DE3730118A1 - Zuendkerzenstecker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Zündkerzenstecker, der aus der DE-OS 30 24 667 bekannt ist, soll in Verbindung mit her­ kömmlichen Zündkerzen, d.h. unter Verzicht auf den Einsatz besonderer Zündkerzen dazu dienen, eine Zündung mit hoher Entflammungssicherheit von brennfähigen Gemischen auch dann zu ermöglichen, wenn herkömmliche Zündeinrichtungen ver­ sagen, was beispielsweise bei der Zündung von sehr mageren Gemischen oder von Gemischen der Fall ist, die mit sehr feuchter Luft aufgebaut worden sind. Dazu wird ausschließ­ lich die gesamte, für die Bildung des Zündfunkens benötig­ te Energie in der sog. Durchbruchsphase der Anfangsphase zur Zündung verwendet. Über den Durchbruch der Vorfunken­ strecke nach entsprechender Aufladung des Speicherkonden­ sators wird der Kondensator der eigentlichen Zündkerze in kurzer Zeit aufgeladen, so daß ein entsprechend starker Zündfunke gebildet wird. Eine derartige Ausbildung an einer Zündkerze selbst ist weiterhin aus der DE-OS 28 10 159 bekannt.

Ein weiteres Kondensator-Zündgerät mit Vorfunken­ strecke und Speicherkondensator ist aus der DE-OS 14 64 044 bekannt.

Die bekannten Zündkerzenstecker, insbesondere die Zündkerzenstecker gemäß DE-OS 30 24 667, haben jedoch den Nachteil, daß der Speicherkondensator nur eine begrenzte Kapazität hat oder bei größerer Kapazität ein Kondensator mit großer Baugröße verwendet werden muß, was die Gesamt­ größe des Zündkerzensteckers erhöht.

Weiterhin ist das Herstellungsverfahren des bekannten Zündkerzensteckers aufgrund der großen Anzahl von einzelnen Ar­ beitsvorgängen mit hohen Kosten verbunden und ergeben sich insbesondere Fertigungsschwierigkeiten beim Umspritzen des bei dem bekannten Zündkerzenstecker vorgesehenen kom­ plizierten Isolierteils.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, den bekannten Zündkerzenstecker nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubil­ den, daß eine hohe Kapazität und eine hohe Überschlags­ sicherheit des Speicherkondensators bei kompakter Bauwei­ se des Zündkerzensteckers erreicht werden können.

Der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker soll insbe­ sondere nach einem einfacheren Herstellungsverfahren ge­ fertigt werden können und sich zur Anwendung für Winkel­ stecker eignen. Er soll weiterhin für 4-Ventil-Motoren mit tiefem Zündkerzenloch passend sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Aus­ bildung gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Zündkerzenstecker wird so­ mit die Gesamtlänge des Steckers als Platz für den Konden­ sator ausgenutzt, da dieser im wesentlichen aus einem rohrförmigen Körper besteht, der in der angegebenen Weise angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Kondensator mit hoher Kapazität im Stecker untergebracht werden, wodurch eine hohe Zündenergie ermöglicht wird, und sich ein ver­ bessertes Überschlagverhalten des Kondensators ergibt.

Der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker paßt für 4-Ven­ til-Motoren mit tiefem Zündkerzenloch und ist einfach in seiner Herstellung, da ein einfaches rohrförmiges Isolier­ teil vorgesehen ist.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltun­ gen des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers sind Gegen­ stand der Patentansprüche 2 bis 8.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines zweiten Aus­ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers mit umspritztem Kondensator,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer weiteren Aus­ führungsform des in Fig. 2 dargestellten Zündkerzensteckers und

Fig. 4 noch eine Ausführungsform des in Fig. 2 dar­ gestellten Zündkerzensteckers.

