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WO2013020552A1 - Zündkerzenstecker - Google Patents

Zündkerzenstecker Download PDF

Info

Publication number
WO2013020552A1
WO2013020552A1 PCT/DE2012/100231 DE2012100231W WO2013020552A1 WO 2013020552 A1 WO2013020552 A1 WO 2013020552A1 DE 2012100231 W DE2012100231 W DE 2012100231W WO 2013020552 A1 WO2013020552 A1 WO 2013020552A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spark plug
structural element
plug
ignition
connector
Prior art date
Application number
PCT/DE2012/100231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Schulze
Original Assignee
Motortech Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motortech Gmbh filed Critical Motortech Gmbh
Priority to DE112012003324.8T priority Critical patent/DE112012003324A5/de
Priority to US14/127,591 priority patent/US9160120B2/en
Priority to EP12769589.8A priority patent/EP2742571B1/de
Publication of WO2013020552A1 publication Critical patent/WO2013020552A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/04—Means providing electrical connection to sparking plugs

Definitions

  • the invention relates to a spark plug connector comprising a plug body with a spark plug HochputsAuthtechnik für a spark plug, designed as an insulator, one on the
  • Ignition voltage source to the spark plug.
  • spark plugs Under a spark plug and spark plug extensions or ignition coil extensions and the like are to be understood, which serve to contact spark plugs of all types. Among spark plugs u.a.
  • spark plugs for generating a high-voltage spark to understand.
  • Next spark plugs are also other ignition means to understand that serve the ignition of a gas or fuel-air mixture in the combustion chamber of an engine.
  • Spark plug plugs transmit ignition voltages of up to 50,000 volts from an ignition coil to the spark plug and are designed to operate under extreme conditions
  • the insulators of spark plug connectors have to withstand about 10,000 to 40,000 volts permanently, possibly even peak values of 50,000 volts, and are made according to the state of the art over the entire length of high-quality, expensive PTFE.
  • the insulator simultaneously forms the mechanically supporting structure of the plug.
  • a spark plug is known inter alia from DE 196 1 12 83 C1. It is known an ignition connection for internal combustion engines with a spark plug, wherein the spark plug with a plug contact for the
  • the spark plug also consists of the following features in the combination:
  • the spark plug is made of a one-piece, rigid and carrying plug sleeve made of an insulating material with high melting point and high dielectric strength, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), wherein the
  • Plug sleeve in the plug shaft of an engine cylinder sealed against this and is designed to be elastically guidable.
  • the plug sleeve is also sealed against the inserted into it ceramic shaft of the spark plug and elastically feasible.
  • a ceramic inlet is provided in the plug sleeve, which has the plug contact and the ignition cable connection, wherein the
  • Plug contact and the Zündschian gleich are so isolated embedded in Keramikinlet that the ceramic in the axial direction over the plug contact and the connection for the ignition cable.
  • the insulator is a hollow body and the electrical functional part is inserted in the hollow body in a potting compound, characterized in that the insulator Polyphenylene sulfide consists of glass fiber content.
  • Ignition cable connection which has a large shaft length and at his Spark plug remote end has a Aufsteckadapter that is to seal the deep candle niche of the motor housing and supports the long spark plug socket shaft.
  • the plug connector shaft is not broken down into a plug body and a structural element inserted therein, but has a
  • Two-layer structure namely an inner insulating body with an elastic insulating sleeve.
  • DE 36 00 509 A1 describes a spark plug, which is indeed divided into three longitudinal sections, but the upper in the figure
  • Longitudinal section is not used to guide and support an ignition cable, but is part of the spark plug, to which the ignition cable is connected.
  • US 2,685,872 relates to a spark plug having a two-part insulating body, wherein the combustion chamber may be further part made of a less expensive material.
  • this document does not describe a spark plug connector, nor a separately applied structural element for supporting / guiding the ignition cable.
  • EP 2 204 888 A1 describes a plug-type connecting part in order to be able to connect an ignition cable to a spark plug.
  • This plug-like component has an insulating body as G monharzform Huawei with an elastic sheath. However, the component is not divided into a plug body and a thereto prolonged attached structural element.
  • Spark plug connectors are currently manufactured in lengths of up to one meter and, for example, are made entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE), which leads to considerable costs. Due to their heavy weight, the spark plug connectors are vulnerable strong engine vibrations, whereby their life is severely limited. At the same time, however, the spark plug connectors must be able to insulate high voltages, so that there are special requirements for these spark plug connectors in terms of strength, weight and, in particular, insulating capability.
