DE4117180A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, den Hochspannungsteil von Zündanlagen für fremd­ gezündete Brennkraftmaschinen möglichst nahe an die Zündkerze zu legen. Zu diesem Zweck wird jeder Zündkerze eine eigene Zünd­ spule zugeordnet, welche auf die im Zylinderkopfgehäuse ange­ ordnete Zündkerze aufgesteckt ist oder es ist eine Doppelzünd­ spule für je zwei Zündkerzen vorgesehen, wobei die Doppelzünd­ spule auf eine der Zündkerzen aufgesteckt ist und mit der je­ weils anderen Zündkerze über ein kurzes Hochspannungskabel ver­ bunden ist. Eine solche Zündanlage der zuerst genannten Art ist beispielsweise in der DE-Z "Krafthand", Heft 6 vom 26. März 1988 auf Seite 400 dargestellt. Bei dieser Zündanlage ist die Zünd­ spule in einem vom Zylinderkopfgehäuse sowie der Zylinderkopf­ haube gebildeten Raum angeordnet und mit dem Zylinderkopfge­ häuse lösbar verbunden. Nach außen hin ist dieser Raum durch einen gemeinsamen Deckel verschlossen, so daß die Zündspulen zum Außenraum hin abgedeckt sind.

Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Zündspule über ihren Kühlkörper mit dem Zylinderkopfgehäuse in der Weise verbunden ist, daß die in ihr entstehende Verlustwärme nicht wirkungsvoll abgegeben werden kann. Das Zylinderkopfgehäuse kann aufgrund seiner eigenen hohen Temperatur keine Wärme von der Zündspule aufnehmen. Somit ist eine Wärmeabgabe nur an die die Zündspule umgebende Luft möglich, welche in dem durch das Zylinderkopf­ gehäuse, die Zylinderkopfhaube sowie den gemeinsamen Deckel für alle Zündspulen gebildeten Raum eingeschlossen ist. Eine aus­ reichende Wärmeabgabe ist daher nicht gegeben.

In der Zeitschrift "Automotive Engineering" vom April 1985 (Volume 93, Number 4) ist auf den Seiten 79 bis 81 ebenfalls eine gattungsgemäße Zündanlage beschrieben, bei der jeder Zünd­ kerze eine eigene Zündspule zugeordnet ist. Auch in dieser Aus­ führung ist der Zündspulenkörper direkt auf die jeweilige Zünd­ kerze gesteckt und die Anlage ist insgesamt in dem vom Zylinder­ kopfgehäuse und der Zylinderkopfhaube begrenzten Raum angeord­ net. Im Unterschied zu der Ausführung nach der oben genannten DE-Z "Krafthand" sind jedoch sämtliche Zündspulen in dem ge­ meinsamen Deckel integriert.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß beispielsweise zum Wechsel nur einer Zündspule bzw. der ihr zugeordneten Zündkerze sämtliche Zündspulen entfernt werden müssen, da sie ja mit dem gemeinsamen sie abdeckenden Deckel eine einzige Baueinheit bil­ den.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Zündanlage der gattungs­ gemäßen Art so auszubilden, daß die einzelnen Zündkerzen in einfacher Weise zugänglich sind und dennoch eine gute Wärmeab­ fuhr von den Zündspulen sichergestellt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen und der Beschreibung hervor.

Gemäß der Erfindung ist die Zylinderkopfhaube so ausgebildet, daß sie eine Auflagefläche für jede Zündspule bildet. Der den Raum, in welchem die Zündspulen angeordnet sind, begrenzende gemeinsame Deckel weist an seiner Unterseite ebenfalls eine Ausgestaltung auf, durch welche eine zweite Auflagefläche ge­ bildet ist, die ebenfalls an der Zündspule anliegt. Der gemein­ same Deckel ist über diese zweite Auflagefläche an der Zünd­ spule mit dem Zylinderkopfgehäuse lösbar derart verbunden, daß die Verlustwärme der Zündspule über die zweite Auflagefläche an den gemeinsamen Deckel weitergegeben und von dieser an die Umge­ bung abgegeben werden kann. Durch die lösbare Verbindung des Deckels kann dieser im Wartungsfall abgenommen werden und es besteht Zugriff auf die einzelnen Zündspulen bzw. die ihnen zugeordneten Zündkerzen, ohne daß dazu sämtliche Zündspulen demontiert werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Zylinderkopfgehäuse mit eingesetzter Zündspule und aufgesetztem Deckel,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Zündspule gemäß der Anord­ nung aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Fig. 1 mit zusätzlicher Iso­ lation der Zündspule gegenüber der Zylinderkopfhaube,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform gemäß der Anordnung nach Fig. 3 mit zusätzlicher Kapselung der Zylinderkopf­ haube,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Kapselung nach Fig. 4.

