ZÜNDKERZENSTECKER

Abstract

 Zündkerzenstecker mit einem Steckerkörper (1), welcher einen ersten Endabschnitt (2) zum Einführen eines Endes einer Hochspannungsleitung (4) und einen zweiten Endabschnitt (3) zur Aufnahme eines Endes einer Zündkerze (5) aufweist, wobei zwischen dem ersten Endabschnitt (2) und dem zweiten Endabschnitt (3) eine elektrische Leitungsstrecke zur Weiterleitung einer Zündspannung von der Hochspannungsleitung (4) zur Zündkerze (5) angeordnet ist, und wobei die elektrische Leitungsstrecke anschließend an den ersten Endabschnitt (2) wenigstens eine Induktivität (6) aufweist, Brennkraftmaschine (11) mit zumindest einer Anordnung aus einer Zündkerze (5) und einem solchen Zündkerzenstecker und Anordnung mit einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung (12) und zumindest einer solchen Brennkraftmaschine (11) zum Antreiben der mechanisch anzutreibenden Vorrichtung (12).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Anordnung aus einer Zündkerze und einem solchen Zündkerzenstecker sowie eine Anordnung mit einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung und zumindest einer solchen Brennkraftmaschine.

[0002] Es ist bekannt, dass es durch die Zündungen in einer Brennkraftmaschine zu elektromagnetischen Störabstrahlungen kommt, welche durch herkömmliche Entstörungsmaßnahmen nur schwer und grenzwertig reduziert werden können.

[0003] Im Zusammenhang mit dem Zündfunken bei Brennkraftmaschinen kann es bei der Ausbildung und Aufrechterhaltung des Funkens oder von Teilentladungen zu erheblichen elektromagnetischen Störabstrahlungen kommen.

[0004] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Zündkerzenstecker, eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Anordnung aus einer Zündkerze und einem solchen Zündkerzenstecker sowie eine Anordnung mit einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung und zumindest einer solchen Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei denen elektromagnetische Störabstrahlung durch die Zündung reduziert ist.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zündkerzenstecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Anordnung aus einer Zündkerze und einem solchen Zündkerzenstecker sowie durch eine Anordnung aus einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung und zumindest einer solchen Brennkraftmaschine, insbesondere Genset mit einem Generator zur Stromerzeugung.

[0006] Ein solcher Zündkerzenstecker weist einen Steckerkörper (von annähernd zylindrischer Ausbildung) auf, mit einem ersten Endabschnitt zum Einführen eines Endes einer Hochspannungsleitung oder zur unmittelbaren Kontaktierung einer Zündspule und einem zweiten Endabschnitt zur Aufnahme eines Endes einer Zündkerze. Zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt ist eine elektrische Leitungsstrecke zur Weiterleitung einer Zündspannung von der Hochspannungsleitung bzw. der Zündspule zur Zündkerze angeordnet. Die elektrische Leitungsstrecke weist - bevorzugt unmittelbar - anschließend an den ersten Endabschnitt wenigstens eine Induktivität auf, sodass sich die wenigstens eine Induktivität im Bereich des Endes eines Zündkerzenschachtes oder im Bereich eines Ventildeckels liegt (vorzugsweise mit einer Überdeckung von ca. 50 %, wobei auch 100 % Lage im Zündkerzenschacht oder über dem Zündkerzenschacht möglich sind, bevorzugt allerdings mit maximal ca. 20 mm über und/oder unter dem Ende des Zündkerzenschachts - alternativ der Oberseite des Ventildeckels).

[0007] Durch Anordnung wenigstens einer Induktivität in der elektrischen Leitungsstrecke anschließend an den ersten Endabschnitt kann die elektromagnetische Störabstrahlung durch die Zündung signifikant reduziert werden. Die wenigstens eine Induktivität kann auch als elektromagnetisches Entstörelement bezeichnet werden.

[0008] Eine solche Brennkraftmaschine weist zumindest eine Anordnung aus einer Zündkerze und einem solchen Zündkerzenstecker auf, wobei die Anordnung an oder in einem Ventildeckel oder einem Zündkerzenschacht einer Brennkraftmaschine gehalten ist.

[0009] Eine solche Anordnung, insbesondere Genset, weist zumindest eine solche Brennkraftmaschine zum Antreiben der mechanisch anzutreibenden Vorrichtung, insbesondere eines Generators zur Stromerzeugung auf. Ein weiteres Beispiel für eine mechanisch anzutreibende Vorrichtung ist eine Pumpe.

[0010] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0011] Die Hochspannungsleitung kann zum Beispiel als flexibles Hochspannungskabel oder als starres elektrisch leitendes Element ausgeführt sein.

