EP0888655A1 - Zündkerzenstecker für einen verbrennungsmotor - Google Patents

Zündkerzenstecker für einen verbrennungsmotor

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EP0888655A1
EP0888655A1 EP97919259A EP97919259A EP0888655A1 EP 0888655 A1 EP0888655 A1 EP 0888655A1 EP 97919259 A EP97919259 A EP 97919259A EP 97919259 A EP97919259 A EP 97919259A EP 0888655 A1 EP0888655 A1 EP 0888655A1
Authority
EP
European Patent Office
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plug
spark plug
sleeve
connector
contact
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EP97919259A
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French (fr)
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EP0888655B1 (de
Inventor
Florian Virchow
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Individual
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Publication of EP0888655A1 publication Critical patent/EP0888655A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0888655B1 publication Critical patent/EP0888655B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/04—Means providing electrical connection to sparking plugs

Definitions

  • the invention relates to a spark plug connector for an internal combustion engine with a plug contact for the electrode connection of a spark plug, with a plug sleeve enveloping the plug contact, with a connection for an ignition cable, with a one-piece, rigid and load-bearing plug sleeve made of an insulating
  • Spark plug connector is guided in the candle shaft
  • Diesel injection nozzles were replaced by spark plugs. These spark plugs were located very deep in the so-called plug shaft, where the tip of the injection nozzle was previously installed in the cylinder head.A connection to the ignition coil was made using insulated or non-insulated metal extensions and an additional plug-in ignition cable
  • a spark plug connector is known in which an insulating elastomeric shoe is provided with a rigid shell made of a thin, strong and insulating material such as plastic. This combination only serves to improve the removal of the spark plug connector. The dielectric strength is not increased thereby
  • spark plug connector which has a one-piece, stiff and load-bearing connector sleeve, which consists of an insulating material this is elastically sealed. This should make it easier to insert the spark plug connector.
  • the material of the connector sleeve has a high melting point and high dielectric strength, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), b) the gap between the connector sleeve and the ceramic shaft of the spark plug is sealed by an elastic means attached to the connector sleeve, through which the spark plug connector when plugged in is guided on the spark plug, c) a ceramic inlet is provided in the plug sleeve, which encloses the plug contact and the ignition cable connection, the plug contact and the ignition cable connection being embedded in the ceramic inlet such that the ceramic in the axial direction via the plug contact and the connection for the Ignition cable protrudes
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a plug sleeve made of such a material, which extends through the air gap to the candle well, increases the dielectric strength very significantly if it is sealed against the candle well on the one hand and the spark plug on the other hand once the plug contact for the spark plug and the ignition cable connection against arcing in the longitudinal direction and to the side. This also improves the dielectric strength
  • the engine parameters such as temperature, pressure, mixture formation in the cylinder and the electrode spacing of the spark plug have determined the voltage that the ignition coil must provide so that the spark makes its way to the ground.
  • the ignition voltage supplied by the ignition coil to the electrode drops due to losses in the connection, in particular in the area of transition points, such as at the plug contact and at the ignition cable connection, there is a risk that electrode bridges form, electrode bridges form, then none can form
  • spark formation Misfiring occurs.
  • the spark plugs must be replaced. Due to the high dielectric strength and the optimal shielding of the ignition voltage against ground, a high ignition voltage of approx. 50-60 kV can now be available at the electrode and ensure reliable ignition, since it is due to the good Shielding against leakage currents and arcing at other points does not result in electrode bridges and the service life of the spark plug is significantly extended. The service life is extended by the order of 3 to 5 times known ignition connections
  • the ignition connection from the ignition cable with the integrated spark plug connector has the additional advantage that consequential damage due to misfires is avoided.
  • Gas engines have reduced emissions. Catalysts These catalysts are sensitive to misfiring. then this can destroy it. Misfiring is avoided by means of the ignition connection according to the invention, then the catalyst is spared According to a further embodiment of the invention it is provided that within the
  • Ceramic inlets in the cable run between the plug contact and the ignition cable connection an ohmic resistor is provided.
  • the resistor suppresses electrical
  • this ohmic resistance reduces the spark burning duration and the spark decay time. If the spark burning duration and the subsequent spark decay time are kept short, the material removal from the spark plugs can be reduced. This increases the service life of the spark plugs
  • the resistance has a value of approximately 5 kOhm
  • the connector sleeve is provided on the outside with an O-ring which closes the air gap between the outside of the connector sleeve and the wall of the candle shaft.
  • the air gap is sealed in this way oil, dirt and moisture, which too the main contaminants are kept away from the candle well.