  • the present invention is based on the object, a
  • spark plug which makes it possible to reduce the stress of spark plug connectors due to mass vibrations, while the insulating effect is to be realized at a very high level.
  • the material costs should be as low as possible, but the service life should be increased.
  • Spark plug Hochputs ists-distant side for receiving, storage and / or connection of a firing plug expanding structural element, and that the structural element is arranged at the connection point such that the structural element of the plug body on the
  • spark plug HochputsCount ists-far side extended wherein the ignition cable is held and / or guided by the structural member over its length, wherein the material of the structural member has a higher rigidity and higher specific strength and / or a lower density than the material of the plug body, the weight of the entire spark plug significantly reduced compared to the known in the prior art spark plug, but the properties of a conventional plug body are retained, in particular, the component strength is not limited.
  • the component strength is not limited.
  • the material of the plug body is ceramic and / or a plastic, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the material of the structural element is a plastic,
  • reinforcing fibers more preferably one
  • High-performance plastic with an impact strength of 9 to 12 kJ / m 2 , a heat resistance up to about 260 ° C and / or a high
  • Plug body guided within the structural element, wherein preferably the Zündtent admirer is formed within the structural element as a channel, particularly preferably as a closed channel, and
  • the ignition cable is thus optimally supported in the structural element, which wear is counteracted due to vibration and elevated temperatures at the ignition cable.
  • connection point or the connecting element forms a permanent connection between the plug body and the structural element, wherein the connection of the plug body and the structural element is produced by an adhesive bond, a screw connection, a bayonet connection, a compression and / or a welding, then a coherent connection is established realized.
  • An appropriate design can also on the Junction remote side be provided to secure the structural element.
  • Spark plug HochputsAuthiser has a cable outlet, preferably the cable outlet firmly locks the ignition cable and / or seals against external influences, particularly preferably designed as a silicone or rubber grommet, on the one hand a good fit guaranteed and on the other hand, the inner life is against external influences protected.
  • the structural element has a fastening and / or holding means for fastening and / or lateral guidance of the
  • Structural element at a fixed relative to the spark plug point, preferably on the engine, more preferably in or on the spark plug shaft, shaft and / or valve cover, wherein the attachment is preferably designed as a flange.
  • the flange serves as a catch and baffle plate for explosively ejected in the case of engine malfunction
  • a rubber grommet or a rubber cap is used for guiding or fixing.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the spark plug according to the invention
  • Fig. 2a is a schematic representation of the invention
  • Fig. 2b is a schematic representation of the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of the invention
  • Spark plug connector in a sectional view with a flange and an end rubber cap
  • Fig. 5 is a schematic representation of the invention
  • Rubber cap and a rubber grommet Rubber cap and a rubber grommet.
  • Fig. 0 is a schematic representation of a spark plug connector of the closest prior art is shown.
  • the spark plug connector 1 consists of a plug body 21 which is formed as an insulator. In the interior of the plug body 21, an ignition cable 3 is guided, that directs the ignition voltage from a Zündnapssario 5 to the spark plug 6. In the interior, a Entstörcic 33 is still shown, wherein the Entstörcic 33 has an integrated suppression element 331.
  • the material of the plug body 21 is made of polytetrafluoroethylene (PTFE). This material is designed over the entire length of the plug body 21. The length of such a spark plug connector 1 can be up to one meter. However, the cost of such a designed connector body 21 are already very high on the material side, which is why cheaper alternatives
  • the spark plug 1 has a seal, which at the same time ensures that no impurities enter the interior of the plug body 21 and further held the ignition cable 3 or strain relief.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the spark plug according to the invention 1 is shown.
  • the spark plug connector 1 now has two different regions: a first region, the plug body 21, which in the prior art according to FIG. 0 is similar to the first 10 to 20 cm (proximity to the spark plug), and a second region, the structural element 22 ,
  • the structural element 22 is at a connection point or via a
  • Plug body 21 as shown in FIG. 0 and illustrated.
  • the plug body 21 is also off in this embodiment
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • the structural element 22 is made in this embodiment
  • Polyphenylene sulfide with a glass fiber content of 40% (GF40) and forms a retaining, inferior insulating structural element 22 from.
  • Structural element 22 is a mechanically supporting part and serves to guide and position the ignition cable 3, less the insulation of the
  • Fig. 2a is a schematic representation of the invention
  • the structural element 22 essentially has the components which have already been set forth from FIG. In particular, the transition region to the plug body, namely the connection point 23, is shown here.
  • the connection of the structural element 22 with the plug body 21 can take place, for example, via a detent, a screw connection, a bayonet closure, a clamping or a gluing.
