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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit
einem Rauschunterdrückungswiderstand
zum Unterdrücken
von Rauschen, das zum Zeitpunkt einer Entladung einer in einem Hochspannungsdom vorgesehenen
Zündkerze
generiert wird.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine ist gemäß dem Stand
der Technik, beispielsweise offenbart in
JP2004-232466-A (
1), ein
Rauschunterdrückungswiderstand
8,
der in einem Hochdruckzylinder
7 vorgesehen ist, mit einem Ende
mit einem Hochspannungsanschluss
6 und mit dem anderen
Ende mit eine Spiralfeder
23 verbunden, die elektrisch
mit einem Scheitelanschluss
33 einer Zündkerze
32 verbunden
ist. Ein isolierendes Gussharz
5, das in ein Gehäuse
4 injiziert
wird, um einen Wandler zu isolieren und zu fixieren, wird ausgehärtet, wobei
der Rauschunterdrückungswiderstand
6 elektrisch
mit dem Hochspannungsanschluss
6 im Hochdruckzylinder
7 verbunden
bleibt.
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Der
Rauschunterdrückungswiderstand 8 wird üblicherweise
durch das Verbinden und Anbringen von Elektroden an die beiden Enden
eines keramischen Widerstandes hergestellt und dazu verwendet, eine
Beeinflussung umgebender elektronischer Bauteile aufgrund elektrischen
Rauschens, das zum Zeitpunkt einer Funkenentladung eine Zündkerze 32 entsteht,
zu verhindern.
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Bei
der zuvor genannten Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine sind jedoch der Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
der Hochspannungsanschluss 6 durch das isolierende Gussharz 5 fixiert, um
einen Verschleiß zu
verhindern, der zwischen dem Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
dem Hochspannungsanschluss 6, beispielsweise infolge von
Motorvibrationen, verursacht wird. Infolge dessen entsteht das Problem,
dass infolge eines unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten
des isolierenden, aus Epoxyharz hergestellten Gussharzes 5 und
des aus Keramik gefertigten Rauschunterdrückungswiderstandes, ein Riss
in dem isolierenden Gussharz 5 entsteht, wobei der Rauschunterdrückungswiderstand 8 durch
eine auf das isolierende Gussharz 5 zurückzuführende thermische Spannung beschädigt wird.
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Darüber hinaus
bestand ein Problem darin, dass der Rauschunterdrückungswiderstand 8 und der
Hochspannungsanschluss 6 vor dem Injizieren des isolierenden
Gussharzes 5 in das Gehäuse 4 miteinander
verbunden sein müssen,
wobei verhindert werden muss, dass der Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
der Hochspannungsanschluss 6 infolge des Dazwischenführens des
isolierenden Gussharzes 5 elektrisch voneinander getrennt
werden.
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Die
DE-T-697 23 337 offenbart
einen Zündapparat
für eine
Brennkraftmaschine, der einen Zentralkern, eine Primärspule mit
einer Primärwicklung, eine
Sekundärspule
mit einer Sekundärwicklung
und ein äußeres Gehäuse aufweist,
wobei die Primärwicklung
und die Sekundärwicklung
zwischen dem Zentralkern und dem äußeren Gehäuse angeordnet sind. Um eine
Konzentration des elektrischen Feldes zwischen der Sekundärwicklung
und dem Zentralkern zu verhindern, wird ein flexibles Epoxidharzelement
in einen inneren Abschnitt der Sekundärspule gegossen. Ein weiters
Epoxidharzelement ist zur Isolierung zwischen der Primärwicklung
und einer Hochspannung vorgesehen. Das äußere Gehäuse ist aus thermoplastischem
synthetischem Harz hergestellt und weist ein Tor an einer Seite
der Hochspannung auf.
