auch eine umlaufende
Nut vorgesehen sein, in der das Stöße dämpfende Element gehalten werden kann.
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Der
Adapter kann vorteilhafterweise aus Metall oder einer Metalllegierung
herstellbar sein, insbesondere aus einer Messinglegierung, die eine
gute elektrische Leitfähigkeit
besitzt. Es kann auch vorgesehen sein, unterschiedliche Metalle
zu kombinieren, z. B. ein hartes Metall mit einem weichen.
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Es
empfiehlt sich, das Stöße dämpfende
Element axial fluchtend anzuordnen. Bei dieser Anordnung kann es
seine Dämpfungsfunktion
optimal ausüben,
da es in einer Achse mit der wirkenden Aufsteckkraft liegt.
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Das
Stöße dämpfende
Element ist vorzugsweise aus einem Gummi- oder Silikonmaterial herstellbar.
Grundsätzlich
eignen sich jedoch auch andere Materialien wie Kunststoff, Metall,
Keramik oder Sinterwerkstoff, mit denen sich die erforderliche Dämpfungswirkung
erzielen lässt.
Unterschiedliche Materialien können
auch kombiniert werden, denkbar ist z. B. ein Stöße dämpfendes Element aus Gummi, dass
ein- oder beidseitig mit einer Metallschicht versehen ist.
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Besonders
bevorzugt wird ein Stöße dämpfendes
Element, das elektrisch leitfähig
ist, so dass es den Zündstrom übertragen
kann. Auf diese Weise kann die Entstehung von unerwünschten
Zündfunken
zwischen dem Zündkerzenkopf
und dem aufgesteckten Bauteil (Adapter oder Zündspulenteil) wirksam verhindert
werden.
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Eine
besonders gute Dämpfungswirkung wird
erzielt, wenn das Stöße dämpfende
Element scheiben- oder walzenförmig
ausgebildet ist. Derart geformte Elemente liegen flächenbündig an
dem Adapter bzw. dem Zündspulenteil
an, so dass eine gute Kraftübertragung
gewährleistet
ist. Darüber
hinaus weisen sie den Vorteil auf, dass sie leicht und kostengünstig herstellbar
sind.
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Bei
einer Ausführungsalternative
der erfindungsgemäßen aufsteckbaren
Stabzündspule
kann das Stöße dämpfende
Element als Druckfeder ausgebildet sein. Die Druckfeder kann entlang
des Dämpfungswegs
bewegt werden, der durch die Relativbeweglichkeit zwischen dem Adapter
und dem Zündspulenteil
vorgegeben ist. Beim Aufstecken der Stabzündspule auf die Zündkerze
wird die Stöße dämpfende
Druckfeder ab der Überschreitung
der Montageendposition komprimiert, so dass eine stetig steigende
Gegenkraft erzeugt wird, die verhindert, dass ein Mechaniker die
Stabzündspule
versehentlich mit zu großer
Kraft aufsteckt. Die Kraftübertragung
zwischen der Stabzündspule
bzw. dem Zündspulenteil
und dem Adapter erfolgt größtenteils über die
Druckfeder, was zu einem gleichmäßigeren
Kraftanstieg führt.
Auf diese Weise werden Kraftspitzen von der Druckfeder aufgenommen
und eliminiert, so dass Beschädigungen
der Bauteile ausgeschlossen sind.
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Ein
besonders sicherer Halt und eine gute Stoßdämpfung lassen sich erzielen,
wenn die Druckfeder mit ihrem einen Ende in einer Ausnehmung des Zündspulenteils
und mit ihrem anderen Ende in einer Ausnehmung des Adapters einsetzbar
ist. Die Druckfeder ist parallel zur Achse der wirkenden Aufsteckkraft
angeordnet und kann ihre Stoßdämpfungsfunktion
optimal ausüben.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im
folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen
sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Stabzündspule,
bei dem das Stöße dämpfende
Element im Bereich der Zündkerzenaufnahme
angeordnet ist;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Stabzündspule,
bei dem das Stöße dämpfende
Element zwischen dem Zündspulenteil
und dem Adapter angeordnet ist;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Stabzündspule,
bei dem das Stöße dämpfende
Element in der Zündkerzenaufnahme angeordnet
ist; und
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4 ein viertes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Stabzündspule,
bei dem das Stöße dämpfende
Element als Druckfeder ausgebildet ist.
