DE3024667A1 - Zuendkerzenstecker - Google Patents

Zuendkerzenstecker

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DE3024667A1
DE3024667A1 DE19803024667 DE3024667A DE3024667A1 DE 3024667 A1 DE3024667 A1 DE 3024667A1 DE 19803024667 DE19803024667 DE 19803024667 DE 3024667 A DE3024667 A DE 3024667A DE 3024667 A1 DE3024667 A1 DE 3024667A1
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Rudolf Dr.-Ing. 7032 Sindelfingen Maly
Boye Dr.-Ing. 7060 Schorndorf Saggau
Manfred Dipl.-Ing. Vogel
Eberhard Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Wagner
Gerhard Dipl.-Phys. 7015 Korntal-Münchingen Ziegler
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Bloss werner H profdr-Ing
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Bloss werner H profdr-Ing
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/02Details
    • H01T13/04Means providing electrical connection to sparking plugs
    • H01T13/05Means providing electrical connection to sparking plugs combined with interference suppressing or shielding means

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  • Spark Plugs (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • 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

Claims (17)

  1. Patent- und Schutzansprüche 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 Isolationskör -per auf der Außenseite mit einer hülsenförmigen Abschirmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungsteil (3) und dem Schnappkontakt (5) ein Höchstfrequenzkondensator (8, 20) und eine Vorfunkenstrecke (14, 15) angeordnet ist und daß ein Anschlußkontakt (10) des Kondensators (8) an der Abschirmung (2) anliegt.
  2. 2. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (1) aus gasdichtem Material, vorzugsweise aus Keramik besteht.
  3. 3. Zündkerzenstecker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensator ein keramischer Hochspannungskondensator (8) in Zylinderform vorgesehen ist.
  4. 4. Zündkerzenstecker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (10, 11) stirnsei -tig an dem Kondensator (8) vorgesehen sind.
  5. 5. Zündkerzenstecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte einmal als eine Kontaktfeder (10) und zum anderen als eine quer über die Stirnfläche des Kondensators (8) verlaufende Blattfeder (11) ausgebildet sind.
  6. 6. Zündkerzenstecker nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkontakte an den Stirnseiten des Kondensators (8) befestigt sind.
  7. 7. Zündkerzenstecker nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Blattfeder ausgebildete Kontaktfeder (11) auf der einen Seite an einem Anschlußzapfen (13) der Zuführung und auf der anderen Seite an einer Elektrode (14) der Vorfunkenstrecke so anliegt, daß der Kondensator (8) in seiner Lage einrastend gesichert ist.
  8. 8. Zündkerzenstecker nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (8) und die Anschlußkontakte (10, 11) mit einem Vergußmaterial (9), insbesondere mit Schleuderharz, abgedichtet in eine Öffnung im Isolationskörper (1) eingesetzt sind.
  9. 9. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14, 15) der Vorfunkenstrecke gasdicht in den Keramikkörper (1) eingesetzt sind.
  10. 10. Zündkerzenstecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden, insbesondere die der Zündkerze zugewandte Elektrode (15) hohl und mit einer Durchgangsöffnung (15a) ausgebildet ist, durch die der die Elektroden (14, 15) umgebende Raum (19) im Isolationskörper (1) mit Gas befüllbar ist.
  11. 11. Zündkerzenstecker nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (14 und 153 hohl und dünnwandig ausgebildet sind
  12. 12. Zündkerzenstecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektroden (15) Eber einen Keramikring (16) im Keramikkörper (1) gehalten ist, der axial zwischen der Elektrode (15) und einem Anschlag (17) einer in die Elektrode <15) eingeschraubten Pulse (18) gehalten ist.
  13. 13. Zündkerzenstecker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappkontakt (5) als eine Schraubhülse ausgebildet ist, die außen auf ein Gewinde der Befestigungshülse (18) aufgeschraubt ist.
  14. 14. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper aus zwei Teilen (la und 1b) besteht, die axial zusammensetzbar sind.
  15. 15. Zündkerzenstecker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator als ein Ringkörper (20) ausgebildet ist, der fest und dicht in Aussparungen an den einander zugewandten Stirnseiten der Keramikkörperteile (Ia und 1b) gehalten ist.
  16. 16. Zündkerzenstecker nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringkondensator (20) die eine Elektrode (14) der Vorfunkenstrecke unmittelbar gehalten ist.
  17. 17. Zündkerzenstecker nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (14) hohl ist und daß in ihr offenes Ende der Anschlußzapfen (21) der Zuleitungen hereingeschoben ist, die vom Befestigungsteil (3) über den Entstörwiderstand (4) führt.
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