DE10152085A1

DE10152085A1 - Verbindungsmittel für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10152085A1
Application number: DE10152085A
Authority: DE
Inventors: Dieter Raff; Bernd Schumacher; Dieter Betz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-04-30
Also published as: EP1440497B1; US6932627B2; WO2003038958A1; JP2005507057A; EP1440497A1; JP4348184B2; US20040065286A1

Abstract

Ein Verbindungsmittel (11) für Zündanlagen in Brennkraftmaschinen (12) ist so auszuführen, daß das Verbindungsmittel (11) auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen funktionssicher ist. DOLLAR A Das Verbindungsmittel (11) weist unter anderem einen ersten Anschluß (13) für eine Zündspule (14), einen zweiten Anschluß (16) für eine Zündkerze (17) und eine diese Anschlüsse (13, 16) ummantelnde Schutzkappe (19) auf. Die Schutzkappe (19) ist zweischichtig aufgebaut mit einem Innenmantel (23) aus elektrischem Isolierstoff und einem auf dem Innenmantel (23) direktaufliegenden Außenmantel (24) aus einem elektrisch leitfähigen Material, das elektrisch mit Massepotential in Verbindung steht. Die Mäntel (23, 24) bestehen jeweils aus einem rückfederungsfähigen Material. DOLLAR A Das Verbindungsmittel (11) ist zum Einsatz in der Automobilindustrie vorgesehen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verbindungsmittel für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Es ist durch die EP 0 713 005 A2 bekannt, ein solches Verbindungsmittel zum Verbinden einer Zündspule mit einer Zündkerze durch die Verwendung eines Zündkerzensteckers, eines Zündkabels und eines Zündkerzensteckers herzustellen. Diese Bestandteile des Verbindungsmittels liegen vor der Herstellung des Verbindungsmittels als separate Baukörper vor, die mit einem eigenen Abschlußelement als Gehäuse oder Schutzkappe versehen sind.

Diese zumeist aus einer speziellen Gummimischung gefertigte Schutzkappe ist bei den heutigen Brennkraftmaschinen in besonderem Maße gefährdet. Dazu tragen insbesondere als belastende Umstände bei, daß bei heutigen Motoren eine Motorkapselung erfolgt und in Folge dessen die Schutzkappe eine hohe Temperaturbelastung erfährt.

Des weiteren werden bei Vierventilmotoren tiefe Kerzennischen verwirklicht, die mit einer Nischenabdichtung verschlossen werden. Damit kann sich in der Kerzennische aufgrund des fehlenden Luftaustausches eine aggressive Atmosphäre anreichern, die die Schutzkappe angreift.

Schließlich werden heutzutage lange Zünkkerzenstandzeiten vorgeschrieben. Um trotzdem auch am Ende der Standzeit noch die volle Funktionsfähigkeit der Zündanlage garantieren zu können, gibt es eine Tendenz zu höheren Zündspannungen, die die elektrisch Isolierfähigkeit der Schutzkappe durch Spannungsüberschläge gefährden. Diese Spannungsüberschläge oder Teilentladungen erfolgen von der Schutzkappenoberfläche zu dem auf Massepotential liegenden Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, wenn zwischen der Schutzkappenoberfläche und der Oberfläche mit dem Massepotential elektrisch isolierende Lufteinschlüsse oder Luftspalte vorhanden sind.

Die vorgenannten Umstände können einzeln oder in Kombination zu einer Versprödung der Schutzkappe und damit zu einem Ausfall des Verbindungsmittels führen. Den größten Einfluß auf die Versprödung der Schutzkappe haben dabei die Teilentladungen, so daß insbesondere diese Schädigungsart zu vermeiden ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verbindungsmittel für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten vermieden werden. Dazu ist das Verbindungsmittel so ausgebildet, daß eine Schutzkappe wenigstens zweischichtig aufgebaut ist mit einem Innenmantel aus elektrischem Isolierstoff und mit einem auf dem Innenmantel direktaufliegenden Außenmantel aus elektrisch leitfähigen Material, der elektrisch mit Massepotential in Verbindung steht. Durch die Direktauflage des Außenmantels auf dem Innenmantel werden Lufteinschlüsse vermieden. Mit der Ausbildung des Außenmantels aus leitfähigem Material und der Kontaktierung mit dem Massepotential wird der Innenmantel trotz räumlicher Beabstandung über den Kerzenschacht zum Zylinderkopf elektrisch unmittelbar auf Massepotential gelegt.

