Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
IGNITION APPARATUS COMPRISING A SPRING FOR ELECTRICALLY CONNECTING A SPARK PLUG
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/065184
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an ignition apparatus (1) for an internal combustion engine, comprising a spark plug (4); a ignition coil (3) with a voltage connection (5); and a spring (2) for electrically connecting the spark plug (4) to the voltage connection (5), wherein a continuous spring wire in the form of external turns (9) extends from an ignition coil-side end (7) of the spring (2) to a spark plug-side end (8) of the spring, and the spring wire at the spark plug-side end (8) continues in the form of internal turns (10) within the external turns (9) in a direction toward the ignition coil-side end (7). The invention further relates to an internal combustion engine comprising an ignition apparatus (1) of this kind, and also to a motor vehicle comprising an internal combustion engine of said kind.

Inventors:
MAYER CHRISTIAN (DE)
PAWLIK PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/073115
Publication Date:
April 12, 2018
Filing Date:
September 14, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F02P3/02; F16F1/04; H01R13/24; H01T13/04; F02P7/00; F02P13/00; H01F38/12
Foreign References:
JPH0347475A1991-02-28
US6668810B12003-12-30
JP2002227755A2002-08-14
GB2073494A1981-10-14
US20040055587A12004-03-25
DE102009035897A12011-02-10
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1 . Zündvorrichtung (1 ) für einen Verbrennungsmotor, mit

einer Zündkerze (4);

einer Zündspule (3) mit einem Spannungsanschluss (5); und einer Feder (2) zum elektrischen Verbinden der Zündkerze (4) mit dem Spannungsanschluss (5), wobei sich ein durchgängiger Federdraht in Form von Außenwindungen (9) von einem zündspulenseitigen Ende (7) der Feder (2) zu einem zündkerzenseitigen Ende (8) der Feder erstreckt und sich der Federdraht am zündkerzenseitigen Ende (8) in Form von Innenwindungen (10) innerhalb der Außenwindungen (9) in eine Richtung hin zum

zündspulenseitigen Ende (7) fortsetzt.

2. Zündvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei sich die

Innenwindungen (10) entlang einer Längsachse der Feder (2) in einer Richtung weg vom zündkerzenseitigen Ende (8) verjüngen.

3. Zündvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die überwiegende Länge der Feder (2) eine im Wesentlichen zylinderförmige Außenkontur aufweist.

4. Zündvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine elektrische Kontaktstelle (8) der Zündkerze (4) innerhalb der Innenwindungen (10) platziert ist und ein Drahtende des Federdrahts weiter vom zündkerzenseitigen Ende (8) der Feder (2) entfernt ist als die elektrische Kontaktstelle (8).

5. Zündvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Außenwindungen (9) größer ist als ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Innenwindungen (10).

6. Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

7. Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6.

Description:
Zündvorrichtung mit einer Feder zur elektrischen Anbindung einer Zündkerze

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit einer Zündkerze, einer Zündspule mit einem Spannungsanschluss und einer Feder zum elektrischen Verbinden der Zündkerze mit dem

Spannungsanschluss. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen

Verbrennungsmotor mit solch einer Zündvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit solch einem Verbrennungsmotor.

Zur sicheren Spannungsversorgung einer Zündkerze muss ein dauerhafter elektrischer Kontakt zwischen Zündspule und Zündkerze sichergestellt werden. Hierbei kommen meist Federn zum Einsatz. Um

Spannungsüberhöhungen und somit„elektrische Durchschläge" an sog. Spitzen wie z.B. dem Ende einer Druckfeder zu vermeiden, kann eine Feder zur Übertragung der Zündspannung an einem Federende konisch ausgeführt werden. Solch eine konisch auslaufende Feder ist beispielsweise aus der DE 10 2009 035 897 A1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt eine

Zündanordnung mit einer Zündspule, einer Zündkerze und einer Feder zum elektrischen Verbinden der Zündspule mit der Zündkerze. Die dort

beschriebene Feder hat einen zur Zündkerze gerichteten Kontaktabschnitt, der einen im Vergleich zum übrigen Außenumfang sich zur Zündkerze hin verjüngenden Außenumfang aufweist. Der verjüngte Abschnitt der Feder wird von einer sich ebenso verjüngenden Ausnehmung aufgenommen.

