Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches, insbesondere eines Kraft- stoff-Luftgemisches, mit einer Zündanlage zur Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung und mit einer in einem Motorblock angeordneten Zündkerze und einem Übertragungselement zur Übertragung der Zündspannung an die Zündkerze.

Die Erfindung betrifft auch ein Übertragungselement zur Übertragung eines Zündsignals von einer Zünd anlage zu einer Zündkerze, aufweisend ein Kontaktelement.

Ferner betrifft die Erfindung eine Zündeinrichtung zur Erzeugung eines Zündsignals. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Schaltungseinrichtung.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Zündung eines Kraftstoffgemisches, insbesondere eines Kraftstoff-Luftgemisches in vielfältigen Ausführungen bekannt. Es gilt den Verbrennungsprozess im Verbrennungsraum des Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung durch Zündkerzen, auch als Ottomotor bekannt, weiter zu verbessern.

Üblicherweise wird das in den Verbrennungsraum bzw. einen Zylinder eingebrachte Kraftstoff- Luftgemisch durch einen sich in dem Verbrennungsraum bewegenden Kolben verdichtet. Kurz vor dem Erreichen eines oberen Totpunktes entzündet dann ein Funke einer Zündkerze das Kraftstoff- Luftgemisch.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass eine Zündanlage bzw. eine Zündspule die Batterie spannung eines Fahrzeugs auf die gewünschte Zündspannung transformiert, um ein Zündsignal bzw. ei ne Zündspannung, insbesondere eine Hochvolt-Zündspannung, bereitzustellen. Über ein Übertragungs element, welches hierzu ein geeignetes Kontaktelement aufweisen kann, wird die Zündspannung dann an die Zündkerze angelegt bzw. das Zündsignal an die Zündkerze übertragen. Das Kontaktelement ist üblicherweise als Zündleitung, insbesondere als Hochvoltleiter, ausgebildet.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind unterschiedlich aufgebaute Zündkerzen bekannt. Zumeist liegt die Zündspannung über einen Anschlussbolzen, der nach außen beispielsweise über einen Kerze nisolator isoliert ist an, um die Zündspannung auf einer sogenannten Mittelelektrode bereitzustellen. Von der Mittelelektrode springt dann der Zündfunke zu einer Masseelektrode über und überwindet dabei die Funkenstrecke bzw. den Abstand zwischen den beiden Elektroden. Die Masseelektrode ist in der Regel elektrisch leitend, zumeist über ein Gewinde, mit dem Motorblock bzw. dem Zylinderkopf verbunden. Das Kontaktelement, beispielsweise der Hochvoltleiter, welcher die Hochvolt-Zündspannung von der Zündanlage zu der Zündkerze überträgt, ist zumeist von einem Isolationselement geführt, welches den Hochvoltleiter außenseitig umfasst bzw. umgibt.

Aus dem Stand der Technik ist es zur Zündung eines Kraftstoff-Luftgemisches auch bekannt, eine Hoch frequenz-Plasmazündvorrichtung als Alternative zur Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung einzuset zen.

Hierzu wird beispielsweise auf die DE 20 2012 004 602 U1 verwiesen, welche eine Hochfrequenz- Plasmazündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere zum Zünden eines Kraftstoff- Luftgemisches in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Serienschwing kreises beschreibt.

Die Automobilindustrie sowie deren Zulieferer und Forschungsinstitute arbeiten intensiv daran, den Ver brennungsprozess, insbesondere in einem Ottomotor, weiter zu verbessern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoff gemisches mit einer Zündanlage zur Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung und einer in einem Mo torblock angeordneten Zündkerze weiter zu verbessern, um den Verbrennungsprozess, insbesondere in einem Ottomotor, weiter zu optimieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Übertragungselement zur Übertragung eines Zündsignals von einer Zündanlage zu einer Zündkerze zur Verfügung zu stellen.

Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung zur Erzeugung ei nes Zündsignals zur Verfügung zu stellen, um die Zündung eines Kraftstoffgemisches in einem Verbren nungsraum einer Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, um den Verbrennungsprozess, insbesonde re in einem Ottomotor, weiter zu optimieren.

Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, die Zündung eines Kraftstoffgemisches in einem Verbrennungs raum einer Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, um den Verbrennungsprozess, insbesondere in einem Ottomotor, weiter zu optimieren.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches, insbesondere ei nes Kraftstoff-Luftgemisches, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des zu schaffenden Übertragungselements durch die Merkmale des An spruchs 15 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe hinsichtlich der zu schaffenden Zündeinrichtung zur Erzeugung eines Hochvolt-Zündsignals durch die Merkmale des Anspruchs 24 und hinsichtlich der zu schaffenden Schal tungseinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 25 gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches, insbesondere eines Kraftstoff-Luftgemisches, eine Zündanlage zur Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung und eine Schal tungseinrichtung, umfassend eine Schaltung zur Überlagerung der Hochvolt-Zündspannung mit einem Hochfrequenzsignal, auf. Die Vorrichtung umfasst ferner eine in einem Motorblock angeordnete Zünd kerze und ein Übertragungselement zur Übertragung der mit dem Hochfrequenz-Signal überlagerten Hochvolt-Zündspannung an die Zündkerze.

Die Zündkerze befindet sich vorzugsweise in einem Schacht innerhalb des metallischen Motorblocks.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung gegebenenfalls auch mehrere Zündkerzen und entsprechend mehrere Übertragungselemente aufweisen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die von der Zündanlage erzeugte Hochvolt-Zündspannung mit einem Hochfrequenzsignal überlagert.

Das Hochfrequenzsignal kann von einem Hochfrequenzgenerator erzeugt werden. Hochfrequenzgenera toren zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.

Das Hochfrequenzsignal kann im Rahmen der Erfindung durch die Schaltungseinrichtung, aber auch ex tern erzeugt und an die Schaltungseinrichtung, insbesondere an die Schaltung der Schaltungseinrichtung übertragen werden.

Dadurch, dass die Hochvolt-Zündspannung von einem Hochfrequenzsignal überlagert wird, ergibt sich im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors eine vorteilhafte Verbrennung mittels eines Zündfunkens und eines nachfolgenden Plasmaprozesses.

Die Hochvolt-Zündspannung bzw. der Hochvolt-Impuls (nachfolgend auch als HV-Signal bezeichnet) und das überlagerte Hochfrequenzsignal (nachfolgend auch als HF-Signal bezeichnet) können in einer ge meinsamen Schaltungseinrichtung erzeugt werden. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, die Hoch volt-Zündspannung und/oder das Hochfrequenzsignal gesondert zu erzeugen und der Schaltungseinrich tung zuzuführen bzw. die Hochvolt-Zündspannung in der Schaltungseinrichtung mit dem Hochfrequenz signal zu überlagern. Das Einkoppeln bzw. das Überlagern der Hochvolt-Zündspannung kann mit grundsätzlich bekannten Me thoden erfolgen.

Die Hochvolt-Zündspannung kann vorzugsweise mit Hilfe einer Zündspule erzeugt werden.

Die Zündspule und die Mittel, um ein Hochfrequenzsignal in die Hochvolt-Zündspannung einzukoppeln, können als Teile der Schaltungseinrichtung ausgebildet sein. Die Hochvolt-Zündspannung kann jedoch auch außerhalb der Schaltungseinrichtung erzeugt und beispielsweise durch ein Kabel bzw. eine (Hoch- volt-)Zuleitung an die Schaltungseinrichtung übertragen werden.

Um den Verbrennungsprozess durch die Zündung des Kraftstoffgemisches mittels der Hochvolt- Zündspannung und dem damit überlagerten Hochfrequenzsignal durchführen zu können, weist die Vor richtung das bereits erwähnte Übertragungselement auf.

