WO2011015427A2 - Zündspule, zündkerze sowie zündanordnung umfassend eine zündspule und -kerze - Google Patents

Zündspule, zündkerze sowie zündanordnung umfassend eine zündspule und -kerze Download PDF

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    • H01R13/2407—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means
    • H01R13/2421—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means using coil springs

Definitions

  • Ignition coil, spark plug and Zündanordnunq comprising an ignition coil and - candle
  • the present invention relates to an ignition coil, a spark plug, and an ignition assembly having an ignition coil and a spark plug.
  • Ignition coils, spark plugs as well as these existing Zündan extracten are known from the prior art in different configurations.
  • DE 10 2007 026 669 A1 shows an ignition coil with a high voltage terminal and a spring for electrically connecting the high voltage terminal with a spark plug, wherein the spring of a
  • Protective jacket is surrounded. A contact between the spring and one
  • the ignition coil according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that they provide a simple and secure contact
  • Spark plug allows and is particularly easy and inexpensive to produce. Furthermore, the ignition coil according to the invention ensures that only in a very small space, in particular in the radial direction of a spring of the ignition coil, in particular in the region of the contact with the spark plug, is necessary. In addition, a safe shielding of a
  • the reduced outer circumference of the contact portion can thereby be very well shielded in the radial direction relative to the mass-connected cylinder head.
  • the shielding is preferably carried out by means of a recess provided in a contact region of the spark plug, which has an annular peripheral wall portion, which receives and shields the circumference reduced contact portion of the spring in the assembled state of the ignition coil.
  • the outer diameter-reduced contact portion of the spring is tapered, in particular conically tapered, formed.
  • the tapered region additionally ensures a good fixation of the spring in the assembled state, so that e.g. when vibration occurs in the motor, reduced abrasion due to reduced movement of the tapered contact portion of the spring occurs.
  • the contact portion of the spring is conical, the contact portion has a substantially frusto-conical envelope surface, wherein the
  • the reduced-circumference contact portion of the spring is substantially cylindrical with a smaller outer diameter than an outer diameter the other sections of the spring formed. This also makes it possible to achieve an improved shielding of the contact section of the spring and furthermore a particularly secure seating of the contact section in a correspondingly formed recess of the spark plug.
  • the contact portion of the spring is preferably arranged in a block, i.e., adjacent turns on the contact portion of the spring contact each other.
  • the present invention relates to a spark plug having the features of claim 7, comprising a contact area for contact with a spring of an ignition coil.
  • the contact region of the spark plug has a recess which is surrounded by a closed, annular wall region. The recess serves to receive a contact portion of the spring
  • Ignition coil and the wall portion provides a shield of the contact portion of the spring in the radial direction.
  • An opening of the recess on the spark plug is preferably directed perpendicular to a central axis of the spring to allow a safe and easy reception of the spring in the recess.
  • a bore may be formed in a cylinder head for the spark plug having a smaller diameter.
  • the recess tapers toward a center axis of the spark plug to allow easy finding of a contact portion of the spring of the ignition coil.
  • the taper of the recess is
  • the recess is formed cylindrical at the contact region of the spark plug, so that the recess can also be easily and inexpensively manufactured.
  • the contact section is designed as a spherical segment or as a parabolic section.
  • the recess has a depth which is equal to or greater than a diameter of a spring wire of the spring of the ignition coil. This ensures that at least one complete turn of the spring end is arranged in the recess of the spark plug.
  • the depth of the recess is chosen such that at least two complete turns of the spring can be accommodated.
  • the wall region surrounding the recess has a minimum thickness, which corresponds to a wire diameter of the spring.
  • the recess has a circular bottom portion. In this way, the last turn of the spring can rest safely on the bottom portion of the recess. In this case, a transition from the bottom area to the wall area of the recess is also preferred
  • the rounding is chosen with a radius which corresponds to a radius of the wire of the spring of the ignition coil.
  • the radius is preferably between 0.3 to 0.5 mm, particularly preferably 0.4 mm. More preferably, the depth of the recess is smaller than a radius of the bottom portion. This can ensure that the
  • the present invention relates to a Zündan onion comprising a spark plug according to the invention and / or an ignition coil according to the invention.
  • the spark plug has a contact region with a recess which is surrounded by an annularly closed wall region.
  • the ignition coil comprises a spring with a contact portion, which is arranged in the recess of the spark plug.
