DE2930772C2

DE2930772C2 -

Info

Publication number: DE2930772C2
Application number: DE2930772A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. 7121 Ingersheim De Schleupen; Reinhold 7141 Oberriexingen De Kaufmann; Dieter 7141 Schwieberdingen De Raff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-07-28
Filing date: 1979-07-28
Publication date: 1990-04-12
Also published as: AU6081080A; ES8106194A1; ES493768A0; DE2930772A1; IT1131771B; JPH0231231B2; BR8004686A; GB2055962A; AU528014B2; GB2055962B; IT8023723A0; JPS5622068A

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitsfunkenstrecke nach der Gattung des Hauptanspruches. Es sind (nach der Literaturstelle: "Die elektrische Ausrüstung des Kraftfahr zeuges", 1. Teil, ZÜNDUNG, von Klaiber, 3. Auflage, 1950, Technischer Verlag Herbert Gram, Berlin W 55) bereits Sicher heitsfunkenstrecken in der Form bekannt, daß dem Hochspan nungsanschluß und dem Masseableiter aufeinander gerichtete Spitzelektroden zugeordnet sind und zwischen diesen Spitz elektroden ein Abstand von der Größe festgelegt ist, daß dort ein elektrischer Überschlag auftritt, wenn die erzeugte Zünd spannung nicht zur Zündkerze gelangen kann. Man lenkt hier durch die durch Störung der Zündanlage hervorgerufene Über spannung auf eine solche Stelle, wo sie keinen Schaden ver ursachen, so zum Beispiel keine Isolationsteile beschädigen kann. Der Abstand zwischen den Spitzelektroden muß demzufolge so festgelegt sein, daß dort die Überschlagsspannung über der normalen Überschlagsspannung an der Zündkerze liegt. Anderer seits darf aber die Überschlagsspannung an der Sicherheits funkenstrecke nicht zu hoch sein, damit auch bei nicht allzu hoher Überspannung eine empfindliche Reaktion vor handen ist und demzufolge Isolationsteile vor Durchschlägen und Brandstellen hinreichend geschützt werden. Es ist somit bei den bekannten Sicherheitsfunkenstrecken nicht ganz einfach, den Abstand zwischen den Spitzelektroden so festzulegen, daß er einerseits dem Betrieb gerecht wird und andererseits die Isolationsteile hin reichend schützt.The invention is based on a safety spark gap according to the genus of the main claim. It is (after the Literature: "The electrical equipment of motor vehicles witnesses ", 1st part, IGNITION, by Klaiber, 3rd edition, 1950, Technical publishing house Herbert Gram, Berlin W 55) already sure known spark gaps in the form that the high chip Connection and the ground conductor directed towards each other Point electrodes are assigned and pointed between these electrodes a distance of the size that is set there an electrical flashover occurs when the ignition is generated voltage cannot reach the spark plug. You steer here by the over caused by malfunction of the ignition system tension on such a place, where they do no damage causes, for example, do not damage insulation parts can. The distance between the pointed electrodes must therefore be set so that there the breakdown voltage over the normal breakdown voltage at the spark plug. Other on the other hand, the breakdown voltage on the safety spark gap should not be too high, so not too high overvoltage a sensitive reaction is available and therefore insulation parts from punctures and fire spots are adequately protected. It is therefore with the known safety spark gaps not easy, the distance between the pointed electrodes so that he the one hand Operation and on the other hand the insulation parts provides sufficient protection.

Durch die DE-OS 20 56 235 ist ferner bekannt, in die Hochspannungs verbindung zwischen Hochspannungsquelle und Zündkerze eine Funken strecke zu legen. Diese Funkenstrecke dient als Vorfunkenstrecke dazu, die Nebenschlußempfindlichkeit der Zündanlage zu vermindern, derart, daß nach dem Durchschlag der Vorfunkenstrecke die volle Spannung zur Erzeugung des Zündfunkens an der Zündkerze ansteht.From DE-OS 20 56 235 is also known in the high voltage connection between high voltage source and spark plug a spark route to lay. This spark gap serves as a spark gap to reduce the shunt sensitivity of the ignition system, such that after the breakdown of the spark gap the full Voltage to generate the spark is present on the spark plug.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zur Zündanlage einer Brennkraft maschine gehörende Sicherheitsfunkenstrecke gemäß der Gattung so weiterzubilden, daß bei ordnungsgemäßer Zündanlage und auch bei nicht ordnungsgemäßer Zündanlage mit unterbrochener Hochspannungs verbindung durch den Funkenüberschlag keine Isolationsteile gefährdet werden.The object of the invention is to provide an ignition system for an internal combustion engine machine-related safety spark gap according to the genus to further train that with proper ignition system and also with improper ignition system with interrupted high voltage connection through the sparkover no insulation parts be endangered.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei kann bei ordnungsgemäß hergestellter Hochspannungsverbindung der Funkenüberschlag an den Zündkerzen stattfinden, so daß keine Isolationsteile gefährdet werden und bei unterbrochener, nicht ordnungsgemäßer Hochspannungs verbindung der Überschlag an der Sicherheitsfunkenstrecke bei ent sprechend geänderter Überschlagspannung unmittelbar zwischen Hoch spannungsanschluß und Masse erfolgen.This object is achieved by the characterizing note male of claim 1 solved. Doing so can work properly manufactured high voltage connection the sparkover to the Spark plugs take place so that no insulation parts are endangered and in the event of interrupted, improper high voltage connection of the flashover on the safety spark gap at ent speaking change in the breakdown voltage immediately between high voltage connection and ground.

Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Patentanspruchs 1 gegeben. Advantageous embodiments of the Subject of claim 1 given.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below he purifies. Show it

Fig. 1 eine Zündanlage mit mehreren Sicherheitsfunkenstrecken nach der Erfindung und Fig. 2 ein Einzelteil einer solchen Sicherheitsfunkenstrecke. Fig. 1 is an ignition system with several safety spark gaps according to the invention and Fig. 2, a single part of such a safety spark gap.

Description of the embodiment

Die in Fig. 1 dargestellte Zündanlage soll zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dar gestellten Kraftfahrzeuges gehören. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine zur Masse führende Leitung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 3 ent haltende Leitung 4 aus. Die Leitung 4 führt zu einer Anschluß klemme 5, die zu einer Zündspule 6 gehört und mit dem einen Ende der in der Zündspule 6 untergebrachten, symbolisch ange deuteten Primärwicklung 7 verbunden ist. Das andere Ende der Primärwicklung 7 hat mit einer Anschlußklemme 8 und außerdem über die ebenfalls zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9 mit einem Hochspannungsanschluß 10 Verbindung. Von der An schlußklemme 8 geht eine Leitung 11 aus, die zu der Parallel schaltung eines Kondensators 12 und eines von der Brennkraft maschine gesteuerten Unterbrecherschalters 13 führt, um sich danach über einen Leitungsabschnitt 14 zur Masse fortzusetzen. Die Zündspule 6 weist einen Topf 15 auf, der aus Metall, vor zugsweise Eisen, besteht und durch einen aus Isolierstoff, zum Beispiel Polyester, bestehenden Deckel 16 abgeschlossen ist. Der Deckel 16 ist in seinem äußeren Randabschnitt mit den Anschlußklemmen 5 und 8 versehen, wogegen der Hochspannungs anschluß 10 von einem aus der Deckelebene vorstehenden Mittel turm 17 aufgenommen wird. An der Anschlußklemme 5 ist ein Masseableiter 18 befestigt, der aus elektrisch leitendem Material, zum Beispiel Kupfer, besteht und eine zungenartige Form hat, wie sie etwa Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Abnahme der an dem Hochspannungsanschluß 10 zur Verfügung gestellten Zündspannung erfolgt mit Hilfe eines Verbindungssteckers 19, der im aufgesteckten Zustand, das heißt, bei hergestellter Hochspannungsverbindung, mit einem Abschnitt 20 seiner aus Isolierstoff bestehenden Hohlzylinderwand zwischen den Hoch spannungsanschluß 10 und den Masseableiter 18 greift. Der Ab schnitt 20 des Steckers 19 bildet somit dann eine Isolations barriere zwischen dem Hochspannungsanschluß 10 und dem Masse ableiter 18.The ignition system shown in Fig. 1 should belong to an internal combustion engine, not shown, of a motor vehicle, also not shown. This ignition system is fed from a direct current source 1 , which can be the battery of the motor vehicle. At the current source 1 from the negative pole leads to the ground line 2 and from the positive pole an operating switch (ignition switch) 3 ent containing line 4 . The line 4 leads to a connection terminal 5 , which belongs to an ignition coil 6 and is connected to one end of the, housed in the ignition coil 6 , symbolically indicated primary winding 7 . The other end of the primary winding 7 has a connection 8 and also via the secondary winding 9, which also belongs to the ignition coil 6, to a high-voltage connection 10 . From the terminal 8 to a line 11 goes out, which leads to the parallel connection of a capacitor 12 and a breaker switch 13 controlled by the internal combustion engine, in order to then continue via a line section 14 to ground. The ignition coil 6 has a pot 15 , which is made of metal, preferably iron, and is closed by a cover 16 made of insulating material, for example polyester. The cover 16 is provided in its outer edge portion with the terminals 5 and 8 , whereas the high-voltage connection 10 is received by a central tower 17 projecting from the cover plane. A ground conductor 18 is fastened to the connecting terminal 5 , which is made of electrically conductive material, for example copper, and has a tongue-like shape, as can be gathered from FIG. 2. The decrease of the ignition voltage imposed on the high voltage terminal 10 is available is performed by means of a connector 19, which in the plugged state, that is, when manufactured high-voltage connection, with a portion 20 of its consisting of insulating hollow cylinder wall between the high voltage terminal 10 and engages the ground service drops 18th From the section 20 of the connector 19 thus forms an insulation barrier between the high voltage connection 10 and the ground arrester 18th