  • the seal can also be made with another heat-resistant part.
  • a silicone material is particularly suitable
  • At least one O-ring is provided in the region of the plug base on the inner wall of the sleeve, the outer diameter of which is dimensioned such that a seal with respect to the ceramic neck of a spark plug can be produced with the O-ring Plug contact prevents contamination and thus avoids the formation of a larger contact resistance between plug contact and spark plug.
  • the seal also prevents ignition currents from creeping down on the insulator and causing misfiring in the engine compartment.
  • a silicone component for example a silicone Hose into consideration
  • a pull ring is provided in the vicinity of the plug head, which, when the spark plug connector is mounted, is exposed outside of the cylinder for handling.
  • the spark plug connector is easy to grasp and handle from the outside. This is extremely easy to assemble no longer inclined instead of pulling the spark plug connector on the ignition cable and tearing it off
  • the connector sleeve has a plurality of shoulders in the receiving area of the ceramic inlet, in the areas of which the ceramic inlet and the sleeve material of the connector sleeve abut against one another in a form-fitting manner. In this way, gaps between the ceramic inlet and the connector sleeve which are responsible for possible breakdowns are avoided
  • the ceramic inlet with its axial ends in contact areas of the shoulders in the axial direction is in positive contact with the plug sleeve surrounding the ceramic inlet
  • this axial clamping is supplemented by radial clamping in such a way that the outer surface of the ceramic inlet is radially positively in contact with the surrounding sleeve sleeve in annular contact areas provided by means of the shoulders, so that there is spacing several contact areas between the ceramic inlet and the connector sleeve, with the help of which leakage currents can be suppressed to a considerable extent
  • Fig. 3 shows a modified plug base of the spark plug connector with two O-ring seals
  • the connector 1 consists of a load-bearing connector sleeve 3 made of a plastic material that has a high melting point and high dielectric strength.
  • a suitable material is currently polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the material of the connector sleeve 3 has a thickness of approximately 5 mm.
  • the connector sleeve 3 is formed in one piece and provided with a central longitudinal bore 4, which extends from the plug base 5 to the plug head 6a.
  • the bore 4 is gradually expanded in the area of a ceramic inlet 7 in the direction of the plug base 5, forming shoulders 6, 8, 9 an axial inner stop for the ceramic inlet 7
  • the diameter of the inner wall 3a of the connector sleeve 3 widens gradually in the area of the ceramic inlet 7 on the shoulders 8 and 9 in such a way that the outer jacket surface 10 of the ceramic inlet 7 on the shoulders 8 and 9 over their entire circumferential area around form-fitting and sealing longitudinally ringf shaped contact surfaces 1 1 and 12 against the material of the connector sleeve 3
  • the shoulders 8 and 9 always result in a secure positive connection at intervals and thus an improvement in the dielectric strength
  • this ceramic inlet 7 When the ceramic inlet 7 is inserted, this ceramic inlet 7 is secured on the plug-foot side by means of a retracted shoulder step 14, in the inner wall 15 of which the bore 4 has a smaller diameter than the wall area 16 lying in front of it the plug sleeve 3 inserted in the area of the plug base 5 there is an O-ring 17 on the inner wall 15, the outer diameter of which is dimensioned such that it can be used to provide a seal with respect to the ceramic neck of a spark plug (not shown).
  • the plug contact 28 is thus protected against contamination, which can cause an increase in the contact resistance at this point.
  • the O-ring 17 also represents an elastic guidance of the connector sleeve 3 on the spark plug. This is important since the engine vibrates during operation and undamped vibrations damage the connector contact 28. Ring 17 free vibrations between the plug sleeve 3 and the spark plug are suppressed
  • Fig. 3 shows a modified Zund plug base 5 This plug base 5 is longer than that of Fig. 1, as far as the spark plug allows For better suppression of free vibrations between the spark plug connector and the spark plug in this case, two O-rings 17 are provided at a distance from each other
  • the connector sleeve 3 is provided with an annular groove 19, into which a further O-ring 20 is inserted.
  • This O-ring 20 ensures that the air gap 22 between the outer wall 23 of the connector sleeve 3 and the plug shaft 24 is closed for rejecting impurities such as oil, dust and the like
  • longitudinal grooves 26 are provided in the area of the O-ring, which are used for ventilation and pressure compensation
  • Plug sleeve 3 enables the pull ring 27 to be fitted by the fitter and thus avoids pulling on the ignition cable 33 and tearing off the ignition cable 33 While the plug sleeve 3 is formed from PTFE, which has a high dielectric strength, is easy to clean and process, the ceramic inlet 7 consists of a ceramic sleeve whose material itself also has a high dielectric strength.