  • the ignition arrangement according to the invention has no space in the radial direction of the spark plug increased space, but can preferably be made even smaller. As a result, in particular tightened space requirements can be met in modern engines and correspondingly necessary
  • the ignition arrangement according to the invention is preferably constructed such that a shape of the recess of the spark plug is formed complementary to an envelope surface of the contact portion of the spring of the ignition coil. This corresponds to the shape of the recess and the shape of the contact portion of the spring, so that the two contact areas of the spark plug and the
  • Ignition coil are designed to match each other. This simplifies not only a mounting but also the contact between the two components.
  • the envelope surfaces of the recess and the contact portion are not complementary to each other, e.g. the contact portion is cylindrical and the
  • a depth of the recess in the axial direction is at least equal to or greater than a wire diameter of the spring of the ignition coil.
  • the depth of the recess is two to three times greater than the wire diameter of the spring.
  • a thickness of the wall portion is equal to or greater than the wire diameter of the spring.
  • the depth of the recess in the axial direction is preferably between 1, 2 mm to 1, 6 mm, more preferably 1, 5 mm.
  • the diameter of the spring wire is preferably between 0.5 to 0.8 mm and is particularly preferably 0.6 mm.
  • the contact portion of the spring contacted only the wall portion of the spark plug.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an ignition arrangement according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an enlargement of a contacting region between an ignition coil and a spark plug of the ignition arrangement of FIG. 1,
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a contacting region between an ignition coil and a spark plug according to a second embodiment of the invention.
  • Ignition assembly 1 with an ignition coil 2 and a spark plug 3 according to a first embodiment of the invention described.
  • the ignition coil 2 comprises a coil housing 5, in which a primary coil 6 and a secondary coil 7 cooperate in such a way that a high voltage for the spark plug 3 is generated from a low DC voltage of a battery 4.
  • the primary coil 6 is over a
  • High voltage terminal 9 with the spark plug 3 electrically connected The spark plug 3 is in a shaft 10 of a cylinder head 11 a
  • a center axis of the spark plug and the ignition coil is designated by the reference numeral 12.
  • the ignition coil 2 further comprises, as a contact element, a spring 15, which is surrounded by an insulating protective sleeve 16.
  • the insulating protective case surrounds both the high voltage terminal 9 and a Contact region 30 of the spark plug 3.
  • the contact region 30 is the region of the spark plug 3, which is directed in the direction of the longitudinal axis 12 to the ignition coil 3.
  • the contact region 30 of the spark plug has a recess 31 which is located at the outermost end of the spark plug
  • the recess 31 has a
  • the wall region 32 starting from the opening of the recess 31 in the direction of the bottom region 33, is tapered. More specifically, the recess 31 tapers conically, wherein an opening angle ⁇ of the taper is 50 °. Further, a radially outwardly directed support shoulder 34 is formed at the contact portion 30 of the spark plug, which support for the
  • Protective cover 16 forms, as shown in Figure 2 can be seen. As further seen in Figures 1 and 2, the spring 15 has three
  • Main sections namely a first block section 15.1, a
  • the block section 15.1 is a lot longer than the spring section 15.2 and the
  • the tapered contact portion 15.3 comprises exactly three turns of the spring 15.
  • the contact portion 15.3 thus forms an im
  • An opening angle of the taper of the contact portion 15.3 corresponds to the opening angle ⁇ of the wall portion 32 of the recess 31 on the spark plug.
  • the last turn of the contact portion 15.3 of the spring can touch the bottom portion 33, the
  • contact portion is located securely on the peripheral wall portion 32 of the recess 31. In this case, a single contact point between contact portion and wall area is sufficient.
  • the second and third turns of the contact section 15.3 touch the wall region 32. In this way, a particularly good contact between the contact section 15.3 and the contact region 30 of the spark plug is achieved.
  • Wall portion 32 a circumferential shield ready for the spring end, so that an excellent shield against electrical
  • Length of the contact portion 30 of the spark plug can be reduced in the axial direction, so that this results in a reduction of space in the axial direction. Furthermore, material savings result at the contact region 30 of the spark plug. This leads to a further cost reduction of the spark plug.
  • this area can be used for an extended insulator area.
  • the cone-shaped recess 31 ensures easier finding of the contact portion 15.3 during assembly and also allows improved fixation of the contact portion 15.3 in the recess 31 in vibrations of the internal combustion engine. This results in a reduced abrasion and thus a prolonged service life of the contact between the ignition coil and
  • spark plug The contacting solution according to the invention between spark plug and ignition coil thus provides a significant improvement which can be realized in a simple and cost-effective manner. Furthermore, by providing the support shoulder 34, a simple fixing of the protective cover 16 to the spark plug 3 can be made possible.