Bei derartigen Zündanordnungen bildet ein freies Drahtende des Federdrahts einen zur Zündkerze gewandten Abschluss der Feder. An diesem freien Drahtende herrscht eine hohe elektrische Felddichte, die wiederum zu einer hohen elektrischen Feldstärke führt. Diese hohe Energiedichte muss beherrscht werden, um Spannungsdurchschläge zu vermeiden. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zündanordnung

bereitzustellen, die vorteilhaft im Hinblick auf eine Spannungsübertragung an die Zündkerze ist. Diese Aufgabe wird mit einer Zündanordnung gemäß Anspruch 1 , einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6 und einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, mit einer Zündkerze; einer Zündspule mit einem Spannungsanschluss; und einer Feder zum

elektrischen Verbinden der Zündkerze mit dem Spannungsanschluss, wobei sich ein durchgängiger Federdraht in Form von Außenwindungen von einem zündspulenseitigen Ende der Feder zu einem zündkerzenseitigen Ende der Feder erstreckt und sich der Federdraht am zündkerzenseitigen Ende, insbesondere zumindest im unbelasteten Zustand der Feder, insbesondere im unbelasteten und belasteten Zustand der Feder, in Form von

Innenwindungen innerhalb der Außenwindungen in eine Richtung hin zum zündspulenseitigen Ende fortsetzt. Durch eine derartige Feder sind die problematischen spitzen Konturen des Federdrahtendes im Inneren der Feder positioniert. Die hohe elektrische Felddichte und somit die hohe elektrische Energiedichte wird von dem Potential der Außenwindungen eingehüllt. Dadurch erzeugt die Federgeometrie selbst eine ausreichend homogene elektrische Feldverteilung. Ein Durchschlagen am

zündkerzenseitigen Ende kann somit noch besser verhindert werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die

Zündvorrichtung so ausgebildet, dass sich die Innenwindungen entlang einer Längsachse der Feder in einer Richtung weg vom zündkerzenseitigen Ende konisch verjüngen. Dabei wird durch die Innenwindungen gleichzeitig eine Ausnehmung geschaffen, die als Buchse zur Aufnahme einer elektrischen Kontaktstelle der Zündkerze dient. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die überwiegende Länge, d.h. mehr als 50% der Länge, der Feder eine im Wesentlichen zylinderförmige Außenkontur auf. Die Länge ist dabei die Abmessung entlang der Längsachse der Feder von einem zündspulenseitigen Ende zu einem zündkerzenseitigen Ende der Feder.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine elektrische

Kontaktstelle der Zündkerze innerhalb der Innenwindungen platziert und ein Drahtende des Federdrahts weiter vom zündkerzenseitigen Ende der Feder entfernt als die elektrische Kontaktstelle, insbesondere ein am weitesten zum zündspulenseitigen Ende ragender Punkt der elektrischen Kontaktstelle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Außenwindungen größer als ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Innenwindungen.

Darüber hinaus stellt die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit solch einer Zündvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit solch einem

Verbrennungsmotor bereit.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

Figur 1 zeigt schematisch eine Zündvorrichtung gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei von einer Feder nur Umrisse dargestellt sind, und

Figur 2 zeigt die Feder der Zündvorrichtung gemäß dem

Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 . Figur 1 zeigt stark schematisiert dargestellt eine Zündvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein wesentlicher Aspekt dieser Erfindung liegt in der Ausgestaltung einer Feder 2, welche einen elektrischen Kontakt zwischen einer Zündspule 3 und einer Zündkerze 4 herstellt. Die Zündkerze 4 dient bekannterweise der Zündung eines brennbaren

Gemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt). Genauer wird eine elektrische Spannung von der Zündspule 3 über einen Spannungsanschluss 5 der Zündspule 3 an die Feder 2 angelegt und über eine elektrische Kontaktstelle 6 der Zündkerze 4 auf die Zündkerze 4 übertragen.