  • the plug contact 28 is inserted into the ceramic inlet 7 and the ignition cable connection 32 are drawn into the ceramic inlet 7, the ceramic is thus in the direction of the plug base 5 via the plug contact 28 and in the direction of the plug head 6a via the ignition cable connection 32 via the plug contact 28 merges into a conductive pin 29, which with is connected to an ohmic resistance of approximately 5 kOhm.
  • the resistor 30 serves to reduce the interference voltage and to shorten the spark burning time and the spark decay time , is attached A In this way, the ignition cable 33 and the spark plug connector form an assembly unit
  • a further increase in the dielectric strength can be brought about in that both the outer jacket 10 of the ceramic inlet 7, the outer jacket 22 of the connector sleeve 3 and the ignition cable 33 are provided with a silicone jacket 34, as indicated in FIG. 1.
  • the ignition connection is preferably intended for operation at 50-60 kV and is characterized by a significantly improved dielectric strength and a significantly extended service life
  • FIG. 3 shows in section an extension of the plug base 5 of the plug sleeve 3.
  • Two O-rings 17 are provided at a distance in this embodiment.
  • the second O-ring 17 improves the vibration resistance in cases in which the spark plug has a sufficiently long ceramic neck

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Beschreibung
Zündkerzenstecker für einen Verbrennungsmotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zundkerzenstecker für einen Verbrennungsmotor mit einem Steckkontakt für den Elektrodenanschluß einer Zündkerze, mit einer den Steckkontakt umhüllenden Steckerhulse, mit einem Anschluß für ein Zündkabel, mit einer einteiligen, steifen und tragenden Steckerhulse aus einem isolierenden
Werkstoff und mit einem an der Steckerhulse befestigten elastischen Mittel, das den Spalt zwischen der
Steckerhulse und einem Kerzenschacht eines Motorzylinders abdichtet und durch das der
Zundkerzenstecker in dem Kerzenschacht geführt ist
Als vor vielen Jahren Gas als Brennmedium für industrielle Ottomotoren entdeckt wurde, rüsteten diverse Motorenhersteller ihre Dieselmotoren zu Gasmotoren um Die
Dieseleinspritzdusen wurden dabei durch Zündkerzen ersetzt Diese Zündkerzen steckten sehr tief im sogenannten Kerzenschacht und zwar da, wo vorher die Spitze der Einspritzdüse im Zylinderkopf montiert war Eine Verbindung zur Zündspule schaffte man durch isolierte oder auch nicht isolierte Metallverlangerungen und einem zusatzlich aufgesteckten Zündkabel
Bei den zu dieser Zeit gebrauchlichen Zündspannungen von maximal 15 kV genügte zur Isolierung der vorhandene Luftspalt in den Kerzenschachten
Die zwischenzeitlich erlassene Emissionsverordnung TA-Luft verlangte niedrigere NOx und CO-Werte Diese niedrigeren Werte konnten nur durch einen magerer betriebenen Motor erreicht werden Das bedeutete, daß die Motorenkonstrukteure im Brennraum einen Luftuberschuß erzeugen mußten Um dies zu erreichen, wurde die Gemischbildung optimiert Dazu gehorte auch die Entwicklung von Vierventil-Zylinderkopfen Die Vergrößerung der Anzahl von Ventilen hatte zur Folge, daß sich einerseits die Abmessungen der Kerzenschachte im Durchmesser verkleinerten und andererseits der Spannungsbedarf an den Elektroden anstieg, weil das magere Gemisch schwieriger zu zünden war Man steigerte die Zündspannung auf ca 40 kV
Damit ergeben sich äußerst ungunstige Betriebsbedingungen, zu denen hohe Spannungen im engen Kerzenschacht gehören, die über weite Strecken zu leiten sind Häufige Funkenuberschlage sind noch heute an der Tagesordnung und zwar insbesondere dann, wenn der Elektrodenabstand der Zündkerzen ein bestimmtes Maß erreicht. Diese Überschlage ergeben sich meist zwischen der Kerze bzw Kerzenverlangerung und dem Kerzenschacht, sie fuhren zu Zündaussetzern