Mit diesen Maßnahmen werden Spannungsüberschläge an der Schutzkappe wirksam verhindert, so daß auf diese Weise keine Versprödung der Schutzkappe mehr stattfindet und die Schutzkappe auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen funktionsstabil bleibt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Realisierung der Erfindung angegeben.

Nach Anspruch 2 ist der Außenmantel flexibel auf dem Innenmantel aufgebracht, so daß das Verbindungsmittel im Bereich der Anschlüsse zur Kontaktierung aufweitungsfähig ist, ohne dabei seine elektrischen Eigenschaften zu verändern.

Nach Anspruch 3 ist eine Möglichkeit aufgezeigt, bei der durch das Aufbringen des Außenmantels keine nennenswerte Volumensvergrößerung des Verbindungsmittels auftritt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Jeweils in einer Schnittdarstellung ist das Verbindungsmittel in der Fig. 1 mit Teilen einer Zündanlage und an seinem Einbauort und in der Fig. 2 als Einzelteil dargestellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Verbindungsmittel 11 für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen 12 weist, wie in der Fig. 1 dargestellt, folgende Hauptmerkmale auf: einen ersten Anschluß 13 für eine Zündspule 14, einen zweiten Anschluß 16 für eine Zündkerze 17, einen nur andeutungsweise gezeichneten, die beiden Anschlüsse 13, 16 verbindenden elektrischen Leiter 18, und eine, die Anschlüsse 13, 16 sowie den Leiter 18 zumindest teilweise ummantelnden Schutzkappe 19.
Das Verbindungsmittel 11 ist positioniert in einem auch als Kerzennische bezeichneten Schacht 21 in einem Zylinderkopf 22 der Brennkraftmaschine 12. In dem Schacht 21 ist in bekannter Weise die Zündkerze 14 vertieft und ortsfest gelagert.
Die Schutzkappe 19 weist, wie in der Fig. 2 ausgeführt ist, einen, den Anschlüssen 13 und dem Leiter 18 zugewandten Innenmantel 23 und einen Außenmantel 24 auf, der in radialer Richtung unmittelbar, ohne Zwischenräume, an den Innenmantel 23 anschließt.
Der Innenmantel 23 besteht aus einem elektrischen Isolierstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer auf Silikonbasis. Möglich wäre auch ein elastischer Kunststoff in der Art eines thermoplastischen Elastomers. Der Innenmantel 23 wird in einem Arbeitsgang im Spritzgießverfahren an den als Einlegeteile in einem Spritzwerkzeug bereitgestellten, mit dem Leiter 18 verbundenen Anschlüsse 13, 16 mit einer Schichtdicke von etwa 3 mm aufgebracht. Der Innenmantel 23 überragt die Anschlüsse 13, 16 an deren stirnseitigen Öffnungen hülsenförmig. Dadurch werden Gegenstecker der Zündspule 14und der Zündkerze 17, die mit den Anschlüssen 13, 16 verbunden werden, partiell umschlossen und abgedichtet.
Auf einer Außenseite 26 des Innenmantels 23 ist der Außenmantel 24 ohne Zwischenräume aufgebracht. Der Außenmantel 24 ist, wie der Innenmantel 23, flexibel, so daß er beim Steckvorgang des Verbindungsmittels 11 auf die Gegenstecker der Zündspule 14 und der Zündkerze 17 rückfedernd aufweitungsfähig ist und der Verbund mit dem Innenmantel 23 dabei unverändert bleibt.
Im Gegensatz zum Innenmantel 23 ist der Außenmantel 24 jedoch elektrisch leitend. Er weist, in seinem Längsverlauf dem ersten Anschluß 13 benachbart, drei axial beabstandete, parallel zueinander angeordnete Dichtringe 27 auf, deren Querschnittsflächen zu den freien Enden hin sich soweit verjüngen, daß die freien Enden abbiegungsfähig sind.