Der Aufbau der Feder 2 wird genauer unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, insbesondere ist die Feder 2 in Fig. 2 im unbelasteten Zustand dargestellt. Die Feder 2 ist aus einem durchgängigen Federdraht aufgebaut, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Von einem zündspulenseitigen Ende 7 erstreckt sich der Federdraht in Form von Außenwindungen 9 spiralförmig um eine Längsachse herum zu einem zündkerzenseitigen Ende 8. Vorzugsweise haben die Außenwindungen 9 über mindestens 50% der Länge vom zündspulenseitigen Ende 7 zum zündkerzenseitigen Ende 8 eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur und vorzugsweise regelmäßig beabstandete Außenwindungen 9. Noch mehr bevorzugt ist dies über 80% dieser Länge der Fall und noch mehr bevorzugt über 90% dieser Länge. Der restliche Abschnitt (der Länge vom zündspulenseitigen Ende 7 zum zündkerzenseitigen Ende 8) kann sich beispielsweise zum

zündkerzenseitigen Ende 8 hin verjüngen (d.h. ein Durchmesser der

Außenwindungen 9 wird kleiner), beispielsweise können auf diesem

Abschnitt die Außenwindungen 9 konusförmig ausgebildet sein.

Insbesondere ist dieser restliche Abschnitt am zündkerzenseitigen Ende 8 der Feder 2 angeordnet. Bei der Feder 2 handelt es sich außerdem um eine Druckfeder, bei der im unbelasteten Fall die überwiegende Anzahl, d.h. mehr als 50%, noch mehr bevorzugt mehr als 80%, an Außenwindungen 9 zu mindestens einer der benachbarten Außenwindungen 9 beabstandet ist. Am zündkerzenseitigen Ende sind eine einzige, zwei oder drei Windungen ohne Beabstandung angeordnet.

Am zündkerzenseitigen Ende 8 setzt sich der durchgängige Federdraht in Form von Innenwindungen 10 innerhalb der Außenwindungen 9 in eine Richtung hin zum zündspulenseitigen Ende 7 fort. Dabei setzt sich der Federdraht am zündkerzenseitigen Ende 8 in Form der Innenwindungen 10 spiralförmig um die Längsachse herum fort. Ein Steigungswinkel α der Außenwindungen 9 ist dabei entgegengesetzt zu einem Steigungswinkel α der Innenwindungen 10, aber nicht notwendigerweise gleich groß. Der Steigungswinkel α der Außen- oder Innenwindungen ist dabei der Winkel, den die Schmiegungsebene der Windungen mit einer zur Längsachse senkrechten Ebene einschließt, wie in Fig. 2 dargestellt. Vorzugsweise verjüngt sich der Durchmesser der Innenwindungen 10 ausgehend vom zündkerzenseitigen Ende 8 hin zum zündspulenseitigen Ende 7.

Insbesondere wird dabei eine Konusform ausgebildet. Vorzugsweise sind die Innenwindungen 10 nicht voneinander beabstandet, d.h. aneinander anliegend. Die Innenwindungen 10 passen hinsichtlich ihrer Durchmesser vollständig in die Außenwindungen. Die Innenwindungen 10 erstrecken sich vorzugsweise über eine Länge (entlang der Längsachse) von nicht mehr als 50%, noch mehr bevorzugt nicht mehr als 30%, der Länge (entlang der Längsachse) der Außenwindungen 9. Ein mittlerer Abstand zwischen den Außenwindungen 9, d.h. die Summe der Abstände zwischen benachbarten Außenwindungen 9 geteilt durch die Anzahl an Abständen, ist größer als ein mittlerer Abstand zwischen den Innenwindungen 10, d.h. die Summe der Abstände zwischen benachbarten Innenwindungen 10 geteilt durch die Anzahl an Abständen. Gemessen werden dabei die Abstände in einer beliebigen Winkelposition (die gleiche für die Innen- und Außenwindungen) und jeweils zwischen benachbarten Stellen des Federdrahts in dieser Winkelposition. Bezug nehmend auf Fig. 1 liegt das zündkerzenseitige Ende 8 der Feder 2 an der elektrischen Kontaktstelle 6 an und ist mit dieser in elektrisch leitendem Kontakt. Das zündspulenseitige Ende 7 der Feder 2 liegt am Spannungsanschluss 5 an und ist mit diesem in elektrisch leitendem Kontakt. Die Innenwindungen 10 bilden eine Ausnehmung, die als Buchse für die elektrische Kontaktstelle 6 dient.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der

vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in

verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.