Es wurde zur Verbesserung des Betriebsverhaltens vorgeschlagen, silikonummantelte Kerzenstecker einzusetzen, die mittels einer Spezialzange in den tiefen Kerzenschacht einzufuhren waren, bis sie auf der Kerze einrasteten Diese Montage war außerordentlich schwierig und führte dazu, daß die Zündkabel bei der Demontage zerstört wurden Weiterhin ergaben sich hohe Wartungskosten
Aus der DE 29 04 007 C2 ist es bekannt, zur Vermeidung von Storstrahlungen bei einem Kerzenstecker eine hohlzylindrische, isolierende Muffe aus weichem Material mit einem zylindrischen Halter aus einem hitzebestandigen, harten Isolierstoff, wie Bakelit oder Hartgummi, zu kombinieren Die Spannungsfestigkeit derartiger Materialkombinationen reicht aber nicht aus
Aus der DE 38 35 984 AI ist ein Zundkerzenstecker bekannt, bei dem ein isolierender elastomerer Schuh mit einer starren Hülle aus einem dünnen, festen und isolierenden Material wie Plastik versehen wird Diese Kombination dient nur der Verbesserung des Abziehens des Zundkerzensteckers Die Spannungsfestigkeit wird damit nicht erhöht
Aus der DE 33 02 878 AI ist ein Zundkerzenstecker bekannt, der eine einteilige, steife und tragend gestaltete Steckerhulse aufweist, die aus einem isolierenden Werkstoff besteht Die Steckerhulse ist mittels eines Aufsteckadapters mit einem ringförmigen Dichtbund in den Kerzenschacht eines Motorzylinders einfuhrbar, wobei sie gegenüber diesem elastisch abgedichtet ist. Das Aufstecken des Zündkerzensteckers soll damit erleichtert werden.
Des weiteren wurde vorgeschlagen, keramikummantelte Kerzenverlängerungen einzusetzen. Da es auf dem Markt aber nur Keramikröhrchen gibt, die als Hitzeschild für Thermoelemente gedacht sind, können diese mit ihrer kostengünstigen porösen Bauweise hohen Spannungen keinen ausreichenden Widerstand bieten
Aufgrund der CE-Zertifizierungsnorm dürfen Gasmotoren bestimmte Stόrfrequenzgrenzen nicht überschreiten. Die verwendeten Hochspannungskabel stellen jedoch durch das unabgeschirmte Leiten von hohen Strömen riesige Antennen dar
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zundkerzenstecker für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der eine hohe Hitzebeständigkeit, eine höhere Durchschlagsicherheit und eine verlängerte Standzeit aufweist, der Schmutz und Feuchtigkeit vom Kerzenschacht und vom Isolator einer Zündkerze fernhält, der soweit wie möglich Störstrahlungen unterdrückt und der montagefreundlich ist
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelost durch die Kombination folgender Merkmale. a) der Werkstoff der Steckerhülse weist einen hohen Schmelzpunkt und hohe Spannungsfestigkeit auf, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), b) der Spalt zwischen der Steckerhülse und dem Keramikschaft der Zündkerze ist durch ein an der Steckerhülse befestigtes elastisches Mittel abgedichtet, durch das der Zundkerzenstecker beim Aufstecken auf die Zündkerze geführt ist, c) in der Steckerhülse ist ein Keramikinlet vorgesehen, das den Steckkontakt und den Zündkabelanschluß umschließt, wobei der Steckkontakt und der Zündkabelanschluß derart im Keramikinlet eingebettet sind, daß die Keramik in axialer Richtung über den Steckkontakt und den Anschluß für das Zündkabel übersteht
Ein Hülsenmaterial, das aus einem steifen, isolierenden Werkstoff mit hohem Schmelzpunkt und hoher Spannungsfestigkeit, wie Polytetrafluorethylen, besteht, laßt sich gut bearbeiten und allen gewünschten Formen der Kerzenschachte anpassen Eine Steckerhulse aus einem solchen Material, die sich durch den Luftspalt zum Kerzenschacht erstreckt, erhöht die Durchschlagsfestigkeit ganz bedeutend, wenn sie gegenüber dem Kerzenschacht einerseits und der Zündkerze andererseits abgedichtet ist Das Keramikinlet schützt in sich noch einmal den Steckkontakt für die Zündkerze und den Zundkabelanschluß vor Funkenüberschlagen in Längsrichtung und zur Seite Auch dies verbessert die Durchschlagsfestigkeit