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Die
DE-C-196 03 113 offenbart
eine Zündspule
mit einer Primärspule
und einer Sekundärspule,
die eine gemeinsame Anschlussstelle aufweisen. Eine Pufferspule
ist zwischen Hochspannungsanschlüssen
zur Verbindung der Sekundärspule
mit einer Zündkerze
eingesetzt. Diese Pufferspule ist an einem Ende der Sekundärspule angeordnet
und bewirkt eine Verminderung des Spitzenwerts des bei einer Entladung
an der Zündkerze
auftretenden kapazitiven Entladungsstroms, wodurch ein Rauschen
unterdrückt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme
zu beseitigen, und hat zur Aufgabe, eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
darzubieten, die verhindert, dass ein Riss in einem isolierenden
Gussharz entsteht oder ein Rauschunterdrückungswiderstand beschädigt wird,
und die es erleichtert, den Gegenwiderstand und den Hochspannungsausgangsanschluss
elektrisch miteinander zu verbinden, nachdem das isolierende Gussharz
ausgehärtet
ist.
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Eine
Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst: einen Wandler mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung;
ein Gehäuse,
das aus einem Gehäusekörper besteht,
der den Wandler aufnimmt, und einem Hochspannungsdom mit einem Öffnungsbereich,
wobei der Gehäusekörper und
der Hochspannungsdom miteinander durch den Öffnungsbereich in Verbindung
stehen; ein isolierendes Gussharz, das in den Gehäusekörper injiziert
und ausgehärtet
wurde und so den Wandler isoliert und fixiert; einen Hochspannungsverbindungsanschluss,
der mit einem Ende der Sekundärwicklung
verbunden ist und den Öffnungsbereich
abschließt,
so dass das isolierende Gussharz, das nicht ausgehärtet wurde,
am Eindringen in den Hochspannungsdom gehindert wird; einen Rauschunterdrückungswiderstand,
der in dem Hochspannungsdom platziert ist und der elektrisch mit
dem Hochspannungsverbindungsanschluss verbunden ist und Rauschen
unterdrückt,
das zum Entladungszeitpunkt einer Zündkerze gebildet wird; und einen
Hochspannungsausgangsanschluss, der in einem Endbereich des Rauschunterdrückungswiderstandes
vorgesehen ist und eine Hochspannung an die Zündkerze ausgibt.
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Die
Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung verhindert das Entstehen eines Risses in dem isolierenden Gussharz
oder die Beschädigung
des Rauschunterdrückungswiderstandes,
und erleichtert es, den Gegenwiderstand und den Hochspannungsausgangsanschluss
miteinander elektrisch zu verbinden, nachdem das isolierende Gussharz
ausgehärtet
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beiliegenden Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Querschnitt einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 einen
Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 einen
Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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5 einen
Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Entsprechende
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Verweis auf
die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden
gleiche oder gleich wirkende Teile oder Bereiche durch dieselben
Bezugszeichen bezeichnet.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
einen Querschnitt einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Bei
dieser Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine ist ein Wandler 2, der durch das Wickeln
einer Primärwicklung
und einer Sekundärwicklung
um einen Kern 1 erhalten wird, in einem Gehäuse 3 angeordnet.
Das Gehäuse 3 besteht
aus einem Gehäusekörper 3a und
einem Hochspannungsdom 3b. Der Gehäusekörper 3a enthält den Wandler 2, der
durch ein isolierendes Gussharz 4 isoliert und fixiert
ist. Der Hochspannungsdom 3b ist integral mit dem Gehäusekörper 3a ausgeformt
und weist einen Öffnungsbereich 5 auf,
der mit dem Gehäusekörper 3a kommuniziert.
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Der Öffnungsbereich 5 des
Hochspannungsdoms 3b ist derart mit einem Hochspannungsverbindungsanschluss 7,
der mit einem Verbindungsleiter 6 der Sekundärwicklung
elektrisch verbunden ist, versehen, dass er den Öffnungsbereich 5 verschließt. Ein
Rauschunterdrückungswiderstand 8,
der verhindert, dass elektrisches Rauschen, das auf eine von einer
Zündkerze 9 verursachte
Funkenentladung zurückzuführen ist,
umgebende elektronische Bauteile beeinflusst, ist innerhalb des
Hochspannungsdoms 3b angeordnet. Der Rauschunterdrückungswiderstand 8 besteht
aus einem säulenförmigen Keramikkörper 8a und
Elektroden 8b und 8c, die an beiden Enden des
Körpers 8a vorgesehen
sind. Die Elektrode 8b des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 ist in
den Hochspannungsverbindungsanschluss 7 pressgepasst, der
eine zylindrische Form mit einem geschlossenen Boden aufweist.