Von dem Verbindungsstecker 19 setzt sich eine Leitung L 1 fort, die zu einem Verbindungsstecker 21 führt. Der Verbin dungsstecker 21 ist auf den mittleren Anschlußturm 22 eines Zündverteilers 23 aufgesteckt, wo an diesem Zündverteiler 23 die Hochspannungszuführung erfolgt. Der Zündverteiler 23, der ein topfförmiges, aus Metall, zum Beispiel Eisen, bestehendes, und durch eine aus Isolierstoff, zum Beispiel Polyester, be stehende Kappe 24 abgeschlossenes Gehäuse 25 aufweist, dient dazu, die von der Zündspule 6 zur Verfügung gestellten Zünd spannungsstöße in vorbestimmter Reihenfolge auf mehrere Zünd kerzen zu verteilen, von denen im gezeigten Beispielsfall eine Zündkerze 26 zum Teil symbolisch dargestellt ist. Die Isolier stoffkappe 24 ist von einer weiteren Kappe 27 umgeben, die aus elektrisch leitendem, elastisch nachgebendem Kunststoff, zum Beispiel Polypropylen und Kohlenstoff (Ruß), besteht und zum Zwecke der Entstörung dient. Diese Entstörkappe 27 liegt bei 28 an das topfförmige Gehäuse 25 an, so daß sie ebenso wie das topfförmige Gehäuse 25 Massepotential führt. An die Ent störkappe 27 ist ein Masseableiter 29 angeformt, der zungen artige Form wie in Fig. 2 haben kann, ebenfalls aus leitendem Kunststoff besteht und durch eine in bzw. an ihm wirkende Vor spannung P 1 dann gegen einen Hochspannungsanschluß 30 gedrückt wird, wenn dort keine Hochspannungsverbindung hergestellt, das heißt, ein hierfür vorgesehener Verbindungsstecker 31 nicht aufgesteckt ist. Der Hochspannungsanschluß 30 steht mit einer Festelektrode 32 in elektrischer Verbindung, der die Zünd spannung durch einen elektrischen Überschlag zugeführt wird, und zwar von einer auf einen Isolierkörper 33 aufgesetzten Rotationselektrode 34. Die Rotationselektrode erhält den Zünd spannungsstoß über einen Schleifkontakt 35. Mit dem strich punktierten Linienzug 36 ist die Welle angedeutet, um die die Rotationselektrode 34 von der Brennkraftmaschine in Dre hung versetzt wird.A line L 1 continues from the connector 19 , which leads to a connector 21 . The connec tion plug 21 is plugged onto the central connection tower 22 of an ignition distributor 23 , where the high-voltage supply takes place at this ignition distributor 23 . The ignition distributor 23 , which has a cup-shaped, made of metal, for example iron, and by an insulating material, for example polyester, be standing cap 24 closed housing 25 , is used to provide the voltage surges provided by the ignition coil 6 distribute predetermined sequence over several spark plugs, of which in the example shown a spark plug 26 is shown symbolically in part. The insulating cap 24 is surrounded by a further cap 27 , which consists of electrically conductive, elastically yielding plastic, for example polypropylene and carbon (soot), and is used for the purpose of interference suppression. This interference-suppression cap 27 abuts the cup-shaped housing 25 at 28 , so that it, like the cup-shaped housing 25 , carries ground potential. At the Ent sturkappe 27 a ground conductor 29 is formed, the tongue-like shape as shown in Fig. 2, also consists of conductive plastic and by acting in or on it before voltage P 1 is then pressed against a high-voltage connection 30 when no high-voltage connection is established there, that is, a connector 31 provided for this purpose is not plugged in. The high-voltage connection 30 is in electrical connection with a fixed electrode 32 , to which the ignition voltage is supplied by an electrical flashover, specifically from a rotary electrode 34 placed on an insulating body 33 . The rotary electrode receives the ignition surge via a sliding contact 35 . The dash-dotted line 36 indicates the shaft by which the rotary electrode 34 is rotated by the internal combustion engine.