  • the materials can also have a
  • the structural element 22 is in particular in a preferred embodiment dimensionally stable, has a material melting point of about 280 ° C and is insensitive to chemicals.
  • the structural element 22 can be particularly cost-effective in
  • Injection molding can be made and used in different
  • Length gradations are kept in stock on stock.
  • Fig. 2b is a schematic representation of the invention
  • Plug body 21 (insulator) for a spark plug 1 shown.
  • the plug body 21 essentially has the elements which are known from FIG. 0, supplemented by the connection point or the connecting element 23.
  • the sleeve consists in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • FIG. 3 is a schematic representation of the invention
  • Spark plug connector 1 shown in a sectional view.
  • the ignition cable 3 consists essentially of a high voltage conductor 31 and a
  • the potting material 4 is to mention that is preferably used here.
  • the electrical functional part is embedded in a separate insulating sleeve. All other essential elements of the invention are already in the preceding
  • Fig. 4 the inventive spark plug 1 is shown in a sectional view with a flange 72 and an end rubber cap 71.
  • This metal flange 72 serves for
  • the spark plug 1 has an end rubber cap 71, which is angled in this embodiment by 90 ° and so the ignition cable 3 at the upper end of the spark plug 1 at an angle of 90 ° from the spark plug 1 leads.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of the invention
  • Spark plug 1 in a sectional view with an end rubber cap 71 and a rubber grommet 73rd
  • the seal at the end of the spark plug 1 is made with an end rubber cap 71, which protects the interior of the spark plug 1 from contamination and the like.
  • a rubber grommet 73 is provided or pushed on the structural element 22.
  • the rubber grommet 73 may be configured differently. Both length and circumference and material of the rubber grommet 73 can on the
  • the rubber grommet 73 serves to fix and guide the spark plug 1 in the plug shaft of the engine. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker (1) umfassend einen Steckerkörper (21) mit einer Zündkerzenhochspannungskontaktierung (35) zur Verbindungsherstellung zu und mit einer Zündkerze (6), ausgebildet als Isolator, einem auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungsfernen Seite in den Steckerkörper (21) eintretendes Zündkabel (3), zur Übertragung einer Zündspannung einer Zündspannungsquelle (5) an die Zündkerze (6), wobei der Steckerkörper (21) eine Verbindungsstelle (23) auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungsfernen Seite zur Aufnahme, Lagerung und/oder Verbindung eines den Zündstecker (1) erweiternden Strukturelementes (22) aufweist, und das Strukturelement (22) an der Verbindungsstelle (23) derart angeordnet ist, dass das Strukturelement (22) den Steckerkörper (21) auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungsfernen Seite verlängert, wobei das Zündkabel (3) von dem Strukturelement (22) über dessen Länge gehalten und/oder geführt wird und das Material des Strukturelementes eine höhere Steifigkeit und Festigkeit und/oder eine geringere Dichte bei gleichzeitig geringerem Materialeinsatz als das Material des Steckerkörpers (21) aufweist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Zündkerzenstecker
Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker umfassend einen Steckerkörper mit einer Zündkerzenhochspannungskontaktierung zur Verbindungsherstellung zu und mit einer Zündkerze, ausgebildet als Isolator, einem auf der
Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite in den Steckerkörper eintretendes Zündkabel, zur Übertragung einer Zündspannung einer
Zündspannungsquelle an die Zündkerze.
Unter einem Zündkerzenstecker sind auch Zündkerzenverlängerungen bzw. Zündspulenverlängerungen und dgl. zu verstehen, die zur Kontaktierung von Zündkerzen sämtlicher Bauformen dienen. Unter Zündkerzen sind u.a.
herkömmliche Zündkerzen zur Erzeugung eines Hochspannungsfunken zu verstehen. Weiter sind unter Zündkerzen auch andere Zündmittel zu verstehen, die der Entflammung eines Gas- bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum eines Motors dienen.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Zündkerzenstecker,
Zündkerzenverlängerungen sowie Zündkerzenhochspannungskontaktierungen bekannt.
Zündkerzenstecker übertragen Zündspannungen bis zu 50.000 Volt von einer Zündspule auf die Zündkerze und sollen dabei unter extremen
Umgebungsbedingungen, wie einer starken Temperaturwechselbeanspruchung sowie hohen und andauernden Betriebstemperaturen als auch in Umgebungen mit aggressiven Medien eine Lebensdauer von 30.000 Betriebsstunden und mehr aufweisen. Die Isolatoren von Zündkerzensteckern müssen dabei ca. 10.000 bis 40.000 Volt dauerhaft, ggf. auch Spitzenwerte von 50.000 Volt, standhalten und werden nach dem Stand der Technik über die gesamte Länge aus hochwertigem, teurem PTFE hergestellt. Dabei bildet der Isolator gleichzeitig die mechanisch tragende Struktur des Steckers.