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Ein
Hochspannungsausgangsanschluss 10, der eine Hochspannung
an die Zündkerze 9 ausgibt, ist
in einen Vertiefungsbereich 11 an einer Spitze des Hochspannungsdoms 3b pressgepasst.
Die Elektrode 8c des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 ist in
den Hochspannungsausgangsanschluss 10 pressgepasst, der
einen H-förmigen
Querschnitt aufweist.
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Ein
Gummistecker 12 ist passend an der Seite des Hochspannungsdoms 3b des
Gehäuses 3 angebracht.
Ein Durchlass 13 ist in dem Stecker 12 entlang
seiner Mittelachse ausgeformt. Eine Feder 14, die mit der
Zündkerze 9 elektrisch
verbunden ist, ist in dem Durchlass 13 vorgesehen, wobei
sie gegen die Zündkerze 9 drängt.
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Im
Folgenden wird ein Herstellungsverfahren für die Zündvorrichtung der Brennkraftmaschine
mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben.
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Zuerst
wird der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 in das Gehäuse mittels
Insert-Technik (Insert-molding) integriert, wobei der Öffnungsbereich 5 des
Hochspannungsdoms 3b verschlossen wird.
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Anschließend wird
der Wandler 2 im Gehäusekörper 3a montiert.
Bei diesem Vorgang wird der Verbindungsleiter 6 des Wandlers 2 mit
dem Hochspannungsverbindungsanschluss 7 elektrisch verbunden.
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Danach
wird das isolierende Gussharz 4 als ein Epoxyharz in den
Gehäusekörper 3a injiziert
und ausgehärtet,
so dass der Wandler 2 im Gehäusekörper 3a isoliert und
fixiert ist.
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Anschließend wird
die Elektrode 8b des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 in
den Hochspannungsverbindungsanschluss 7 pressgepasst und
daran fixiert. Zudem wird der Hochspannungsausgangsanschluss 10 auf
die Elektrode 8c des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 in
derselben Richtung pressgepasst, wobei der Rauschunterdrückungswiderstand 8 am
Hochspannungsdom 3b fixiert wird.
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Schließlich wird
der Stecker 12, der die Feder 14 beinhaltet, am
Hochspannungsdom 3b montiert.
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Gemäß der Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine dieser Ausführungsform
schließt
der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 den Öffnungsbereich 5 des
Hochspannungsdoms 3b. Infolge dessen wird das isolierende
Gussharz 4, das nicht ausgehärtet ist, während eines Herstellungsprozesses
am Eindringen in den Hochspannungsdom 3b gehindert, und
der Rauschunterdrückungswiderstand 8 vor
dem Einwirken einer thermischen Belastung von dem isolierenden Gussharz 4 geschützt, was
zu einer gesteigerten Funktionssicherheit führt.
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Zudem
werden der Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
der Hochspannungsausgangsanschluss 7 in einem letzten Schritt
des Herstellungsverfahrens in den Hochspannungsdom 3b eingeführt, wodurch
es leichter wird, den Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
den Hochspannungsausgangsanschluss 10 elektrisch zu verbinden.
Im Vergleich zu herkömmlichen
Zündvorrichtungen,
die eine elektrische Verbindung zwischen dem Rauschunterdrückungswiderstand
und dem Hochspannungsanschluss vor dem Aushärten des isolierenden Harzes
erfordern, ist infolge dessen der Zusammenbauvorgang effektiver.
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Der
Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und der Hochspannungsausgangsanschluss 10, die
eine konkave Form aufweisen, sind passend an den Elektroden 8b und 8c an
den Enden des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 angeordnet, der
in Bezug auf den Hochspannungsdom 3b sicher gehalten ist.
Daher wird der Rauschunterdrückungswiderstand 8 vor
Beschädigungen
durch Verschleiß, der
zwischen dem Rauschunterdrückungswiderstand 8 und
dem Hochspannungsausgangsanschluss 10, beispielsweise in
Form von Motorvibrationen entsteht, geschützt.
