DE19849505C2 - Hochspannungsverbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungsverbindungselement zur Verbindung einer hochspannungserzeugenden Einheit, nämlich einer elektromagnetischen Zündspule, mit einem Zündmittel, insbesondere einer Zündkerze für Brennkraftmaschinen, wobei die hochspannungserzeugende Einheit einen ersten Anschlußbereich und das Zündmittel einen zweiten Anschlußbereich, jeweils zum mechanischen und elektrisch leitfähigen Kontaktieren aufweisen, und wobei das Hochspannungsverbindungselement zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlußbereich als federelastisch verformbares elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel ausgebildet ist, welches jeweils kraft-, form- oder reibschlüssig mit den Anschlußbereichen verbunden ist.

Ein solches Hochspannungsverbindungselement ist aus der EP 0 248 717 B1 bekannt. Ein solches Element dient im Rahmen einer Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen zum Herstellen einer dauerhaften elektrischen Verbindung zwischen der Sekundärwicklung der Zündspule und der Mittenelektrode der Zündkerze. Hierzu ist vorgesehen, daß als elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel ein Anschlußelement aus einem leitfähigen Gummimaterial gebildet ist, welches oberhalb der Verbindungsleitung der Zündkerze unmittelbar benachbart zum Hochspannungsanschluß der Sekundärwicklung der Zündspule positioniert ist. Durch die plastische Verformbarkeit dieses Verbindungsmittels lassen sich Längentoleranzen ausgleichen, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Ein Nachteil hierbei ist jedoch, daß bei kontinuierlicher Beaufschlagung der Verbindung mit mechanischen Schwingungen an den Verbindungsstellen unerwünschte Übergangswiderstände entstehen.

Aus der DE 691 05 325 T2 ist eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der Zündkerzen über Zündkabel und einen Stecker an einen Hochspannungsanschluß einer Induktionsspule angeschlossen sind. In dem Stecker sind das Kabel sowie ein damit elektrisch leitend verbundener Anschlußpunkt fixiert, welcher durch eine Öffnung in dem Stecker hindurchragt. Der Stecker wird auf einen Vorsprung des Gehäuses der Zündspule aufgesteckt, der den Hochspannungsanschlußstift der Zündspule umgibt. Der Vorsprung überragt den Hochspannungsanschlußstift, wodurch eine gewisse Distanz zwischen dem Hochspannungsanschlußstift und dem darüber angeordneten Anschlußpunkt des Stecker gewahrt wird. Die Distanz zwischen dem Anschlußpunkt und dem Hochspannungsanschlußstift wird dann, wenn der Stecker auf den Vorsprung gesteckt und eingerastet ist, durch eine Schraubenfeder elektrisch leitend und kraftschlüssig verbunden.

Die Druckschrift DE 44 28 497 A1 offenbart eine Zündspulenvorrichtung für Brennkraftmaschinen und insbesondere einen Verbindungsabschnitt zwischen einem Zündkabel und einer Sekundärausgangsklemme einer Zündspule. An die Sekundärausgangsklemme ist eine Hochspannungsklemme mit einer kreisringförmigen Ausnehmung angeschraubt, in welche eine Klemme des Zündkabels elektrisch leitend einrastet. Der Kopf der Haltebuchse, welche als Schraubverbindung zwischen der Sekundärausgangsklemme und der Hochspannungsklemme dient, ist als Gewinde ausgebildet, in welches ein Endabschnitt einer leitfähigen Schraubenfeder hineingewickelt ist. Das aridere Ende dieser Schraubenfeder ist mit einer Kontaktbuchse verbunden. Aufgrund der Federkraft der Schraubenfeder wird die Kontaktbuchse gegen die Klemme des Kabels gedrückt; auf diese Weise entsteht eine zu der Hochspannungsklemme parallele elektrisch leitende Verbindung zwischen der Sekundärausgangsklemme und dem Kopf des Zündkabels.

