DE2000049C3 - Zündkerzenstecker - Google Patents

Description

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Die Erfindung nach Patent 19 02 199 betrifft einen Zündkerzenstecker mit einer äußeren an Masse liegenden metallischen Umhüllung und einem inneren mit dem Zündkabel- und Zündkerzenanschluß in Verbindung stehenden metallischen Hohlelement, welches im wesentlichen allseitig von Dielektrikum umgeben ist, wobei Umhüllung, Hohlelement und dazwischen liegendes Dielektrikum einen Kondensator bilden, der parallel zu den Zündkerzenelektroden derart geschaltet ist, daß in dem Parallelkreis keine Widerstände eingeschlossen sind.

Es liegt die Aufgabe vor, den Zündkerzenstecker nach dem Hauptpatent leistungsmäßig zu verbessern und baulich zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Dielektrikum der Isolierkörper (z. B. Kabelhalter) des Stek-Ikers dient, und daß das Hohlelement rohrförmig vom Isolierkörper umschlossen und mit einem Boden versehen ist. Vorzugsweise ist das Hohlelement ein Hohlzylinder. Zweckmäßig ist ein Entstörungswiderstand im Innern, vorzugsweise abgeschirmt, des Hohlzylinders gelagert.

Der Kondensator weist durch Beeinflussung von der Temperatur an der Zündkerze eine im Bereich der Ternperaturschwankungen veränderliche Kapazität auf.

Aus der GB-PS 9 27 725 ist zwar bereits ein Zündkerzenstecker bekannt, dessen Isolierkörper als Dielektrikum eines Kondensators dient. Dieser Kondensator ist jedoch Teil eines Schwingkreises, so daß, wie in der ⁶S Hauptpatentschrift beschrieben, eine Stoßentladung des Kondensators zur Intensivierung des Zündfunkens nicht möglich erscheint.

Die vorliegende Ausgestaltung des Erfindungsgedankens des Hauptpatents läßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten zu und ist an Hand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielcn näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 in Form eines Schaltbildes schematisch die Anordnung des Kondensators,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Zündkerzenstecker und durch die in den Motorblock eingesetzte Zündkerze und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Winkelstek-

Der durch die Zündstromzuleitung 10 von dem nicht weiter dargestellten Zündapparat herangeführte Zündstrom wird an die Mittelelektrode 1 gemäß F i g. l weitergeleitet und tritt von dieser in Form eines Hochspannungslichtbcgens zur Masseelektrode 2 der Zündkerze über. Der in F i g. 1 mit R bezeichnete Widerstand ist der letzte der im Stromkreis vor den Zündkerzenelektroden !. 2 geschaltete Widerstand, welcher beispielsweise durch den Überschlagswiderstand oder durch den noch näher zu beschreibenden Entstörungswide/stand gebildet ist. Hinter diesem letzten Widerstand R ist parallel zur Funkenstrecke 3 und dann parallel zur Mittelelektrode 1 und zur Masseelekirode 2 ein Kondensator C hoher Kapazität geschaltet, der einerse^:ts mit der Zündstromzuleitung 10 und andererseits mit der Masse 4 verbunden ist. Die dem Zund.strom voauseilende Spannung lädt den Kondensator C auf. Dabei kommt es zu einer Phasenverschiebung, so dai5 Spannung und Zündstrom fast gleichzeitig an der Mittelelektrode 1 ankommen. Beim Übertritt des Lichtbogens von der Mittelelektrode 1 zur Masseelekirode 2 über die Zündfunkenstrecke 3 kommt es zu einer kapazitiven Entladung hoher Stromstärke und Leistung. Durch den wie aus eine.η Speicher aus dem Kondensator C abgeleiteten Zündstrom wird die Intensität des Zündfunkens erhöht, was sich optisch darin äußert, daß der Lichtbogen an den beiden Elektroden 1, 2 breiter und heller wird als bei Fortfall des Kondensator» C Die Steigerung der Intensität des Zündfunkens soll »ich besonders günstig auf die Verbrennung auswirken, es soll diese rückstandloser auch bei schlechter Gemischaufbereitung und starker Verschmutzung und Verbleiung der Zündkerzen erfolgen, insbesondere aber bei fetter werdendem Kraftstoff-Luft-Gemisch, beispielsweise beim sprunghaften Anstieg der Motordrehz.ihl und dem damit verbundenen Absinken der erzeugten Zündspannung.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F 1 g. 2 zeigt den Zündkerzenstecker und die Zündkerze. Die Zündkerze besteht üblicherweise aus der in den Verbrennungsraum hineinreichenden Mittelelektrode 1 sowie Masseelektrode 2, dem an der Masse 4 anliegenden Gehäuse 5, dem Isolator 6, der leitenden Einschmelzniasse 7. dem Anschlußbolzen 8 und der Anschlußmutter 9.