Die Dichtringe 27 sind in ihrer radialen Erstreckung so bemessen, daß sie beim Einführen des Verbindungsmittels 11 in den Schacht 21 an einer Innenseite 28 des Schachtes 21 mit geringem Übermaß zur Anlage kommen und einerseits eine Schachtabdichtung 29 sowie andererseits elektrische Kontaktstellen 31 zu dem auf Massepotential liegenden Zylinderkopf 22 der Brennkraftmaschine 12 bilden.
Der Außenmantel 24 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen, direkt auf die Außenseite 26 des Innenmantels 23 aufgespritzten Elastomer auf Silikonbasis, so daß eine lückenlose, stoffschlüssige Verbindung zwischen den Mänteln 23, 24 gebildet ist.
Alternativ könnte der Außenmantel 24 auch durch ein auf der Außenseite 26 enganliegendes, auf- und rückfederungsfähiges Schirmgeflecht aus elektrisch leitfähigem Metall gebildet sein.
Möglich ist es auch, den Außenmantel 24 aus einem Schrumpfschlauch, einem dünnwandigen Kunststoffrohr oder ähnlichem zu bilden.
In jedem Fall ist es für die Funktion des Außenmantels 24 wichtig, daß dieser aus einem elektrisch leitfähigem Material besteht und in seinen mechanischen Eigenschaften wie der Innenmantel 23 auf- und rückfederungsfähig ist. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen, daß der innige abstandsfreie Verband zwischen den Mantels 23, 24 auch bei Steckvorgängen des Verbindungsmittels 11 erhalten bleibt.
Durch den elektrisch leitfähigen Außenmantel 24 ist die Außenseite 26 des Innenmantels 23 als außenliegende Abschlußschicht des elektrischen Isolators des Verbindungsmittels 11 elektrisch unmittelbar mit dem Massepotential des Zylinderkopfes 22 der Brennkraftmaschine 12 verbünden, so daß auf diesem elektrischen Pfad keine zwischenliegenden Isolierschichten wie Luftspalte auftreten.
Damit können sich an dem Verbindungsmittel 11 beim Betrieb der Zündanlage keine elektrischen Teilentladungen mehr ausbilden, so daß die Schutzkappe 19 vor Versprödung aufgrund elektrischer Einflüsse geschützt ist und das Verbindungsmittel 11 in dieser Hinsicht auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen funktionsstabil bleibt.

Claims

1. Verbindungsmittel für Zündanlagen von Brennkaltmaschinen, mit einem ersten Anschluß (13) für eine Zündspule (14) und einem zweiten Anschluß (16) für eine Zündkerze (17), mit einem, die Anschlüsse (13, 16) elektrisch verbindenden Leiter (18) und mit einer diese Teile zumindest partiell ummantelnden Schutzkappe (19), dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (19) wenigstens zweischichtig aufgebaut ist und einen den Teilen zugewandten Innenmantel (23) aus elektrischem Isolierstoff und einen auf dem Innenmantel (23) direktanliegenden Außenmantel (24) aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, der elektrisch mit Massepotential in Verbindung steht.

2. Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24) flexibel auf dem aus einem Elastomer bestehenden Innenmantel (23) aufgebracht ist.

3. Verbindungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24) auf dem Innenmantel (23) als eine Spritzschicht aufgebracht ist.

4. Verbindungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24) ein Elastomer ist.

5. Verbindungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24) ein Schirmgeflecht aus Metall ist.

6. Verbindungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24) ein Schrumpfschlauch ist.

7. Verbindungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung des Außenmantels (24) zum Massepotential über eine an dem Außenmantel (24) verkörperte Schachtabdichtung (29) erfolgt.