-
Zündkerzens tecker
-
Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker, bestehend aus einem
rohrförmigen Isolationskörper, in dem ein Befestigungsteil für das Zündkabel,ein
Entstörwiderstand und ein Schnappkontakt für die Zündkerze angeordnet sind, wobei
der Isolationskörper auf der Außenseite mit einer hülsenförmigen Abschirmung aus
elektrisch leitfähigem Material versehen ist.
-
Es ist eine Einrichtung zur Zündung brennfähiger Gemische bekannt
(DE-OS 28 10 159), mit der es möglich ist, nahezu aus -schließlich die gesamte für
die Bildung des Zündfunkens benötigte Energie in der sogenannten Durchbruchsphase
der Anfangsphase zur Zündung zu verwenden. Diese Einrichtung weist den Vorteil auf,
daß eine hohe Entflammungssicherheit erreicht wird, so daß mit dieser Einrichtung
eine Zündung auch dann möglich wird, wo herkömmliche Zündeinrichtungen, wie beispielsweise
bei der Zündung von sehr mageren Gemischen oder bei Gemischen, die mit sehr feuchter
Luft aufgebaut worden sind, nicht mehr die Zündung bewirken.
-
Für die bekannte Einrichtung wird dabei eine besonders ausgestaltete,
nach Höchstfrequenzgesichtspunkten ausgelegte Zündkerze vorgesehen, bei der eine
Vorfunkenstrecke, die von aussen steuerbar sein soll und ein Kondensator in der
Zündkerze vorgesehen sind. Eine Umrüstung handelsüblicher Otto-Motoren zur Erreichung
einer besseren Zündfähigkeit im Sinne der bekannten Einrichtung setzt daher den
Austausch aller Zündkerzen und gegebenenfalls noch weitere Maßnahmen voraus. Der
dafür nötige Aufwand ist relativ groß.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Einrichtung so umzugestalten, daß auf den Ein -satz besonderer Zündkerzen verzichtet
werden kann, dennoch aber die wesentlichsten Merkmale und damit auch die vorteilhafte
Funktion dieser Zündeinrichtung beibehalten wird.
-
Die Erfindung besteht darin, daß nun in die die Hochspannungsenergie
zur Zündkerze liefernden Leitung nicht erst im Bereich der Zündkerze sondern schon
im Bereich des Zündkerzensteckers eingegriffen wird und darin, daß zwischen dem
Befestigungsteil und dem Schnappkontakt ein Höchstfrequenzkondensator und eine Funkenstrecke
angeordnet wird und daß ein Anschlußkontakt des Kondensators an der Abschirmung
anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird ebenfalls unter Verwendung handelsüblicher
Zündkerzen erreicht, daß die zur Zündung verwendete Energie zunächst im Bereich
der Zündkerze gespeichert wird und erst dann, wenn die Zündung erfolgen soll, schlagartig
abgegeben wird.
-
Auch in diesem Fall ist es natürlich notwendig, die Schwellwertspannung
der Funkenstrecke höher zu wählen, als die Schwellwertspannung an den Zündelektroden
der Zündkerze selbst. Da die Abschirmung einen guten Kontakt zum Massekontakt der
Zündkerze besitzt, kann sich der Kondensator in sehr einfacher Weise in der gewünschten
Art aufladen, ohne daß noch gesonderte Zuführungsleitungen vorgesehen werden müßten.
Natürlich stellt der Aufbau eines Zündkerzensteckers in der geschilderten Weise
einen
gewissen Kompromiß zur Anwendung des durch die bekannte Zündeinrichtung
vorgesehenen Verfahrens dar insoweit, als die Strecke, die die Energie noch bis
zu den Zündelektroden der Kerze zurücklegen muß, wesentlich größer ist als bei einer
Zündeinrichtung, bei der Kondensator und Vorfunkenstrecke unmittelbar in der Zündkerze
eingebaut sind. Es hat sich trotzdem gezeigt, daß auch unter Verwendung eines in
der geschil -derten Weise aufgebauten Zündkerzensteckers Verbesserungen der Zündwillig4't
erreicht werden, was aufgrund der der be -kannten Zündeinrichtung zugrundeliegenden
Gedankengänge nicht ohne weiteres vorhersehbar war.
-
Der beim neuen Zündkerzenstecker verwendete Isolationskörper wird
gegenüber dem Isolationskörper handelsüblicher Zündkerzenstecker in besonders vorteilhafter
Weise aus einem gasdichten Material hergestellt, insbesondere aus Keramik, weil
dieses Material sowohl die Anforderungen an die elektrische Isolierung und an die
Temperaturbeständigkeit als auch die notwendige Festigkeit aufweist, um den beim
Durchbruch in der Vorfunkenstrecke entstehenden Gasdruck auszuhalten. Für den Kondensator
wird zweckmäßig ein keramischer Hochspannungskondensator verwendet, wie er zur Herstellung
von Hochspannungskaskaden - beispielsweise bei Fernsehapparaten - verwendet wird.