In Fig. 1 ist ein Zündkerzenstecker mit Vorfunken­ strecke und einem Speicherkondensator gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, der in Verbindung mit einer niederohmigen Zündkerze als Bestand­ teil einer Vorfunkenzündung eingesetzt werden kann und dieselbe Wirkung zeigt, wie sie in der DE-OS 28 10 159 beschrieben ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers 1 besteht im wesent­ lichen aus einem mit einem elektrisch isolierenden Chemie­ werkstoff 5 umgebenen Einlege- oder Isolierteil, einem koaxialen Speicherkondensator 2, einer metallischen Ab­ schirmung 12 und 13 und als Wasserschutz vorgesehenen Bauteilen 14, 15 und 16.

Obwohl in Fig. 1 ein Winkelstecker mit einem im rech­ ten Winkel zur Steckerachse dargestellten Kabelanschluß 9 dargestellt ist, kann dieser Kabelanschluß gerade oder in jeder anderen Winkellage ausgeführt sein.

Das Isolierteil weist an einer Seite den Kabelanschluß 9 auf, der die elektrische und mechanische Verbindung zur nicht dargestellten Zündleitung herstellt und über einen Innenleiter 8 mit der gasgefüllten Vorfunkenstrecke 3 ver­ bunden ist. Die zweite Elektrode der Vorfunkenstrecke 3 ist über ein Verbindungsteil 7 mit einem Steckerteil 6 verbunden, das als elektrische oder mechanische Verbin­ dung zur Zündkerze dient. Es ist auch denkbar, einerseits die Kathode der Vorfunkenstrecke 3, das Verbindungsteil 7 und das Steckerteil 6 und andererseits die Anode der Vor­ funkenstrecke 3 und den Innenleiter 8 jeweils in einem Stück auszubilden.

Das Steckerteil 6 kann so ausgebildet sein, wie es in der DE-PS 32 18 752 beschrieben ist.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann zwischen dem Kabelanschluß 9 und der Vorfunkenstrecke 3 ein Entstör­ widerstand 4 eingesetzt sein.

Das Einlegeteil als Bauteil des Isolierteils, kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Zündkerzen­ steckers beispielsweise in ein Spritzgußwerkzeug einge­ legt und mit einem elektrisch isolierenden Thermoplasten oder Duroplast (z.B. gefülltes Epoxidharz) so umspritzt werden, daß am Umfang im Bereich des Innenleiters 8 ein elektrischer Kontakt 10 angebracht werden kann, der an­ dererseits mit einem Pol des Speicherkondensators 2 ver­ bunden ist.

Als Kontaktteil 10 werden vorzugsweise Kontaktlamellen verwendet, die durch ihre Vorspannkraft eine niederohmige Verbindung erzeugen.

Der koaxiale Speicherkondensator 2 besteht vorzugs­ weise aus einem keramischen Rohr, z.B. aus Aluminiumoxid oder Kondensatorkeramik, mit einer hohen relativen Dielek­ trizitätskonstanten und einer hohen Durchschlagfestig­ keit, das in einem bestimmten Bereich innen und außen metallisiert ist. Die Metallisierung wird so vorgesehen, daß über die beiden Enden des keramischen Rohres ein aus­ reichend langer Kriechweg entsteht. Der Kriechweg kann zusätzlich durch eine bestimmte Gestaltung des Rohres, z.B. dadurch vergrößert werden, daß Rillen vorgesehen sind. Weiter können die Hochspannungseigenschaften durch eine Glasur, durch Kunststofftauchen, Vergießen, Verkleben, Verkitten oder Umspritzen noch verbessert werden, wodurch auch Koronaentladungen verhindert werden.

Für bestimmte Anwendungen kann es besonders vorteil­ haft sein, wenn die Metallisierung hartlotfähig ausgeführt ist. Dabei ist zu beachten, daß die Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten der einzelnen Werkstoffe aufeinander abgestimmt sind.

Die äußere Metallisierung des Speicherkondensators 2 ist über ein weiteres Kontaktelement 11 mit der Abschir­ mung 12, 13 leitend verbunden, wodurch der Massekontakt gebildet ist.