  • Figure 3 shows in detail the contact region 30 of the spark plug 3, wherein a depth T of the recess 31 has approximately three times a wire diameter D ( Figure 2).
  • the depth is 1, 5 mm, wherein the contact region 30 in the axial direction has a total thickness A of 2.8 mm.
  • a maximum outer diameter B on the support shoulder 34 is 7.7 mm
  • a Outer diameter C of the wall portion 32 is 6.4 mm and a
  • Diameter E at the opening of the recess 31 is 5 mm. Further, a transition between the inner wall surface of the wall portion 32 and the bottom portion 33 is provided with a radius R, wherein the wall portion 32 at the opening of the recess 31 also has rounded portions, so that in particular the contact portion 15.3 of the spring can be easily inserted and the Protective cover 16 simply over the wall area 32
  • Contact section 15.3 of the spring 15 is formed such that the turns of the spring of the contact portion 15.3 form a cylindrical envelope surface.
  • Contact section 15.3 thus has a cylindrical envelope surface with a
  • Diameter D1 which is smaller than a diameter D2 of the remaining portions of the spring 15.
  • a diameter of the recess 31 is selected such that the contact portion 15.3 relatively firm and secure in the
  • Recess 31 sits.
  • the wall portion 32 in turn provides a shield of the spring end, without requiring additional space would be necessary.
  • the recess 31 of the second embodiment can be made particularly simple and inexpensive. By rounding off the edges of the
  • Wall area 32 which are directed in the direction of the ignition coil, also some help in a centering during assembly can be achieved.
  • the turns of the contact portion 15.3 of the spring are also provided again on block, so that a particularly good contact is achieved. Otherwise, this embodiment corresponds to the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündspule mit einem Hochspannungsanschluss (9) und einer Feder (15) zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses (9) mit einer Zündkerze (3), wobei ein zur Zündkerze (3) gerichteter Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) einen, im Vergleich zu einem Außenumfang weiterer Abschnitte (15.1, 15.2) der Feder (15) reduzierten Außenumfang aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Zündkerze, umfassend einen Kontaktbereich (30) für eine Kontaktierung mit einer Feder (15) einer Zündspule (3), wobei der Kontaktbereich (30) eine von einem geschlossenen, ringförmigen Wandbereich (32) umgebene Ausnehmung (31 ) zur Aufnahme des Kontaktabschnitts (15.3) der Feder der Zündspule aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Zündanordnung mit einer erfindungsgemäßen Zündkerze und/oder Zündspule.

Description

Beschreibung
Titel
Zündspule, Zündkerze sowie Zündanordnunq umfassend eine Zündspule und - kerze
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule, eine Zündkerze sowie eine Zündanordnung mit einer Zündspule und einer Zündkerze.
Zündspulen, Zündkerzen sowie aus diesen bestehende Zündanordnungen, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 10 2007 026 669 A1 eine Zündspule mit einem Hochspannungsanschluss und einer Feder zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses mit einer Zündkerze, bei der die Feder von einem
Schutzmantel umgeben ist. Ein Kontakt zwischen der Feder und einem
Kontaktbereich der Zündkerze ist daher derart ausgebildet, dass die Feder einen sich konisch erweiternden Kontaktabschnitt aufweist, welcher über einen Kontaktbereich der Zündkerze gestülpt ist. Derartige Zündkerzen haben sich grundsätzlich bewährt, allerdings werden die Bauräume moderner Motoren immer enger. Eine Möglichkeit wäre daher, einen Durchmesser eines
Kerzenschachts zu reduzieren. Allerdings führt das scharfkantige Federende nachteiligerweise zu einer Feldstärkeerhöhung zwischen dem Federende und dem Kerzenschacht. Hierdurch könnte es aufgrund höherer
Spannungsanforderungen an dieser Stelle zu elektrischen Ausfällen kommen, was jedoch unbedingt vermieden werden muss. Es wäre daher wünschenswert, eine verbesserte Verbindung zwischen einer Zündkerze und einer Zündspule mit insbesondere reduziertem Bauraum zu haben. Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündspule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass sie eine einfache und sichere Kontaktierung einer
Zündkerze ermöglicht und dabei besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner stellt die erfindungsgemäße Zündspule sicher, dass insbesondere im Bereich der Kontaktierung mit der Zündkerze nur ein sehr kleiner Bauraum, insbesondere in radialer Richtung einer Feder der Zündspule, notwendig ist. Darüber hinaus kann eine sichere Abschirmung eines