Bei auf dem Hochspannungsanschluß 30 aufgesetzten Verbin dungsstecker 31 wird der Masseableiter 29 entgegen der Vor spannung P 1 in die mit gestricheltem Linienzug angedeutete Lage gebracht. Der Zündspannungsstoß kann dann über die Lei tung L 2 zu dem Zündkerzenstecker 38 gelangen. Der Zündkerzen stecker 38 weist einen hohlzylindrischen, aus Isolierstoff, zum Beispiel Polyester, bestehenden Aufnahmekörper 39 und einen diesen Aufnahmekörper 39 wenigstens teilweise umgebenden Abschirmungskörper 40 auf. When placed on the high-voltage connection 30 connec tion plug 31 , the ground conductor 29 is brought against the voltage P 1 before in the position indicated by dashed lines. The ignition voltage surge can then reach the spark plug connector 38 via the line L 2 . The spark plug connector 38 has a hollow cylindrical receiving body 39 made of insulating material, for example polyester, and a shielding body 40 which at least partially surrounds this receiving body 39 .

Der Abschirmungskörper 40 soll elektrisch leitend sein und Massepotential führen, so daß er hier den Masseableiter bilden kann. Im Inneren des Zündkerzensteckers befindet sich ein Hoch spannungsanschluß 41, der nach Art einer Teleskopfeder aufge baut ist, aus elektrisch leitendem Material besteht und beim Aufstecken auf die Zündkerze 26 sich entgegen einer Vorspannung P 2 zusammendrücken läßt, so daß die zwischen dem Hochspannungs anschluß 41 und dem die Masseableitung bildenden Abschirmungs körper 40 liegende Überschlagsstrecke U bei der Herstellung der Hochspannungsverbindung vergrößert wird.The shielding body 40 should be electrically conductive and lead to ground potential so that it can form the ground conductor here. Inside the spark plug connector is a high voltage connection 41 , which is built up in the manner of a telescopic spring, is made of electrically conductive material and can be compressed when plugged onto the spark plug 26 against a bias voltage P 2 , so that the connection between the high voltage connection 41 and the mass-forming derivative shield body 40 lying flashover distance U is increased in the production of high-voltage connection.

Mode of action

Sobald der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die Zünd anlage funktionsbereit. Bei geschlossenem Unterbrecherschalter 13 wird Strom über die Primärwicklung der Zündspule 6 geführt und somit Energie für den kommenden Zündvorgang gespeichert. Durch Öffnen des Unterbrecherschalters 13 wird der Strom in der Primärwicklung 7 unterbrochen und in der zur Zündspule 6 gehörenden Sekundärwicklung 9 ein Hochspannungsstoß induziert, der an dem Hochspannungsanschluß 10 als Zündspannungsstoß abnehmbar ist. Ist nun der Stecker 19 nicht aufgesteckt, das heißt, die Hochspannungsverbindung nicht hergestellt, so wird zwischen dem Hochspannungsanschluß 10 und dem Masseab leiter 18 ein elektrischer Überschlag stattfinden und somit eine auftretende Überspannung abgebaut werden. Im vorliegenden Fall steht zwar der Masseableiter 18 über den Betriebsschal ter 3 und die Stromquelle 1 mit Masse in Verbindung, was aber sicherstellt, daß diese Verbindung während des Betriebes ständig aufrechterhalten bleibt. Bei aufgestecktem Verbin dungsstecker 19 befindet sich der Abschnitt 20 des Verbin dungssteckers 19 zwischen dem Hochspannungsanschluß 10 und dem Masseableiter 18, so daß dort die Überschlagsspannung wesentlich erhöht ist und bei sonst in Ordnung befindlichem Zündstromkreis der elektrische Überschlag an der Zündkerze 26 auftreten wird. As soon as the operating switch 3 is closed, the ignition system is ready for operation. When the circuit breaker 13 is closed, current is conducted through the primary winding of the ignition coil 6 and energy is thus stored for the coming ignition process. By opening the circuit breaker 13 , the current in the primary winding 7 is interrupted and a high-voltage surge is induced in the secondary winding 9 belonging to the ignition coil 6 , which surge can be removed at the high-voltage connection 10 as an ignition voltage surge. If the plug 19 is not plugged in, that is, the high-voltage connection is not established, an electrical flashover will take place between the high-voltage connection 10 and the mass conductor 18 , and an overvoltage that occurs will thus be reduced. In the present case, the ground arrester 18 is connected to ground via the operating switch 3 and the current source 1 , but this ensures that this connection is constantly maintained during operation. When plugged connec tion plug 19 is the section 20 of the connec tion plug 19 between the high-voltage terminal 10 and the ground conductor 18 , so that there the breakdown voltage is significantly increased and the electrical flashover on the spark plug 26 will occur with an otherwise correct ignition circuit.

