DE4232951A1 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Anspruchs 1.

Allgemein bekannt sind Zündanlagen mit Hochspannungsverteiler, deren Elektroden mit Anschlüssen, bestehend aus Anschlußbolzen, versehen sind, die zum Verbinden mit jeweils einem Zündverteilerstecker im Querschnitt keilförmige oder trapezförmige Ringnuten aufweisen, in denen das im Kontaktteil des Zündverteilersteckers angebrachte Rastverbindungselement einrasten kann. Der zündverteilerstecker­ seitige Flankenwinkel der Ringnut ist dabei so dimensioniert, daß das Rastverbindungselement, das in Form einer, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Bügelfeder ausgebildet ist, bei ent­ sprechender Axialkraft am Zündverteilerstecker wieder aus der Ring­ nut ausrasten kann, wodurch der Zündverteilerstecker von dem An­ schluß abziehbar wird.

Bei einer ungewollten Ablösung des Zündverteilersteckers während des Betriebes der Zündanlage infolge von Erschütterungen des Kraftfahr­ zeuges oder infolge mangelhaften Aufsteckens des Zündverteiler­ steckers bei Wartungsarbeiten wird das Gemisch in dem zugehörigen Zylinder unverbrannt ausgestoßen und führt bei einem nachge­ schalteten Katalysator zu dessen Überhitzung und Ausfall.

Durch eine andere Formgebung des Querschnitts der Ringnut, bei­ spielsweise mit halbkreisförmigem Querschnitt, sind auch Ver­ bindungslösungen in Zündanlagen zwischen Zündverteilersteckern und den Anschlüssen der Elektroden des Hochspannungsverteilers bekannt, bei denen die Verbindung nach Einrasten des Rastverbindungselements des Zündverteilersteckers in die Ringnut des Anschlusses auch durch hohe Axialkraftbeaufschlagung am Zündverteilerstecker nicht mehr lösbar ist. Treten jetzt Schäden an der Zündanlage auf, beispiels­ weise durch Marderbiß am Isolierteil des Zündverteilersteckers oder an dem mit dem Zündverteilerstecker fest verbundenen Zündkabel, so sind diese schadhaften Teile nur noch unter Zerstörung des Hoch­ spannungsverteilers ausbaubar.

Diese Verbindungslösung, die zwar im Betrieb eine höhere Funktions­ sicherheit aufweist, ist im Sinne einer ökonomisch durchzuführenden Reparatur an einer geschädigten Zündanlage unbefriedigend.

Des weiteren ist durch die DE 40 20 022 A1 eine Verbindung zwischen einem Zündverteilerstecker und dem Anschluß einer Elektrode in einem Hochspannungsverteiler bekannt, bei der das am Zündverteilerstecker befestigte Rastverbindungselement zunächst einmal unlösbar in eine Ringnut des Anschlusses einrastet. Durch ein Entriegelungsteil am Anschluß ist das Rastverbindungselement wieder aus der Ringnut des Anschlusses lösbar und damit der Zündverteilerstecker vom Anschluß der Elektrode abziehbar, doch ist dies erst nach der Entfernung der Isolierung des Zündverteilersteckers möglich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten in zufriedenstellendem Maß vermieden werden.

Dazu ist am Anschluß einer jeden Elektrode des Hochspannungsver­ teilers eine Ringnut angebracht, deren zündsteckerseitige Flanke am Übergang zur angrenzenden Mantelfläche der Elektrode in deren Radialebene liegt, so daß das Rastverbindungselement, das mit einem Rastteil durch einen Durchbruch in der Wand des das Rastverbindungs­ elements lagernde Kontaktteils des Zündverteilersteckers zunächst einmal unlösbar in die Ringnut einrastet. Dies ist dann die funktionssichere Verbindungslage zwischen Zündverteilerstecker und Hochspannungsverteiler, die den normalen Betriebszustand kenn­ zeichnet. Treten nun durch Beschädigungsmechanismen die vorerwähnten Schäden an dem Zündverteilerstecker oder an dem mit ihm fest ver­ bundenen Zündkabel auf, so ist die Möglichkeit gegeben, das Rastteil des Rastverbindungselement durch Verdrehen des Zündverteilersteckers aus der Eingriffslage mit dem Durchbruch zu bringen, so daß der geschädigte Zündverteilerstecker ohne Beschädigung des Hoch­ spannungsverteilers demontiert und ausgewechselt werden kann.