[0012] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektrische Leitungsstrecke anschließend an den ersten Endabschnitt wenigstens zwei, bevorzugt drei Induktivitäten aufweist, welche in Richtung des zweiten Endabschnitts unmittelbar aneinander oder mit Abstand zueinander angeordnet sind. Dies hat sich hinsichtlich der Reduktion der elektromagnetischen Störabstrahlung überraschenderweise als äußerst vorteilhaft erwiesen.

[0013] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektrische Leitungsstrecke anschließend an die wenigstens eine Induktivität in Richtung des zweiten Endabschnitts eine Verbindungsleitung, beispielsweise eine elektrisch leitende mechanische Feder oder ein elektrisch leitender Stab, zur Kontaktierung der Zündkerze aufweist.

[0014] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine Induktivität der wenigstens einen Induktivität in Form einer Spule, bevorzugt ohne einen Kern aus magnetischem Material wie Ferrit oder Eisen, ausgebildet ist. Ohne magnetisierbaren Kern gibt es keine Veränderung über den Frequenzgang.

[0015] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Induktivität insgesamt einen Wert von wenigstens 5 mH, bevorzugt von wenigstens 10 mH aufweist.

[0016] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die wenigstens eine Induktivität über einen Bereich von ca. 30 mm bis ca. 100 mm, bevorzugt ca. 50 mm, erstreckt.

[0017] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektrische Leitungsstrecke als zusätzliches Entstörelement wenigstens einen ohmschen Widerstand (zum Beispiel zwischen 1 kΩ und 3 kΩ) aufweist.

[0018] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zündkerzenstecker ohne Schirmblech ausgebildet ist. Im Stand der Technik sind Schirmbleche bekannt, welche sich als Bauteil des Zündkerzensteckers über der Zündkerze befinden.

[0019] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass am Steckerkörper eine Platte zur Halterung an einem Ventildeckel einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Platte kann beispielsweise aus Metall oder einem elektrisch nichtleitenden Material bestehen. Alternativ kann eine Befestigung des Zündkerzensteckers über die Zündkerze und/oder dem Zündkerzenschacht erfolgen.

[0020] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Zündspule beabstandet vom Ventildeckel angeordnet und über die Hochspannungsleitung mit der elektrischen Leitungsstrecke des Zündkerzensteckers verbunden ist.

[0021] Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Zündspule unmittelbar am ersten Endabschnitt des Steckerkörpers des Zündkerzensteckers angeordnet ist.

[0022] Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Anordnung über eine bevorzugt mehrteilige Zündkerzenhülse im Ventildeckel angeordnet ist. Natürlich wäre auch eine einteilige Ausbildung der Zündkerzenhülse möglich.

[0023] Ist eine Zündkerzenhülse vorgesehen, kann diese konzentrisch oder exzentrisch zum Zündkerzenstecker angeordnet sein.

[0024] Bevorzugt ist die Brennkraftmaschine stationär ausgebildet.

[0025] Die Brennkraftmaschine weist bevorzugt mehr als sechs Anordnungen aus einem Ausführungsbeispiel eines Zündkerzensteckers und einer Zündkerze und/oder mehr als eineinhalb Liter, bevorzugt mehr als zwei Liter Hubraum, pro Brennraum auf. Jede Anordnung dient zum Zünden eines in einem Brennraum der Brennkraftmaschine eingebrachten Brenngases oder Brenngas-Luftgemisches.

[0026] Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren diskutiert.

Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem ersten Ausführungsbeispiel eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze.

Figur 2A zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Zündkerzenstecker und einer Zündspule.

Figur 2B zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem dritten Ausführungsbeispiels eines Zündkerzenstecker und einer Zündspule.

Figur 3A zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem vierten Ausführungsbeispiels eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze.

Figur 3B zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem fünften Ausführungsbeispiels eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze.

Figur 3C zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem sechsten Ausführungsbeispiels eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze.

Figur 3D zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung aus einem siebten Ausführungsbeispiels eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze.

Figur 4A zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers ein Ausführungsbeispiel einer Befestigungsmöglichkeit eines Zündkerzensteckers an einem Ventildeckel.

Figur 4B zeigt in einer Schnittdarstellung durch eine zentrale Ebene eines Zündkerzensteckers ein Ausführungsbeispiel einer Befestigungsmöglichkeit eines Zündkerzensteckers an einer Zündkerze.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Brennkraftmaschine und einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung.

Figur 6 zeigt den Effekt der Erfindung.

[0027] In Figur 1 ist eine Anordnung aus einem ersten Ausführungsbeispiel eines Zündkerzensteckers und einer Zündkerze 5 gezeigt. Diese Anordnung ist über eine hier mehrteilig ausgebildete Zündkerzenhülse 13 in einem Ventildeckel 10 einer Brennkraftmaschine 11 angeordnet und wird über eine Platte 9 am Ventildeckel 10 gehalten.

