Beschreibung

Titel

HOCHSPANNUNGSANSCHLUSS FüR EINE ZüNDKERZE Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist schon eine Zündspule aus der US 5,357,233 bekannt, mit einem Hochspannungs-anschluss, einer Feder zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses mit einer Zündkerze und einem die Feder umgebenden elastischen Schutzmantel. Die Windungen der Feder liegen in einem dem Hochspannungsanschluss zugewandten Blockabschnitt auf Block aneinander an und sind in einem zur Kontaktierung mit der Zündkerze vorgesehenen Federabschnitt zueinander beabstandet. Der Hochspannungsanschluss wird mit dem elastischen Schutzmantel in den Kerzenschacht des Motors eingesteckt. Um die Zündspule mit dem elastischen Schutzmantel leicht auf die Zündkerze aufstecken zu können, ist der Schutzmantel versteift, indem zwei Metallhülsen darin integriert sind. Nachteilig ist, dass die Metallhülsen zu höheren Herstellungskosten führen und den Durchmesser des Schutzmantels erhöhen. Außerdem wird die Flexibilität des Schutzmantels durch die Metallhülsen reduziert.

In der DE 196 11 220 Al ist eine Zündspule mit einem Schutzmantel gezeigt, in dem eine Schraubenfeder zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses mit der Zündkerze angeordnet ist. Der Schutzmantel weist einen Durchgangskanal mit einem Federbereich zur Aufnahme der Schraubenfeder und einem Kerzenbereich zur Aufnahme der Zündkerze auf. Zwischen dem Federbereich und dem Kerzenbereich ist eine Verengung vorgesehen, die die Schraubenfeder in axialer Richtung sichert. Der Schutzmantel ist mehrteilig ausgeführt, wobei die Endstücke des Schutzmantels aus Silikon und das Mittelstück aus Isolationsharz hergestellt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündspule mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der Schutzmantel ohne zusätzliche Bauteile steifer ausgeführt ist und dadurch die Herstellungskosten für den Schutzmantel verringert werden, indem der Blockabschnitt der Feder an seinem dem Federabschnitt zugewandten Ende an einer Stützschulter des Schutzmantels abgestützt ist. Durch den langen Blockabschnitt der Feder kann der Schutzmantel vergleichsweise

hohe Axialkräfte aufnehmen und dadurch besser und zuverlässiger auf die Zündkerze aufgesteckt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Durchmesser des elastischen Schutzmantels verringert werden, so dass die Herstellungskosten aufgrund von Materialersparnis verringert werden und die Zündspule für Motoren mit geringeren Kerzenschachtdurchmessern geeignet ist.

Die Stützschulter sichert außerdem die axiale Position der Feder in dem Schutzmantel, so dass die Feder vor dem Aufstecken der Zündspule auf die Zündkerze nicht aus dem Schutzmantel herausfallen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündspule möglich.

Die Stützschulter ist vorteilhafterweise in axialer Richtung derart angeordnet, dass die Feder zwischen dem Hochspannungsanschluss und der Stützschulter axial vorgespannt ist und dass deren Windungen auf Block gehalten werden.

Besonders vorteilhaft ist, dass der Durchmesser der Feder beim übergang vom Blockabschnitt zum Federabschnitt stufenförmig oder kontinuierlich abnimmt, da durch den abnehmenden Durchmesser ein Absatz gebildet wird, dessen Windung an dem Schutzmantel abstützbar ist.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Durchmesser der Feder im Blockabschnitt konstant ist oder sich zum Federabschnitt hin konisch erweitert. Durch eine konische Erweiterung des Blockabschnitts an seinem dem Federabschnitt zugewandten Ende wird ein größerer Stufenabsatz beim übergang vom Blockabschnitt auf den Federabschnitt erreicht und damit eine bessere und zuverlässigere Abstützung am Schutzmantel.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Feder in einem Durchgangskanal des Schutzmantels vorgesehen ist und die Stützschulter am Umfang des Durchgangskanals angeformt ist, da die Feder auf diese Weise zwischen der Stützschulter und dem Hochspannungsanschluss vorspannbar ist. Durch die axiale Vorspannung der Feder ergibt sich eine höhere Biegesteifigkeit des Schutzmantels.