Damit ist bei hoher Funktionssicherheit der Steckverbindung im Be­ triebszustand bei einem aufgetretenen Schadensfall ein getrennter Austausch der Steckverbindungsteile möglich.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Reali­ sierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Eine Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 einen abschnittsweisen Axialschnitt durch einen Hochspannungsverteiler mit einem Zündverteilerstecker und dessen Rastverbindungselement in einer Raststellung auf dem Anschluß einer Elektrode, Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Schnitt A-A in Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 mit dem Rastverbindungselement auf dem Anschluß der Elektrode in einer ersten Phase der Ent­ riegelung, Fig. 4 eine Draufsicht gemäß Schnitt B-B in Fig. 3, Fig. 5 und 6 zwei weitere Phasen der Entriegelung anhand des Schnittes nach Fig. 4, wobei das Rastverbindungselement schritt­ weise in eine fixierte Entriegelungsstellung überführt wird, Fig. 7 bis 9 die Überführung des Rastverbindungselements in eine Ent­ riegelungsstellung von einer gegenüber Fig. 3 um 180° gedrehten Ausgangsstellung aus.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in der Fig. 1, 2 abschnittsweise dargestellte Hochspannungsver­ teiler für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine weist eine Ver­ teilerkappe 11 auf, die auf einem nicht mehr dargestellten Ver­ teilergehäuse lösbar aufgesetzt ist. In der Verteilerkappe 11 sind in üblicher und nicht detailliert dargestellter Weise mehrere Elektroden 12 fixiert, wobei die Anordnung eine zentrale Mittel­ elektrode und eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine ent­ sprechende Anzahl von Festelektroden, die sich auf einer zur Mittel­ elektrode konzentrischen Kreisbahn in gleichen Abstand voneinander befinden, umfaßt.

Die Verteilerkappe 11 weist stirnseitig stutzenförmige Dome 13 auf, die parallel zu einer Längsachse 14 der Verteilerkappe 11 abstehen. In die Dome 13 ragen als Anschlusse 16 zylindrische Anschlußbolzen, die einstückig mit der Mittelelektrode bzw. mit den Festelektroden verbunden sind und dementsprechend zusammen mit den Domen 13 koaxial zur Längsachse 14 bzw. achsparallel auf der konzentrischen Kreisbahn angeordnet sind. Jede der Anschlüsse 16 geht mit einem kreisring­ förmigen Absatz 17 in die im Durchmesser größere Elektrode 12 über.

Die Anschlüsse 16 sind mit einem Zündverteilerstecker 18 koppelbar. Dazu ragt aus einem, die elektrische Verbindungsleitung aufnehmenden Isolierkörper 15 des Zündverteilerstecker 18 an seinem, dem Dom 13 zugewandten Ende ein hülsenförmiges, über den Anschluß 16 schieb­ bares Kontaktteil 19 heraus mit einer Wand 21 und einer Anschluß­ öffnung 22. Nahe dem freien Ende des Kontaktteils 19 ist die Wand 21 außenseitig mit einer normal zur Längsachse 14 verlaufenden Außen­ ringnut 23 versehen. Über einen Teil des Umfangs, d. h. über etwa 120°, ist die Wand 21 im Bereich der Außenringnut 23 unter Bildung eines Durchbruchs 24 in Form eines Schlitzes 24 durchtrennt. Der Außenringnut 23 und dem Schlitz 24 angepaßt, ist darin ein aus Federdraht gebogenes Rastverbindungselement 26 in Form eines offenen Federringes 26 gelagert. Der Federring 26 ist mit einem, im Schlitz 24 einliegenden Rastteil 27 versehen, das sehnenförmig ein gedachtes Kreissegment abschneidet und das insbesonders an seinen Übergängen zum kreisförmig gebogenen Teil des Federringes 26 aus der Außenring­ nut 23 herausragt, während die Enden des kreisförmig gebogenen Teils voll zur Anlage an das Kontaktteil 19 in der Außenringnut 23 kommen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kopplung zwischen dem Zündver­ teilerstecker 18 und dem Anschluß 16 ist der Federring 26 zuvor auffedernd über eine stirnseitig an dem Anschluß 16 angebrachte Fase 28 und ein sich daran anschließendes zylindrisches Führungsteil 28 geschoben worden, bis das Rastteil 27 in eine, in Einschubrichtung dem Führungsteil 29 nachfolgenden Ringnut 31 im Anschluß 16 einge­ rastet ist. Der Formschluß des Federrings 26 mit der Ringnut 31 im Anschluß 16 und der Außenringnut 23 im Kontaktteil 19 kennzeichnet die Verriegelungsstellung zwischen dem Zündverteilerstecker 18 und dem Anschluß 16 der Elektrode 12.