Der Speicherkondensator 2 ist zur mechanischen Befes­ tigung und elektrischen Isolation, d. h. beispielsweise zur Vermeidung von Koronaentladungen und zur Verbesserung der Überschlagfestigkeit mit einer elektrisch isolieren­ den Vergußmasse 18 umgeben, die durch den Dichtring 17 ab­ gedichtet ist, der bei der Montage auch dazu dient, den Speicherkondensator 2 abzustützen.

Die metallische Abschirmung besteht bei dem vorlie­ genden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zündker­ zensteckers aus einem metallischen Rohr 12 und den Abschirm­ blechen 13, die den Kontakt zum Sechskant der Zündkerze herstellen. Dabei kann die Kontaktkraft noch durch eine zusätzliche Ringfeder 22 erhöht werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Abschirmung auch ein- oder zweiteilig ausgebildet sein.

Der Wasserschutz des Zündkerzensteckers wird zündker­ zenseitig durch einen elastischen Schutzschlauch 14 und kabelseitig durch eine elastische Schutzkappe 16 gewähr­ leistet. Zusätzlich ist noch eine Wasserschutzkappe 15 vor­ gesehen, die den Zündkerzenstecker im Zylinderkopf abdich­ tet und elastisch abstützt.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers 1 zeichnet sich da­ durch aus, daß abweichend von dem in Fig. 1 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel der koaxiale Speicherkondensator 2 mit dem Innenleiter 8 vor dem Umspritzen mit dem Isolier­ stoff 5 verbunden ist. Nach dem Umspritzen wird als Masse­ kontakt ein Kontaktrohr 20 auf den Anschlußteilen 19 lei­ tend befestigt. Als Wasserschutz dient eine weitere Um­ spritzung mit einem elastischen Werkstoff 23, beispiels­ weise mit Silikon. Das Kontaktrohr 20 ist so ausgeführt, daß es an seinem Umfang eine oder mehrere Laschen 21 trägt, die aus der elastischen Umspritzung 23 herausragen und den Kontakt zu den Abschirmblechen 13 herstellen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Zünd­ kerzensteckers nach Fig. 2, bei der der Massekontakt des Speicherkondensators 2 in der folgenden Weise ausge­ bildet ist. Die Abschirmung 13 hat z.B. die Form von Ab­ schirmblechen und ist so ausgeführt, daß sie die Kontakt­ stücke 19 umschließt. Die Kontaktstücke 19 sind so be­ messen, daß sie mindestens an einer Stelle die elastische Umspritzung 23 unterbrechen. An dieser wenigstens einen Stelle wird zwischen den Kontaktstücken 19 und der Abschir­ mung 13 ein elektrischer Kontakt gebildet, was über eine lösbare oder nicht lösbare Verbindung, beispielsweise über einen Druckkontakt, eine Schraub- oder Schweißver­ bindung, erfolgen kann.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Zündkerzensteckers zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausbildung des Massekontaktes des Speicher­ kondensators 2. Bei dieser Ausbildung hat die Abschir­ mung 13 wenigstens eine Kontaktspitze 24, die so geformt ist, daß bei der Montage der Abschirmung die Kontaktspitze 24 die elastische Umspritzung 23 durchsticht und einen Druckkontakt zu den Kontaktstücken 19 herstellt. Die Kontaktspitzen 24 können sowohl spanlos aus der Abschir­ mung 13 ausgeformt oder als Einzelteil lösbar oder nicht lösbar damit verbunden sein.

Der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker zeichnet sich somit dadurch aus, daß ein koaxialer Speicherkondensator in Verbindung mit der Vorfunkenstrecke vorgesehen ist, der zwischen dem Isolierteil und der Abschirmung angeord­ net ist.

Der Speicherkondensator besteht insbesondere aus einem Rohr aus einem Material mit einer hohen relativen Dielektrizitätskonstanten und einer hohen Durchschlag­ festigkeit, wobei dieses Material vorzugsweise Aluminium­ oxid oder eine Kondensatorkeramik ist. Der Speicherkonden­ sator besteht somit insbesondere aus einem Rohr aus einem hochspannungsfesten Isolierstoff, das an seiner äußeren und inneren Mantelfläche metallisiert ist. Dabei beginnt und endet der metallisierte Bereich in einem bestimmten Abstand zu den Rohrenden, so daß ein ausreichend langer Kriechweg entsteht.