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Im
Vergleich mit einem Herstellungsverfahren einer Zündvorrichtung
einer Brennkraftmaschine, die keinen Rauschunterdrückungswiderstand
aufweist, wird lediglich der Schritt des Einführens des Rauschunterdrückungswiderstandes 8 und
des Hochspannungsausgangsanschlusses 10 hinzugefügt, nachdem
das isolierende Gussharz injiziert und ausgehärtet wurde. Folglich ergeben
sich keine substantiellen Änderungen
hinsichtlich des Montagevorgangs.
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Der
Hochspannungsverbindungsanschluss 7 wird in das Gehäuse 3 mittels
Insert-Technik eingebunden, wobei der Öffnungsbereich 5 des
Hochspannungsdoms 3b zuverlässig und leicht durch den Hochspannungsverbindungsanschluss 7 verschlossen
wird.
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Wenn
die Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine am Motor durch das Einfügen des Steckers 12 in
ein Steckerloch 20 montiert wird, wird ein Flansch 12a des
Steckers 12 zwischen dem Gehäusekörper 3a und dem Motor
eingeschlossen. Der Stecker 12 wird dadurch vor dem Herausfallen
infolge von Motorvibrationen geschützt.
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Zweite Ausführungsform
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2 zeigt
einen Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Bei
dieser Ausführungsform
umfasst ein Rauschunterdrückungswiderstand 8A einen
Kernstab 8Aa, Elektroden 8Ab und 8Ac und
einen Widerstandsleiter 8Ad. Die Elektroden 8Ab und 8Ac sind entsprechend
an beiden Enden des Kernstabs 8Aa vorgesehen. Der Widerstandsleiter 8Ad ist
um den Kernstab 8Aa gewickelt, wobei zwischen dem Widerstandsleiter 8Ad und
einer Innenwandfläche
des Hochspannungsdoms 3b ein Spalt gebildet wird.
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Die
zweite Ausführungsform
ist zur ersten Ausführungsform
in Bezug auf weitere Konstruktionsmerkmale identisch.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann, da der Widerstandsleiter 8Ad um den Kernstab 8Aa gewickelt ist,
Rauschen in einem hohen Frequenzbereich infolge des Induktionseffektes
unterdrückt
werden.
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Der
Widerstandsleiter 8Ad ist ferner so gewickelt, dass er
einen Spalt zwischen sich und der Innenwandfläche des Hochspannungsdoms 3b bildet. Infolge
dessen wird der Widerstandsleiter 8Ad vor Beschädigungen
aufgrund von externen Spannungen, beispielsweise beim Betrieb des
Motors, geschützt,
wodurch die Funktionszuverlässigkeit
gesichert wird.
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Dritte Ausführungsform
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3 zeigt
einen Querschnitt eines wesentlichen Bestandteils einer Zündvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass zwischen
dem Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und dem Rauschunterdrückungswiderstand 8 eine Feder 15 vorgesehen
ist, auf die eine elastische Kraft in einer derarten Richtung ausgeübt wird,
dass der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und der Rauschunterdrückungswiderstand 8 voneinander weg
bewegt werden, und darin, dass der Innendurchmesser des Hochspannungsverbindungsanschlusses 7 größer ist
als der Außendurchmesser
der Elektrode 8b des Rauschunterdrückungswiderstandes 8.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die Feder 15, auf die eine elastische Kraft derart
aufgebracht wird, dass sich der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und
der Rauschunterdrückungswiderstand 8 voneinander
weg bewegen, zwischen dem Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und
dem Rauschunterdrückungswiderstand 8 vorgesehen.
Daher können
der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und der Rauschunterdrückungswiderstand 8 zuverlässiger elektrisch
miteinander verbunden werden.
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Selbst
wenn der Rauschunterdrückungswiderstand 8 in
den Hochspannungsdom 3b unter der Bedingung eingebaut wird,
dass der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 und der Hochspannungsausgangsanschluss 10 nicht
koaxial zueinander stehen, verhindert die Feder 15, dass
eine Biegebelastung auf den Rauschunterdrückungswiderstand 8 aufgebracht
wird, wodurch die Funktionszuverlässigkeit gesichert wird.