In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung das Oberteil eines Zylinderkopfgehäuses 1 abgebildet. Nur angedeutet sind die mit 2 bezeichneten Lagerdeckel für die nicht dargestellten Nockenwellen der Brennkraftmaschine sowie ihre Befestigung am Zylinderkopfgehäuse durch die Schrauben 3. Ebenfalls nur ange­ deutet sind die Grundkreise 4 für die Nockenwellen. Auf das Zylinderkopfgehäuse 1 aufgesetzt und in nicht dargestellter Weise an ihm befestigt ist eine Zylinderkopfhaube 5. Diese Zy­ linderkopfhaube 5 ist so ausgebildet, daß im Bereich oberhalb der nicht dargestellten Zündkerzen der Brennkraftmaschine durch ihre Wandung 6 ein Raum 7 zur Aufnahme der der entsprechenden Zündkerze zugeordneten Zündspule 8 geschaffen ist. Die Zylin­ derkopfhaube 5 weist in ihrem sich zum Zylinderkopfgehäuse 1 erstreckenden Teil für jede Zündspule 8 eine Auflagefläche 9 auf, die beispielsweise durch säulenartige Elemente 10 gebildet ist. Auf diesen Säulen 10 liegt der aus den Kühlblechen gebil­ dete Kühlkörper 11 der Zündspule 8 auf. An seiner gegenüber­ liegenden Seite liegt der Kühlkörper 11 an einer zweiten Auf­ lagefläche 12 an, die durch Stützelemente 13 gebildet wird, welche Teil eines gemeinsamen Deckels 14 für alle Zündspulen 8 sind und an dessen Unterseite vorgesehen sind. Der Deckel 14 trägt an seinem Umfang Nasen 15, die in entsprechende Ausspa­ rungen 16 der Zylinderkopfhaube 5 eingreifen und auf diese Wei­ se den Raum 7, in welchem die Zündspulen 8 angeordnet sind, abschließen und gegen Verschmutzung schützen. Die Verbindung der Zündspule 8 mit der jeweiligen Zündkerze ist hier nicht dargestellt und geschieht in bekannter Weise, wie im Stand der Technik beschrieben. Zu diesem Zweck sind in der Wandung 6 der Zylinderkopfhaube 5 entsprechende Bohrungen 17 vorgesehen.

Der gemeinsame Deckel 14 ist mit der Zylinderkopfhaube 5 mit­ tels der Stützelemente 13 über die Auflagefläche 12, den Kühl­ körper 11 sowie die Auflagefläche 9 mit den Säulen 10 der Zy­ linderkopfhaube 5 lösbar verbunden, zum Beispiel durch eine Verschraubung oder durch Rasten. Für den Fall der Verschrau­ bung, der hier dargestellt ist, sind die Stützelemente 13, der Kühlkörper 11 und die Säulen 10 mit hier nicht sichtbaren Boh­ rungen versehen zur Aufnahme von ebenfalls nicht gezeichneten Schrauben. Die Verschraubung sorgt für ein festes Anliegen der Stützelemente 13 unter Vorspannung am Kühlkörper 11 der Zünd­ spule 8, wodurch eine sichere Wärmeableitung von der Zündspule 8 auf den gemeinsamen Deckel 14 gewährleistet ist. Insbesondere besteht der Deckel 14 aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff und kann außerdem, was hier nicht gezeigt ist, an seiner Oberfläche zusätzliche Kühlrippen aufweisen.

In der Wandung 6 der Zylinderkopfhaube 5 ist noch eine einge­ setzte Halterung 18 gezeigt, welche geeignet ist, in ihren Aus­ sparungen 19 die zu den Anschlüssen 20 der Zündspulen 8 führen­ den und hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestell­ ten Kabel sauber zu führen und sicher zu halten.

Es müssen selbstverständlich nicht alle Zündspulen 8 wie zuvor beschrieben verschraubt sein, sondern es genügt dies an einigen der Zündspulen. Die übrigen Zündspulen können in diesem Fall durch bekannte Maßnahmen wie in die zuvor beschriebenen Boh­ rungen im Kühlkörper 11 eingesetzte Stifte bzw. entsprechende Konturen in einer definierten Lage im Raum 7 gehalten werden. So kann für diesen zweiten Fall die Wandung 6 der Zylinderkopf­ haube 5 so ausgebildet sein, daß sich ihre Innenkontur an die Randkontur der Zündspule 8 bzw. deren Kühlkörpers 11 anlegt und diesen in seiner Lage gegen Verdrehen und Verschieben sichert.

Die beschriebene Zündspule 8 ist in Fig. 2 in vereinfachter Form in einer Draufsicht dargestellt. Mit 20 ist wieder ihr Anschluß bezeichnet, der über einen Stecker 21 mit den Zündkabel 22 verbunden ist. Der mit 11 bezeichnete Kühlkörper weist in seinen vier Ecken 23 je eine Bohrung 24 auf, durch welche die zuvor erwähnten Schrauben zu seiner Befestigung an den nicht dargestellten säulenartigen Elementen 10 der ebenfalls nicht dargestellten Zylinderkopfhaube 5 geführt werden. Die Auflagefläche 9 des Kühlkörpers 11 auf den säulenartigen Ele­ menten 10 ist durch die eingezeichneten Ringflächen darge­ stellt, während die zweite Auflagefläche 12 des Kühlkörpers 11 am nicht gezeigten Deckel 14 mit seinen Stützelementen 13 schraffiert wiedergegeben ist. Dabei ist der Fig. 2 zu entneh­ men, daß die Gesamtauflagefläche 9 des Kühlkörpers 11 auf der Zylinderkopfhaube 5 geringer ist als die zweite Auflagefläche 12 des Deckels 14 auf dem Kühlkörper 11. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Abgabe der Verlustwärme vom Kühlkörper 11 bevorzugt an den Deckel 14 und damit an die Umgebung erfolgt und daß die Wärmeabgabe an die Zylinderkopfhaube 5 verringert wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Gesamtauf­ lagefläche 12 des Deckels 14 auf dem Kühlkörper 11 wenigstens etwa zweimal so groß wie die Gesamtauflagefläche 9 des Kühlkör­ pers 11 auf der Zylinderkopfhaube 5.