Bisher wurde durch die Motorparameter, wie Temperatur, Druck, Gemischbildung im Zylinder und den Elektrodenabstand der Zündkerze die Spannung bestimmt, die die Zündspule zur Verfugung stellen muß, damit sich der Funke den Weg zur Masse bahnt Sinkt die von der Zündspule gelieferte Zündspannung zu der Elektrode hin infolge von Verlusten in der Verbindung, insbesondere im Bereich von Übergangsstellen, wie am Steckkontakt und am Zündkabelanschluß ab, dann besteht die Gefahr, daß sich Elektrodenbrucken bilden, bilden sich Elektrodenbrucken, dann kann sich kein
Zündfunke bilden Es erfolgen Fehlzündungen Die Zündkerzen müssen ausgetauscht werden Durch die hohe Spannungsfestigkeit und die optimale Abschirmung der Zündspannung gegen Masse kann nun eine hohe Zündspannung von ca 50-60 kV an der Elektrode zur Verfügung stehen und eine sichere Zündung gewahrleisten, da es wegen der guten Abschirmung zu keinen Kriechstromen und Funkenüberschlägen an anderen Punkten kommt Elektrodenbrucken bleiben aus und die Standzeit der Zündkerze wird so deutlich verlängert Die Verlängerung der Standzeit bewegt sich in der Größenordnung des 3- bis 5 -fachen bekannter Zünd Verbindungen
Die Zundverbindung aus dem Zündkabel mit dem integrierten Kerzenstecker bringt außer der Verlängerung der Standzeiten von Zündkerzen noch den zusätzlichen Vorteil, daß Folgeschaden infolge von Zündaussetzern vermieden werden Gasmotoren haben zur Imissionsreduzierung Katalysatoren Diese Katalysatoren sind empfindlich gegen Fehlzündungen Strömt infolge von Fehlzündungen unverbranntes Gas durch einen Katalysator, dann kann dieses ihn vernichten Werden mittels der Zundverbindung nach der Erfindung Fehlzündungen vermieden, dann wird der Katalysator geschont Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß innerhalb des
Keramikinlets im Leitungszug zwischen dem Steckkontakt und dem Zundkabelanschluß ein Ohmscher Widerstand vorgesehen ist Der Widerstand unterdruckt elektrische
Störungen Ebenso wichtig ist es aber, daß dieser Ohmsche Widerstand die Funkenbrenndauer sowie die Funkenabklingzeit verringert Wenn die Funkenbrenndauer und die sich daran anschließende Funkenabklingzeit kurz gehalten werden, dann laßt sich der Materialabtrag an den Zündkerzen verringern Dies verangert die Standzeit der
Zündkerzen
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Widerstand einen Wert von ca 5 kOhm aufweist
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß alle elektrisch leitenden Bauteile extrem rund gehalten sind Da Zündfunken immer dazu neigen, an spitzen Stellen zuerst überzuspringen, wird auf diese Weise die Uberschlagsneigung verringert
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steckerhulse außenseitig mit einem O-Ring versehen ist, der den Luftspalt zwischen der Außenseite der Steckerhulse und der Wand des Kerzenschachtes schließt Der Luftspalt ist auf diese Weise abgedichtet Ol, Schmutz und Feuchtigkeit, die zu den hauptsachlich auftretenden Verunreinigungen zahlen, sind damit vom Kerzenschacht ferngehalten Die Abdichtung kann auch mit einem anderen hitzebestandigen Teil erfolgen Dabei kommt insbesondere ein Silikonmaterial in Betracht
An sich ist es aus der DE 41 01 375 Cl bekannt, mittels eines Rollringes Feuchtigkeit von dem Spalt zwischen einem Steckermantel und dem Zündkabel fernzuhalten
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich in Längsrichtung der Steckerhulse zwischen deren Außenmantel und dem O-Ring