Erfindungsgemäß weist das Übertragungselement ein Kontaktelement auf, welches wenigstens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist, wobei die Impedanz der Beschichtung niedriger ist als die Impedanz des Kontaktelements.

Die Impedanz wird auch als Wechselstromwiderstand bezeichnet und ist ein elektrischer Widerstand in der Wechselstromtechnik. Die Impedanz ist eine physikalische Größe zur Beschreibung der Eigenschaft einer Leitung bei der elektromagnetische Wellenausbreitung. Die Impedanz ist eine Zusammenfassung der nachfolgenden zwei Aussagen. Sie gibt das Verhältnis der Amplituden von sinusförmiger Wechsel spannung zu sinusförmigem Wechselstrom an. Sie gibt ferner die Verschiebung der Phasenwinkel zwi schen diesen beiden Größen an.

Dadurch, dass das Übertragungselement ein Kontaktelement aufweist, welches wenigstens entlang ei nes Abschnitts seiner Längsachse, vorzugsweise vollständig, mit einer Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material mit der genannten Eigenschaft versehen ist, wird die Übertragung der mit dem Hochfrequenzsignal überlagerten Hochvolt-Zündspannung optimiert.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die verglichen mit dem Kontaktelement niedrigere Impe danz der Beschichtung daraus resultiert, dass die magnetische Permeabilität der Beschichtung geringer ist als die magnetische Permeabilität des Kontaktelements und/oder die elektrische Leitfähigkeit der Be schichtung höher ist als die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktelements.

Das Kontaktelement kann eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine geringe Permeabilität und damit eine niedrige Impedanz aufweisen. Der Kontaktübergangswiderstand und die Gleichstromleitfähigkeit werden somit verbessert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine optimierte Übertragung des Hochvoltsignals und gleichzeitig des Hochfrequenzsignals. Die erfindungsgemäß vorgesehene Beschichtung, welche eine niedrigere Impedanz aufweist als das Kontaktelement selbst, ermöglicht eine optimierte Übertragung des Hochfrequenzsignals, während das Kontaktelement vorteilhaft zur Übertragung des Hochvoltsignals bzw. der Hochvoltspannung dient. Das erfindungsgemäße Übertragungselement optimiert somit die Übertragung beider Signale.

Die Beschichtung weist vorzugsweise sowohl eine Permeabilität, die niedriger ist als die Permeabilität des Kontaktelements als auch eine elektrische Leitfähigkeit auf, die höher ist als die elektrische Leitfä higkeit des Kontaktelements. Dadurch, dass die Beschichtung die beiden genannten Eigenschaften auf weist, ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Beschichtung auch eine niedrigere Impedanz aufweist als das Kontaktelement.

Die erfindungsgemäße Beschichtung lässt sich vorzugsweise dadurch ausbilden, dass für die Beschich tung ein Material, insbesondere ein Metall, verwendet wird, welches die genannten Eigenschaften auf weist. Dabei ist es auch möglich, die Beschichtung, wie nachfolgend noch näher dargestellt, aus mehre ren verschiedenen Materialien, vorzugsweise schichtweise übereinander, zusammenzusetzen, so dass sich insgesamt eine Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Impedanz bzw. den gewünschten Eigen schaften ergibt. Im Rahmen der Erfindung kann es bereits ausreichend sein, wenn eine Schicht der Be schichtung eine niedrigere Impedanz aufweist als das Kontaktelement. Vorzugsweise weist jedoch die Beschichtung als Ganzes, auch wenn diese aus mehreren Materialien bzw. Schichten gebildet ist, eine Impedanz auf, die niedriger ist als die Impedanz des Kontaktelements.

Die Übertragung der mit dem Hochfrequenzsignal überlagerten Hochvolt-Zündspannung kann vollständig oder im Wesentlichen über die Beschichtung aus dem elektrisch leitfähigen Material erfolgen. Es ist da bei von Vorteil, wenn auch das Kontaktelement selbst zur Übertragung beiträgt. Die Erfinder haben er kannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Übertragung des Hochfrequenzsignals zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig über die Beschichtung erfolgt. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Hochvolt-Zündspannung an einem möglichst großen Leitungsquerschnitt anliegt, d. h. dass die Hochvolt- Zündspannung bzw. das Hochvoltsignal über einen möglichst großen Leitungsquerschnitt übertragen wird, wozu es von Vorteil ist, wenn das Kontaktelement zur Übertragung verwendet wird.

Vorzugsweise wird somit das Hochfrequenzsignal zumindest im Wesentlichen über die Beschichtung und die Hochvolt-Zündspannung zumindest im Wesentlichen über das Kontaktelement übertragen.

Das Kontaktelement selbst kann somit einen Aufbau aufweisen, der nicht zur Hochfrequenzsignalüber tragung optimiert sein muss. Vorzugsweise ist das Kontaktelement derart aufgebaut, dass dieses eine robuste Kontaktierung an seinen Enden, insbesondere zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Zündanlage, beispielsweise einer Zündspule und der Zündkerze, ermöglicht. Ferner ist das Kontaktele ment vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieses einen Versatz zwischen der Zündanlage und der Zündkerze ausgleichen kann. Das Kontaktelement ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise dafür ausgelegt, das Hochvolt-Signal zu übertragen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die magnetische Permeabilität der Beschichtung geringer ist als die magnetische Permeabilität von Stahl und/oder dass die elektrische Leitfähigkeit der Beschich tung höher ist als die von Edelstahl, vorzugsweise höher als die elektrische Leitfähigkeit von Eisen.

Die magnetische Permeabilität bzw. Permeabilitätszahl m _G der Beschichtung kann kleiner sein als 1000, vorzugsweise kleiner sein als 100, und besonders bevorzugt kleiner sein als 10 und ganz besonders be vorzugt kleiner sein als 1.

Von Vorteil ist es, wenn die elektrische Leitfähigkeit (s) der Beschichtung höher ist als die elektrische Leitfähigkeit von Eisen. Vorzugsweise beträgt die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung wenigstens 1 ,4 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m). Besonders bevorzugt beträgt die elektrische Leitfähigkeit der Be schichtung dabei wenigstens 10 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m) und ganz besonders bevorzugt wenigs tens 19 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m), insbesondere wenigstens 37 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m).

Ein Kontaktelement mit einer Beschichtung mit der vorgenannten elektrischen Leitfähigkeit und/oder der vorgenannten Permeabilität eignet sich in besonderem Maße zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Auf gabe, insbesondere zur Übertragung einer mit einem Hochfrequenzsignal überlagerten Hochvolt- Zündspannung.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung mehrere Schichten aufweist.

Durch die Ausbildung der Beschichtung aus mehreren Schichten können verschiedene Eigenschaften der Materialien, die die einzelnen Schichten der Beschichtung ausbilden, kombiniert werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass, wenn die Beschichtung aus mehreren Schichten gebildet ist, zumindest zwei Schichten aus einem abweichenden Material ausgebildet sind. Vorzugsweise sind zwei Schichten vorgesehen, die aus zwei verschiedenen Materialien bestehen. Besonders bevorzugt ist die Beschich tung aus drei Schichten gebildet, die aus zwei oder vorzugsweise drei verschiedenen Materialien beste hen. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass die Beschichtung mehr als drei Schichten auf weist, die sich aus zwei, drei oder mehreren Materialien zusammensetzen.