Wird bei nicht aufgestecktem Verbindungsstecker 31 ein Zünd spannungsstoß geliefert, so wird dieser über den Masseab leiter 29, die Entstörkappe 27 und über das Gehäuse 25 zur Masse abgeleitet. Durch die hier zwischen dem Hochspannungs anschluß 30 und dem Masseableiter 29 herbeigeführte unmittel bare Berührung kann bei Ableitung der Überspannung eine Fun kenbildung vermieden werden. Ist der Verbindungsstecker 31 aufgesteckt, so wird der Masseableiter 29 entgegen der Vor spannung aus P 1 in die mit gestricheltem Linienzug ange deutete Lage gedrückt. Die Überschlagsspannung ist dann dort ebenfalls so groß, daß bei sonst ordnungsgemäßem Zündstrom kreis der elektrische Überschlag an der Zündkerze 26 statt finden wird.If an ignition voltage surge is supplied when the connector 31 is not plugged in, this is derived via the mass conductor 29 , the interference suppression cap 27 and the housing 25 to ground. Due to the here brought between the high voltage connection 30 and the ground conductor 29 immediate bare contact can be avoided sparking kenbildung when deriving the overvoltage. If the connector 31 is plugged in, the ground conductor 29 is pressed against the voltage before from P 1 into the position indicated by the dashed line. The breakdown voltage is then also so great there that the electrical flashover at the spark plug 26 will take place with an otherwise proper ignition current circuit.

Bei abgezogenem Zündkerzenstecker 38 ergibt sich eine so kleine Überschlagsstrecke U, daß bei einem auftretenden Zünd spannungsstoß mit Sicherheit dort und nicht an einer anderen, Isolierstoffteile gefährdenden Steile der elektrische Über schlag auftritt. Bei montiertem Zündkerzenstecker 38 vergrößert sich die Überschlagsstecke U, weil dann der federnd ausgebil dete Hochspannungsanschluß 41 zusammengedrückt und das vordere Ende des Hochspannungsanschlusses 41 von der vorderen Stirn seite des den Masseableiter bildenden Abschirmungskörpers 40 entfernt wird. Ist der Zündstromkreis nicht durch andere Schäden gestört, so wird auch in diesem Fall der elektrische Überschlag mit Sicherheit an den Elektroden der Zündkerze 26 stattfinden.When the spark plug connector 38 is removed, there is such a small flashover distance U that when an ignition voltage surge occurs there with certainty and not at any other parts endangering the insulating material, the electrical flashover occurs. When the spark plug connector 38 is mounted, the flashover U increases because the spring-loaded high-voltage connection 41 is then compressed and the front end of the high-voltage connection 41 is removed from the front end face of the shielding body 40 which forms the ground conductor. If the ignition circuit is not disturbed by other damage, the electrical flashover will certainly also take place on the electrodes of the spark plug 26 in this case.

Claims

1. To the ignition system of an internal combustion engine safety spark gap, which is located between a high voltage leading to spark plugs part and a ground conductor and with a high-voltage connection serving for establishing a high-voltage connection, characterized in that the safety spark gap is formed between the high-voltage connection and the ground conductor and that with the establishment of the high-voltage connection, the overvoltage of the safety spark gap in the space between the high-voltage connection and the ground conductor is changed.

2. Safety spark gap according to claim 1, characterized in that an insulation barrier ( 20 ) between the high-voltage connection ( 10 ) and the ground conductor ( 18 ) engages to change the breakdown voltage when the high-voltage connection is established.

3. Safety spark gap according to claim 2, characterized in that the insulation barrier ( 20 ) structural part of a connector ( 19 ).

4. Safety spark gap according to claim 1, characterized in that to change the breakdown voltage by producing the high-voltage connection, the length of the flashover path ( U ) lying between the high-voltage connection ( 41 ) and the ground conductor ( 40 ) is increased.

5. Safety spark gap according to claim 4, characterized in that the high voltage connection ( 41 ) and / or the ground conductor ( 29 ) are under bias ( P 1 or P 2 ) and the increase in the flashover distance ( U ) against this bias ( P 1 or P 2 ).

6. Safety spark gap according to claim 5, characterized in that the high-voltage connection ( 30 ) and the ground conductor ( 29 ) touch when the high-voltage connection is not produced.