[0028] Von einer in den Figuren nicht dargestellten Zündspule wird eine Zündspannung über eine hier als Hochspannungskabel ausgeführte Hochspannungsleitung 4, welche (über eine beispielsweise als Gummitülle ausgebildete Kabelführung 14 geführt) an einem ersten Endabschnitt 2 des Steckerkörpers 1 in diesen eintritt, zum Zündkerzenstecker geleitet und über eine elektrische Leitungsstrecke, welche innerhalb eines Steckerkörpers 1 des Zündkerzensteckers verläuft, zu einer Zündkerze 5 geführt, welche teilweise in einem zweiten Endabschnitt 3 des Steckerkörpers angeordnet ist. Anders als dargestellt, kann der Steckerkörper 1 auch einteilig ausgebildet sein.

[0029] Die elektrische Leitungsstrecke besteht in diesem Ausführungsbeispiel (in einer Reihenfolge ausgehend vom ersten Endabschnitt 2 zum zweiten Endabschnitt 3 hin) aus drei Induktivitäten 6 und einer Verbindungsleitung 7.

[0030] In Figur 2A ist ein Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 11 mit einer Anordnung aus einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze 5 dargestellt, wobei hier die elektrische Leitungsstrecke (in einer Reihenfolge ausgehend vom ersten Endabschnitt 2 zum zweiten Endabschnitt 3 hin) aus einer Induktivität 6, einer Verbindungsleitung 7, einem ohmschen Widerstand 8 und einer weiteren Verbindungsleitung 7 besteht. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Zündspule 16 unmittelbar am ersten Endabschnitt 2 des Steckerkörpers 1 angeordnet. Anders als dargestellt, muss die Zündspule 16 nicht konzentrisch zur Achse des Zündkerzenschachts angeordnet sein.

[0031] In Figur 2B ist ein Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 11 mit einer Anordnung aus einem dritten Ausführungsbeispiel eines Zündkerzenstecker und einer Zündkerze 5 dargestellt, wobei hier die elektrische Leitungsstrecke (in einer Reihenfolge ausgehend vom ersten Endabschnitt 2 zum zweiten Endabschnitt 3 hin) aus einer ersten Induktivität 6, einer Verbindungsleitung 7, einer zweiten Induktivität 6 und einer weiteren Verbindungsleitung 7 besteht. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Zündspule 16 unmittelbar am ersten Endabschnitt 2 des Steckerkörpers 1 angeordnet.

[0032] Die Figuren 3A bis 3D zeigen verschiedenen Möglichkeiten der Platzierung der wenigstens einen Induktivität 6 relativ zum Ventildeckel 10, nämlich unterhalb des Ventildeckels 10 (Figur 3A), teilweise oberhalb und teilweise unterhalb des Ventildeckels 10 (Figur 3B und 3D) und oberhalb des Ventildeckels 10 (Figur 3C).

[0033] Die Figur 4A zeigt die Möglichkeit einer Befestigung einer Anordnung aus Zündkerzenstecker, Zündkerze 5 und Zündkerzenhülse 13 über eine Platte 6 an einer Oberseite des Ventildeckels 10.

[0034] Die Figur 4B zeigt die Möglichkeit einer Befestigung einer Anordnung aus Zündkerzenstecker, Zündkerze 5 und Zündkerzenhülse 13 über die Zündkerze 5 im Bereich einer Unterseite des Ventildeckels 10, welche einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine 11 begrenzt.

[0035] In Figur 5 ist schematisch eine Anordnung mit einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung 12, zum Beispiel ein Genset mit einem Generator 12 zur Stromerzeugung, und einer Brennkraftmaschine 11, welche zum Antreiben der Vorrichtung 12 mit dieser über eine mechanische Welle 15 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine 11 ist stationär ausgebildet und weist mehr als sechs Anordnungen aus einem Ausführungsbeispiel eines Zündkerzensteckers und einer Zündkerze 5 auf.

[0036] Die Figur 6 zeigt den Effekt der Erfindung, nämlich eine signifikante Reduktion der elektromagnetischen Störabstrahlung bei der Zündung einer Zündkerze (logarithmische Darstellung).

[0037] Die Linie 1 zeigt die Störabstrahlung mit herkömmlichen Entstörungsmaßnahmen.

[0038] Die Linie 2 die Störabstrahlung bei Einsatz eines der Ausführungsbeispiele eines Zündkerzensteckers der vorliegenden Offenbarung. Man erkennt eine Senkung der Einhüllenden der Linie 2 im Vergleich zur Einhüllenden der Linie 1 von ca. 10 bis zu 30 db mV/m.

[0039] Die Linie 3 zeigt zum Vergleich den Grundstörpegel ohne Zündung.