Vorzugsweise kann die Beschichtung, wenn diese einen Schichtaufbau aufweist, wenigstens eine erste Schicht aus einem ersten Material, eine zweite Schicht aus einem zweiten Material und vorzugsweise ei ne dritte Schicht aus einem dritten Material und gegebenenfalls eine vierte oder weitere Schicht aus je weils wiederum abweichenden Materialien aufweisen. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn auf das Kontaktelement zunächst eine Schicht aufgebracht wird, die an dem Kontaktelement, insbesondere wenn dieses aus Eisen oder Stahl gefertigt ist, in besonders vorteilhafter Weise anhaftet. Hierfür kann sich eine Kupferschicht in besonderer Weise eignen. Zur Ausbildung der zweiten Schicht kann es von Vorteil sein, wenn diese die Aufgabe einer Dif fusionssperre erfüllt, d. h. als Diffusionsschicht ausgebildet ist. Hierfür kann sich eine Nickelschicht in be sonderer Weise eignen. Die dritte Schicht kann vorzugsweise aus einem Material gebildet sein, welches zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Impedanz auch noch die Eigenschaft aufweist, möglichst korrosi onsbeständig zu sein. Hierfür kann sich eine Goldschicht, eine Silberschicht oder eine Zinnschicht in be sonderer Weise eignen.

Bei einem Aufbau der Beschichtung aus mehreren Schichten sind die Materialien, die die einzelnen Schichten bilden, vorzugsweise derart gewählt, dass die aus den Schichten zusammengesetzte Be schichtung insgesamt eine niedrigere Impedanz aufweist als das Kontaktelement und vorzugsweise so wohl die magnetische Permeabilität der Beschichtung insgesamt geringer ist als die magnetische Per meabilität des Kontaktelements als auch die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung insgesamt größer ist als die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktelements.

Es kann jedoch im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, dass nur eine oder mehrere der Schichten die genannten Eigenschaften erfüllen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn eine der Schichten der Beschichtung, beispielsweise die Kontaktschicht, primär eine abweichende Aufgabe, nämlich die Kontaktvermittlung, übernimmt oder eine Schicht zur Ausbildung einer besonders vorteilhaf ten Diffusionsschicht optimiert ist. Vorzugsweise erfüllt jedoch die Beschichtung als Ganzes die genann ten Eigenschaften und vorzugsweise erfüllen auch die Materialien, aus denen die einzelnen Schichten gebildet sind, jeweils einzeln die genannten Eigenschaften.

Insofern im Rahmen der Erfindung ein Material erwähnt wird, welches die Beschichtung ausbildet, kann es sich, wenn die Beschichtung einen Aufbau aus mehreren Schichten aufweist, analog auch um mehre re Materialien handeln, die vorzugsweise insgesamt die genannten Eigenschaften des erwähnten Mate rials erfüllen. Im Rahmen der Erfindung kann es allerdings bereits ausreichen, wenn eines der Materia lien, aus denen sich die Beschichtung bei einem Schichtaufbau zusammensetzt, die gewünschten Ei genschaften aufweist. Die Erfindung ist entsprechend zu verstehen.

Die Beschichtung ist vorzugsweise aus Metall gebildet. Bei einer Ausbildung der Beschichtung aus meh reren Schichten ist vorzugsweise vorgesehen, dass wenigstens eine, zwei, drei, mehrere oder alle Schichten der Beschichtung aus Metall oder Metallen gebildet sind.

Von Vorteil ist es, wenn die Beschichtung oder wenigstens eine, zwei, drei, mehrere oder alle Schichten der Beschichtung aus Silber, Kupfer, Gold, Zinn, Aluminium, Wolfram, Molybdän, Titan, Zirkonium, Niobi- um, Tantal, Wismut, Palladium, Blei, einer Legierung, hauptsächlich aufweisend eines oder mehrerer dieser Materialien oder aus einem Verbundwerkstoff aus einem dieser Materialien, gebildet ist.

Die vorgenannten Materialien eignen sich im besonderen Maße, da diese sowohl eine elektrische Leitfä higkeit aufweisen, die deutlich größer ist als die elektrische Leitfähigkeit von Edelstahl, und zudem die magnetische Permeabilität des Materials geringer ist als die magnetische Permeabilität von Stahl.

Von Vorteil ist es, wenn die Beschichtung eine Dicke von 1 ,0 gm bis 30 gm, vorzugsweise 2,0 gm bis 25 gm, weiter bevorzugt 3,0 gm bis 25 gm und ganz besonders bevorzugt 4,0 gm bis 25 gm aufweist.

Die Dicke bzw. die Stärke der Beschichtung kann von der vorgesehenen Frequenz für das Hochfre quenzsignal abhängen. Die vorgenannten Werte haben sich zur Übertragung einer mit einem Hochfre quenzsignal überlagerten Hochvolt-Zündspannung als besonders geeignet herausgestellt, da dadurch die aus dem sogenannten Skin-Effekt, d. h. dem Effekt, dass in von hochfrequentem Wechselstrom durchflossenen elektrischen Leitern die Stromdichte im Inneren des Leiters niedriger ist als im äußeren Bereich resultierenden Verluste minimiert werden. Dies ist dadurch möglich, dass die Beschichtung eine niedrigere Impedanz aufweist als das Kontaktelement.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, ausgebildet ist. Eine Ausbildung des Kontaktelementes aus Messing, Kupfer-Beryllium oder einer Bronzelegierung eignet sich ebenfalls in besonderem Maße.

Eine Ausbildung des Kontaktelements aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Eine derartige Ausbildung des Kontaktelements ermöglicht eine ro buste Kontaktierung der Zündkerze bzw. der Zündanlage. Ferner lässt sich ein aus Metall ausgebildetes Kontaktelement einfach und zuverlässig mit dem elektrisch leitenden Material beschichten. Eine Ausbil dung eines Kontaktelements aus Stahl oder Edelstahl eignet sich in besonderem Maße.

Bei einer Ausbildung des Kontaktelements aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, ist vorge sehen, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung aus einem Material gewählt ist, dessen magnetische Permeabilität geringer ist als die magnetische Permeabilität des Kontaktelements und gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit des Materials höher ist als die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktelements. Die vorgenannten vorzugsweise vorgesehenen Materialien, insbesondere auch Kupfer, Silber, Gold oder Zinn, eignen sich hierfür in besonderem Maße. Die vorzugsweise für die Beschichtung vorgesehenen Materialien, insbesondere Kupfer, Silber, Gold oder Zinn, weisen eine elektrische Leitfähigkeit auf, die höher ist als die elektrische Leitfähigkeit von Stahl oder Edelstahl. Zudem weisen diese Materialien eine magnetische Permeabilität auf, die niedriger ist als die von Stahl oder Edelstahl.

Das Kontaktelement kann auch aus einem nichtmetallischen Material ausgebildet sein. In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende außenseitig vollständig mit der Beschichtung verse hen ist. Gegebenenfalls kann dabei vorgesehen sein, dass die Beschichtung am ersten und/oder am zweiten Ende etwas zurückversetzt ist, vorzugsweise derart, dass zumindest 90 %, vorzugsweise 95 %, des Mittelteils des Kontaktelements mit der Beschichtung versehen ist. Vorzugsweise ist das Kontakte lement jedoch über dessen gesamte (axiale) Länge mit der Beschichtung versehen. Ein Versatz der Be schichtung gegenüber dem Kontaktelement kann gegebenenfalls primär von Vorteil sein, um eine geeig nete Befestigung des Kontaktelements zu ermöglichen. Von Vorteil ist es, wenn sich die Beschichtung oder ein mit der Beschichtung verbundener Hochvoltleiter bis zur Zündkerze erstreckt, um unmittelbar über die Zündkerze eine elektrisch leitende Verbindung mit der Zündanlage bzw. einem mit der Zündan lage verbundenen Hochvoltleiter herzustellen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement als Hochvoltleiter ausgebildet ist.

Von Vorteil ist es, wenn das Kontaktelement zumindest abschnittsweise als Kontaktfeder, vorzugsweise als Spiralfeder, ausgebildet ist.