Während die Außenringnut 23 im Kontaktteil 19 im Querschnitt recht­ eckig ist und der Federring 26 nach dem Einrasten in die Ringnut 23 durch Axialkräfte nicht mehr ausrasten kann, weist die Ringnut 31 im Anschluß 16 nur einseitig eine Schulter 30 auf, die in der Radial­ ebene des Anschlusses 16 liegt. Die der Elektrode 12 näherliegende Nutflanke ist als eine vom Nutgrund ausgehende, konisch geformte Begrenzungswand 32 ausgebildet, die in ein zylindrisches, in Ein­ steckrichtung dem durchmessergleichen Führungsteil 29 nachgeordnetes Teil 33 in der Funktion eines Entriegelungsteils des Anschlusses 16 übergeht. Teil 33 und Führungsteil 29 sind durch die Ringnut 31 voneinander getrennt; sie bilden zusammen den Anschluß 16, der mit dem Absatz 17 in die Elektrode 12 übergeht.

Wird über die Verriegelungsstellung hinaus der Zündverteilerstecker 18 in Einsteckrichtung verschoben, so kommt als Axialanschlag 34 die Stirnseite des Zündverteilersteckers 18, entsprechend der Fig. 3, zur Anlage am Absatz 17. Bei dieser Verschiebung gleitet der Feder­ ring 26 mit dem Rastteil 27 über die Begrenzungswand 32 der Ringnut 31 auf das Teil 33 auf und spreizt sich dabei auf (Fig. 3, 4), so daß die lichte Weite des Federrings 26 zumindest dem Außendurch­ messer des Teils 33 und damit auch dem des Führungsteils 29 ent­ spricht. Diese Stellung wird im folgenden als Entriegelungsstellung des Federrings 26 bezeichnet.

Wird aus dieser Lage heraus der Zündverteilerstecker 18 axial rück­ läufig, dem Aufsteckvorgang entgegengerichtet, verschoben, so kann der Zündverteilerstecker 18 nicht vom Anschluß 16 abgezogen werden, weil der Federring 26 mit dem Rastteil 27 wieder in die Ringnut 31 des Anschlusses 16 zurückrastet und die der Begrenzungswand 32 gegenüberliegende Schulter 30, da rechtwinklig zum Nutgrund ver­ laufend, kein Aufgleiten des Rastteils 27 und des Federrings 26 auf das Führungsteil 29 ermöglicht.

Für ein Abziehen des Zündverteilersteckers 18 vom Anschluß 16 aus der Entriegelungsstellung heraus ist es deshalb erforderlich, die gespreizte Stellung des Federrings 26 zu erhalten oder zu erweitern. Dazu ist an einer Innenwand 35 des Domes 13 eine radial nach innen ragende Längsrippe angebracht, mit einer nach innen weisenden Stirn­ fläche 38, die parallel zur Wand 21 des Kontaktteils 19 in einem vorgegebenen Abstand verläuft. Im Querschnitt ist diese Rippe also polschuhartig ausgebildet und wird im folgenden als Anschlag 36 bezeichnet. Dieser ist in Fig. 3 durch eine enge Schraffur hervor­ gehoben, der jedoch, wie in Fig. 1 und 4 zeichnerisch richtig dar­ gestellt, einstückig an dem Dom 13, beispielsweise im Spritzgußver­ fahren, angebracht ist. Der Anschlag 36 ist, entsprechend Fig. 3, an der Innenwand 35 des Domes 13 so angebracht, daß seine axiale Erstreckung, in Steckrichtung gesehen, in Höhe des Übergangs zwischen Begrenzungswand 32 und Teil 33 beginnt und hinter dem Absatz 17 endet.