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Der
Innendurchmesser des Hochspannungsverbindungsanschlusses 7,
der eine zylindrische Form mit einem geschlossenen Boden aufweist,
ist größer als
der Außendurchmesser
der Elektrode 8b des Rauschunterdrückungswiderstandes 8, wobei
keine Notwendigkeit besteht, eine Außenrandfläche der Elektrode 8b in
engen Kontakt mit der Innenwandfläche des Hochspannungsverbindungsanschlusses 7 zu
bringen. Es wird daher keine hohe Genauigkeit in Bezug auf die Abmessungsgenauigkeit
bei der Herstellung der Innenwandfläche des Hochspannungsverbindungsanschlusses 7 und
der Außenrandfläche der
Elektrode 8b gefordert, was die Herstellungskosten reduziert.
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Der
Hochspannungsverbindungsanschluss 7 sollte nicht unbedingt
auf eine Form bezüglich
der Elektrode 8b beschränkt
werden. Der Hochspannungsverbindungsanschluss 7 muss lediglich
die Funktion aufweisen, den Öffnungsbereich 5 zu schließen und
das isolierende Gussharz 4, das nicht ausgehärtet wurde,
am Eindringen in den Hochspannungsdom 3b zu hindern. Infolge
dessen erhöht
sich der Freiheitsgrad bezüglich
der Form des Hochspannungsverbindungsanschlusses 7, wobei
es auch möglich
ist, einen Hochspannungsverbindungsanschluss 7 mit einer
Form zu wählen,
der ihn preisgünstig
macht.
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Vierte Ausführungsform
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4 zeigt
einen Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß einer
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Hochspannungsausgangsanschluss 10 passend an einem Spitzenbereich
des Hochspannungsdoms 3b befestigt. Dennoch ist diese Ausführungsform
von der ersten Ausführungsform
dadurch unterschiedlich, dass zwischen der Außenrandfläche des Hochspannungsausgangsanschlusses 10 und
der Innenwandfläche des
Hochspannungsdoms 3b eine unregelmäßige Oberfläche ausgeformt ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein hervorstehender Bereich 10a auf der Außenrandfläche des Hochspannungsausgangsanschlusses 10 und
ein Vertiefungsbereich 3ba, an den der hervorstehende Bereich 10a passend
angeordnet ist, an der Innenwandfläche des Hochspannungsdoms 10 ausgeformt.
Folglich ist der Hochspannungsausgangsanschluss 10 verlässlicher
und fester passgenau am Hochspannungsdom 3b angebracht.
Folglich kann der Hochspannungsausgangsanschluss 10 beispielsweise
an einer Verschiebung relativ zum Hochspannungsdom 3b infolge
von Motorvibrationen gehindert werden.
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Es
ist ebenfalls zweckmäßig, einen
Vertiefungsbereich auf der Seite des Hochspannungsausgangsanschlusses 10 und
einen hervorstehenden Bereich auf der Seite des Hochspannungsdoms 3b auszuformen.
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Fünfte Ausführungsform
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5 zeigt
einen Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Zündvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine gemäß einer
fünften
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Gemäß den Beispielen,
wie sie in den Ausführungsformen
1 bis 4 gezeigt sind, ist die Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine direkt an der Zündkerze 9 angeordnet. 5 zeigt
jedoch ein Beispiel, bei der die vorliegende Erfindung auch anwendbar
ist, wenn die Zündvorrichtung
für die
Brennkraftmaschine von der Zündkerze
entfernt angeordnet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist anstelle des Steckers 12, wie er in den Ausführungsformen
1 bis 4 gezeigt ist, ein Hochspannungskabel 16 vorgesehen.
Das mit der Zündkerze
verbundene Hochspannungskabel 16 weist eine Gummihülse 16a auf,
die passend am Hochspannungsdom 3b angebracht ist und einen
Anschluss 16b, der entlang einer Mittelachse der Hülse 16a vorgesehen
ist.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann es vorkommen, dass das Hochspannungskabel 16 infolge
von Motorvibrationen vom Hochspannungsdom 3b herunterfällt. Der
Rauschunterdrückungswiderstand 8 jedoch,
dessen beide Enden passend am Hochspannungsverbindungsanschluss 7 bzw.
dem Hochspannungsausgangsanschluss 10 angeordnet sind,
wie im Falle der Rauschunterdrückungswiderstände 8 und 8A der
ersten bis vierten Ausführungsform,
würde nicht
vom Hochspannungsdom 3b herunterfallen.