Die DE 41 38 071 C1 offenbart einen buchsenartigen Anschlußkontakt für Zündkerzenstecker. Die Buchse des Anschlußkontaktes weist ein als längsgeschlitzte Hülse ausgebildetes Federelement auf, wobei aus der Wandung der Hülse mehrere auf den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete Federlappen ausgeschnitten sind. Die freien Enden der verbleibenden Federlappen weisen Vorsprünge auf, welche in die Rastnut eines Kontaktstiftes einer Zündkerze unter Federspannung einrastbar sind.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Hochspannungsverbindungselement der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß auch bei hohen mechanischen Schwingungsamplituden Übergangswiderstände in den Anschlußbereichen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das federelastisch verformbare Verbindungsmittel mindestens zwei umfänglich versetzt angeordnete bügelartige Elemente aufweist, deren Kontur so gebogen ist, daß deren Innenfläche an dem zweiten Anschlußbereich und deren Außenfläche an dem ersten Anschlußbereich anliegen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch das federelastisch verformbare Verbindungsmittel eine vollständige mechanische Entkopplung der beiden Anschlußbereiche voneinander entsteht. Hierdurch können einerseits die Anschlußbereiche jeweils für sich elektrisch so verbunden werden, daß dort der gewünschte Übergangswiderstand auch bei starker mechanischer Beaufschlagung extrem gering gehalten werden kann und daß andererseits die Relativbewegungen zwischen den Anschlußbereichen durch die Verformbarkeit des federelastisch verformbaren Verbindungsmittels aufgefangen werden. Somit können also die aus dem Stand der Technik bekannten Effekte, die zur Oberflächenzerstörung bzw. zu Übergangswiderständen führen, wirksam vermieden werden. Dies ist insbesondere deswegen von Bedeutung, weil im Zuge der Weiterentwicklung von Hochspannungszündspulen ein Weg dahingehend beschritten wird, daß der elektrische Verbindungspfad zwischen Zündspule und Zündkerze nicht, nur zur Versorgung der Hochspannung für die Beaufschlagung der Zündkerze, sondern auch als Meßsignalleitung verwendet wird, um Meßsignale aus dem Brennraum des Kraftfahrzeugmotors über die Zündkerze rückwärts zu übertragen. Insbesondere bei der Übertragung solcher Meßsignale liegen die Spannungs- bzw. Stromamplituden um Größenordnungen unterhalb der Nutzsignale, zur Beaufschlagung der Zündkerze. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß an den Anschlußbereichen auch bei extremen Umwelteinflüssen unter feuchten aggressiven Umgebungsmedien die niedrigen Übergangswiderstände erhalten bleiben müssen.

Als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß das federelastisch verformbare Verbindungsmittel drei, jeweils um 120° versetzte bügelartige Elemente aufweist, die jeweils an den Anschlußbereichen zusammengeführt sind. Hierdurch ergibt sich eine gute Aufnahme von Vibrationen, insbesondere in der Längsrichtung der hochspannungserzeugenden Einheit. Dadurch, daß die bügelartigen Elemente eine zum Bereich des Anschlusses zur Hochspannungserzeugungseinheit hin gebogene Kontur aufweisen derart, daß die Innenfläche eines Bügelelementes an dem einen Anschlußbereich und seine Außenfläche am anderen Anschlußbereich anliegen, ergibt sich durch diese Gestaltung eine Aufnahme von Dreh- Winkel- und Axialversatz.

Das federelastisch verformbare Verbindungsmittel ist dabei vorzugsweise als Stanzbiegeteil gestaltet. Die Kontaktstellen an den Anschlußbereichen können dabei sowohl durch lösbare als auch durch unlösbare Verbindungen gestaltet sein, wobei alle bekannten Arten von solchen Verbindungen in Frage kommen. Dies lösbare Verbindung kann insbesondere durch einen federnden Sicherungsring erfolgen oder durch Reibschluß oder Klemmen. Die unlösbare elektrische Verbindung kann vorzugsweise durch Vercrimpen, Verquetschen oder Verlöten erfolgen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den nachfolgenden Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Hochspannungsverbindungselement in Draufsicht (Fig. 1a) bzw. ein Schnitt (Fig. 1b) entlang der in Fig. 1a dargestellten Schnittlinie und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochspannungsverbindungselementes.

Das Hochspannungsverbindungselement gemäß Fig. 1 ist angeordnet zwischen einem ersten Anschlußbereich 1, der eine elektrisch leitfähige Verbindung zu einer hochspannungserzeugenden Einheit, nämlich einer elektrischen Zündspule aufweist. Insbesondere handelt es sich um die Verbindung zur Sekundärwicklung einer solchen Hochleistungszündspule, an der die Hochspannungsimpulse zur Beaufschlagung eines Zündmittels, insbesondere einer Zündkerze, abgegriffen werden. Räumlich darunter ist ein zweiter Anschlußbereich 2 vorgesehen, welcher elektrisch leitfähig mit der Zündkerze verbunden ist.