Sowohl beim unabgewinkelten Stecker gemäß F i g. 2 als auch beim Winkelstecker gemäß F i g. 3 ist der Anschlußdorn 11 mit dem Zündstromkabel 10 leitend verbunden. Beide Zündkerzenstecker weisen einen rohrförmigen Kunststoffisolierkörper 12 auf, welcher mit seiner oberen öffnung einen Kabelhalter für das Zündstromkabel 10 bildet und an diesem Ende den leitenden Zündkabelanschluß 14 und auf dem dsvon abgewandten Ende den leitenden Zündkerzenanschluß 13 aufnimmt. Der Kunststoffisolierkörper 12 ist seinerseits umschlossen von einem leitenden Abschirmm.intel 16, welcher in diesem Ausfi'.hrungsbeispiel durch zwei sich

eng um den Kunststoffisolierkörper 12 herumlegenden Halbschalen aus Blech gebildet ist, die am unteren Ende durch einen Federring 16a zusammengehalten sind und sich gemeinsam an'Masse 4 bzw. am Gehäuse 5 der Zündkerze anlegen.

Zur Bildung eines Kondensator^, hoher Kapazität ist der Zündkabelanschluß und/oder der Zündkerzenanschluß zu einer Kondensatorelektrode erweitert bzw. ausgebildet, während die andere Kondensatoreiektrode durch den leitenden Abschirmmantel 16 gebildet ist, welcher an Masse 4 anliegt. Entsprechend der Kapazität des Kondensators C ist der die beiden Kondensatorelektroden 15 und 16 trennende Kunststoffisolierkörper 12 als Dielektrikum hoher elektrischer Durchschlagsfestigkeit sowie mechanischer und thermischer Formstabilität ausgebildet.

Isolierstoffe mit derartigen Eigenschaften sind bereits bekannt und finden in der Elektrotechnik Anwendung. Diese zumeist auf Phenol-Kresolbasis mit Füllstoffen, wie Holzmehl od. dgl., angereicherten Isolierstoffe neigen lediglich zur Wasseraufnahme, die sich nachteilig auf die Durchschlagsfestigkeit auswirkt. Die Wasseraufnahmefähigkeit kann jedoch durch eine spezielle Behandlung dieses Isolierstoffes beseitigt werden.

Zur Funkentstörung des Zündkerzensteckers ist in diesem ein Entstörungswiderstand R vorgesehen. Zur Erzielung einer kompakten Bauweise ist dieser Entstörungswiderstand R im Innern der als Hohlzylinder bzw. als Patrone ausgebildeten inneren Kondensatorelektrode 15 gelagert. Der Entstörungswiderstand R legt sich dabei unter Zwischenschaltung einer leitenden Feder 17, welche auch die Längendehnungen auffängt, an den Zündkabelanschluß 14 an und am unteren Ende gegen den Boden der Patrone. Der Zundkabelanschluß 14 ist dabei durch ein Isolierfutter 18 gegenüber der inneren Kondensatorelektrode 15 getrennt gehalten, so daß auf diese Weise die in F i g. 1 gezeigte Schaltung sichergestellt ist. Der Entstörungswiderstand R ist im übrigen abgeschirmt in der Kondensatorelektrode 15 gelagert.

Die aus den Teilen 11, 13, 14, 15, 17, 18 und R bestehende Patrone wird als Baueinheit vom Ende der Kerzenfassung her in den röhrenförmigen Kunststoffisolierkörper 12 eingeschoben und zweckmäßigerweise an beiden Enden durch eine eingebrachte Siegelmasse 19 festgelegt.