Kontaktabschnitts am Ende der Feder der Zündspule ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Zündspule einen zur Zündkerze gerichteten Kontaktabschnitt der Feder aufweist, welcher einen reduzierten
Außenumfang im Vergleich zu einem restlichen Außenumfang der Feder aufweist. Der reduzierte Außenumfang des Kontaktabschnitts kann dadurch sehr gut in radialer Richtung gegenüber dem mit Masse verbundenen Zylinderkopf abgeschirmt werden. Die Abschirmung erfolgt vorzugsweise mittels einer in einem Kontaktbereich der Zündkerze vorgesehenen Ausnehmung, die einen ringförmig umlaufenden Wandbereich aufweist, welcher im montierten Zustand der Zündspule den umfangsreduzierten Kontaktabschnitt der Feder aufnimmt und abschirmt. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise ist der außendurchmesser-reduzierte Kontaktabschnitt der Feder sich verjüngend, insbesondere sich konisch verjüngend, ausgebildet. Hierdurch wird eine zusätzliche Zentrierwirkung während einer Montage der Zündspule an einer Zündkerze durch den sich verjüngenden Kontaktabschnitt der Feder erreicht. Weiter sorgt der sich verjüngende Bereich zusätzlich für eine gute Fixierung der Feder im montierten Zustand, so dass z.B. beim Auftreten von Vibrationen im Motor ein verringerter Abrieb durch eine reduzierte Bewegung des sich verjüngenden Kontaktabschnitts der Feder auftritt. Wenn der
Kontaktabschnitt der Feder konisch ausgebildet ist, weist der Kontaktabschnitt eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Hüllfläche auf, wobei die
kegelstumpfförmige Hüllfläche vorzugweise in einem Öffnungswinkel zwischen 40° und 60°, besonders bevorzugt 50°, gebildet ist. Alternativ ist der umfangsreduzierte Kontaktabschnitt der Feder im Wesentlichen zylindrisch mit einem kleineren Außendurchmesser als ein Außendurchmesser der weiteren Abschnitte der Feder gebildet. Auch hierdurch kann eine verbesserte Abschirmung des Kontaktabschnitts der Feder erreicht werden und ferner ein besonders sicherer Sitz des Kontaktabschnitts in einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung der Zündkerze erhalten werden.
Um möglichst wenig Bewegungsspielraum im Kontaktabschnitt der Feder aufzuweisen, ist der Kontaktabschnitt der Feder vorzugsweise auf Block angeordnet, d.h., benachbarte Windungen am Kontaktabschnitt der Feder berühren sich.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 7, umfassend einen Kontaktbereich für einen Kontakt mit einer Feder einer Zündspule. Der Kontaktbereich der Zündkerze weist eine Ausnehmung auf, welche von einem geschlossenen, ringförmigen Wandbereich umgeben ist. Die Ausnehmung dient zur Aufnahme eines Kontaktabschnitts der Feder der
Zündspule und der Wandbereich stellt eine Abschirmung des Kontaktabschnitts der Feder in Radialrichtung bereit. Eine Öffnung der Ausnehmung an der Zündkerze ist vorzugsweise senkrecht zu einer Mittelachse der Feder gerichtet, um eine sichere und einfache Aufnahme der Feder in der Ausnehmung zu ermöglichen. Somit kann erfindungsgemäß durch das Vorsehen der
Ausnehmung eine sehr kostengünstige und sichere Abschirmung des
Federendes erreicht werden, so dass keine unerwünschten elektrischen
Feldstärke-Überhöhungen am Ende der Feder auftreten. Dabei kann
insbesondere Bauraum in radialer Richtung der Zündkerze eingespart werden, so dass z.B. eine Bohrung in einem Zylinderkopf für die Zündkerze mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet sein kann.
Vorzugsweise verjüngt sich die Ausnehmung in Richtung zu einer Mittelachse der Zündkerze hin, um ein einfaches Finden eines Kontaktabschnitts der Feder der Zündspule zu ermöglichen. Die Verjüngung der Ausnehmung ist
vorzugsweise konisch, insbesondere in einem Öffnungswinkel von 40° bis 60° und besonders bevorzugt in einem Öffnungswinkel von 50°. Alternativ ist die Ausnehmung am Kontaktbereich der Zündkerze zylindrisch ausgebildet, so dass die Ausnehmung ebenfalls einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Gemäß einer weiteren Alternative ist der Kontaktabschnitt als Kugelsegment oder als Parabelabschnitt ausgebildet. Weiter bevorzugt weist die Ausnehmung eine Tiefe auf, welche gleich oder größer ist als ein Durchmesser eines Federdrahts der Feder der Zündspule. Dadurch wird sichergestellt, dass zumindest eine komplette Windung des Federendes in der Ausnehmung der Zündkerze angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Tiefe der Ausnehmung jedoch derart gewählt, dass mindestens zwei vollständige Windungen der Feder aufnehmbar sind. Weiter bevorzugt weist der die Ausnehmung umgebende Wandbereich eine minimale Dicke auf, welche einem Drahtdurchmesser der Feder entspricht.