Eine Ausgestaltung des Kontaktelements zumindest abschnittsweise bzw. teilweise als Kontaktfeder hat den Vorteil, dass die Hochvolt-Zündspannung mit dem überlagerten Hochfrequenzsignal besonders vor teilhaft und zuverlässig übertragen werden kann. Die Elastizität der elektrisch leitenden Feder kann hier bei Fertigungstoleranzen in Längsrichtung der Feder ausgleichen. Ferner kann die Kontaktfeder auch un terschiedliche Winkel eines gewinkelt ausgeformten Schachtes in dem Motorblock, in den die Kontaktfe der als Teil des Übertragungselements eingeführt ist, ausgleichen. Die Verwendung einer Kontaktfeder eignet sich jedoch auch dann, wenn der Schacht, in den die Kontaktfeder innerhalb des Motorblocks auf genommen ist, nicht gewinkelt verläuft. Ein winkliger Verlauf des Schachts im Motorblock ist grundsätz lich optional, kann sich jedoch in besonderer Weise eignen.

Die Kontaktfeder als Träger der Beschichtung aus dem elektrisch leitfähigen Material ermöglicht somit, dass die Beschichtung die mit dem Hochfrequenzsignal überlagerte Hochvoltspannung auch dann zuver lässig übertragen kann, wenn Fertigungstoleranzen in Längsrichtung oder ein winkliger Verlauf eines Schachtes auszugleichen sind.

Das Kontaktelement kann abschnittsweise, vorzugsweise jedoch vollständig, als Kontaktfeder ausgebil det sein. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zumindest 90 %, vorzugsweise 95 %, des Mittel teils des Kontaktelements als Kontaktfeder ausgebildet ist. Eine nicht vollständige Ausbildung des Kon taktelements als Kontaktfeder kann sich gegebenenfalls eignen, um eine geeignete Befestigung des Kontaktelements, insbesondere im Bereich der Enden des Kontaktelements, zu ermöglichen. Die Kontaktfeder ist vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass diese gegen eine geeignete Koppeleinheit der Zündkerze drückt und über die Beschichtung eine elektrisch leitende Verbindung mit der Zündkerze hergestellt wird.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement zu mindest abschnittsweise aus einem federnden Material und/oder zumindest abschnittsweise als Feder arm ausgebildet ist.

Das Kontaktelement kann dabei auch vollständig als Federarm oder aus einem federnden Material aus gebildet sein. Es ist auch vorstellbar, dass das Kontaktelement abschnittsweise als Federarm oder aus einem federnden Material und abschnittsweise als Kontaktfeder ausgebildet ist.

Auch eine Ausbildung des Kontaktelements als Federarm oder aus einem federnden Material ermöglicht es, Toleranzen auszugleichen und einen winkligen Verlauf des Schachtes in einem Motorblock zu be rücksichtigen.

Von Vorteil ist es, wenn das Übertragungselement ein Isolationselement aufweist, welches das Kontakte lement umgibt.

Vorzugsweise ist das Kontaktelement, insbesondere in einer Ausgestaltung als Kontaktfeder, in einer Bohrung des Isolationselements aufgenommen bzw. geführt. Das Isolationselement weist vorzugsweise eine Dichtungsfunktion auf. Das Isolationselement ist vorzugsweise aus Gummi oder einem gummiarti gen Material ausgebildet.

Die Ausbildung des Isolationselements aus Gummi oder einem gummiartigen Material und die Ausbil dung des Kontaktelements als Feder, führen in besonders vorteilhafter Weise dazu, dass Fertigungstole ranzen und Winkelabweichungen ausgeglichen werden können. Ferner ist das dadurch gebildete Über tragungselement besonders elastisch bzw. weist eine für den vorgesehenen Einsatzzweck vorteilhafte Elastizität auf.

Das Isolationselement kann neben der Dichtungsfunktion, insbesondere im Übergang zu einem Schal tungsgehäuse der Schaltungseinrichtung und im Übergang zum Motorblock in vorteilhafter Weise auch die Aufgabe einer elektrischen Isolierung zwischen der Beschichtung des Kontaktelements und dem Mo torblock bzw. dem Schaltungsgehäuse übernehmen.

Das Isolationselement ist vorzugsweise als Mantel ausgebildet, der die elektrisch leitende Beschichtung des Kontaktelements eng anliegend oder auch mit Abstand, beispielsweise derart, dass ein rohrförmiger Durchlass in dem Mantel ausgebildet ist, umgibt. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich sowohl dann, wenn das Isolationselement aus Gummi oder einem gummiartigen Material oder auch aus einem ande ren isolierenden Material ausgebildet ist.

Die Ausgestaltung eignet sich besonders, wenn das Kontaktelement als Kontaktfeder ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, die mit dem Hochfrequenzsignal überlagerte Hoch volt-Zündspannung über das mit der elektrisch leitenden Beschichtung versehene Kontaktelement auf die Zündkerze, insbesondere eine Mittelelektrode der Zündkerze zu übertragen, während in besonders vorteilhafter Weise - wie nachfolgend dargestellt ist - die Masseelektrode der Zündkerze, auf die der Funke von der Mittelelektrode überspringt, mit dem Massepotential der Schaltungseinrichtung, insbeson dere dem Schaltungsgehäuse und der Schaltung verbunden ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht die vor teilhafte Verwendung einer Hochvolt-Zündspannung mit einem überlagerten Hochfrequenzsignal um den Verbrennungsprozess in einem Verbrennungsraum zu optimieren.

Von Vorteil ist es, wenn ein elektrisch leitendes Abschirmungselement vorgesehen ist, welches das Kon taktelement wenigstens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse elektromagnetisch schirmend umgibt, wobei das Abschirmungselement elektrisch leitend mit einem Massepotenzial der Schaltungsein richtung verbunden ist und das Abschirmungselement eine Verbindung zwischen dem Massepotenzial der Schaltungseinrichtung und einer Masseelektrode der Zündkerze herstellt.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Schaltungseinrichtung ein Schaltungsgehäuse umfasst, welches die Schaltung elektromagnetisch abschirmt, wobei das Abschirmungselement mit einem Massepotenzial des Schaltungsgehäuses und/oder mit einem Massepotenzial der Schaltung verbunden ist.

Damit der Verbrennungsprozess in einem Ottomotor durch eine mit einem Hochfrequenzsignal überla gerte Hochvolt-Zündspannung besonders vorteilhaft injiziert werden kann, ist es einerseits von Vorteil, die elektrisch leitende Beschichtung abzuschirmen und andererseits eine Verbindung zwischen dem Massepotential der Schaltungseinrichtung und der Masseelektrode der Zündkerze herzustellen. Das Ab schirmungselement übernimmt dabei auch die Abschirmung des Zündsignals bestehend aus der Hoch volt-Zündspannung und dem überlagerten Hochfrequenzsignal gegenüber Störungen von außen. Ferner kann es von Vorteil sein, das Zündsignal derart abzuschirmen, dass dieses eine angrenzende Elektronik nicht beeinflusst, insbesondere um die empfindliche Elektronik beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, nicht zu stören bzw. möglichst wenig zu beeinträchtigen.

Eine Optimierung des Verbrennungsprozesses ergibt sich auch dadurch, dass das Massepotential der Schaltungseinrichtung und die Masseelektrode der Zündkerze elektrisch miteinander verbunden sind.

Nachfolgend wird das Massepotential vereinfachend auch als "Masse" bezeichnet. Es ist von Vorteil, wenn das Abschirmungselement einen Potentialausgleich zwischen der Masseelektro de der Zündkerze und der Schaltungseinrichtung herstellt.

Das Abschirmungselement verhindert bzw. reduziert sowohl eine elektromagnetische Abstrahlung aus der elektrisch leitenden Beschichtung als auch eine elektromagnetische Einstrahlung in die elektrisch lei tende Beschichtung.