Ein Zündkerzenstecker ist unter anderem aus der DE 196 1 12 83 C1 bekannt. Es ist eine Zündverbindung für Verbrennungsmotoren mit einem Zündkerzenstecker bekannt, wobei der Zündkerzenstecker mit einem Steckkontakt für den
Elektrodenanschluss einer Zündkerze, mit einer den Steckkontakt umhüllenden Steckerhülse und mit einem Anschluss für ein Zündkabel versehen ist. Weiter weist der Zündkerzenstecker noch folgende Merkmale in der Kombination auf: Der Zündkerzenstecker besteht aus einer einteiligen, steifen und tragenden Steckerhülse aus einem isolierenden Werkstoff mit hohem Schmelzpunkt und hoher Spannungsfestigkeit, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), wobei die
Steckerhülse in dem Kerzenschacht eines Motorzylinders, gegenüber diesem abgedichtet und elastisch führbar ausgebildet ist. Die Steckerhülse ist gegenüber dem in sie eingeschobenen Keramikschaft der Zündkerze ebenfalls abgedichtet und elastisch führbar. Weiter ist in der Steckerhülse ein Keramikinlet vorgesehen, das den Steckkontakt und den Zündkabelanschluss aufweist, wobei der
Steckkontakt und der Zündkabelanschluss derart isoliert im Keramikinlet eingebettet sind, dass die Keramik in axialer Richtung über den Steckkontakt und den Anschluss für das Zündkabel übersteht.
Weiter ist aus der DE 10 2010 016 881 ein elektrisches Bauteil mit elektrischem Funktionsteil und einem Isolator für Hochspannungsanwendungen, insbesondere Zündanlagen bekannt, wobei der Isolator ein Hohlkörper ist und das elektrische Funktionsteil im Hohlkörper in einer Vergussmasse eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator aus Polyphenylensulfid mit Glasfaseranteil besteht.
Die DE 33 02 878 A1 zeigt einen Zündkerzenstecker mit einem
Zündkabelanschluss, der eine große Schaftlänge aufweist und an seinem Zündkerzen fernen Ende einen Aufsteckadapter hat, der die tiefe Kerzennische des Motorgehäuses abdichten soll und den langen Kerzensteckerschaft stützt. Der Kerzensteckerschaft ist jedoch nicht aufgegliedert in einen Steckerkörper und ein darin eingestecktes Strukturelement, sondern weist einen
Zweischichtenaufbau, nämlich einen inneren Isolierkörper mit einer elastischen Isolierhülle auf.
Weiter beschreibt die DE 36 00 509 A1 einen Zündkerzenstecker, der zwar in drei Längsabschnitte gegliedert ist, wobei jedoch der in der Figur obere
Längsabschnitt nicht zur Führung und Stützung eines Zündkabels dient, sondern Bestandteil des Zündkerzensteckers ist, an den das Zündkabel anschließbar ist.
Die US 2,685,872 betrifft eine Zündkerze, die einen zweiteiligen Isolierkörper aufweist, wobei der Verbrennungsraum fernere Teil aus einem kostengünstigeren Material hergestellt sein kann. Diese Schrift beschreibt jedoch weder einen Zündkerzenstecker, noch ein gesondert anzusetzendes Strukturelement zur Stützung/Führung des Zündkabels.
Ferner beschreibt die EP 2 204 888 A1 ein steckerartiges Verbindungsteil, um ein Zündkabel mit einer Zündkerze verbinden zu können. Dieses steckerartige Bauteil weist einen Isolierkörper als Gießharzformstück mit einer elastischen Umhüllung auf. Das Bauteil ist jedoch nicht in einen Steckerkörper und ein daran verlängernd angesetztes Strukturelement gegliedert.