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In
den 1 bis 4 sind identische Bauteile mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem das Stöße dämpfende
Element im Bereich der Zündkerzenaufnahme
angeordnet ist, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
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Die
Stabzündspule 1 besteht
im Wesentlichen aus einem Zündspulenteil 24,
das mit einer nicht dargestellten elektronischen Schaltung zur Erzeugung
des Zündsignals
verbunden ist und einem Gehäuse 5,
das die inneren Bauteile schützt
und elektrisch isoliert. Die Stabzündspule 1 ist über nicht dargestellte
Kabelverbindungen an andere Motoraggregate angeschlossen. Am unteren
Ende des Zündspulenteils 24 befindet
sich eine Zündkerzenaufnahme 25,
die auf eine Zündkerze 3 aufgesteckt
ist.
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Das
Zündspulenteil 24 und
das Gehäuse 5 der
Stabzündspule 1 sind
fest miteinander verbunden, so dass Stoßkräfte, die beim Aufstecken der Stabzündspule 1 auf
die Zündkerze 3 entstehen,
ungedämpft übertragen
werden.
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An
dem freien Ende des Zündspulenteils 24 befindet
sich eine Feder 13, die im Einbauzustand formschlüssig an
dem SAE-Kopf der Zündkerze 3 anliegt
und das unbeabsichtigte Lösen
des Zündspulenteils 24 von
der Zündkerze 3 verhindert.
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Das
Zündspulenteil 24 weist
im Bereich der Zündkerzenaufnahme 25 eine
umlaufende Nut 16 auf, in die ein scheibenartiges Stöße dämpfendes Element 17 eingesetzt
ist, das in der Nut 16 formschlüssig gehalten wird. Das Stöße dämpfende
Element 17 ist aus einem Gummimaterial hergestellt, das
elektrisch leitfähig
ist.
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Wenn
die Stabzündspule 1 mit
ihrem Zündspulenteil 24 auf
die Zündkerze 3 aufgesteckt
wird, wird die Kraft von dem SAE-Kopf der Zündkerze 3 über das
Stöße dämpfende
Element 17 an das Zündspulenteil 24 übertragen.
Sobald das Stöße dämpfende
Element 17 an dem Kopf der Zündkerze 3 anliegt,
wird ein Teil der Energie, die zum Aufstecken der Stabzündspule 1 aufgewendet
wird, in Dämpfungsarbeit
umgewandelt.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem das Stöße dämpfende
Element zwischen dem Zündspulenteil
und dem Adapter angeordnet ist. Wie in 2 zu erkennen ist, ist die Stabzündspule 1 mit
dem Adapter 2 auf eine Zündkerze 3 aufgesteckt.
Die Einzelteile sind in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
dargestellt.
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Die
Stabzündspule 1 besteht
im Wesentlichen aus einem Zündspulenteil 4,
das mit einer nicht dargestellten elektronischen Schaltung zur Erzeugung
des Zündsignals
verbunden ist und einem Gehäuse 5,
das die inneren Bauteile schützt
und elektrisch isoliert. Die Stabzündspule 1 ist über nicht
dargestellte Kabelverbindungen an andere Motoraggregate angeschlossen.
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Die
Stabzündspule 1 ist
mit dem Adapter 2 über
eine Einsteck- oder Einrastverbindung verbunden. Im Endbereich des
Zündspulenteils 4 ist
ein bolzenartiger Steckabschnitt 6 ausgebildet, der eine
umlaufende Nut 7 aufweist.