Das Abschirmungselement ermöglicht in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Beschichtung des Kon taktelements eine gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), welche dazu führt, dass eine optimierte Verbrennung durch eine Hochvolt-Zündspannung mit einem überlagerten Hochfrequenzsignal möglich ist.

Das Abschirmungselement umfasst das mit der Beschichtung versehene Kontaktelement wenigstens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse, vorzugsweise vollständig. Es ist jedoch auch möglich, ins besondere um eine gute Beweglichkeit des Kontaktelements bzw. des Übertragungselements zu ge währleisten, dass das Abschirmungselement Dehnungsfugen, Ausnehmungen, Lücken, Einschnitte oder Einkerbungen aufweist, um eine Bewegung des Kontaktelements bzw. des Übertragungselements in ei ne radiale und/oder axiale Richtung zu ermöglichen, insbesondere zum Toleranzausgleich.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Abschirmungselement das Isolationselement wenigs tens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse außenseitig umfasst.

Diese Lösung hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Vorzugsweise ist das Abschirmungsele ment derart ausgebildet, dass dieses die elektrisch leitende Beschichtung des Kontaktelements dadurch umfasst, dass das Abschirmungselement das Isolationselement, welches die elektrisch leitende Be schichtung des Kontaktelements aufnimmt, außenseitig umgibt bzw. ummantelt.

Das Abschirmungselement kann dabei, wie vorstehend beschrieben gestaltet sein, um eine radiale Be weglichkeit sicherzustellen. Vorzugsweise umfasst bzw. umgibt das Abschirmungselement das Isolati onselement jedoch entlang des axialen Abschnitts vollständig bzw. umlaufend geschlossen.

Dadurch, dass die Schaltungseinrichtung vorzugsweise ein Schaltungsgehäuse umfasst, welches die Schaltung aufnimmt und elektromagnetisch, d. h. elektrisch und/oder magnetisch abschirmt, wird die mit dem Hochfrequenzsignal überlagerte Hochvolt-Zündspannung innerhalb der Schaltungseinrichtung in besonders geeigneter Weise abgeschirmt.

Von Vorteil ist es dabei, wenn das Abschirmungselement mit einem Massepotential des Schaltungsge häuses und/oder einem Massepotential der Schaltung verbunden ist. Besonders zu bevorzugen ist es, wenn das Massepotential der Schaltung mit dem Massepotential des Schaltungsgehäuses verbunden ist. Ferner ist es, insbesondere für diese Ausführungsform, zu bevorzugen, dass das Abschirmungselement mit dem Massepotential des Schaltungsgehäuses verbunden ist. Das Schaltungsgehäuse kann vor zugsweise eine Durchgangsbohrung aufweisen, in die das Abschirmungselement eingesetzt ist.

Vorzugsweise ist das Abschirmungselement und/oder das Isolationselement als Teil des Übertragungs elements ausgebildet.

Von Vorteil kann es sein, wenn sich das Abschirmungselement bis zum Motorblock erstreckt, um über den Motorblock eine elektrische Verbindung zwischen dem Massepotential der Schaltungseinrichtung, insbesondere dem Schaltungsgehäuse und der Schaltung, und der Masseelektrode der Zündkerze her zustellen.

Eine derartige Ausgestaltung lässt sich besonders vorteilhaft dadurch erreichen, dass das Abschir mungselement nur einen Abschnitt der Längsachse des Abschirmungselements umfasst. Vorzugsweise beginnt der axiale Abschnitt an einem ersten Ende des Isolationselements, welches vorzugsweise mit dem Schaltungsgehäuse verbunden ist, und erstreckt sich in Richtung auf das zweite Ende des Isolati onselements, vorzugsweise derart, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Massepotential des Schaltungsgehäuses und dem Motorblock hergestellt ist.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Abschirmungselement, ausgehend von einem ersten Ende des Isolationselements, nur einen Abschnitt der Längsachse des Iso lationselements außenseitig umfasst, wobei ein Masseleiter bis zu einem zweiten, der Zündkerze zuge wandten Ende des Isolationselements weitergeführt ist.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass einerseits in dem Bereich zwischen der Schaltungseinrichtung, ins besondere einem Schaltungsgehäuse, und dem Motorblock eine gute Abschirmung, insbesondere eine Schirmung zur Verbesserung der EMV bereitgestellt wird, jedoch die Verbindung zwischen dem Masse potential der Schaltungseinrichtung und der Masseelektrode nicht zwingend von dem Motorblock ab hängt. Die bis zu einem zweiten, der Zündkerze zugewandten Ende des Isolationselements weitergeführ te Masseleitung kann in diesem Fall für die elektrische Verbindung sorgen. Dies hat den Vorteil, dass der Motorblock selbst nicht unbedingt mit der Zündkerze verbunden sein muss. Dies erhöht die konstruktive Freiheit bei Ausgestaltung des für die Zündkerze vorgesehenen Schachtes in dem Motorblock.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung kann vorgesehen sein, dass das Ab schirmungselement das Isolationselement von einem ersten Ende bis zum zweiten Ende außenseitig umfasst. Gegebenenfalls kann dabei vorgesehen sein, dass das Abschirmungselement am ersten und/oder am zweiten Ende etwas gegenüber dem Isolationselement zurückversetzt ist, vorzugsweise derart, dass zumindest 90% vorzugsweise 95% des Mittelteils des Isolationselements von dem Abschir mungselement umgeben ist. Vorzugsweise ist das Isolationselement in dieser Ausführungsform jedoch über dessen gesamte (axiale) Länge von dem Abschirmungselement umgeben. Ein Versatz des Ab schirmungselements gegenüber dem Isolationselement kann primär deswegen von Vorteil sein, um eine geeignete Befestigung des Übertragungselements zu ermöglichen bzw. die Dichtfunktion des Isolations elements nicht zu beeinträchtigen.

Es kann vorgesehen sein, dass sich das Abschirmungselement oder ein mit dem Abschirmungselement verbundener Masseleiter bis zur Zündkerze erstreckt, um unmittelbar über die Zündkerze eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Schaltungseinrichtung, insbesondere dem Schaltungsgehäuse und der Schaltung, und der Masseelektrode der Zündkerze herzustellen.

Die Verbindung der Masseelektrode mit der Schaltungseinrichtung, insbesondere einem Schaltungsge häuse, ist somit unabhängig von dem Motorblock möglich.

Es kann vorgesehen sein, dass das Abschirmungselement wenigstens teilweise durch eine Metallisie rung des Isolationselements ausgebildet ist.

Eine Metallisierung eignet sich in besonderer Weise um eine elektrische leitende Verbindung für den Po tenzialausgleich und auch eine Abschirmung zu realisieren.

Die Erfindung betrifft auch ein Übertragungselement zur Übertragung eines Zündsignals von einer Zünd anlage zu einer Zündkerze, aufweisend ein Kontaktelement, wobei das Kontaktelement wenigstens ent lang eines Abschnitts seiner Längsachse mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist, wobei die Impedanz der Beschichtung niedriger ist als die Impedanz des Kontaktelements und wobei das Kon taktelement zumindest abschnittsweise als Kontaktfeder und/oder als Federarm und/oder aus einem fe dernden Material ausgebildet ist.

Hinsichtlich der Vorteile und Ausgestaltungen des Übertragungselements wird auf die vorstehenden und auch die nachfolgenden Ausführungen verwiesen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die verglichen mit dem Kontaktelement niedrigere Impe danz der Beschichtung daraus resultiert, dass die magnetische Permeabilität der Beschichtung geringer ist als die magnetische Permeabilität des Kontaktelements und/oder die elektrische Leitfähigkeit der Be schichtung höher ist als die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktelements.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die magnetische Permeabilität der Beschichtung geringer ist als die magnetische Permeabilität von Stahl und/oder dass die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung höher ist als die von Edelstahl, vorzugsweise höher als die elektrische Leitfähigkeit von Ei sen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Übertragungselements ist vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Leitfähigkeit des Materials der Beschichtung höher ist als die elektrische Leitfähigkeit von Ei sen.