Bedingt durch größere Motoren und neue Konstruktionsmodelle für Motoren bedarf es sehr langer Zündkerzenstecker, die beispielsweise durch einen Schaft im Motorblock eine Kontaktierung einer Zündkerze mit einer
Hochspannungsquelle oder dgl. realisieren. Zündkerzenstecker werden aktuell in Längen von bis zu einem Meter gefertigt und sind beispielsweise vollständig aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gefertigt, was zu erheblichen Kosten führt. Auf Grund Ihres hohen Gewichtes sind die Zündkerzenstecker anfällig gegenüber starken Motorvibrationen, wodurch deren Lebensdauer stark eingeschränkt ist. Gleichzeitig müssen die Zündkerzenstecker jedoch hohe Spannungen isolieren können, so dass besondere Anforderungen an diese Zündkerzenstecker in Bezug auf Festigkeit, Gewicht und insbesondere Isolationsfähigkeit bestehen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Zündkerzenstecker aufzuzeigen, der es ermöglicht, die Beanspruchung von Zündkerzensteckern auf Grund von Massenvibrationen zu reduzieren, wobei gleichzeitig die isolierende Wirkung auf einem sehr hohen Niveau realisiert werden soll. Insbesondere sollen die Materialkosten hierbei möglichst gering ausfallen, wobei jedoch die Lebensdauer erhöht werden soll.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Anordnung nach Anspruch 1.
Dadurch, dass der Steckerkörper eine Verbindungsstelle auf der
Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite zur Aufnahme, Lagerung und/oder Verbindung eines den Zündstecker erweiternden Strukturelementes aufweist, und dass das Strukturelement an der Verbindungsstelle derart angeordnet ist, dass das Strukturelement den Steckerkörper auf der
Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite verlängert, wobei das Zündkabel von dem Strukturelement über dessen Länge gehalten und/oder geführt ist, wobei das Material des Strukturelementes eine höhere Steifigkeit und höhere spezifische Festigkeit und/oder eine geringere Dichte als das Material des Steckerkörpers aufweist, ist das Gewicht des gesamten Zündkerzensteckers deutlich gegenüber den im Stand der Technik bekannten Zündkerzensteckern reduziert, wobei jedoch die Eigenschaften eines herkömmlichen Steckerkörpers erhalten bleiben, insbesondere wird die Bauteilfestigkeit nicht eingeschränkt. Insbesondere werden durch entsprechende Massenreduktion die
Kontaktbeanspruchungen bei Motorvibrationen deutlich verringert, was zu einer deutlich erhöhten Lebensdauer des Zündkerzensteckers führt, da der
Kontaktverschleiß deutlich geringer ist.
Das Material des Steckerkörpers ist Keramik und/oder ein Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE). Das Material des Strukturelementes ist ein Kunststoff,
bevorzugt versehen mit Verstärkungsfasern, besonders bevorzugt ein
Hochleistungskunststoff mit einer Schlagzähigkeit von 9 bis 12 kJ/m2, einer Wärmeformbeständigkeit bis ca. 260 °C und/oder einer hohen
Schmelztemperatur von 280 °C, versetzt mit einem Glasfaseranteil von 20 bis 50 %, insbesondere 30 bis 40 %. Besonders bevorzugt besteht das
Strukturelement aus Polyphenylensulfid (PPS) mit einem Glasfaseranteil von 30 bis 40 %, bevorzugt 40 % (GF40), wobei dieses Material das beste Kosten-/ Nutzenverhältnis und die beste dauerhafte Leistung in Bezug auf die Stabilität nach entsprechenden Versuchsreihen aufweist. Weiter ist das Zündkabel von der Verbindungsstelle, kommend aus dem
Steckerkörper, innerhalb des Strukturelementes geführt, wobei bevorzugt die Zündkabeldurchführung innerhalb des Strukturelementes als Kanal, besonders bevorzugt als geschlossener Kanal ausgebildet ist, und
einen größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des
Zündkabels. Das Zündkabel wird somit optimal im Strukturelement gestützt, womit einem Verschleiß aufgrund von Vibrationen und erhöhten Temperaturen am Zündkabel entgegengewirkt wird.
Wenn die Verbindungsstelle bzw. das Verbindungselement eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Steckerkörper und dem Strukturelement ausbildet, wobei die Verbindung des Steckerkörpers und dem Strukturelement durch eine Klebung, eine Verschraubung, ein Bajonettverschluss, eine Verpressung und/oder eine Verschweißung hergestellt ist, ist eine schlüssige Verbindung realisiert. Eine entsprechende Ausgestaltung kann auch auf der Verbindungsstellen-fernen Seite vorgesehen sein, um das Strukturelement zu befestigen.
Dadurch, dass das Strukturelement auf der
Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite einen Kabelaustritt aufweist, wobei bevorzugt der Kabelaustritt das Zündkabel fest arretiert und/oder gegen äußere Einflüsse abdichtet, besonders bevorzugt als Silikon- oder Gummitülle ausgebildet ist, ist zum einen ein guter Sitz garantiert und zum anderen ist das Innenleben vor äußeren Einflüssen geschützt.