Der in F i g. 3 gezeigte Winkelstecker ist nach dem gleichen Prinzip aufgebaut. Bedingt durch die Winkelform muß lediglich der Zündkerzenanschluß 13 von der einen Seite eingebracht werden und die als Patrone ausgebildete innere Kondensatorelektrode 15 muß von der anderen Seite in den Kunststoffisolierkörper 12 eingeschoben werden. Die elektrische Verbindung dieser beiden Teile wird ebenfalls durch eine Feder 17 im Knickpunkt erreicht, aie als elastische Verbindung die Wärmeausdehnungen der einzelnen Teile besser aufnimmt als eine starre Verbindung.

In mehreren abgewandelten nicht weiter dargesteliten Ausführungsformer, ist der die äußere Kondensatorelektrode 16 bildende AbEchirmmantel durch eine eng gewundene Schraubenfeder oder ein metallisches Gewebe gebildet. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist der Abschirmmantel durch einen

ίο elektrisch leitenden Auftrag, Beschichtung oder durch eine Galvanisierung gebildet. Diese Art der Ausbildung der äußeren Kondensatoreiektrode ist besonders vom fertigungstechnischen Standpunkt günstig, da hierbei aufwendige Blechprägungen entfallen können. In allen Ausführungsformen muß jedoch sichergestellt sein, daß sich der leitende Abschirmmantel am Masseteil des Zündkerzensitzes leitend anlegt.

Durch die sinnvolle Anordnung und Formgebung der Metallteile des Steckers ist der Kondensator C sehr dicht an der Zündfunkenstrecke 3 angeordnet. Dies hai den Vorteil, daß die Zündkerze gegenüber Feuchtigkeitseinflüssen unkritisch wird, da am Zündkerzenanschluß 13 die hohen Spannungen in hohe Ströme umgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die Zündkerze die im Verbrennungsraum durch unterschiedliche Motorleistung auftretenden Wärmeschwankungen wie ein Meßfühler an den Kondensator C weitergibt. Dies hat zur Folge, daß der Kondensator C entsprechend den sich ändernden Betriebsverhältnissen im Verbrennungsraum seine Speicherkapazität ändert. Wie auf Grund von Meßversuchen berichtet wird, dehnt sich die im Isoliermaterial eingebettete Kondensatoreiektrode 15 bei Erwärmung aus und vergrößert damit nicht nur ihre Oberfläche, sondern übt gleichzeitig auch eine Pressung auf das zwischen der äußeren Kondensatoreiektrode 16 und der inneren Kondensatorelektrode 15 eingeschlossene Dielektrikum 12 aus, was zu einer Erhöhung der Speicherkapazität führt. Auf diese Weise soll dem bei zunehmender Motortemperatur auftretenden Kompressionsabfall entgegengewirkt weiden. Die absinkende Verdichtungsleistung soll also durch eine höhere Entladeleistung und der daraus resultierenden höheren Zündenergie abgefangen werden. Die Regelung erfolgt dabei selbsttätig. Damit soll gleichzeitg ein schnelleres Anstoßen der Moleküle erreicht werden, die Flammenfront im Zylinder soll verbreitert werden, die Kondensationszone soll zurück treten. Der Wärmeaustausch im Zylinder soll durch abbauende bzw. nicht auftretende Verrußung verbessert werden. Durch die intensive Zündung sollen magere Gemische zündwilliger werden. Immer soll es jedoch zu einem Selbstreinigungseffekt der Zündkerzen kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunsen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündkerzenstecker mit einer äußeren an Masse liegenden metallischen Umhüllung und einem inneren mit dem Zündkabel- und Zündkerzenanschluß in Verbindung stehenden metallischen Hohlelement, welches im wesentlichen allseitig von Dielektrikum umgeben ist, wobei Umhüllung, Hohlelement und dazwischen liegendes Dielektrikum einen Kondensator bilden, der parallel zu den Zündkerzeneleki roden derart geschaltet ist, daß in dem Parallelkreis keine Widerstände eingeschlossen sind, nach Paient 1902 199, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum der Isolierkörper (Kabelhalter 12) des Steckers dient, und daß das Hohlelement (15) rohrförmig vom Isolierkörper (12) umschlossen und mit einem Boden versehen ist.

2. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlelement (15) ein Hohlzylinder ist.

3. Zündkerzenstecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entstörungswiderstand (R) im Inneren des Hohlzylinders (15) gelagert ist.

4. Zündkerzenstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entstörungswiderstand (R) abgeschirmt im Hohlzylinder (15) gelagert ist.

5. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C) eine von Temperaturschwankungen an der Zündkerze abhängige veränderliche Kapazität aufweist.