Zur Vermeidung von Koronaentladungen und zur Verbes­ serung des Überschlagverhaltens ist der Speicherkondensa­ tor weitgehend dicht in einen Isolierwerkstoff, z.B. Harz­ verguß, Glasur, aufgesinterte Keramikfolie oder durch Umspritzen, eingebettet.

Der Speicherkondensator ist im Zündkerzenstecker, vor­ zugsweise durch Druckkontaktierung, beispielsweise mittels Kontaktlamellen, angeschlossen.

Der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker kann in Ver­ bindung mit einem Steckerteil gemäß DE-PS 32 18 752 verwandt werden.

Claims (13)

1. Zündkerzenstecker mit

• - einem rohrförmigen Isolierteil, das an einem Ende einen Zündkabelanschluß aufweist und am anderen Ende mit einem Steckerteil für die Zündkerze verbun­ den ist, wobei das Isolierteil an seiner Außenseite von einer metallischen Abschirmung umgeben ist,
• - einem Innenleiter, der mit dem Zündkabelanschluß und dem Steckerteil elektrisch verbunden ist,
• - einem Speicherkondensator, der koaxial zum Iso­ lierteil ausgebildet ist und mit seinem einen Anschluß an der Abschirmung liegt, und
• - einer Vorfunkenstrecke, die an einer Seite mit dem anderen über den Zündkabelanschluß elektrisch ver­ sorgten Anschluß des Speicherkondensators und an der an­ deren Seite mit dem Steckerteil elektrisch verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher­ kondensator (2) aus einem rohrförmigen Körper aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstanten und hoher Durchschlagfestigkeit besteht.

2. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Speicherkondensator (2) zwischen dem Isolierteil (5) und der metallischen Abschirmung (12, 13) angeordnet ist.

3. Zündkerzenstecker nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zündkabelanschluß (9) und der Vorfunkenstrecke (3) ein Entstörwiderstand (4) liegt.

4. Zündkerzenstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper des Speicherkondensators (2) aus einem Rohr aus einem hochspannungsfesten Isolierstoff ge­ bildet ist, das wenigstens teilweise mit einer inneren und äußeren Metallisierung versehen ist.

5. Zündkerzenstecker nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rohr des Speicher­ kondensators (2) aus Aluminiumoxid oder einer Kondensator­ keramik besteht.

6. Zündkerzenstecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Metal­ lisierung versehene Bereich des rohrförmigen Körpers des Speicherkondensators (2) in einem bestimmten Abstand von den Rohrenden beginnt und endet.

7. Zündkerzenstecker nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper des Speicherkondensators (2) an seiner Außenseite mit Rillen ausgebildet ist.

8. Zündkerzenstecker nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rillen mit einer Glasur, einem Kunststoffüberzug oder mit einem Harzüber­ zug versehen sind.

9. Zündkerzenstecker nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (2) durch Umspritzen im wesent­ lichen dicht in den Isolierstoff des Isolierteils (5) eingebettet ist.

10. Zündkerzenstecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Speicherkondensators (2) an die Abschirmung (12, 13) in Form eines Druckkontaktes über Kontaktstücke (19) aus­ gebildet ist, die die Umhüllung aus dem Isolierstoff überbrücken.

11. Zündkerzenstecker nach Anspruch 10, ge­ kennzeichnet durch ein Kontaktrohr (20) aus einem elektrisch leitenden Material, das auf dem Isolierteil (5) in Kontakt mit den Kontaktstücken (19) angeordnet ist.

12. Zündkerzenstecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abschirmung (13) eine Kontaktspitze (24) ausgebildet ist, derart, daß bei der Montage der Abschirmung (13) die Isolierung des rohrförmigen Körpers des Speicherkondensators (2) von der Kontaktspitze (24) durchstoßen wird und dadurch der Kontakt zwischen dem Speicherkondensator (2) und der Abschirmung (13) hergestellt wird.