Zur weiteren Verbesserung weist das Strukturelement ein Befestigungs- und/oder Halterungsmittel zur Befestigung und/oder seitlichen Führung des
Strukturelementes an einem relativ zur Zündkerze ortsfesten Punkt, bevorzugt am Motor, besonders bevorzugt im oder am Zündkerzenschaft, -schacht und/oder Ventildeckel, aufweist, wobei die Befestigung bevorzugt als Flansch, ausgebildet ist. Der Flansch dient dabei gleichzeitig als Fang- und Prallplatte für im Fall von Motorfehlfunktionen explosionsartig herausgeschleuderten
Zündkerzenfragmenten und schützt Servicepersonal vor Verletzungen. Alternativ dient zur Führung bzw. zur Befestigung eine Gummitülle oder eine Gummikappe.
Weitere mögliche vorteilhafte Ausgestaltungen sind gegeben, wenn der hier vorliegende Erfindungsgegenstand mit den erfindungsgemäßen Gegenständen der Druckschriften DE 196 1 12 83 C1 und DE 10 2010 016 881 , die eingangs im Stand der Technik gewürdigt wurden, kombiniert wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
Darin zeigen: eine schematische Darstellung eines Zündkerzensteckers des nächstkommenden Standes der Technik;
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers; Fig. 2a eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Strukturelements für einen Zündkerzenstecker;
Fig. 2b eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Steckerkörpers (Isolator) für einen Zündkerzenstecker;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Zündkerzensteckers in einer Schnitt-Darstellung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Zündkerzensteckers in einer Schnitt-Darstellung mit einem Flansch sowie einer End-Gummikappe und
Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Zündkerzensteckers in einer Schnitt-Darstellung mit einer End-
Gummikappe und einer Gummitülle.
In Fig. 0 ist eine schematische Darstellung eines Zündkerzensteckers des nächstkommenden Standes der Technik dargestellt.
Der Zündkerzenstecker 1 besteht aus einem Steckerkörper 21 , der als Isolator ausgebildet ist. Im Inneren des Steckerkörpers 21 ist ein Zündkabel 3 geführt, dass die Zündspannung von einer Zündspannungsquelle 5 an die Zündkerze 6 leitet. Im Inneren ist weiter noch ein Entstöreinsatz 33 dargestellt, wobei der Entstöreinsatz 33 ein integriertes Entstörelement 331 aufweist. Das Material des Steckerkörpers 21 besteht aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Dieses Material ist über die gesamte Länge des Steckerkörpers 21 ausgeführt. Die Länge eines derartigen Zündkerzensteckers 1 kann bis zu einem Meter betragen. Die Kosten für einen derartig ausgestalteten Steckerkörper 21 sind jedoch bereits auf der Materialseite sehr hoch, weshalb günstigere Alternativen als
Isolatormaterial verwendet wurden, die jedoch nicht die gleichen Eigenschaften aufweisen, wie es das Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist. Insbesondere dessen sehr gute Isolierwirkung ist der Hauptgrund für die bevorzugte
Verwendung als Material für Zündkerzenstecker 1 . Es liegt ein durchgängiger Isolierkörper vor.
Am Hochspannungskontakt-fernen Ende weist der Zündkerzenstecker 1 eine Abdichtung auf, die gleichzeitig dafür sorgt, dass keine Verunreinigungen in den Innenraum des Steckerkörpers 21 eintreten und weiter das Zündkabel 3 gehalten bzw. zugentlastet wird.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zündkerzensteckers 1 dargestellt.
Der Zündkerzenstecker 1 weist nunmehr zwei unterschiedliche Bereiche auf: einen ersten Bereich, den Steckerkörper 21 , der dem Stand der Technik entsprechend der Fig. 0 auf den ersten 10 bis 20 cm (Nahbereich zur Zündkerze) ähnelt, und einem zweiten Bereich, dem Strukturelement 22.