Bezugszeichen:

[0040] 

1

Steckerkörper

2

erster Endabschnitt des Steckerkörpers

3

zweiter Endabschnitt des Steckerkörpers

4

Hochspannungsleitung

5

Zündkerze

6

Induktivität

7

Verbindungsleitung

8

ohmscher Widerstand

9

Platte

10

Ventildeckel einer Brennkraftmaschine

11

Brennkraftmaschine

12

mechanisch anzutreibende Vorrichtung, insbesondere Generator

13

Zündkerzenhülse

14

Kabelführung für Hochspannungsleitung

15

Welle

16

Zündspule

Ansprüche

1. Zündkerzenstecker, mit einem Steckerkörper (1), welcher einen ersten Endabschnitt (2) zum Einführen eines Endes einer Hochspannungsleitung (4) oder zur unmittelbaren Kontaktierung einer Zündspule (16) und einen zweiten Endabschnitt (3) zur Aufnahme eines Endes einer Zündkerze (5) aufweist, wobei zwischen dem ersten Endabschnitt (2) und dem zweiten Endabschnitt (3) eine elektrische Leitungsstrecke zur Weiterleitung einer Zündspannung von der Hochspannungsleitung (4) bzw. von der Zündspule (16) zur Zündkerze (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitungsstrecke anschließend an den ersten Endabschnitt (2) wenigstens eine Induktivität (6) als elektromagnetisches Entstörelement aufweist.

2. Zündkerzenstecker nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die elektrische Leitungsstrecke unmittelbar an den ersten Endabschnitt (2) anschließt.

3. Zündkerzenstecker nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Leitungsstrecke anschließend an den ersten Endabschnitt (2) wenigstens zwei, bevorzugt drei Induktivitäten (6) aufweist, welche in Richtung des zweiten Endabschnitts (3) unmittelbar aneinander oder mit Abstand zueinander angeordnet sind.

4. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Leitungsstrecke anschließend an die wenigstens eine Induktivität (6) in Richtung des zweiten Endabschnitts (3) eine Verbindungsleitung (7) zur Kontaktierung der Zündkerze (5) aufweist.

5. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Induktivität (6) der wenigstens einen Induktivität (6) in Form einer Spule, bevorzugt ohne einen Kern aus magnetischem Material, ausgebildet ist.

6. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Induktivität (6) insgesamt einen Wert von mehr als 5 mH, bevorzugt von mehr als 10 mH aufweist.

7. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die wenigstens eine Induktivität (6) insgesamt über einen Bereich von ca. 30 mm bis ca. 100 mm, bevorzugt ca. 50 mm, erstreckt.

8. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Leitungsstrecke als zusätzliches Entstörelement wenigstens einen ohmschen Widerstand (8) aufweist.

9. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zündkerzenstecker ohne Schirmblech ausgebildet ist.

10. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Steckerkörper (1) eine Platte (9) zur Halterung an einem Ventildeckel (10) einer Brennkraftmaschine (11) angeordnet ist.

11. Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Steckerkörper (1) mehrteilig ausgebildet ist.

12. Brennkraftmaschine mit zumindest einer Anordnung aus einer Zündkerze (5) und einem Zündkerzenstecker nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anordnung an oder in einem Ventildeckel (10) der Brennkraftmaschine (11) oder einem Zündkerzenschacht gehalten ist und ein Ende einer Hochspannungsleitung (4) in den ersten Endabschnitt (2) des Steckerkörpers (1) eingeführt und mit der elektrischen Leitungsstrecke elektrisch verbunden ist.

13. Brennkraftmaschine nach dem vorangehenden Anspruch, wobei eine Zündspule beabstandet vom Ventildeckel (10) angeordnet und über die Hochspannungsleitung (4) mit der elektrischen Leitungsstrecke des Zündkerzensteckers verbunden ist.

14. Brennkraftmaschine nach einem der beiden vorangehenden Ansprüchen, wobei die zumindest eine Anordnung über eine bevorzugt mehrteilige Zündkerzenhülse (13) im Ventildeckel (10) angeordnet ist.

15. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Brennkraftmaschine (11) mehr als sechs Anordnungen und/oder mehr als eineinhalb Liter Hubraum pro Brennraum aufweist und/oder bevorzugt als stationäre Brennkraftmaschine ausgebildet ist.

16. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die wenigstens eine Induktivität (6) im Bereich des Endes eines Zündkerzenschachtes oder im Bereich eines Ventildeckels liegt, vorzugsweise mit einer Überdeckung von ca. 50 % oder 100 % Lage im Zündkerzenschacht oder über dem Zündkerzenschacht, besonders bevorzugt mit maximal ca. 20 mm über und/oder unter dem Ende des Zündkerzenschachts oder alternativ einer Oberseite eines Ventildeckels.

17. Anordnung aus einer mechanisch anzutreibenden Vorrichtung (12) und zumindest einer Brennkraftmaschine (11) nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15 zum Antreiben der mechanisch anzutreibenden Vorrichtung (12) .

Zeichnung