Beide Anschlußbereiche 1, 2 sind über ein im folgenden beschriebenes Verbindungsmittel 3 miteinander verbunden. Und zwar erfolgt die Verbindung sowohl unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes als auch unter Ausgleich von Relativbewegungen des Anschlußbereichs 1 gegenüber dem zweiten Anschlußbereich 2, wie sie durch die Pfeile im Bereich des Anschlußbereichs 1 skizziert sind.

Das Verbindungsmittel 3 ist durch ein als Stanzbiegeteil ausgeführtes federelastisches Element gebildet, welches drei jeweils 120° zueinander versetzte Bügelelemente aufweist. In den Anschlußbereichen 1, 2 münden die Enden der drei Bügelelemente.

Die Kontur der drei Bügelelemente ist dabei so gewählt, daß im Bereich des ersten Anschlußbereichs 1 eine zu diesem hin gebogene Kontur vorhanden ist, derart, daß die Innenfläche des einen bügelartigen Abschnitts an dem zweiten Anschlußbereich 2 und dessen Außenfläche an dem ersten Anschlußbereich 1 anliegen.

Die Verbindung im Anschlußbereich 2 erfolgt beispielsweise durch Reibschluß, während im Anschlußbereich 1 eine formschlüssige Verbindung gezeigt ist, in der die Enden der Bügelelemente des federelastischen Elementes 3 in einer Ringnut 4 einliegen.

Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen, welches in Fig. 1 dargestellt wurde, lediglich dadurch, daß im Anschlußbereich 1 zusätzlich ein weiteres Verbindungsmittel in Form eines Sicherungsringes 5 vorgesehen ist.

Sämtliche Oberflächen der Verbindungsteile und Leiter sind entsprechend geometrisch aufeinander abgestimmt, um einerseits eine hohe Leitfähigkeit zu erreichen und zum anderen die Neigung gegen Korrosion, insbesondere aufgrund der mechanischen Beaufschlagung, herabzusetzen. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Oberflächen vergoldet sind.

Claims (8)

1. Hochspannungsverbindungselement zur Verbindung einer hochspannungserzeugenden Einheit, nämlich einer elektromagnetischen Zündspule, mit einem Zündmittel, insbesondere einer Zündkerze für Brennkraftmaschinen,
wobei die hochspannungserzeugende Einheit einen ersten Anschlußbereich (1) und das Zündmittel einen zweiten Anschlußbereich (2), jeweils zum mechanischen und elektrisch leitfähigen Kontaktieren aufweisen, und
wobei das Hochspannungsverbindungselement zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlußbereich (1, 2) als federelastisch verformbares elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel (3) ausgebildet ist, welches jeweils kraft-, form- oder reibschlüssig mit den Anschlußbereichen (1, 2) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das federelastisch verformbare Verbindungsmittel (3) mindestens zwei umfänglich versetzt angeordnete bügelartige Elemente aufweist, deren Kontur so gebogen ist, daß deren Innenfläche an dem zweiten Anschlußbereich (2) und deren Außenfläche an dem ersten Anschlußbereich (1) anliegen.

2. Hochspannungsverbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastisch verformbare Verbindungsmittel (3), drei jeweils um 120° versetzte bügelartige Elemente aufweist, die jeweils an den Anschlußbereichen zusammengeführt sind.

3. Hochspannungsverbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das federelastisch verformbare Verbindungsmittel (3) ein Stanzbiegeteil ist.

4. Hochspannungsverbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zum ersten bzw. zweiten Anschlußbereich (1, 2) eine lösbare Verbindung ist.

5. Hochspannungsverbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zum ersten bzw. zweiten Anschlußbereich (1, 2) eine unlösbare Verbindung ist.

6. Hochspannungsverbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres kraft- oder formschlüssiges Verbindungs­ mittel (5) in einem der Anschlußbereiche (1, 2) vorgesehen ist.

7. Hochspannungsverbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Verbindungsmittel (5) ein Sicherungsring ist.

8. Hochspannungsverbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Anschlußbereiche (1, 2) vergoldet sind.