Das Strukturelement 22 ist an einer Verbindungsstelle bzw. über ein
Verbindungselement 23 mit dem Steckerkörper 21 verbunden. Der Steckerkörper 21 übernimmt nunmehr die gleiche oder ähnliche Funktion des
Steckerkörpers 21 wie in Fig. 0 ausgebildet und dargestellt. Der Steckerkörper 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus
Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet um im Nahbereich der
Zündkerzenankopplung eine ausreichende Isolierung zu realisieren. Das Strukturelement 22 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus
Polyphenylensulfid (PPS) mit einem Glasfaseranteil von 40 % (GF40) und bildet ein haltendes, minderwertiger isolierendes Strukturelement 22 aus. Das
Strukturelement 22 ist ein mechanisch tragendes Teil und dient zur Führung und Positionierung des Zündkabels 3, weniger der Isolation des
Zündkerzensteckers 1. Versuche, Simulationen und Berechnungen haben in diesem Zusammenhang ergeben, dass lediglich der Nahbereich des Steckerkörpers 21 zur Zündkerze 6 über eine Länge von etwa 10 bis 20 cm isoliert werden muss, so dann wäre die notwendige Isolierung gewährleistet. Gleichwohl ist es notwendig nunmehr den Zündkerzenstecker über die restliche Länge auszugestalten, was über das Strukturelement 22 nunmehr gewährleistet ist.
In Fig. 2a ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Strukturelements 22 für einen Zündkerzenstecker 1 dargestellt.
Das Strukturelement 22 weist im Wesentlichen die Bestandteile auf, die aus Fig. 1 bereits dargelegt wurden. Insbesondere ist hier der Übergangsbereich zum Steckerkörper, nämlich die Verbindungsstelle 23, dargestellt. Die Verbindung des Strukturelementes 22 mit dem Steckerkörper 21 kann beispielsweise über eine Rastung, eine Verschraubung, einen Bajonett-Verschluss, eine Klemmung oder eine Klebung erfolgen. Alternativ können die Werkstoffe auch über ein
Schweißverfahren, bevorzugt ein Ultraschall-Schweißverfahren ggf. über ein eingesetztes Kontaktierelement mit einander verbunden werden. Das Strukturelement 22 ist insbesondere in einer bevorzugten Ausgestaltung formbeständig, hat einen Material-Schmelzpunkt von ca. 280°C und ist unempfindlich gegenüber Chemikalien.
Das Strukturelement 22 kann insbesondere kostengünstig im
Spritzgussverfahren hergestellt werden und kann in verschiedenen
Längenabstufungen am Lager vorrätig gehalten werden.
In Fig. 2b ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Steckerkörpers 21 (Isolator) für einen Zündkerzenstecker 1 dargestellt.
Der Steckerkörper 21 weist im Wesentlichen die Elemente auf, die aus Fig. 0 bekannt sind, ergänzt um die Verbindungsstelle bzw. das Verbindungselement 23. Die Hülse besteht insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE).
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Zündkerzensteckers 1 in einer Schnitt-Darstellung dargestellt.
Als weitere wesentlichen Elemente des Zündkerzensteckers 1 sind noch die Zündkerzenhochspannungskontaktierung 35 zur Zündkerze 6, sowie die Hochspannungskontaktierung 34 zu nennen. Das Zündkabel 3 besteht im Wesentlichen aus einem Hochspannungsleiter 31 und einer
Hochspannungsisolierung 32.
Weiter ist noch das Vergussmaterial 4 zu erwähnen, dass hier bevorzugt verwendet ist. Mittels der Vergussmasse ist das elektrische Funktionsteil (Entstörelement) in eine separate Isolierhülle eingebettet. Alle anderen erfindungswesentlichen Elemente sind bereits in den vorangehenden
Figurenbeschreibungen erläutert. Es wird auf diese Figuren verwiesen. In Fig. 4 ist der erfindungsgemäße Zündkerzenstecker 1 in einer Schnitt- Darstellung mit einem Flansch 72 sowie einer End-Gummikappe 71 dargestellt.
Insbesondere ist hier der Flansch 72 in einer Metallausführung am
Strukturelement 22 vorgesehen. Dieser Metallflansch 72 dient zur
Schraubfixierung des Zündkerzensteckers 1 beispielsweise auf bzw. an dem Ventildeckel und/oder Kerzenschacht.
Weiter weist der Zündkerzenstecker 1 eine End-Gummikappe 71 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel um 90° abgewinkelt ausgebildet ist und so das Zündkabel 3 am oberen Ende des Zündkerzensteckers 1 im Winkel von 90° vom Zündkerzensteckers 1 führt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Zündkerzensteckers 1 in einer Schnitt-Darstellung mit einer End-Gummikappe 71 und einer Gummitülle 73.
Die Abdichtung am Ende des Zündkerzensteckers 1 erfolgt mit einer End- Gummikappe 71 , die das Innere des Zündkerzensteckers 1 vor Verunreinigungen und dgl. schützt.