Luftungsschlitze erstrecken Damit wird eine Kondensatbildung im Luftspalt vermieden trotz eines Femhaltens von Verunreinigungen Auch Überdrucke lassen sich so ausgleichen Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Bereich des Steckerfußes an der Hulseninnenwand wenigstens ein O-Ring vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß mit dem O-Ring eine Abdichtung gegenüber dem Keramikhals einer Zündkerze herbeifuhrbar ist Diese Abdichtung schützt den Steckerkontakt vor Verschmutzungen und vermeidet damit die Entstehung eines größeren Ubergangswiderstandes zwischen Steckerkontakt und Zündkerze Durch die Abdichtung wird auch verhindert, daß Zundstrome am Isolator hinabkriechen und zu Fehlzündungen im Motorraum fuhren Auch hier kommt als Ersatz für einen O-Ring ein Silikonbauteil, beispielsweise ein Silikon-Schlauch in Betracht
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß alle Bauteile, wie Hülse, Keramikinlet, Abdichtungen, Steckkontakt, Zündkabel u dgl , soweit wie es möglich ist, mit einem Silikonmantel versehen sind Dadurch ergibt sich eine äußerst hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit aller Bauteile
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Nahe des Steckerkopfes ein Zugring vorgesehen ist, der bei montiertem Zundkerzenstecker außerhalb des Zylinders zum Hantieren freiliegend angeordnet ist Damit ist der Zundkerzenstecker von außen gut greif- und hantierbar Dies ist außerordentlich montagefreundlich Der Monteur ist nicht mehr geneigt, statt an dem Kerzenstecker an dem Zündkabel zu ziehen und dieses dabei abzureißen
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steckerhulse im Aufhahmebereich des Keramikinlets mehrere Schultern aufweist, in deren Bereichen das Keramikinlet und das Hulsenmaterial der Steckerhülse ringsherum formschlussig aneinander anliegen Auf diese Weise sind für eventuelle Durchschlage verantwortliche Spalte zwischen dem Keramikinlet und der Steckerhulse vermieden
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß das Keramikinlet mit seinen axialen Enden in Beruhrungsbereichen der Schultern in axialer Richtung formschlussig mit der das Keramikinlet umschließenden Steckerhulse in Berührung ist Zu dieser axialen Einspannung kommt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine radiale Einspannung derart hinzu, daß die Mantelflache des Keramikinlets über die Mantelflachenlange hinweg in mittels der Schultern auf Abstand vorgesehenen, ringförmigen Beruhrungsbereichen radial formschlussig mit der sie umschließenden Steckerhulse in Berührung ist So ergeben sich auf Abstand mehrere Beruhrungsbereiche zwischen dem Keramikinlet und der Steckerhulse, mit deren Hilfe Kriechstrome in ganz erheblichem Umfang unterdruckbar sind
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung naher erläutert Es zeigen
Fig 1 einen Kerzenstecker für die Zundverbindung eines Verbrennungsmotors zu einer Zündkerze teilweise geschnitten,
Fig 2 den Kerzenstecker mit einem angeschlossenen Zündkabel,
Fig 3 einen abgewandelten Steckerfuß des Zundkerzensteckers mit zwei O-Ring- Dichtungen
Der Kerzenstecker 1 nach Fig 1 besteht aus einer tragenden Steckerhulse 3 aus einem Kunststoffmaterial, das einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Spannungsfestigkeit hat Ein dafür geeignetes Material ist derzeit Polytetrafluorethylen (PTFE) Das Mateπal der Steckerhulse 3 hat eine Dicke von ca 5mm Die Steckerhulse 3 ist einteilig ausgebildet und mit einer zentralen Langsbohrung 4 versehen, die sich vom Steckerfuß 5 zum Steckerkopf 6a erstreckt Die Bohrung 4 ist im Bereich eines Keramikinlets 7 in Richtung auf den Steckerfuß 5 unter Ausbildung von Schultern 6, 8, 9 stufenweise erweitert Die erste Schulter 6 bildet einen axialen inneren Anschlag für das Keramikinlet 7 Der Durchmesser der Innenwand 3a der Steckerhulse 3 erweitert sich im Bereich des Keramikinlets 7 an den Schultern 8 und 9 stufenweise und zwar derart, daß sich die äußere Mantelflache 10 des Keramikinlets 7 an den Schultern 8 und 9 über ihren ganzen Umfangsbereich ringsherum formschlussig und dichtend längs ringförmiger Berührungsflächen 1 1 und 12 an das Material der Steckerhulse 3 anlegt Die Schultern 8 und 9 fuhren damit in Abstanden immer wieder einen sicheren Formschluß und damit eine Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit herbei
Bei eingesetztem Keramikinlet 7 wird dieses Keramikinlet 7 steckerfußseitig gesichert mittels einer eingezogenen Schulterstufe 14, in deren Innenwand 15 die Bohrung 4 einen kleineren Durchmesser hat gegenüber dem davorliegenden Wandbereich 16 Damit ist das Keramikinlet 7 zwischen den Schultern 6 und 14 auch in Längsrichtung 25 formschlussig fest in die Steckerhulse 3 eingesetzt Im Bereich des Steckerfußes 5 befindet sich an der Innenwand 15 ein O-Ring 17, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß mit ihm eine Abdichtung gegenüber dem Keramikhals einer nicht dargestellten Zündkerze herbeiführbar ist Der Steckerkontakt 28 ist damit gegen Verunreinigungen geschützt, die eine Erhöhung des Ubergangswiderstandes an dieser Stelle herbeiführen können Der O-Ring 17 stellt außerdem eine elastische Fuhrung der Steckerhulse 3 an der Zündkerze dar Dies ist wichtig, da der Motor wahrend des Betriebes vibriert und ungedämpfte Vibrationen dem Steckerkontakt 28 schaden Mittels des O-Ringes 17 werden freie Vibrationen zwischen der Steckerhulse 3 und der Zündkerze unterdrückt
Fig 3 zeigt einen abgewandelten Zund steckerfuß 5 Dieser Steckerfuß 5 ist langer als der nach Fig 1 , soweit dies die Zündkerze zulaßt Zur besseren Unterdrückung freier Vibrationsbewegungen zwischen dem Zundkerzenstecker und der Zündkerze sind in diesem Fall auf Abstand voneinander zwei O-Ringe 17 vorgesehen
In einem mittleren Bereich 18 ist die Steckerhülse 3 mit einer Ringnut 19 versehen, in die ein weiterer O-Ring 20 eingesetzt ist Dieser O-Ring 20 sorgt dafür, daß der Luftspalt 22 zwischen der Außenwand 23 der Steckerhulse 3 und dem Kerzenschacht 24 abgeschlossen ist zum Abweisen von Verunreinigungen, wie Ol, Staub und dergleichen In Längsrichtung 25 der Steckerhulse 3 sind im Bereich des O-Ringes 20 Langsnuten 26 vorgesehen, die der Belüftung und zum Druckausgleich dienen In der Nahe des Steckerkopfes 6a befindet sich ein Zugring 27, der ein besseres Ergreifen der
Steckerhulse 3 ermöglicht Der Zugring 27 bietet sich dem Monteur zum Angreifen an und vermeidet somit ein Ziehen an dem Zündkabel 33 und ein Abreißen des Zündkabels 33 Wahrend die Steckerhulse 3 aus PTFE gebildet ist, welches eine hohe Durchschlagsfestigkeit hat, sich gut reinigen und bearbeiten laßt, besteht das Keramikinlet 7 aus einer Keramikhulse, deren Material selbst auch eine hohe Durchschlagsfestigkeit hat In das Keramikinlet 7 ist der Steckerkontakt 28 eingesetzt Der Steckerkontakt 28 und der Zundkabelanschluß 32 sind in das Keramikinlet 7 eingezogen, die Keramik steht also in Richtung auf den Steckerfuß 5 über den Steckerkontakt 28 und in Richtung auf den Steckerkopf 6a über den Zundkabelanschluß 32 über Der Steckerkontakt 28 geht über in einen leitenden Stift 29, der mit einem Ohmschen Widerstand von etwa 5 kOhm verbunden ist Der Widerstand 30 dient der Storspannungsverminderung und der Verkürzung der Funkenbrenndauer sowie der Funkenabklingzeit Der Widerstand 30 ist wiederum mit einem Verbindungsstift 31 versehen, der in einem Anschlußstuck 32 auslauft, auf dem das Zündkabel 33, beispielsweise durch Aufpressen, befestigt wird Auf diese Weise bilden das Zündkabel 33 und der Zundkerzenstecker eine Montageeinheit
Wichtig sind die Materialkombination aus innen Keramik und außen PTFE, die durchschlagsfeste Verbindung zwischen beiden Materialen und die abdichtenden O- Ringe Damit wird eine hohe Durchschlagfestigkeit gewahrleistet Eine Verbesserung wird zusatzlich in der Weise erreicht, daß alle metallischen Teile abgerundet sind, um Spannungsspitzen zu vermeiden
Eine weitere Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit läßt sich dadurch herbeiführen, daß sowohl der Außenmantel 10 des Keramikinlets 7, der Außenmantel 22 der Steckerhulse 3 und das Zündkabel 33 mit einem Silikonmantel 34 versehen sind, wie in Fig 1 angedeutet ist.