Um eine besonders sichere Kontaktierung zwischen der Feder der Zündspule und der Zündkerze zu ermöglichen, weist die Ausnehmung einen kreisförmigen Bodenbereich auf. Hierdurch kann die letzte Windung der Feder sicher am Bodenbereich der Ausnehmung aufliegen. Weiter bevorzugt ist dabei ein Übergang vom Bodenbereich zum Wandbereich der Ausnehmung mit einer
Abrundung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Abrundung mit einem Radius gewählt, welcher einem Radius des Drahtes der Feder der Zündspule entspricht. Der Radius ist vorzugsweise zwischen 0,3 bis 0,5 mm, besonders bevorzugt 0,4 mm. Weiter bevorzugt ist die Tiefe der Ausnehmung kleiner als ein Radius des Bodenbereichs. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der
Kontaktbereich der Zündkerze in Axialrichtung nicht zu lang wird. Alternativ könnte der Übergang zwischen Bodenbereich und Wandbereich auch scharfkantig sein. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Zündkerze und/oder eine erfindungsgemäße Zündspule. Die Zündkerze weist einen Kontaktbereich mit einer Ausnehmung auf, welche von einem ringförmig geschlossenen Wandbereich umgeben ist. Die Zündspule umfasst eine Feder mit einem Kontaktabschnitt, welcher in der Ausnehmung der Zündkerze angeordnet ist. Dadurch weist die erfindungsgemäße Zündanordnung eine hervorragende Kontaktierung zwischen dem Federende und der Zündkerze auf, und ferner ist der Kontaktabschnitt der Feder sicher in der Ausnehmung aufgenommen. Eine Kontaktierung zwischen dem Federende und der Zündkerze kann dabei sowohl über einen Bodenbereich der Ausnehmung als auch den umgebenden Wandbereich erfolgen. Hierdurch wird eine verbesserte
Kontaktierung erreicht und andererseits stellt der das Federende umgebende Wandbereich der Zündkerze eine Abschirmung sicher. Dabei weist die erfindungsgemäße Zündanordnung keinen in Radialrichtung der Zündkerze vergrößerten Bauraum auf, sondern kann bevorzugt noch kleiner ausgestaltet werden. Hierdurch können insbesondere verschärfte Bauraumanforderungen bei modernen Motoren eingehalten werden und entsprechend notwendige
Bohrungen in einem Zylinderkopf für die Zündkerze und Zündspule verkleinert werden.
Die erfindungsgemäße Zündanordnung ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass eine Form der Ausnehmung der Zündkerze komplementär zu einer Hüllfläche des Kontaktabschnitts der Feder der Zündspule ausgebildet ist. Hierdurch entsprechen sich die Form der Ausnehmung und die Form des Kontaktabschnitts der Feder, so dass die beiden Kontaktbereiche der Zündkerze und der
Zündspule zueinander passend ausgestaltet sind. Dies vereinfacht neben einer Montage auch die Kontaktierung zwischen den beiden Bauteilen. Alternativ sind die Hüllflächen der Ausnehmung und des Kontaktabschnitts nicht komplementär zueinander vorgesehen, z.B. der Kontaktabschnitt zylindrisch und die
Ausnehmung konisch. Vorzugsweise ist eine Tiefe der Ausnehmung in Axialrichtung mindestens gleich groß oder größer als ein Drahtdurchmesser der Feder der Zündspule. Bevorzugt ist die Tiefe der Ausnehmung zwei bis drei Mal größer als der Drahtdurchmesser der Feder. Weiter bevorzugt ist eine Dicke des Wandbereichs gleich oder größer dem Drahtdurchmesser der Feder. Die Tiefe der Ausnehmung in Axialrichtung beträgt vorzugsweise zwischen 1 ,2 mm bis 1 ,6 mm, besonders bevorzugt 1 ,5 mm. Der Durchmesser des Federdrahts liegt vorzugsweise zwischen 0,5 bis 0,8 mm und beträgt besonders bevorzugt 0,6 mm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kontaktiert der Kontaktabschnitt der Feder ausschließlich den Wandbereich der Zündkerze.