Dieser Kondensator erhält zweckmäßig Zylinderform, so daß er beispielsweise stirnseitig
mit den Kontakten versehen werden kann und seitlich in den Zündkerzenstecker eingeführt
werden kann.
-
Es ist aber auch möglich, den Keramikkörper zweiteilig auszubilden
und axial zusammenzusetzen, wobei dann der Kondensator als ein Keramikringkörper
fest und dicht in den Keramikkörper eingesetzt werden kann. Diese zweite Ausführungsform
weist den Vorteil auf, daß sie eine wesentlich geringere axiale Länge erhält.
-
Erfindungsgemäß sind auch verschiedene Befestigungsmöglichkeiten für
die Elektroden der Vorfunkenstrecke vorgesehen, die jeweils
berücksichtigen,
daß bei den durch den Funkendurchbruch entstehenden Wärmeschockeinwirkungen und
der unterschiedlichen thermischen Dehnung der Metallelektroden und des außen sie
umgebenden Keramikkörpers möglichst nur Druckkräfte auf den Keramikkörper übertragen
werden, welche dieser im Gegensatz zu Zugspannungen sehr gut aufnehmen kann.
-
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen des neuen
Zündkerzensteckers, die in der Zeichnung gezeigt sind. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen
Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Zündkerzensteckers gemäß der
Erfindung, Fig. 2 die Teilansicht des Steckers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles
II gesehen, wobei die äußere Umhüllung weggelassen ist, Fig. 3 den schematischen
Schnitt durch die Ausführungsform der Fig. 1 längs der Linie III-III, ebenfalls
ohne Außenhülle und Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 jedoch durch eine zweite
Ausführungsform eines Zündkerzensteckers.
-
In der Fig. 1 ist ein Zündkerzenstecker gezeigt, der im wesentlichen
aus einem hohlen keramischen Isolationskörper 1 besteht, der von einer hülsenförmigen
Blechabschirmung 2 ummantelt ist.
-
In dem Isolationskörper 1 ist ein in bekannter Weise als eine mit
einer Spitze versehene Schraube ausgebildeter Befestigungsteil 3 angeordnet, auf
den in bekannter Weise das vom Hochspannungs transformator kommende Zündkabel aufgedreht
wird. Der
Der Befestigungsteil 3 geht in bekannter Weise in einen
Entstörwiderstand 4 über, über den die Zuleitung der elektrischen Energie über noch
zu beschreibende Teile zu einem bekannten Schnappkontakt 5 für den Anschlußteil
der nicht gezeigten Zündkerze führt. Zwischen den keramischen Isolationskörper 1
und die Blechabschirmung 2 ist jeweils im oberen und unteren Bereich eine Abdichtung
in Form einer Gummimuffe 6 und 7 eingesetzt.
-
Zwischen dem Schnappkontakt 5 und dem Entstörwiderstand 4 ist ein
keramischer Hochspannungskondensator 8 in Zylinderform eingesetzt, wie er beispielsweise
zur Herstellung von Hochspannungskaskaden in der Fernsehtechnik, allerdings nicht
in Zylinderform, verwendet wird. Dieser Kondensator 8 sitzt, wie auch aus Fig. 2
entnommen werden kann, in einer quer zur Längsachse des Zündkerzensteckers verlaufenden
Öffnung im Keramikkörper 1 und er ist in dieser Öffnung durch eine geeignete Vergußmasse
9, beispielsweise Gießharz, fest und isoliert gehalten.. Stirnseitig ist der Kondensator
8 mit seinen Anschlußkontakten versehen, wobei der nach außen liegende Anschlußkontakt
aus einer U-förmig gebogenen Kontaktfeder 10 besteht, die mit ihrem einen Schenkel
an dem Kondensator 8 befestigt ist. Der andere Anschlußkontakt ist eine diametral
zu der Stirnfläche des Kondensators 8 verlaufende Blattfeder 11, die seitlich über
den Durchmesser des Kondensators 8 hervorragt und in die in Fig. 2 schematisch angedeuteten
Führungen 12 hereingreift. Vor dem Vergießen mit der Vergußmasse 9 wird der Kondensator
8 daher von der Seite her in die Öffnung im Keramikkörper 1 hereingedrückt und zwar
so weit, bis die Enden 11a und 11b der Blattfeder 11 hinter den Zapfen 13 am unteren
Ende des Entstörwiderstandes 4 bzw. hinter das Ende der dem Kondensator 8 zugewandten
Elektrode 14 schnappen, die fest im Keramikkörper 1 angeordnet ist. Ist der Kondensator
8 so eingeschoben, wird die Vergußmasse 9 eingebracht, so daß der Kondensator sowohl
in seiner Lage gesichert ist als auch mit der nötigen Abdichtung und Isolation ausgerüstet
ist. Über die Blattfeder 11 besteht dabei elektrischer Kontakt vom Entstörwiderstand
4
zur Elektrode 14. Den Masseanschluß erhält der Kondensator 8 über die U-Feder 10,
die unmittelbar an der äußeren Abschirmung 2 federnd anliegt.