Von Vorteil ist es, wenn die elektrische Leitfähigkeit (s) des Materials der Beschichtung wenigstens 1 ,4 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m), vorzugsweise 10 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m), beträgt.

Von Vorteil ist es, wenn die Beschichtung mehrere Schichten aufweist.

Von Vorteil ist es, wenn die Beschichtung aus Metall gebildet ist oder wenigstens eine, zwei, drei, mehre re oder alle Schichten der Beschichtung aus Metall oder Metallen gebildet sind.

Vorzugsweise ist die Beschichtung oder wenigstens eine, zwei, drei, mehrere oder alle Schichten der Beschichtung aus Silber, Kupfer, Gold, Zinn, Aluminium, Wolfram, Molybdän, Titan, Zirkonium, Niobium, Tantal, Wismut, Palladium, Blei, einer Legierung, hauptsächlich aufweisend eines oder mehrerer dieser Materialien oder aus einem Verbundwerkstoff aus einem dieser Materialien, gebildet.

Die Beschichtung weist vorzugsweise eine Dicke von 1 ,0 pm bis 30 gm, vorzugsweise 2,0 gm bis 25 gm, weiter bevorzugt 3,0 pm bis 25 pm und ganz besonders bevorzugt 4,0 pm bis 25 pm auf.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, ausgebildet ist. Es eignet sich jedoch auch jedes andere Material grundsätzlich zur Aus bildung des Kontaktelements, da es im Rahmen der Erfindung ausreichen kann, wenn die Übertragung des Zündsignals über die elektrisch leitfähige Beschichtung erfolgt.

Von Vorteil ist es, wenn das Übertragungselement ein Isolationselement aufweist, welches das mit der Beschichtung versehene Kontaktelement umgibt.

Von Vorteil ist es ferner, wenn das Übertragungselement ein elektrisch leitendes Abschirmungselement aufweist, welches das Isolationselement wenigstens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse außen seitig umgibt.

Das erfindungsgemäße Übertragungselement eignet sich zur Übertragung eines beliebigen Zündsignals. Bei dem Zündsignal kann es sich sowohl um eine Hochvolt-Zündspannung (HV-Signal) als auch um ein Hochfrequenzsignal, insbesondere einer Hochfrequenz-Plasmazündvorrichtung handeln. Das Übertra gungselement eignet sich jedoch in besonderem Maße zur Übertragung einer Hochvolt-Zündspannung, die mit einem Hochfrequenzsignal überlagert ist. Dabei kann eine Schaltungseinrichtung vorgesehen sein, die eine Schaltung zur Überlagerung einer Hochvolt-Zündspannung mit einem Hochfrequenzsignal umfasst, welches dann mit Hilfe des Übertragungselements, insbesondere der Beschichtung des Kontak- telements des Übertragungselements, an die Zündkerze übertragen wird. Das zu übertragende Zündsig nal ist somit vorzugsweise eine Hochvolt-Zündspannung, die mit einem Hochfrequenzsignal überlagert ist, vorzugsweise derart, wie dies bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits ausgeführt wur de.

Die Erfindung betrifft auch eine Zündeinrichtung, mit einer Zündanlage zur Erzeugung eines Zündsignals und mit einem Übertragungselement, um das Zündsignal an eine Zündkerze zu übertragen.

Das Übertragungselement kann in einer Ausgestaltung und mit den Varianten ausgebildet sein, die vor stehend und nachfolgend beschrieben sind, um das Zündsignal zu übertragen. Bei dem Zündsignal kann es sich um eine Hochvolt-Zündspannung (HV-Signal) oder um ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal) han deln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zündsignal um eine Hochvolt-Zündspannung, die mit einem Hochfrequenzsignal überlagert ist, vorzugsweise derart, wie dies bezüglich der erfindungsgemäßen Vor richtung bereits ausgeführt wurde.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Schaltungseinrichtung zur Überlagerung einer Hochvolt- Zündspannung mit einem Hochfrequenzsignal, und mit einem Übertragungselement, um die mit dem Hochfrequenzsignal überlagerte Hochvolt-Zündspannung an die Zündkerze zu übertragen.

Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch auf das Übertragungselement, die Zündeinrichtung und die Schaltungseinrichtung entsprechend anwendbar - und umgekehrt. Ferner kön nen Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches genannt wurden, auch auf das Übertragungselement, die Zündeinrichtung und die Schaltungseinrichtung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.

Es sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merk male oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umge kehrt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Figuren zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem einzelne Merkmale der vorliegenden Er findung in Kombination miteinander dargestellt sind. Die Merkmale des Ausführungsbeispiels sind aber auch losgelöst von den anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dement sprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombi nationen verbunden werden. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Schnittdarstellung eines

Schaltungsgehäuses einer Schaltungseinrichtung und eines Übertragungselements;

Fig. 2 eine prinzipmäßige Seitenansicht auf ein als Kontaktfeder ausgebildetes Kontaktelement;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Windung der Kontaktfeder; und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Windung der Kontaktfeder, wobei die Beschichtung aus drei

Schichten aufgebaut ist.

Das grundsätzliche Prinzip und die grundsätzliche Funktionsweise einer Brennkraftmaschine, insbeson dere eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges und die zugehörige Vorrichtung zum Zünden ei nes Kraftstoff-Luftgemisches in einem Verbrennungsraum, insbesondere einem Zylinder des Motors, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt. Bekannt sind insbesondere auch Verbren nungsmotoren mit Fremdzündung durch Zündkerzen, sogenannte Ottomotoren, insbesondere auch mit einer Direkteinspritzung.

Nachfolgend wird auf deren Funktionsweise daher nicht näher eigegangen.

Grundsätzlich bekannt ist auch die Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung mit Hilfe einer Zündanlage, die die Batteriespannung auf die erforderliche Zündspannung transformiert. Grundsätzlich bekannt ist ferner auch die Erzeugung eines Hochfrequenzsignals, insbesondere eine Hochfrequenz- Plasmazündvorrichtung zum Zünden eines Kraftstoff-Luftgemisches in einem Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, wozu auch auf die DE 20 2012 004 602 U1 verwiesen wird. Auch hierauf wird nach folgend nicht näher eingegangen.

Das Ausführungsbeispiel wird beschrieben anhand der Übertragung einer Hochvolt-Zündspannung (HV- Signal bzw. HV-lmpuls), welches mit einem Hochfrequenzsignal überlagert ist. Das erfindungsgemäße Überlagerungselement eignet sich jedoch auch zur Übertragung eines anderen Zündsignals, beispiels weise basierend auf einer Hochvolt-Zündspannung oder einem Hochfrequenzsignal. Das erfindungsge mäße Übertragungselement ist nicht auf die Übertragung eines spezifischen Zündsignals beschränkt, eignet sich jedoch in besonderer Weise zur Übertragung einer Hochvolt-Zündspannung, welche mit ei nem Hochfrequenzsignal überlagert ist. Ferner ist die im Ausführungsbeispiel dargestellte Zündeinrich tung nicht auf die Erzeugung einer Hochvolt-Zündspannung, welche mit einem Hochfrequenzsignal über lagert ist, beschränkt. Bei dem Zündsignal, welches die Zündeinrichtung erzeugt, kann es sich um ein be liebiges Zündsignal, wie bezüglich des Übertragungselements bereits ausgeführt, handeln. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zeigt einen besonders geeigneten Aufbau. Die Verwendung des Übertragungselements ist jedoch nicht auf einen spezifischen Aufbau einer Vorrichtung zur Zündung ei nes Kraftstoffgemischs beschränkt, sondern kann in einem beliebigen Aufbau eingesetzt werden. Das Ausführungsbeispiel ist daher auch isoliert als Offenbarung eines Übertragungselements, ohne eine Be schränkung auf die Merkmale der dargestellten Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemischs be schränkt, wobei sich eine Verwendung des Übertragungselements für die dargestellte Vorrichtung in be sonderem Maße eignet.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Zündung eines Kraftstoffgemisches, insbesondere eines Kraftstoff- Luftgemisches mit einer nur prinzipmäßig dargestellten Zündanlage 1 zur Erzeugung einer Hochvolt- Zündspannung (HV-lmpuls) und einer Schaltungseinrichtung 2.