Hierdurch kann ein minimaler Abrieb sichergestellt werden und es wird eine Kontaktierung an lediglich einer Stelle möglich.
Zeichnung Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Zündanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine Vergrößerung eines Kontaktierungsbereichs zwischen einer Zündspule und einer Zündkerze der Zündanordnung von Figur 1 ,
Figur 3 eine Vergrößerung eines Kontaktbereichs der Zündkerze, und
Figur 4 eine schematische Schnittansicht eines Kontaktierungsbereichs zwischen einer Zündspule und einer Zündkerze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine
Zündanordnung 1 mit einer Zündspule 2 und einer Zündkerze 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündspule 2 ein Spulengehäuse 5, in dem eine Primärspule 6 und eine Sekundärspule 7 derart zusammenwirken, dass aus einer niedrigen Gleichspannung einer Batterie 4 eine Hochspannung für die Zündkerze 3 erzeugt wird. Die Primärspule 6 ist über einen
Niederspannungsanschluss 8 mit der Batterie 4 und über einen
Hochspannungsanschluss 9 mit der Zündkerze 3 elektrisch verbindbar. Die Zündkerze 3 ist in einem Schacht 10 eines Zylinderkopfes 11 einer
Brennkraftmaschine angeordnet. Eine Mittelachse der Zündkerze und der Zündspule ist mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet.
Die Zündspule 2 umfasst ferner als Kontaktelement eine Feder 15, welche von einer isolierenden Schutzhülle 16 umgeben ist. Die isolierende Schutzhülle umgibt dabei sowohl den Hochspannungsanschluss 9 als auch einen Kontaktbereich 30 der Zündkerze 3. Der Kontaktbereich 30 ist der Bereich der Zündkerze 3, welcher in Richtung der Längsachse 12 zur Zündspule 3 gerichtet ist. Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, weist der Kontaktbereich 30 der Zündkerze eine Ausnehmung 31 auf, welche am äußersten Ende des
Kontaktbereichs 30 angeordnet ist. Die Ausnehmung 31 weist einen
Bodenbereich 33 und einen den Bodenbereich 33 ringförmig vollständig umgebenden Wandbereich 32 auf. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist der Wandbereich 32, ausgehend von der Öffnung der Ausnehmung 31 in Richtung zum Bodenbereich 33, sich verjüngend ausgebildet. Genauer verjüngt sich die Ausnehmung 31 konisch, wobei ein Öffnungswinkel α der Verjüngung 50° beträgt. Ferner ist am Kontaktbereich 30 der Zündkerze eine radial nach außen gerichtete Stützschulter 34 ausgebildet, welche eine Abstützung für die
Schutzhülle 16 bildet, wie aus Figur 2 ersichtlich. Wie weiter aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, weist die Feder 15 drei
Hauptabschnitte auf, nämlich einen ersten Blockabschnitt 15.1 , einen
Federabschnitt 15.2 und einen Kontaktabschnitt 15.3. Der Blockabschnitt 15.1 ist dabei um ein Vielfaches länger als der Federabschnitt 15.2 und der
Kontaktabschnitt 15.3 zusammen. Alternativ kann auf den Blockabschnitt 15.1 verzichtet werden und der Abschnitt stattdessen vollständig als Federabschnitt ausgebildet sein. Hierbei kann sich auch eine Steigung des Federabschnitts über die Länge ändern. Der Kontaktabschnitt 15.3, ist, wie aus Figur 2 ersichtlich, in Richtung seines Endes ebenfalls sich verjüngend ausgebildet. In diesem
Ausführungsbeispiel umfasst der sich verjüngende Kontaktabschnitt 15.3 genau drei Windungen der Feder 15. Der Kontaktabschnitt 15.3 bildet somit ein im
Wesentlichen kegelstumpfförmiges Ende der Feder, welches für eine
Kontaktierung mit der Zündkerze 3 ausgebildet ist. Ein Öffnungswinkel der Verjüngung des Kontaktabschnitts 15.3 entspricht dabei dem Öffnungswinkel α des Wandbereichs 32 der Ausnehmung 31 an der Zündkerze. Die letzte Windung des Kontaktabschnitts 15.3 der Feder kann den Bodenbereich 33 berühren, der
Kontaktabschnitt liegt jedoch sicher am umlaufenden Wandbereich 32 der Ausnehmung 31 auf. Hierbei genügt eine einzige Kontaktstelle zwischen Kontaktabschnitt und Wandbereich. Im Ausführungsbeispiel berühren die zweite und dritte Windung des Kontaktabschnitts 15.3 den Wandbereich 32. Hierdurch wird eine besonders gute Kontaktierung zwischen dem Kontaktabschnitt 15.3 und dem Kontaktbereich 30 der Zündkerze erreicht. Weiter sind die Windungen des Kontaktabschnitts 15.3 auf Block, d.h., einander berührend, ausgebildet, was eine verbesserte Kontaktierung bereitstellt und zu einer gewissen Erhöhung der Stabilität des Kontaktabschnitts 15.3 der Feder führt. Ferner stellt der
Wandbereich 32 eine umlaufende Abschirmung für das Federende bereit, so dass eine hervorragende Abschirmung gegenüber elektrischen
Feldstärkeüberhöhungen im Bereich des scharfkantigen Endes der Feder vorhanden ist. Dabei ist ein Außenumfang des Kontaktbereichs 30 nicht größer als bei herkömmlichen Zündkerzen, sondern kann im Gegenteil kleiner ausgebildet werden. Hierdurch kann Bauraum für die Abschirmung des
Federendes eingespart werden und somit der Schacht 10 einen reduzierten
Durchmesser aufweisen.