-
Die Elektrode 14 ist die eine Elektrode, der mit der zweiten Elektrode
15 versehenen Vorfunkenstrecke, die dem Schnappkontakt 5 vorgeschaltet ist. Während
die Elektrode 14 unmittelbar in den Keramikkörper 1 eingesetzt ist, ist die Elektrode
15 über den keramischen Zwischenring 16 in den Keramikkörper 1 eingesetzt, der dadurch
an der Elektrode 15 gehalten ist, daß er einmal an deren unteren Stirnseite anliegt
und zum anderen an einem Kragen 17 gehalten ist, der zu einer Schraubhülse 18 gehört,
die innen in ein Gewinde der Elektrode 15 eingeschraubt ist. Auf diese Schraubhülse
18 ist unten dann der Schnappkontakt 5 aufgeschraubt. Diese Einbauart weist den
Vorteil auf, daß dann, wenn beim Durchbruch der Vorfunkenstrecke ein Wärmeschock
auftritt, die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen den aus Metall bestehenden
Teilen 15, 18, 17 und 5 und den keramischen Teilen 1 und 16 nur dazu führt, daß
der Keramikring 16 auf Druck beansprucht wird, was das Keramikmaterial ohne weiteres
aushält. Da der Keramikring 16 und der Isolationskörper 1 aus dem gleichen Material
bestehen, treten hier keine Wärmespannungen mehr auf. Natürlich ist der Keramikring
16 gasdruckdicht sowohl mit den Metallteilen als auch mit dem Isolationskörper 1
verbunden und in gleicher Weise ist die Elektrode 14 gasdicht in den Keramikkörper
1 eingesetzt, was beispielsweise durch Verwendung von Metall- oder Glaslot in bekannter
Weise geschehen kann. Um an der Einbaustelle der Elektrode 14 in den Keramikkörper
die entstehenden Wärmespannungen so klein als möglich zu halten, ist die Elektrode
14 hohl ausgebildet und besitzt im Bereich, in-dem sie in dem Isolationskörper 1
sitzt, eine sehr kleine Wandstärke. Die von ihr aufgrund von Wärmedehnungen ausgeübten
Kräfte auf den Isolationskörper sind daher sehr gering. Der Raum 19 zwischen den
Elektroden 14 und 15 und innerhalb des Keramikkörpers 1 wird mit einem unter Druck
stehenden Gas aufgefüllt. Damit kann die Schwellwertspannung der
Vorfunkenstrecke
bestimmt werden. Natürlich ist auch der Abstand der Elektroden auf ein bestimmtes
Maß festgelegt und die Kondensatorkapazität ist im übrigen, so wie auch bei der
bekannten Einrichtung nach DE-OS 28 10 159, auf die anderen Teile angepaßt, um das
angestrebte Ziel zu erreichen.
-
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der auf den Einsatz eines
quer zur Längsachse des Zündkerzensteckers eingeschobenen Kondensators verzichtet
ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt der Gesamtaufbau streng koaxial, wobei hier
vorgesehen wird, daß der Keramikkörper aus zwei axial zusammensetzbaren Teilen 1
a und lb aufgebaut wird, zwischen denen dann ein ringförmiger Kondensator 20 eingesetzt
ist, der aus dem gleichen Material wie der Kondensator 8 bestehen kann. Der Vorteil
dieser Ausführung besteht darin, daß der untere Anschlußzapfen 21 des Entstörwiderstandes
4 unmittelbar in die hohle Zündelektrode 14 hereingeschoben werden kann und so bereits
den Kontakt bewirkt. Dabei ist dieses hohle Anschlußteil der Elektrode 14 selbst
in das Innere des ringförmigen Kondensators 20 hereingeschoben, so daß bei dieser
Ausführungsform eine wesentlich kleinere axiale Länge des Zündkerzensteckers erreicht
werden kann. Der Anschluß des Kondensators 20 an Masse kann über entsprechende indie
Trennstelle 22 zwischen den Keramikteilen 1a und ib hereingefülltes elektrisch leitendes
Material zur Abschirmung 2 erfolgen. Auch hier erfolgt daher der Masseanschluß des
Kondensators 20 über die Abschirmung 2. Der übrige Aufbau der Vorfunkenstrecke 14,
15 sowie der dichte Einsatz des Keramikringes 16 - und analog bei dieser Ausführungsform
natürlich auch des Kondensators 20 - erfolgt wie beim Ausführungsbeispiel der Fig.
1.
-
Leerseite