Fig. 3 stellt wiederum einen Querschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Zündanlage entsprechend der Fig. 1 dar. Übereinstimmen­ de Teile in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen. Im Unterschied zu Fig. 1 ist zwischen dem Kühlkörper 11 und der Zylinderkopfhaube 5 noch eine zusätzliche Isolations­ schicht 25 zur weiteren Wärmeentkopplung zwischen Zündspule B und Zylinderkopfhaube 5 vorgesehen. Mit 22 sind beispielhaft zwei der in Fig. 2 beschriebenen Zündkabel bezeichnet. Zusätz­ lich zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind in dieser Figur noch die Schrauben 26 zur Befestigung der Zylinderkopf­ haube 5 am nicht gezeigten Zylinderkopfgehäuse sowie die Schrau­ ben 27 zur Befestigung von Deckel 14, Zündspule 8 und Zylinder­ kopfhaube 5 miteinander eingezeichnet. Alle Schrauben 26 und 27 können mit den zu befestigenden Teilen über Dämpfelemente 28 zum Beispiel zur Geräuschentkopplung verbunden sein.

In einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung ist - wie in Fig. 4 dargestellt - der Deckel 14 in Querrichtung so er­ weitert, daß seine beidseitigen Erweiterungen 29 über die Zy­ linderkopfhaube 5 hinausragen und über dieser eine zusätzliche Kapselung bilden. Diese Erweiterungen 29 können dabei selbstver­ ständlich auch noch die Stirnseiten der Zylinderkopfhauben 5 abdecken. Eine Geräuschabstrahlung von der Zylinderkopfhaube 5 auf den Außenraum wird dadurch verringert.

Eine andere Möglichkeit zur Kapselung der Zylinderkopfhaube 5 aus den oben genannten Gründen ist dadurch gegeben, daß - wie in der Fig. 5 gezeigt - eine zusätzliche Kapsel 30, die zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt ist, über die Zylinderkopf­ haube 5 gelegt ist. Die Befestigung dieser Kapsel 30 erfolgt in einfacher Weise über die schon beschriebenen Schrauben 27. Der eigentliche Deckel 14 über dem Raum 7 wird bei dieser Lösung ausgespart, so daß die Wärme direkt von ihm an die Umgebung abgegeben werden kann. Besonders vorteilhaft sind dann noch die schon weiter oben beschriebenen an der Außenseite des Deckels 14 vorgesehenen Kühlvorrichtungen, wie beispielsweise die hier dargestellten Kühlrippen 31.

Claims (11)

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung mit Zu­ ordnung einzelner Zündkerzen zu bestimmten Zündspulen, welche auf die jeweilige Zündkerze aufgesteckt und in einem vom Zylin­ derkopfgehäuse sowie einer Zylinderkopfhaube begrenzten Raum angeordnet sind, wobei die Zündspulen durch einen gemeinsamen Deckel zum Außenraum hin abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zündspule (8) auf einer durch die Zylinderkopfhaube (5) gebildeten Auflagefläche (9) aufliegt und daß der gemein­ same Deckel (14) über eine mit der Zündspule (8) gebildete zweite Auflagefläche (12) mit der Zylinderkopfhaube (5) lösbar verbunden (27) ist.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (12) des Deckels (14) auf der Zündspule (8) wenigstens etwa zweimal so groß ist wie die Auflagefläche (9) der Zündspule (8) auf der Zylinderkopfhaube (5).

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zündspule (8) und Zylinderkopfhaube (5) eine wärme­ isolierende Schicht (25) angeordnet ist.

4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) mit der Zylinderkopfhaube (5) verschraubt (27) ist.

5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff be­ steht.

6. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Deckels (14) Vorrichtungen (31) zur Kühlung vorgesehen sind.

7. Zündanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Kühlung Kühlrippen (31) sind.

8. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (14) eine die Zylinderkopfhaube (5) umgreifende Abdeckung (30) lösbar befestigt ist.

9. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) die Zylinderkopfhaube (5) umgreift (29).

10. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (9 bzw. 12) an der Zündspule (8) durch deren Kühlkörper (11) gebildet sind und daß dieser Kühlkörper (11) Bohrungen (24) zur Aufnahme der Verschraubungen (27) auf­ weist.

11. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfhaube (5) im Bereich der Zündspule (8) eine Innenkontur aufweist, die der Randkontur der Zündspule (8) ent­ spricht.