Die Schaltungseinrichtung 2 umfasst im Ausführungsbeispiel ein Schaltungsgehäuse 3 und eine Schal tung 4 zur Überlagerung der Hochvolt-Zündspannung mit einem Hochfrequenzsignal (HF-Signal). Das Hochfrequenzsignal wird im Ausführungsbeispiel mittels eines Hochfrequenzgenerators 5 erzeugt. Das von dem Hochfrequenzgenerator 5 erzeugte Hochfrequenzsignal wird dabei über eine Hochfrequenzzu leitung 5a an die Schaltung 4 geführt. Entsprechend wird die von der Zündanlage 1 erzeugte Hochvolt- Zündspannung über eine Hochvoltzuleitung 1 a ebenfalls an die Schaltung 4 geführt.

Alternativ kann die Zündanlage 1 und/oder der Hochfrequenzgenerator 5 und/oder eine andere Vorrich tung zur Erzeugung der Hochvolt-Zündspannung bzw. des Hochfrequenzsignals auch in die Schaltungs einrichtung 2, insbesondere in das Schaltungsgehäuse 3 und gegebenenfalls auch in die Schaltung 4 in tegriert sein.

Die Erzeugung der Hochvolt-Zündspannung bzw. eines entsprechenden Hochvoltimpulses und des Hochfrequenzsignales kann im Rahmen der Erfindung grundsätzlich in beliebiger und bekannter Art und Weise erfolgen.

Vorgesehen ist ferner ein Übertragungselement 6, welches ein Kontaktelement 7 aufweist, das in einem Isolationselement 8 geführt ist.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, erstreckt sich das Übertragungselement 6 bis zu einer in einem Motorblock 9 angeordneten Zündkerze 10.

Die Zündkerze 10 kann einen beliebigen zur Zündung eines Kraftstoff-Luftgemisches geeigneten Aufbau aufweisen. Wie aus der prinzipmäßigen Darstellung der Figur 1 ersichtlich ist, weist die Zündkerze 10 im Ausführungsbeispiel ein metallisches Anschlussteil 11 , ein Keramikteil 12, einen Flansch 13 mit einem in tegrierten Bördelring zum Festhalten des Keramikteils 12, ein Einschraubgewinde 14, eine Mittelelektro de 15 und eine Masseelektrode 16 auf. Der Aufbau der Zündkerze 10 kann auch abweichen, insbesondere kann gegebenenfalls anstelle einer mittels Keramikteil 12 isolierten Mittelelektrode 15 auch eine anderweitige Isolation vorgesehen sein.

Der Aufbau von Zündkerzen und die verschiedenen Varianten sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Die Zündkerze 10 befindet sich in einem Schacht des Motorblocks 9. Der Schacht im Motorblock 9 muss nicht, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, winklig verlaufen, sondern kann einen beliebigen Verlauf, gegebenenfalls auch einen nicht abgewinkelten Verlauf, aufweisen.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Zündkerze 10 über das Einschraubgewinde 14 elektrisch leitend mit dem Motorblock 9 verbunden ist.

Das Schaltungsgehäuse 3 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 elektrisch leitend ausgebildet, so dass die Schaltung 4 elektromagnetisch abgeschirmt ist. Die Schaltung 4 kann über eine Masseleitung 17 mit dem Schaltungsgehäuse 3 verbunden sein, so dass das Schaltungsgehäuse 3 und die Schaltung 4 dasselbe Massepotential aufweisen.

Im Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement, wie in Figur 2 näher dargestellt, als Kontaktfeder 7, vor zugsweise als Spiralfeder, ausgebildet. Hierauf ist das Ausführungsbeispiel jedoch nicht beschränkt. Die Ausbildung des Kontaktelements als Kontaktfeder 7 eignet sich jedoch im besonderer Maße, insbeson dere auch um Toleranzen auszugleichen.

Das Kontaktelement 7 kann gegebenenfalls auch derart ausgebildet sein, dass dieses nur über einen Teilstück seiner Längsachse A bzw. (axialen) Länge als Feder ausgebildet ist.

Im Ausführungsbeispiel (siehe Figur 1 ) ist des Weiteren optional vorgesehen, dass das Isolationselement 8 die Kontaktfeder 7 umfasst bzw. ummantelt. Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass das Isolationselement 8 eine mittige Bohrung zur Aufnahme der Kontaktfeder 7 aufweist.

Das Isolationselement 8 kann als Bestandteil des Übertragungselements 6 ausgebildet sein.

Das Isolationselement 8 ist vorzugsweise aus Gummi oder einem gummiartigen Material ausgebildet, hierauf ist das Ausführungsbeispiel jedoch nicht beschränkt.

Das Isolationselement 8 erfüllt im Ausführungsbeispiel auch die Funktion eines Dichtungsteiles bzw. übernimmt eine Dichtungsfunktion. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Isolationselement 8 sowohl den Übergang zum Schaltungsgehäuse 3 als auch den Übergangsbereich zum Motorblock 9 ab dichtet, so dass keine Feuchtigkeit eindringen kann. Hierzu kann das Isolationselement 8 entsprechend gestaltet sein, vorzugsweise Nuten, beispielsweise zur formschlüssigen Aufnahme eine Wandung des Schaltungsgehäuses 3 und/oder ringförmige Erweiterungen aufweisen, wie in Figur 1 prinzipmäßig dar gestellt.

Wie sich aus Figur 1 ergibt, ist ferner (optional) ein elektrisch leitendes Abschirmungselement 18 vorge sehen bzw. ausgebildet. Das Abschirmungselement 18 umfasst und schirmt dabei die Kontaktfeder 7 wenigstens entlang eines Abschnitts der Längsachse A der Kontaktfeder 7 ab.

Das Abschirmungselement 18 kann als Bestandteil des Übertragungselements 6 ausgebildet sein.

In Figur 1 ist dargestellt, dass das Abschirmungselement 18 die Kontaktfeder 7 nur über einen Teil deren axialer Länge bzw. der Längsachse A elektromagnetisch schirmend umfasst. Das Abschirmungselement 18 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Abschirmungselement 18 die Kontaktfeder 7 so weit umfasst, dass der Abstand d zwischen dem Schaltungsgehäuse 3 und dem Motorblock 9 abge schirmt ist.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Abschirmungselement 18 die Kontaktfeder 7 außerhalb des Schaltungsgehäuses 3 bis zu der Zündkerze 10 umfasst. D. h. die Kontaktfeder 7 ist außerhalb des Schaltungsgehäuses annährend über deren gesamte Länge von dem Abschirmungselement 18 umfasst.

Das Abschirmungselement 18 ist elektrisch leitend mit einer Masse bzw. mit dem Massepotential der Schaltungseinrichtung 2 verbunden. Das Abschirmungselement 18 stellt eine Verbindung zwischen der Masse der Schaltungseinrichtung 2 und der Masseelektrode 16 der Zündkerze 10 her.