Erfindungsgemäß stellt somit die Zündkerze, genauer der Wandbereich 32, am Kontaktbereich 30 der Zündkerze die Abschirmung für das Federende bereit, so dass keine weiteren zusätzlichen Bauteile notwendig sind. Femer kann eine
Länge des Kontaktbereichs 30 der Zündkerze in axialer Richtung reduziert werden, so dass sich hierdurch auch eine Bauraumreduzierung in axialer Richtung ergibt. Ferner ergeben sich Materialeinsparungen am Kontaktbereich 30 der Zündkerze. Dies führt zu einer weiteren Kostenreduktion der Zündkerze. Alternativ kann dieser Bereich für einen verlängerten Isolatorbereich genutzt werden. Ferner stellt die konusförmige Ausnehmung 31 ein leichteres Finden des Kontaktabschnitts 15.3 bei der Montage sicher und ermöglicht zusätzlich eine verbesserte Fixierung des Kontaktabschnitts 15.3 in der Ausnehmung 31 bei Vibrationen der Brennkraftmaschine. Hieraus resultiert ein reduzierter Abrieb und somit eine verlängerte Lebensdauer der Kontaktierung zwischen Zündspule und
Zündkerze. Die erfindungsgemäße Kontaktierungslösung zwischen Zündkerze und Zündspule stellt somit eine signifikante Verbesserung bereit, die auf einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist. Ferner kann durch das Vorsehen der Stützschulter 34 auch eine einfache Fixierung der Schutzhülle 16 an der Zündkerze 3 ermöglicht werden.
Figur 3 zeigt im Detail den Kontaktbereich 30 der Zündkerze 3, wobei eine Tiefe T der Ausnehmung 31 ungefähr das dreifache eines Drahtdurchmessers D (Figur 2) aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe 1 ,5 mm, wobei der Kontaktbereich 30 in axialer Richtung eine Gesamtdicke A von 2,8 mm aufweist.
Ein maximaler Außendurchmesser B an der Stützschulter 34 beträgt 7,7 mm, ein Außendurchmesser C des Wandbereichs 32 beträgt 6,4 mm und ein
Durchmesser E an der Öffnung der Ausnehmung 31 beträgt 5 mm. Ferner ist ein Übergang zwischen der inneren Wandfläche des Wandbereichs 32 und dem Bodenbereich 33 mit einem Radius R vorgesehen, wobei der Wandbereich 32 an der Öffnung der Ausnehmung 31 ebenfalls Abrundungen aufweist, so dass insbesondere der Kontaktabschnitt 15.3 der Feder einfach eingeführt werden kann und auch die Schutzhülle 16 einfach über den Wandbereich 32
übergestülpt werden kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, entspricht das zweite Ausführungsbeispiel im
Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel die Ausnehmung 31 nicht konisch, sondern zylindrisch ausgebildet ist. Entsprechend ist auch der
Kontaktabschnitt 15.3 der Feder 15 derart ausgebildet, dass die Windungen der Feder des Kontaktabschnitts 15.3 eine zylindrische Hüllfläche bilden. Der
Kontaktabschnitt 15.3 weist somit eine zylindrische Hüllfläche mit einem
Durchmesser D1 auf, welcher kleiner ist als ein Durchmesser D2 der restlichen Abschnitte der Feder 15. Ein Durchmesser der Ausnehmung 31 ist dabei derart gewählt, dass der Kontaktabschnitt 15.3 relativ fest und sicher in der
Ausnehmung 31 sitzt. Der Wandbereich 32 stellt wiederum eine Abschirmung des Federendes bereit, ohne dass hierzu zusätzlicher Bauraum notwendig wäre. Die Ausnehmung 31 des zweiten Ausführungsbeispiels kann besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Durch Abrundung der Kanten des
Wandbereichs 32, welche in Richtung der Zündspule gerichtet sind, kann ebenfalls eine gewisse Hilfe bei einer Zentrierung während der Montage erreicht werden. Die Windungen des Kontaktabschnitts 15.3 der Feder sind ebenfalls wieder auf Block vorgesehen, so dass eine besonders gute Kontaktierung erreicht wird. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem
vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene
Beschreibung verwiesen werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Zündspule mit einem Hochspannungsanschluss (9) und einer Feder (15) zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses (9) mit einer Zündkerze (3), wobei ein zur Zündkerze (3) gerichteter Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) einen, im Vergleich zu einem Außenumfang weiterer
Abschnitte (15.1 , 15.2) der Feder (15), reduzierten Außenumfang aufweist.
2. Zündspule nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Kontaktabschnitt (15.3) der Feder sich in Richtung des Endes der Feder verjüngend ausgebildet ist.
3. Zündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der
Kontaktabschnitt (15.3) der Feder konisch verjüngt, bevorzugt in einem Öffnungswinkel (α) zwischen 40° und 60° und besonders bevorzugt in einem Öffnungswinkel (α) von 50°.
4. Zündspule nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) im Wesentlichen zylindrisch mit einem Außendurchmesser (D1 ) ist, welcher kleiner ist, als ein
Außendurchmesser (D2) von weiteren Abschnitten (15.1 , 15.2) der Feder
(15).
5. Zündspule nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) auf Block angeordnet ist.
6. Zündspule nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) genau zwei Windungen oder genau drei Windungen umfasst.
7. Zündkerze, umfassend einen Kontaktbereich (30) für eine Kontaktierung mit einer Feder (15) einer Zündspule (3), wobei der Kontaktbereich (30) eine von einem geschlossenen, ringförmigen Wandbereich (32) umgebene Ausnehmung (31) zur Aufnahme eines Kontaktabschnitts (15.3) der Feder der Zündspule aufweist.
8. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ausnehmung (31) sich in Richtung auf eine Mittelachse (12) der Zündkerze verjüngt.
9. Zündkerze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Ausnehmung (31) konisch verjüngt, bevorzugt in einem Öffnungswinkel (α) zwischen 40° und 60° und besonders bevorzugt in einem Öffnungswinkel (α) von 50°.
10. Zündkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ausnehmung (31 ) zylindrisch ausgebildet ist.
11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (31 ) eine Tiefe (T) aufweist, welche gleich oder größer ist als ein Durchmesser (D) des Federdrahts der Feder (15) der Zündspule.
12. Zündkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (31) einen kreisförmigen Bodenbereich (33) aufweist und/oder dass die Ausnehmung (31) konzentrisch zu einer Mittelachse (12) der Zündkerze ist.
13. Zündkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandbereich (32) eine Mindestdicke aufweist, welche gleich oder größer als ein Durchmesser (D) des Federdrahts der Feder (15) der Zündspule ist.
14. Zündanordnung, umfassend eine Zündspule (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder eine Zündkerze (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Zündkerze (3) einen Kontaktbereich (30) für einen Kontakt mit der Zündspule (2) aufweist, wobei der Kontaktbereich (30) eine
Ausnehmung (31) mit einem ringförmig geschlossenen Wandbereich (32) aufweist und einen Kontaktabschnitt (15.3) einer Feder (15) der Zündspule (2) in der Ausnehmung (31) angeordnet ist.
15. Zündanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form der Ausnehmung (31) komplementär zu einer Hüllfläche des Kontaktabschnitts (15.3) der Feder der Zündspule (2) ist.
16. Zündanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (T) der Ausnehmung (31 ) der Zündkerze (3) gleich oder größer ist als ein Durchmesser (D) des Federdrahts der Feder (15), vorzugsweise zwei Mal oder drei Mal größer als der Durchmesser (D) des Federdrahts, ist.
17. Zündanordnung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (15.3) der Feder (15) der Zündspule ausschließlich den Wandbereich (32) der Ausnehmung (31) kontaktiert.
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