Desweiteren vorteilhaft ist, wenn der Durchgangskanal einen Blockbereich zur Aufnahme des Blockabschnitts der Feder und einen Kerzenbereich zur Aufnahme einer Zündkerze aufweist, wobei die Stützschulter zwischen dem Blockbereich und dem Kerzenbereich vorgesehen ist und eine

Verengung des Durchgangskanals bildet. Durch die Verengung wird die Feder im Schutzmantel in axialer Richtung gesichert.

Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Durchmesser der Feder in einem der Kontaktierung der Zündkerze dienenden Kontaktbereich des Federabschnitts zur Zündkerze hin konisch erweitert ist, da auf diese Weise eine zuverlässige Kontaktierung der mit dem Hochspannungsanschluss verbundenen Feder mit der Zündkerze erreicht wird.

Vorteilhaft ist, wenn die Windungen des Kontaktbereichs der Feder auf Block aneinander anliegen, da auf diese Weise eine zuverlässige Kontaktierung der mit dem Hochspannungsanschluss verbundenen Feder mit der Zündkerze erreicht wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Feder als Schraubenfeder auszubilden, da die Schraubenfeder ein sehr kostengünstiges Bauteil ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte erfindungsgemäße Zündspule.

Die Zündspule erzeugt eine für einen Funkenüberschlag an einer Zündkerze erforderliche Hochspannung.

Die Zündspule hat ein Spulengehäuse 1 , in dem eine Primärspule 2 und eine Sekundärspule 3 derart zusammenwirken, dass aus einer niedrigen Gleichspannung einer Batterie 4 eine Hochspannung für eine Zündkerze 5 erzeugt wird. Die Primärspule 2 ist über einen Niederspannungsanschluss 8 mit der Batterie 4 und über einen Hochspannungsanschluss 9 mit der Zündkerze 5 elektrisch verbindbar. Der Hochspannungsanschluss 9 ist beispielsweise als Dom ausgeführt, der aus dem Spulengehäuse 1 herausragt. Die Zündkerze 5 ist üblicherweise in einem Schacht 10 eines Zylinderkopfes 11 einer Brennkraftmaschine angeordnet.

Die Zündspule ist als sogenannte Kompaktzündspule ausgebildet, deren Spulengehäuse 1 außerhalb des Schachtes 10 angeordnet ist und deren Hochspannungsanschluss 9 über einen Steckverbinder 12 mit der Zündkerze 5 verbunden ist. Der Steckverbinder 12 ist mit dem Spulengehäuse 1 fest

verbunden, beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Beispielsweise ist er auf den Hochspannungsanschluss 9 gesteckt.

Der Steckverbinder 12 besteht im wesentlichen aus einem Kontaktelement 15 zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsanschlusses 9 mit der Zündkerze 5 und einem das Kontaktelement 15 umgebenden, elektrisch isolierenden Schutzmantel 16. Das Kontaktelement 15 ist eine Schraubenfeder, die mit ihrem einen Ende beispielsweise in einer Vertiefung 9.1 des Hochspannungsanschlusses 9 angeordnet und mit diesem elektrisch kontaktiert ist. Der Schutzmantel 16 ist hülsenförmig ausgeführt, beispielsweise elastisch ausgebildet und aus Silikon oder einem anderen elektrisch isolierenden Material hergestellt. Die Wandstärke des Schutzmantels 16 wird durch die elektrische Spannungsbelastung und die elektrische Durchschlagfestigkeit des Materials bestimmt.

Der Schutzmantel 16 weist einen Durchgangskanal 17 auf, in dem das Kontaktelement 15 angeordnet ist. Die Feder 15 ist in dem Durchgangskanal 17 derart vorgesehen, dass deren Windungen in einem dem Hochspannungsanschluss 9 zugewandten Blockabschnitt 15.1 auf Block aneinander anliegen und in einem zur Kontaktierung mit der Zündkerze 5 vorgesehenen Federabschnitt 15.2 zueinander beabstandet sind. Die Windungen der Feder 15 sind auf Block gewickelt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Blockabschnitt 15.1 der Feder 15 an seinem dem Federabschnitt 15.2 zugewandten Ende an zumindest einer Stützschulter 20 des Schutzmantels 16 abgestützt ist. Auf diese Weise werden die Windungen der Feder 15 im Blockabschnitt 15.1 auf Block gehalten und der Steckverbinder 12 dadurch in axialer Richtung versteift. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Steckverbinder 12 höhere axiale Kräfte aufnehmen und dadurch in axialer Richtung weiter über einen Kerzenstein der Zündkerze 5 aufgeschoben werden.