Des Weiteren ist eine Gummitülle 73 am Strukturelement 22 vorgesehen bzw. aufgeschoben. Die Gummitülle 73 kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Sowohl Länge als auch Umfang sowie Material der Gummitülle 73 können an die
Gegebenheiten (Kerzenschacht, etc.) angepasst werden. Die Gummitülle 73 dient der Fixierung und Führung des Zündkerzensteckers 1 im Kerzenschacht des Motors. Bezugszeichenliste
Zündkerzenstecker
Steckerkörper (Isolator)
Strukturelement
Verbindungsstelle / Verbindungselement
Zündkabel
Hochspannungsleiter
Hochspannungsisolierung
Entstöreinsatz
integriertes Entstörelement
Hochspannungskontakt
Zündkerzenhochspannungskontaktierung
Vergussmaterial
Zündspannungsquelle
Zündkerze
End-Gummikappe
Flansch
Gummitülle

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Zündkerzenstecker (1 ) umfassend einen Steckerkörper (21 ) mit einer Zündkerzenhochspannungskontaktierung (35) zur
Verbindungsherstellung zu und mit einer Zündkerze (6), ausgebildet als Isolator, einem auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungs- fernen Seite in den Steckerkörper (21 ) eintretendes Zündkabel (3), zur Übertragung einer Zündspannung einer Zündspannungsquelle (5) an die Zündkerze (6),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steckerkörper (21 ) eine Verbindungsstelle (23) auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite zur Aufnahme, Lagerung und/oder Verbindung eines den Zündstecker (1 ) erweiternden Strukturelementes (22) aufweist, und
dass das Strukturelement (22) an der Verbindungsstelle (23) derart angeordnet ist, dass das Strukturelement (22) den Steckerkörper (21 ) auf der Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite verlängert, wobei das Zündkabel (3) von dem Strukturelement (22) über dessen Länge gehalten und/oder geführt wird und das Material des Strukturelementes eine höhere Steifigkeit und Festigkeit und/oder eine geringere Dichte bei gleichzeitig geringerem Materialeinsatz als das Material des Steckerkörpers (21 ) aufweist.
2. Zündkerzenstecker (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Steckerkörpers (21 ), Keramik oder ein
Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) ist.
Zündkerzenstecker (1 ) nach Anspruch 1 , oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Material des Strukturelementes (22) ein Kunststoff,
versehen mit Verstärkungsfasern ist, bevorzugt ein Hochleistungskunststoff mit einer Schlagzähigkeit von 9 bis 12 kJ/m2, einer Wärmeformbeständigkeit bis ca. 260 °C und/oder einer hohen Schmelztemperatur von 280 °C, versetzt mit einem Glasfaseranteil von 20 bis 50 %, insbesondere 30 bis 40 %, ist.
Zündkerzenstecker (1 ) nach Anspruch 1 , 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zündkabel (3) von der Verbindungsstelle (23), kommend aus dem Steckerkörper (21 ), innerhalb des Strukturelementes (22) geführt ist, wobei bevorzugt die Zündkabeldurchführung innerhalb des
Strukturelementes (22) als Kanal,
besonders bevorzugt als geschlossener Kanal ausgebildet ist, und einen größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Zündkabels (3).
Zündkerzenstecker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungsstelle bzw. das Verbindungselement (23) eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Steckerkörper (21 ) und dem Strukturelement (22) ausbildet,
wobei die Verbindung des Steckerkörpers (21 ) und dem
Strukturelement (22) durch eine Klebung, eine Verschraubung, einen Bajonettverschluss, eine Verpressung und/oder eine Verschweißung hergestellt ist.
Zündkerzenstecker (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturelement (22) aus Polyphenylensulfid mit einem
Glasfaseranteil von 30 bis 40 %, bevorzugt 40 %, besteht. Zündkerzenstecker (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturelement (22) auf der
Zündkerzenhochspannungskontaktierungs-fernen Seite einen Kabelaustritt aufweist,
wobei bevorzugt der Kabelaustritt das Zündkabel (3) fest arretiert und/oder gegen äußere Einflüsse abdichtet,
besonders bevorzugt als Gummitülle (73) ausgebildet ist.
Zündkerzenstecker (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturelement (22) ein Befestigungs- und/oder Halterungsmittel zur Befestigung des Strukturelementes (22) an einem relativ zur Zündkerze (6) ortsfesten Punkt, bevorzugt am Motor, besonders bevorzugt im oder am Zündkerzenschaft und/oder -schacht, aufweist, wobei die Befestigung bevorzugt als Flansch (72), Gummistopfen und/oder Kunststoff- oder Gummikappe (71 ) bzw. Gummitülle (73), ausgebildet ist.
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