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Der
bolzenartige Steckabschnitt 6 ist in eine Aufnahmeöffnung des
Adapters 2 eingesteckt. Diese Steckverbindung wird durch
ein Sicherungselement 10 gesichert, das in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
als federnder Sicherungsring ausgebildet ist. In 2 ist rechts von einer gedachten Mittellinie dargestellt,
dass das Sicherungselement an der Außenseite des Adapters 2 in
einer Nut gehalten ist. Links von einer gedachten Mittellinie ist
dargestellt, dass diese Nut des Adapters 2 in einem Abschnitt
unterbrochen ist, so dass sich das federnde Sicherungselement 10 an
dieser Stelle innerhalb der Aufnahmeöffnung des Adapters 2 befindet
und deren Querschnitt verkleinert. Beim Zusammenstecken des Adapters 2 mit
dem Steckabschnitt 6 des Zündspulenteils 4 wird
das Sicherungselement zunächst
nach außen
ge drückt,
bis es nach dem Aufstecken in der Nut 7 des Steckabschnitts
liegt. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Lösen der beiden Teile verhindert, gleichzeitig
sind der Steckabschnitt 6 des Zündspulenteils 4 und
der Adapter 2 vertikal relativ zueinander verschiebbar.
Die verschiebbare Wegstrecke entspricht der Breite der Nut 7,
die in 2 mit dem Buchstaben
d bezeichnet wird. Diese Wegstrecke dient beim Aufstecken der Stabzündspule 1 auf
die Zündkerze 3 zur
Dämpfung
eines bei der Montage erzeugten Stoßes. Die Wegstrecke d beträgt typisch
2 mm.
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Der
Adapter 2 ist in seinem oberen Bereich als Steckbuchse 11 ausgebildet,
deren Durchmesser an den Durchmesser des Steckabschnitts 6 angepasst
ist. Die Steckbuchse 11 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
einen kreisförmigen Querschnitt
auf. Die gegenüberliegende
Seite des Adapters 2 ist als Zündkerzenaufnahme 12 ausgebildet.
In einem Abschnitt entlang des Umfangs des Adapters 2 befindet
sich eine Feder 13, die im Einbauzustand formschlüssig an
dem SAE-Kopf der Zündkerze 3 anliegt
und das Lösen
des Adapters von der Zündkerze 3 verhindert.
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Zwischen
dem Ende des Steckabschnitts 6 und dem Boden der Steckbuchse 11 ist
ein Stöße dämpfendes
Element 14 angeordnet. Dieses Element 14 hat die
Form einer dicken Scheibe und liegt an seinem Umfang an der Innenseite
der Steckbuchse 11 an. Das Stöße dämpfende Element 14 ist
aus einem Gummimaterial hergestellt.
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Wenn
die Stabzündspule 1,
die mit dem Adapter 2 verbunden ist, auf die Zündkerze 3 aufgesteckt
wird, erfolgt die Kraftübertragung
von dem Zündspulenteil 4 über das
Sicherungselement 10 zum Adapter 2. Da das Zündspulenteil 4 und
der Adapter 2 nicht starr miteinander verbunden sind, erfolgt zunächst eine
praktisch kräftefreie
Relativverschiebung, die von der in 2 gezeigten
Stellung ausgeht und in deren Verlauf sich der eingezeichnete Dämpfungsweg
d verkleinert, da der Steckabschnitt 6 weiter in den Adapter 2 hinein
bewegt wird. Da die Stirnfläche 15 des
Steckabschnitts 6 auf der Oberfläche des Stöße dämpfenden Elements 14 aufliegt, kann
der Steckabschnitt 6 nur weiter in die Steckbuchse 11 des
Adapters 2 geschoben wer den, wenn das Stöße dämpfende
Element 14 dabei gleichzeitig komprimiert wird. Auf diese
Weise wird ein Teil der Energie, die zum Aufstecken der Stabzündspule 1 aufgewendet
wird, in Dämpfungsarbeit
umgewandelt. Insbesondere werden hohe Kraftspitzen, die üblicherweise
beim Aufprall zweier Körper
auftreten, vermieden. Gleichzeitig wird eine ansteigende Gegenkraft
erzeugt, die die Person, die die Stabzündspule 1 montiert,
spürt.