Die Stützschulter 20 ist in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 18 derart angeordnet, dass der Blockabschnitt 15.1 zwischen dem Hochspanungsanschluss 9 und der Stützschulter 20 axial vorgespannt wird. Auf diese Weise werden die Windungen der Feder 15 im Blockabschnitt 15.1 aneinanderliegend gehalten. Außerdem wird der elektrische Kontakt der Feder 15 zum Hochspannungsanschluss 9 zuverlässig sichergestellt.

Die zumindest eine Stützschulter 20 ist am Umfang des Durchgangskanals 17 vorgesehen bzw. angeformt. Sie kann ringförmig umlaufend oder abschnittsweise unterbrochen ausgeführt sein, wodurch mehrere Auskragungen 20 gebildet wären. Die Stützschulter 20 ragt radial in den Durchgangskanal 17 hinein.

Der Durchgangskanal 17 weist einen Blockbereich 17.1 zur Aufnahme des Blockabschnitts 15.1 der Feder 15 und einen Kerzenbereich 17.2 zur Aufnahme der Zündkerze 5 auf, wobei die Stützschulter 20 zwischen dem Blockbereich 17.1 und dem Kerzenbereich 17.2 vorgesehen ist und eine Verengung 17.3 des Durchgangskanals 17 bildet. Der Federabschnitt 15.2 der Feder 15 verläuft von dem Blockabschnitt 17.1 ausgehend durch die Verengung 17.3 bis in den Kerzenbereich 17.2 des Durchgangskanals 17.

Der Durchmesser der Feder 15 nimmt beim übergang vom Blockabschnitt 15.1 zum Federabschnitt 15.2 stufenförmig oder kontinuierlich ab, um die Feder 15 an diesem übergang an der Stützschulter 20 abstützen zu können. Im Blockabschnitt 15.1 ist der Durchmesser der Feder 15 konstant oder erweitert sich zum Federabschnitt 15.2 hin, beispielsweise konisch. Durch diese Erweiterung des Durchmessers wird eine größere Abstufung am übergang zum Federabschnitt 15.2 erreicht, so dass die Feder 15 sich besser und zuverlässiger an der Stützschulter 20 abstützen lässt. Im Federabschnitt 15.2 ist der Durchmesser der Feder 15 beispielsweise konstant.

Der Durchmesser des Durchgangskanals 17 ist im Kerzenbereich 17.2 größer als im Blockbereich 17.1. Der Durchmesser der Verengung 17.3 ist kleiner als der Durchmesser des Durchgangskanals 17 im Blockbereich 17.1 und im Kerzenbereich 17.2.

Der Durchmesser der Feder 15 ist in einem der Kontaktierung der Zündkerze 5 dienenden

Kontaktbereich 15.3 des Federabschnitts 15.2 zur Zündkerze 5 hin konisch erweitert, damit der SAE- Bolzen der Zündkerze 5 zuverlässig kontaktiert wird. Die Windungen des Kontaktbereichs 15.3 der Feder 15 liegen beispielsweise auf Block aneinander an.

Der Durchmesser der Feder 15 ist im Blockabschnitt 15.1 beispielsweise geringfügig kleiner als der Durchmesser des Blockbereichs 17.1 des Durchgangskanals 17, kann jedoch auch geringfügig größer sein, damit die Feder 15 fest im Durchgangskanal 17 eingefasst und in axialer und radialer Richtung fixiert ist. Der Blockabschnitt 15.1 der Feder 15 ist um ein Vielfaches länger als der Federabschnitt 15.2 und der Kontaktabschnitt 15.3 zusammen.