Im Ausführungsbeispiel ist das Abschirmungselement elektrisch leitend mit dem Schaltungsgehäuse 3 der Schaltungseinrichtung 2 verbunden. Das Schaltungsgehäuse 3 ist dabei über die Masseleitung 17, wie bereits beschrieben, mit der Schaltung 4 verbunden, so dass die Schaltung 4, das Schaltungsgehäu se 3 und auch das Abschirmungselement 18 dieselbe Masse bzw. dasselbe Massepotential aufweisen.

Das Abschirmungselement 18 ist im Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass dieses das Isolations element 8 wenigstens entlang eines Abschnitts seiner Längsachse A außenseitig umfasst.

Die Figur 1 zeigt, dass das Abschirmungselement 18 das Isolationselement 8 über ein Teilstück dessen Längsachse A umfasst. Die Kontaktfeder 7 wird somit, wie bereits beschrieben, entsprechend von dem Abschirmungselement 18 umfasst und abgeschirmt.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich das Abschirmungselement 18 bis zum Motorblock 9 erstreckt, um über den Motorblock 9 eine elektrische Verbindung zwischen der Masse der Schaltungsein- richtung 2 und der Masseelektrode 16 herzustellen. Alternativ (nicht dargestellt) kann sich das Abschir mungselement 18 bis zur Zündkerze 10 erstreckt, um unmittelbar über die Zündkerze 10 eine elektrisch leitende Verbindung mit der Masseelektrode 16 der Zündkerze 10 herzustellen. Vorzugsweise ist das Abschirmungselement 18 dabei mit dem Bördelring 13 und dieser wiederum über das Einschraubgewin de 14 mit der Masseelektrode 16 verbunden.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, kann vorgesehen sein, dass das Schaltungsgehäuse 3 auf dem Motor block 9 festgelegt ist. Bei dem Bereich des Motorblocks 9 auf dem das Schaltungsgehäuse 3 festgelegt ist, kann es sich um einen Zylinderkopf des Zylinders handeln, indem die Zündkerze 10 eingesetzt ist.

Eine Befestigung 19 zur Festlegung des Schaltungsgehäuses 3 ist in Figur 1 prinzipmäßig dargestellt.

Erfindungsgemäß ist zur Übertragung des Zündsignals, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um eine Hochvolt-Zündspannung handelt, die mit einem Hochfrequenzsignal überlagert ist, vorgesehen, dass das Kontaktelement 7 wenigstens entlang eines Abschnitts seiner axialen Länge A mit einer Beschichtung 20 aus einem elektrisch leitfähigen Material versehen ist. Das elektrisch leitfähige Material zur Ausbildung der Beschichtung 20 ist dabei derart gewählt, dass die Impedanz der Beschichtung 20 niedriger ist als die Impedanz des Kontaktelements 7. Die niedrigere Impedanz der Beschichtung 20 verglichen mit dem Kontaktelement 7 resultiert im Ausführungsbeispiel daraus, dass die magnetische Permeabilität der Be schichtung 20 geringer ist als die magnetische Permeabilität des Kontaktelements 7 und/oder die elektri sche Leitfähigkeit der Beschichtung 20 höher ist als die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktelements 7.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die magnetische Permeabilität der Beschichtung 20 gerin ger ist als die magnetische Permeabilität von Stahl und dass die elektrische Leitfähigkeit der Beschich tung 20 höher ist als die von Edelstahl.

In Figur 2 ist ein entsprechend beschichtetes Kontaktelement in einer bevorzugten Ausführungsform als Kontaktfeder 7 mit der außenseitig aufgebrachten Beschichtung 20 dargestellt. Figur 3 zeigt dabei den Querschnitt durch eine Windung der Kontaktfeder 7. Das Material der Beschichtung 20 ist im Ausfüh rungsbeispiel derart gewählt, dass die elektrische Leitfähigkeit des Materials höher ist als die elektrische Leitfähigkeit von Eisen. Die elektrische Leitfähigkeit s des Materials der Beschichtung 20 beträgt im Aus führungsbeispiel wenigstens 1 ,4 x 10 ⁶ Siemens pro Meter (S/m), vorzugsweise 10 x 10 ⁶ Siemens pro Me ter (S/m). Die Beschichtung 20 ist im Ausführungsbeispiel aus Metall gebildet.

Das Übertragungselement 6 kann sich in einer Ausgestaltung nur aus dem Kontaktelement 7, insbeson dere ausgebildet als Kontaktfeder, und der Beschichtung 20 zusammensetzen. Das Übertragungsele ment 6 kann jedoch auch das Isolationselement 8 und/oder das Abschirmungselement 18 aufweisen bzw. sich durch diese vier Bestandteile zusammensetzen. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist vorgesehen, dass die Beschichtung 20 aus Kupfer, Silber, Gold oder Zinn gebildet ist.

Die Beschichtung 20 weist im Ausführungsbeispiel eine Dicke von 1 ,0 pm bis 30 gm, vorzugsweise 2,0 pm bis 25 pm, weiter bevorzugt 3,0 pm bis 25 pm und ganz besonders bevorzugt 4,0 pm bis 25 pm auf.

Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die Kontaktfeder 7 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, ausgebildet ist.

Die Beschichtung 20 ist im Ausführungsbeispiel aus einem Material ausgebildet, welches eine geringere Permeabilität aufweist als das Material, aus dem das Kontaktelement 7 ausgebildet ist, und welches eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Material, aus dem das Kontaktelement 7 ausgebildet ist.

Die Kontaktfeder 7 mit der Beschichtung 20 kann auch als Hybridfeder bezeichnet werden.

Die Figur 4 zeigt, wie Figur 3, einen Querschnitt durch eine Windung der Kontaktfeder 7. Das Ausfüh rungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von Figur 3 dabei durch den Aufbau der Beschichtung 20. Gemäß Figur 4 ist vorgesehen, dass die Beschichtung 20 durch mehrere Schichten 21 , 22, 23 gebildet ist, welche gemeinsam die Beschichtung 20 darstellen. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass alle Schichten 21 , 22, 23 aus Metall gebildet sind. Dies ist jedoch nicht zwingend. Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die Schichten 21 , 22, 23 gemeinsam die Eigenschaften aufweisen, die vorste hend bereits bezüglich der Ausbildung der Beschichtung 20 aus nur einem Material beschrieben wurden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass nur eine oder eine Mehrheit der Schichten über die Eigen schaften verfügt, die vorstehend bezüglich der Beschichtung 20 insgesamt dargestellt wurden. In diesem Fall können den anderen Schichten, die diese Eigenschaften, insbesondere die niedrigere Impedanz verglichen mit dem Kontaktelement 7, nicht aufweisen, anderen Aufgaben zukommen, beispielsweise können diese als Korrosionsschutz, Diffusionsschutz oder als Haftschicht dienen.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass alle Schichten 21 , 22, 23 einzeln und in ihrer Gesamtheit die vorgenannten Eigenschaften erfüllen, insbesondere eine niedrigere Impedanz aufweisen als das Kontaktelement 7.

Grundsätzlich können im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach Figur 4 auch mehr oder weniger als drei Schichten vorgesehen sein.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die erste Schicht 21 als Haftschicht ausgebildet ist, vor zugsweise als Kupferschicht. Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die zweite Schicht 22 als Diffusionsschicht, vorzugsweise als Nickelschicht, ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die dritte Schicht 23 auch die Aufgabe eines Korrosionsschutzes übernimmt und hier- zu vorzugsweise als Goldschicht, Silberschicht oder Zinnschicht ausgebildet ist. Die zweite Schicht 22, die als Diffusionsschicht, vorzugsweis als Nickelschicht, ausgebildet ist, übernimmt dabei die Aufgabe, eine Diffusion des Goldes, des Silbers oder des Zinns in Richtung auf die Kupferschicht zu vermeiden bzw. zu reduzieren.

Grundsätzlich können die verschiedenen Schichten 21 , 22, 23 aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein.