EP1349247A1 - Zündvorrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents

Zündvorrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1349247A1
EP1349247A1 EP02026616A EP02026616A EP1349247A1 EP 1349247 A1 EP1349247 A1 EP 1349247A1 EP 02026616 A EP02026616 A EP 02026616A EP 02026616 A EP02026616 A EP 02026616A EP 1349247 A1 EP1349247 A1 EP 1349247A1
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EP
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ignition
ignition coil
contact element
ignition device
coil element
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EP02026616A
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Bernhard Stock
Andreas Vom Schloss
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Audi AG
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Audi AG
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    • 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
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
    • H01T13/44—Sparking plugs structurally combined with other devices with transformers, e.g. for high-frequency ignition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines

Definitions

  • the present invention relates to an ignition device for a multi-cylinder Internal combustion engine with at least one ignition coil element and one sleeve-shaped contact element for a spark plug of the internal combustion engine.
  • Such ignition devices are diverse in the prior art Form known. However, this is particularly the case with ignition devices with very long ignition coil elements due to the fact that in motor vehicles Multi-cylinder internal combustion engines are only available to a small extent standing space the problem that their assembly and disassembly is difficult and sometimes even the dismantling of surrounding motor vehicle parts requires.
  • a pencil ignition coil is available a high voltage for an ignition means known, the plug area this pencil ignition coil by means of slots and / or by means of a spring washer is designed to be resilient, on the one hand by plugging the pencil ignition coil to lighten the spark plug and on the other hand a good one To effect the position of the pencil ignition coil on the spark plug. So that Assembly and disassembly of the pencil ignition coil in confined spaces not be significantly relieved within the engine compartment.
  • This two-piece spark plug consists of an insulated electrode and a metal base, which has a downward-facing external thread, a central electrode holder and has two side flanks pointing upwards.
  • the electrode at an angle to Axis of the base inserted between the two side flanks and like one Screwing tools can be used to turn the base. That means but that far for the assembly and disassembly of such a spark plug more space is required than with conventional spark plugs that use its external hexagon and a socket wrench that engages it are.
  • the publication CH 243 679 A shows a spark plug, the Housing is arched, so that for their assembly and disassembly a sleeve wrench is attached and with respect to the spark plug axis inside a limited angular range can be pivoted freely. Possibly this angular range is due to a protrusion on the housing the spark plug is limited.
  • an ignition device with the features of Claim 1 solved.
  • the ignition coil element and the contact element can be connected to each other via an articulation device these two elements of the ignition device are angled to one another if necessary be so that the elongated ignition device when mounting and disassembly on the spark plug of a multi-cylinder internal combustion engine takes up little space.
  • the joint device formed from a mechanical joint section.
  • a mechanical Hinge section can, for example, by two opposite Articulated holes on two lower tabs of the ignition coil element and by two opposite hinge pins on the top Be shown end of the contact element. The only important thing here is that despite the articulation inside the igniter a ring-shaped Cavity remains, which is sufficient for the inner connecting part Free access allowed.
  • the joint device simply formed from a corrugated sheet metal section.
  • Such a joint device ensures reversible bending of the ignition device and from a manufacturing point of view it is easy and inexpensive to manufacture.
  • the hinge device is off a perforated sheet metal section is formed. In this way the hinge device so flexible that there is still a kink within certain limits the ignition device is possible.
  • the articulation device advantageously enables between the ignition coil element and the contact element kinks from an angle of up to 45 Degrees, although larger articulation angles are also conceivable in principle. Because on the one hand it is possible during assembly and disassembly, i.e. at the Plugging and unplugging the igniter touching the adjacent one Avoid components of the internal combustion engine and on the other hand an effective power transmission from the ignition coil element to the contact element take place without putting too much strain on the joint device becomes.
  • the ignition coil element is in the form of a pencil ignition coil trained and carries the ignition coil element at right angles to Rod axis arranged connector element.
  • an inner connecting part which is articulated or flexible and / or to the surrounding ignition coil element or contact element has sufficient clearance. This ensures that the kinking of the joint device with the inner connecting part the electrical line is not obstructed.
  • the ignition device 1 shown in FIGS. 1 to 3 each has an upper one elongated ignition coil element 2 and a lower sleeve-shaped Contact element 3 for plugging onto a spark plug 4 of an internal combustion engine on.
  • the ignition coil element 2 designed as a pencil ignition coil is used for Providing a high voltage for the spark plug 4 and points in its Inside a transformer device 5, not shown, with a Primary winding, a secondary winding and a magnetic core. At the upper end of the ignition coil element 2 closes at right angles molded plug element 6. About this connector element 6 is by means of Electrical lines, not shown, an external voltage on the Ignition coil element 2 can be applied.
  • the contact element 3 is used for mechanical and electrical connection the ignition device 1 with the spark plug 4 of an internal combustion engine.
  • the spark plug 4 adapted and preferably has a terminal spring device 7, which for example consist of several axially extending Slits is formed.
  • These leadership elements 8 correspond to guide contours not shown in the Spark plug shaft of the internal combustion engine.
  • connection of the ignition coil element 2 and the contact element 3 is realized according to the present invention by means of a joint device 9.
  • This joint device 9 corresponds to the first one shown in FIG. 1 Embodiment of the invention as a mechanical joint section 9a educated.
  • the ignition coil element 2 has at its lower end two mutually opposite first tabs 10 arranged thereon Articulated bores 11 and has the contact element 3 on its upper End two opposite hinge pin 12.
  • an ignition of the ignition device 1 by an angle ⁇ of up to approx. 45 degrees is easily possible.
  • a snap of the Ignition device 1 by larger angles ⁇ is conceivable in principle, in this case unfavorable loads can occur during assembly and disassembly.
  • the joint device 9 is designed as a corrugated sheet metal section 9b. And according to the third 3 is the hinge device 9 as a perforated tapered sheet metal section 9c is formed. These two joint devices however, only allow the ignition device to be bent slightly 1 by an angle a of up to approx. 15 degrees.
  • All three embodiments have in common that inside the Ignition device 1 in the area of the transition from the ignition coil element 2 there is a connecting element 13 for the contact element 3.
  • This connector 13 is equipped with its own joint device 9 'in FIG. 1 and only has sufficient clearance in FIGS. 2 and 3 inside the ignition device 1 to bend the ignition coil element 2 and the contact element 3 against each other.
  • the connecting element 13 is by means of an electrically insulating Sheathing 14 opposite the ignition coil element 2 and opposite the contact element 3 protected.
  • the ignition device 1 with a joint device 9 are natural combinations of these embodiments as well as a whole series other variants conceivable that fall under the scope of the patent claim 1 fall.

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Abstract

Bei einer Zündvorrichtung 1 für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zündspulenelement 2 und einem hülsenförmigen Kontaktelement 3 für eine Zündkerze 4 der Brennkraftmaschine wird vorgeschlagen, dass das Zündspulenelement 2 und das Kontaktelement 3 über eine Gelenkvorrichtung 9 miteinander verbunden sind. Vorschlagsgemäß wird erreicht, dass die Zündvorrichtung 1 um einen Winkel α abgeknickt werden kann und daher selbst bei engen Platzverhältnissen einfach und sicher auf der Zündkerze 4 einer Brennkraftmaschine montiert und/oder demontierbar ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zündspulenelement und einem hülsenförmigen Kontaktelement für eine Zündkerze der Brennkraftmaschine.
Derartige Zündvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Form bekannt. Dabei stellt sich jedoch insbesondere bei Zündvorrichtungen mit sehr langen Zündspulenelementen aufgrund des bei Kraftfahrzeugen mit mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen nur in geringem Maße zur Verfügung stehenden Bauraumes das Problem, dass deren Montage und Demontage schwierig ist und teilweise sogar den Abbau von umliegenden Kraftfahrzeugteilen erfordert.
Aus der Druckschrift DE 299 19 970 U1 ist eine Stabzündspule zum Bereitstellen einer Hochspannung für ein Zündmittel bekannt, wobei der Steckbereich dieser Stabzündspule mittels Schlitzen und/oder mittels eines Federringes auffederungsfähig gestaltet ist, um zum einen das Aufstecken der Stabzündspule auf die Zündkerze zu erleichtern und um zum anderen einen guten Sitz der Stabzündspule auf der Zündkerze zu bewirken. Damit kann die Montage und Demontage der Stabzündspule bei beengten Platzverhältnissen innerhalb des Motorraumes jedoch nicht wesentlich erleichtert werden.
Ferner ist aus der Druckschrift UK 364,378 eine einfach herstellbare Zündkerze für eine Brennkraftmaschine bekannt. Diese zweiteilige Zündkerze besteht aus einer isolierten Elektrode und aus einem metallischen Sockel, der ein nach unten weisendes Außengewinde, eine zentrale Elektrodenaufnahme und zwei nach oben weisende Seitenflanken aufweist. Zur Montage und Demontage der Zündkerze kann die Elektrode unter einem Winkel zur Achse des Sockels zwischen die beiden Seitenflanken eingeführt und wie ein Schraubwerkzeug zum Drehen des Sockels benutzt werden. Das bedeutet aber, dass zur Montage und Demontage einer solchen Zündkerze weitaus mehr Platz erforderlich ist als bei konventionellen Zündkerzen, die mittels ihres Außensechskants und eines daran angreifenden Steckschlüssels montierbar sind.
Darüber hinaus zeigt die Druckschrift CH 243 679 A eine Zündkerze, deren Gehäuse gewölbt ausgebildet ist, so dass zu deren Montage und Demontage ein Hülsenschlüssel angesetzt und in Bezug auf die Zündkerzenachse innerhalb eines begrenzten Winkelbereiches frei verschwenkt werden kann. Gegebenenfalls wird dieser Winkelbereich durch einen Vorsprung am Gehäuse der Zündkerze begrenzt.
Schließlich ist in der Druckschrift DE 37 27 459 A1 eine Zündeinheit für Verbrennungsmotoren beschrieben, die einen Zündkerzenstecker mit einem darin befindlichen elektrisch leitenden Kontaktelement und einem elektrisch leitenden Teil aufweist. Zwischen dem Kontaktelement und dem Teil des Zündkerzensteckers ist mittels eines Federelements eine gelenkartig bewegliche elektrisch leitende Verbindung geschaffen, um etwaige Toleranzen zwischen den einzelnen Elementen der Zündeinheit auszugleichen.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Zündvorrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine zu schaffen, die selbst bei engen Platzverhältnissen ein einfaches Montieren und Demontieren ermöglicht und dennoch störungsfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch eine Zündvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Indem das Zündspulenelement und das Kontaktelement über eine Gelenkvorrichtung miteinander verbunden sind, können diese beiden Elemente der Zündvorrichtung bei Bedarf zueinander abgewinkelt werden, so dass die länglich ausgebildete Zündvorrichtung beim Montieren und Demontieren auf der Zündkerze einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nur wenig Raum benötigt.
Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform ist die Gelenkvorrichtung aus einem mechanischen Gelenkabschnitt gebildet. Ein solcher mechanischer Gelenkabschnitt kann beispielsweise durch zwei einander gegenüberliegende Gelenkbohrungen an zwei unteren Laschen des Zündspulenelements und durch zwei einander gegenüberliegende Gelenkbolzen am oberen Ende des Kontaktelements dargestellt sein. Wichtig ist hierbei lediglich, dass trotz der Gelenkvorrichtung im Innern der Zündvorrichtung ein ringförmiger Hohlraum verbleibt, der für das innere Verbindungsteil einen ausreichenden Freigang ermöglicht.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkvorrichtung einfach aus einem gewellten Blechabschnitt gebildet. Eine solche Gelenkvorrichtung gewährleistet ein reversibles Abwinkeln der Zündvorrichtung und ist fertigungstechnisch gesehen einfach und kostengünstig herstellbar.
Und gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Gelenkvorrichtung aus einem perforierten Blechabschnitt gebildet. Auf diese Weise ist die Gelenkvorrichtung so weit flexibel, dass noch innerhalb gewisser Grenzen ein Abknicken der Zündvorrichtung möglich ist.
Erfindungsgemäß sind die vorstehend genannten Ausführungsformen der Gelenkvorrichtung aber auch miteinander kombinierbar.
Vorteilhaft ermöglicht die Gelenkvorrichtung zwischen dem Zündspulenelement und dem Kontaktelement ein Abknicken von einem Winkel bis zu 45 Grad, obwohl grundsätzlich auch größere Knickwinkel denkbar sind. Denn damit ist es einerseits möglich bei der Montage und Demontage, d.h. beim Aufstecken und Abziehen der Zündvorrichtung eine Berührung der angrenzenden Bauteile der Brennkraftmaschine zu vermeiden und kann andererseits eine wirksame Kraftübertragung vom Zündspulenelement auf das Kontaktelement erfolgen, ohne dass die Gelenkvorrichtung dabei zu stark beansprucht wird.
In einer besonderen Ausführung ist das Zündspulenelement als eine Stabzündspule ausgebildet und trägt das Zündspulenelement ein rechtwinklig zur Stabachse angeordnetes Steckerelement.
Weiterbildungsgemäß sind am Zündspulenelement und am Kontaktelement eine Anzahl von nach außen weisenden Führungselementen, wie zum Beispiel Rippen oder Noppen vorgesehen, welche insbesondere bei der Montage der Zündvorrichtung innerhalb eines Zündkerzenschachtes der Brennkraftmaschine die Handhabung vereinfachen.
Zweckmäßig befindet sich innerhalb des Zündspulenelements und des Kontaktelements ein inneres Verbindungsteil, das gelenkig bzw. biegsam ausgebildet und/oder zu dem umgebenden Zündspulenelement bzw. Kontaktelement einen ausreichenden Freigang aufweist. Somit ist sichergestellt, dass das Abknicken der Gelenkvorrichtung durch das innere Verbindungsteil mit der elektrischen Leitung nicht behindert wird.
Ist das innerhalb des Zündspulenelements bzw. des Kontaktelements eine isolierende Ummantelung vorgesehen, so kann zuverlässig vermieden werden, dass es aufgrund des Abknickens innerhalb der Zündvorrichtung zu unerwünschten Spannungsübergängen kommt.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Zündvorrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine in vereinfachter Darstellung;
Fig. 2
eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Zündvorrichtung; und
Fig. 3
eine dritte Ausführungsform der Zündvorrichtung.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zündvorrichtung 1 weist jeweils ein oberes langgestrecktes Zündspulenelement 2 und ein unteres hülsenförmiges Kontaktelement 3 zum Aufstecken auf eine Zündkerze 4 einer Brennkraftmaschine auf.
Das als eine Stabzündspule ausgebildete Zündspulenelement 2 dient zum Bereitstellen einer Hochspannung für die Zündkerze 4 und weist in seinem Innern eine nicht näher dargestellte Transformatoreinrichtung 5 mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einem magnetischen Kern auf. An das obere Ende des Zündspulenelements 2 schließt sich ein rechtwinklig angeformtes Steckerelement 6 an. Über dieses Steckerelement 6 ist mittels nicht dargestellter elektrischer Leitungen eine externe Spannung an dem Zündspulenelement 2 anlegbar.
Das Kontaktelement 3 dient zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Zündvorrichtung 1 mit der Zündkerze 4 einer Brennkraftmaschine. Dazu ist das Kontaktelement 3 mit seinen Konturen an das genormte freie Ende der Zündkerze 4 angepasst und weist vorzugsweise eine endständige Federeinrichtung 7 auf, die beispielsweise aus mehreren axial verlaufenden Schlitzen gebildet ist. .
Zur Erleichterung der Montage der Zündvorrichtung 1 weisen sowohl das Zündspulenelement 2 als auch das Kontaktelement 3 eine Anzahl von nach außen weisenden rippenförmigen Führungselementen 8 auf. Diese Führungselemente 8 korrespondieren mit nicht gezeigten Führungskonturen im Zündkerzenschacht der Brennkraftmaschine.
Die Verbindung des Zündspulenelements 2 und des Kontaktelements 3 ist gemäß der vorliegenden Erfindung mittels einer Gelenkvorrichtung 9 realisiert.