Fig 2 zeigt eine Draufsicht auf die Zundverbindung, bestehend aus dem Kerzenstecker 1. einer aufgesteckten Steckerkappe 34 und dem Zündkabel 33 Man erkennt den Zugring 27, mit dem der Zundkerzenstecker 1 aus einem Kerzenschacht herausziehbar ist, und den O-Ring 20. der die Abdichtung des Kerzenschachtes 24 herbeiführt Die Zundverbindung ist vorzugsweise für einen Betrieb mit 50-60 kV vorgesehen und zeichnet sich durch eine deutlich verbesserte Durchschlagsfestigkeit und eine deutlich verlängerte Standzeit aus
Fig 3 zeigt im Schnitt eine Verlängerung des Steckerfußes 5 der Steckerhulse 3 Auf Abstand sind bei dieser Ausfuhrungsform zwei O-Ringe 17 vorgesehen Der zweite O- Ring 17 verbessert die Vibrationssicherheit in den Fällen, in denen die Zündkerze einen genügend langen Keramikhals aufweist

Claims

Patentansprüche:
1 Zundkerzenstecker für einen Verbrennungsmotor mit einem Steckkontakt (28) für den Elektrodenanschluß einer Zündkerze, mit einer den Steckkontakt (28) umhüllenden Steckerhulse (3), mit einem Anschluß (32) für ein Zündkabel, mit einer einteiligen, steifen und tragenden Steckerhulse (3) aus einem isolierenden Werkstoff und mit einem an der Steckerhulse (3) befestigten elastischen Mittel (20), das den Spalt (22) zwischen der Steckerhulse und einem Kerzenschacht eines Motorzylinders abdichtet und durch das der Zundkerzenstecker in dem Kerzenschacht geführt ist, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination folgender Merkmale a) der Werkstoff der Steckerhulse (3) weist einen hohen Schmelzpunkt und hohe Spannungsfestigkeit auf, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), b) der Spalt zwischen der Steckerhulse (3) und dem Keramikschaft der Zündkerze ist durch ein an der Steckerhulse befestigtes elastisches Mittel (17) abgedichtet, durch das der Zundkerzenstecker beim Aufstecken auf die Zündkerze geführt ist, c) in der Steckerhulse (3) ist ein Keramikinlet (7) vorgesehen, das den Steckkontakt (28) und den Zundkabelanschluß (32) umschließt, wobei der Steckkontakt (28) und der Zundkabelanschluß (32) derart im Keramikinlet (7) eingebettet sind, daß die Keramik in axialer Richtung über den Steckkontakt (28) und den Anschluß (32) für das Zündkabel übersteht
2 Zundkerzenstecker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Keramikinlets (7) im Leitungszug zwischen dem Steckkontakt (28) und dem Zundkabelanschluß (32) ein Ohmscher Widerstand (30) vorgesehen ist
3 Zundkerzenstecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (30) einen Wert von ca 5 kOhm aufweist
4. Zundkerzenstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrisch leitenden Bauteile extrem rund gehalten sind.
5. Zundkerzenstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
5 gekennzeichnet, daß die Steckerhülse (3) außenseitig mit einem O-Ring (20) versehen ist, der den Luftspalt (22) zwischen der Außenseite der Steckerhülse (3) und der Wand (24) des Kerzenschachtes (21) schließt.
6. Zundkerzenstecker nach Anspruch 5, dadurch gekennymr-hnpt daß sich in
10 Längsrichtung der Steckerhülse (3) zwischen deren Außenmantel und dem O-Ring (20) Lüftungsschlitze (26) erstrecken.
7. Zundkerzenstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Steckerfüßes (5) an der Hülseninnenwand (15)
15 wenigstens ein O-Ring (17) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß mit dem O-Ring (17) eine Abdichtung gegenüber dem Keramikhals einer Zündkerze herbeiführbar ist.
8. Zundkerzenstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 20 gekennzeichnet, daß das Zündkabel (33), soweit wie es möglich ist, mit einem
Silikonmantel (34) versehen ist.
9. Zundkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Steckerkopfes (6) ein Zugring (27) vorgesehen ist, der bei montiertem
25 Zundkerzenstecker (1) außerhalb des Zylinders zum Hantieren freiliegend angeordnet ist.
10. Zundkerzenstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerhülse (3) im Aufnahmebereich des Keramikinlets (7) mehrere Schultern (6,8,9,14) aufweist, in
"30 deren Bereichen (1 1,12) das Keramikinlet (7) und das Hülsenmaterial der Steckerhülse (3) ringsherum formschlussig aneinander anliegen.
11. Zundkerzenstecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikinlet (7) mit seinen axialen Enden in Berührungsbereichen der Schultern (6, 14) in axialer Richtung formschlüssig mit der das Keramikinlet (7) umschließenden Steckerhülse (3) in Berührung ist.
12. Zundkerzenstecker nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (10) des Keramikinlets (7) über die Mantelflächenlänge hinweg in auf Abstand vorgesehenen, ringförmigen Berührungsbereichen (11,12) radial formschlüssig mit der sie umschließenden Steckerhülse (3) in Berührung ist.
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