Der Durchmesser des die Stirnfläche 38 des Anschlags 36 aufnehmen­ den, gedachten Zylindermantels um die Längsachse 14 des Kontaktteils 19 bzw. des Anschlusses 16 ist größer als der Außenumfang des größten Teils des in der Ringnut 23 einliegenden kreisförmig ge­ bogenen Teils des Federrings 26 in der Verriegelungsstellung.

Ein Verschieben des Zündverteilersteckers 18 in Einsteckrichtung von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung ist nur mög­ lich bei jenen Drehlagen des Zündverteilersteckers 18, in denen der Durchmesser des gedachten Zylindermantels um die Längsachse 14 des Kontaktteils 19 gleich oder größer ist als der Durchmesser des Teils des Außenumfangs des Federrings 26, der dem Anschlag 36, nach dem Aufschieben des Federrings 26 auf das Teil 33, unmittelbar gegen­ überliegt. Das sind einerseits die Endbereiche des ringförmig ge­ bogenen Teils des Federrings 26 und andererseits der Rastteil 27.

In der Entriegelungsstellung, in der der Federring 26 auf das Ent­ riegelungsteil 33 aufgeschoben und aufgespreizt ist, ist der Durch­ messer des Außenumfangs des Federrings 26, insbesondere an den Über­ gängen zwischen dem Rastteil 27 und dem kreisförmigen Teil des Federrings 26 größer als der die Stirnfläche 38 des Anschlags 36 aufnehmenden, gedachten Durchmessers des Zylindermantels um die Längsachse 14 des Kontaktteils 19, nachfolgend als Überstände be­ zeichnet.

Ausgehend von der Entriegelungsstellung des Federrings 26 nach Fig. 4, in der sich das Rastteil 27 und der Anschlag 36 unmittelbar benachbart gegenüberstehen, läuft bei einer Verdrehung des Zündver­ teilersteckers 18 zusammen mit dem Kontaktteil 19, entsprechend Fig. 5 der Federring 26 mit einem Überstand an dem Anschlag 36 an.

Bei weitergeführter Drehbewegung des Zündverteilersteckers 18 und des Kontaktteils 19 wird, entsprechend Fig. 6, unter Verformung des Rastteils des Federrings 26 der Schlitz 24 des Kontaktteils 19 aus dem Wirkbereich des Rastteils 27 heraus weggedreht. Dabei wird der Federring 26 gegenüber der Entriegelungsstellung in noch größerem Maß aufgeweitet und das Rastteil 27, nun zumindest teilweise in der Außenringnut 23 anliegend, nicht mehr rückfederungsfähig einge­ spannt. Somit ist der Federring 26 in der Entriegelungsstellung fixiert und er kann nun zusammen mit dem Zündverteilerstecker 18 vom Teil 33 über die Ringnut 31 hinweg vom Anschluß 16 der Elektrode 12 abgezogen werden.

Ausgehend von der Verriegelungsstellung und der Positionierung des Federrings 26 nach Fig. 7, in der sich das Rastteil 27 und der Anschlag 36, bezogen auf eine Symmetrieachse 37, auf entgegenge­ setzten Seiten gegenüberstehen, ergeben sich bei einer Verdrehung des Zündverteilersteckers 18 die zuvor geschilderten Abläufe nach den Fig. 5 und 6 entsprechend den Fig. 8, 9. Bei Verdrehung des Zündverteilersteckers 18 mit dem Kontaktteil 19 läuft hierbei der Federring 26 mit seinen von den Enden 40 des ringförmig ge­ bogenen Teils aus zu den Überständen hin ansteigenden Teil am An­ schlag 26 an. Der Federring 26 wird zwischen Nutgrund der Ringnut 23 und Stirnseite des Anschlags 36 entgegen einem Verformungswiderstand gehalten, so daß das Kontaktteil 19 mit dem Schlitz 24 unter dem Rastteil 27 weggedreht wird und das Rastteil 27 in einer erreichten Endstellung nicht mehr durch den Schlitz 24 in die Ringnut 31 am Anschluß 16 einrasten kann und der Zündverteilerstecker 18 abziehbar wird.