Diese Gelenkvorrichtung 9 ist entsprechend der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung als ein mechanischer Gelenkabschnitt 9a ausgebildet. Dazu weist das Zündspulenelement 2 an seinem unteren Ende zwei einander gegenüberliegende erste Laschen 10 mit daran angeordneten Gelenkbohrungen 11 auf und weist das Kontaktelement 3 an seinem oberen Ende zwei einander gegenüberliegende Gelenkbolzen 12 auf. Durch diese Gelenkvorrichtung 9 ist ein Abknicken der Zündvorrichtung 1 um einen Winkel α von bis zu ca. 45 Grad ohne weiteres möglich. Ein Abknicken der Zündvorrichtung 1 um größere Winkel α ist zwar prinzipiell denkbar, dabei können bei der Montage und Demontage aber ungünstige Belastungen auftreten.
Entsprechend der zweiten Ausführungsform aus Fig. 2 ist die Gelenkvorrichtung 9 als ein gewellter Blechabschnitt 9b ausgebildet. Und gemäß der dritten Ausführungsform aus Fig. 3 ist die Gelenkvorrichtung 9 als ein perforierter sich verjüngender Blechabschnitt 9c ausgebildet. Diese beiden Gelenkvorrichtungen erlauben allerdings nur ein geringfügiges Abwinkeln der Zündvorrichtung 1 um einen Winkel a von bis zu ca. 15 Grad.
Alle drei Ausführungsformen haben gemeinsam, dass sich im Innern der Zündvorrichtung 1 im Bereich des Übergangs vom Zündspulenelement 2 zum Kontaktelement 3 ein Verbindungselement 13 befindet. Dieses Verbindungselement 13 ist in Fig. 1 mit einer eigenen Gelenkvorrichtung 9' ausgestattet und weist in den Fig. 2 und 3 lediglich einen ausreichenden Freigang innerhalb der Zündvorrichtung 1 auf, um das Abknicken des Zündspulenelements 2 und des Kontaktelements 3 gegeneinander nicht zu behindern. Zudem ist das Verbindungselement 13 mittels einer elektrisch isolierenden Ummantelung 14 gegenüber dem Zündspulenelement 2 sowie gegenüber dem Kontaktelement 3 geschützt.
Abgesehen von den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten verschiedenen Ausführungsformen der Zündvorrichtung 1 mit einer Gelenkvorrichtung 9 sind natürlich auch Kombinationen dieser Ausführungsformen sowie eine ganze Reihe weiterer Varianten denkbar, die unter den Schutzbereich des Patentanspruchs 1 fallen.

Claims (9)

  1. Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zündspulenelement und einem hülsenförmigen Kontaktelement für eine Zündkerze der Brennkraftmaschine,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zündspulenelement (2) und das Kontaktelement (3) über eine Gelenkvorrichtung (9) miteinander verbunden sind.
  2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (9) aus einem mechanischen Gelenkabschnitt (9a) gebildet ist.
  3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (9) aus einem gewellten Blechabschnitt (9b) gebildet ist.
  4. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (9) aus einem perforierten Blechabschnitt (9c) gebildet ist.
  5. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (9) zwischen dem Zündspulenelement (2) und dem Kontaktelement (3) ein Abknicken von einem Winkel (α) bis zu 45 Grad ermöglicht.
  6. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündspulenelement (2) als eine Stabzündspule ausgebildet ist und ein rechtwinklig zur Stabachse angeordnetes Steckerelement (6) trägt.
  7. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Zündspulenelement (2) und/oder am Kontaktelement (3) eine Anzahl von nach außen weisenden Führungselementen (8) vorgesehen sind.
  8. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Zündspulenelements (2) und des Kontaktelements (3) befindliches Verbindungselement (13) gelenkig bzw. biegsam ausgebildet ist und/oder zu dem umgebenden Zündspulenelement (2) bzw. Kontaktelement (3) einen ausreichenden Freigang aufweist.
  9. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zündspulenelements (2) bzw. des Kontaktelements (3) eine isolierende Ummantelung (14) vorgesehen ist.
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