Dieser Kraftanstieg wird von der Person als Signal dafür interpretiert,
dass die Stabzündspule
richtig aufgesteckt ist.
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Das
Zündspulenteil 4 kann
so lange weiter in die Steckbuchse gedrückt werden, bis das Sicherungselement 10 an
der oberen Kante der Nut 7 anschlägt. Auf diese Weise kann die
Kraftübertragung von
dem Zündspulenteil 4 über das
Sicherungselement an den Adapter 2 stattfinden.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem das Stöße dämpfende
Element in der Zündkerzenaufnahme
angeordnet ist. Der Adapter 2 weist im Bereich der Zündkerzenaufnahme 12 eine
umlaufende Nut 16 auf, in die ein scheibenartiges Stöße dämpfendes
Element 17 eingesetzt ist. Das Element 17 wird
in der Nut 16 formschlüssig
gehalten. Da das Stöße dämpfende
Element 17 wesentlich dünner
als das Stöße dämpfende Element 14 ist,
ist auch der Dämpfungsweg
entsprechend reduziert. Die Lage des Stöße dämpfenden Elements 17 innerhalb
der Zündkerzenaufnahme 12 ist
so gewählt,
dass es im Einbauzustand an der Stirnseite des SAE-Kopfes 18 der
Zündkerze 3 anliegt.
Alternativ ist es auch möglich,
das Stöße dämpfende
Element 17 separat von dem Adapter 2 zu liefern,
so dass der Kunde bzw. der Mechaniker, der die Stabzündspule
aufsteckt, zuvor das Stöße dämpfende
Element 17 in der Zündkerzenaufnahme 12 des Adapters 2 befestigen
muss. Es wird jedoch bevorzugt, den Adapter 2 herstellerseitig
mit dem Stöße dämpfenden
Element 17 zu versehen.
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Bei
der Montage der Stabzündspule 1 erfolgt die
Kraftübertragung
von dem Zündspulenteil 4 über das
Sicherungselement 10 an den Adapter 2. Wenn das
Stöße dämpfende
Element 17 innerhalb der Zündkerzenaufnahme 12 in
Kontakt mit dem Kopf 18 der Zündkerze kommt, wird der Stoß gedämpft, so dass
kein starker Schlag auf die empfindlichen Bauteile der Stabzündspule 1 übertragen
wird.
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4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem das Stöße dämpfende
Element als Druckfeder ausgebildet ist. Das Zündspulenteil 19 weist
eine zentrale Ausnehmung 20 auf, die einer Ausnehmung 21 des
Adapters 22 im Einbauzustand gegenüberliegt. Das Zündspulenteil 19 ist über das
Sicherungselement 10 mit dem Adapter 22 verbunden.
In den aus den Ausnehmungen 20 und 21 gebildeten
Freiraum ist eine Druckfeder 23 eingesetzt, die eine Druckkraft
auf die Stirnflächen
der Ausnehmungen 20 und 21 ausübt. Da die Druckfeder 23 mit
einer gewissen Vorspannkraft eingebaut ist, ist sichergestellt,
dass das Zündspulenteil 19 jederzeit über die
Druckfeder 23 elektrisch mit dem Adapter 22 verbunden
ist. Während
des Betriebs fließt
der Zündstrom über die
Druckfeder 23. Falls bei der Montage ein Stoß oder eine
Kraftspitze auftritt, kann dieses Ereignis durch die Komprimierung
der Druckfeder 23 aufgefangen werden, die dabei einen Teil
der Stoßenergie
absorbiert. Aufgrund der Wertstoffdämpfung wird ein Teil der Energie
vernichtet, der übrige
Teil der Energie wird anschließend
durch die Verlängerung der
Druckfeder 23 wieder in Verschiebungsarbeit umgewandelt.