Alternativ kann diese fest verrastende und doch wieder lösbare Ver­ bindung auch zwischen dem Anschluß einer Zündspule und einem Zünd­ verteilerstecker verwendet werden.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Anschlag 36 an der Innenwand 35 des Domes 13 gegenüber der Anordnung in dem be­ schriebenen Ausführungsbeispiel axial so verschoben sein, daß der Federring 26 beim Verdrehen des Zündverteilersteckers 18 auch ohne vorheriges Aufspreizen mit einem Überstand an den Anschlag 36 an­ läuft und das Kontaktteil 19 mit dem Schlitz 24 unter dem Rastteil 27 weggedreht wird, so daß der Zündverteilerstecker 18 abziehbar wird.

Des weiteren kann in einer alternativen Ausführungsform ein Ende des Federrings 26 nach außen aufgebogen sein, so daß es über den Umfang der Wand 21 des Kontaktteils 19 übersteht und zur Anlage an den Anschlag 36 gebracht werden kann.

Schließlich kann alternativ die Außenringnut 23 des Kontaktteils 19 entfallen, so daß der Federring 26 nur mit seinem im Schlitz 24 einliegendem Rastteil 27 formschlüssig im Kontaktteil 19 verankert ist.

Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, einen beschädigten Hochspannungsstecker ohne Zerstörung des Hochspannungsverteilers oder der Zündspule auszutauschen.

Claims (6)

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Hochspannungsver­ teiler, der eine Verteilerkappe (11) aus Isolierstoff aufweist, mit mehreren, jeweils einem bolzenförmigen, mit einer Ringnut (31) ver­ sehenen und von einem, aus der Verteilerkappe (11) ragenden Dom (13) aus Isolierstoff umgebenden Anschluß (16) aufweisenden Elektroden (12), mit jeweils auf einen der Anschlüsse (16) aufsteckbarem Zünd­ verteilerstecker (18), mit einem, aus dem Zündverteilerstecker (18) herausragenden, hülsenförmigen Kontaktteil (19), das auf seiner Außenseite ein federndes Rastverbindungselement (26) aufweist, das mit einem Rastteil (27) von außen durch einen Durchbruch (24) in einer Wand (21) des Kontaktteils (19) in die Ringnut (31) des An­ schlusses (16) einrastbar ist, die Ringnut (31) zur Seite der Ver­ teilerkappe (11) in Aufsteckrichtung des Zündverteilers (18) ge­ richtet, eine geneigte Begrenzungswand (32) aufweist und Teile des Rastverbindungselements (26) über den Umfang der Wand (21) des Kon­ taktteils (19) überstehen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Dom (13), radial zum Kontaktteil (19) und Anschluß (16) gerichtet, ein Anschlag (36) vorgesehen ist, der in den, bei Verdrehung des Zünd­ verteilersteckers (18) gegebenen Schwenkbereich von den über die Wand (21) des Kontaktteils (19) überstehenden Teilen des Rastver­ bindungselements (26) ragt und durch den, bei einer Verdrehung des Kontaktteils (19), das Rastverbindungselement (26) gegen seinen Verformungswiderstand aus der Eingriffslage des Rastteils (27) mit dem Durchbruch (24) bringbar ist.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rast­ teil (27) des Rastverbindungselements (26) über die Begrenzungswand (32) auf einen sich daran anschließenden Teil (33) des bolzen­ förmigen Anschlusses (16) aufschiebbar ist und der Anschlag (36) sich axial wenigstens über den Bereich dieses anschließenden Teils (33) erstreckt, in dem das Rastteil (27) zur Anlage kommt.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Aufschiebeweg des Rastteils (27) auf den anschließenden Teil (33) durch einen Axialanschlag (34) am Zündverteilerstecker (18) begrenzt ist.

4. Zündanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rastverbindungselement (26) in einer Außen­ ringnut (23) des Kontaktteils (19) angeordnet ist, in der der Durch­ bruch (24) vorgesehen ist.

5. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastverbindungselement (26) ein offener Federring (26) ist mit einem sehnenförmigen Teil als Rastteil (27) und ringförmig gebogenen Enden (40), von denen aus zum Übergang zum sehnenförmigen Teil der Außen­ durchmesser des Federrings (26) zunimmt unter Bildung der über­ stehenden Teile.

6. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anlage an den Anschlag (36) bringbaren, über den Umfang der Wand (21) des Kontaktteils (19) überstehenden Teile durch ein nach außen aufgebogenes Ende des Federrings (26) gebildet sind.