DE69006056T2 - Funkenerzeugungsvorrichtung für Brennkraftmotoren. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Funkenerzeugungsvorrichtung zum Zünden der brennbaren Mischung, die einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zugeführt wird, und insbesondere auf eine solche Funkenerzeugungsvorrichtung, die eine Zündkerze mit einer Wicklung aufweist, die eine sekundäre Wicklung einer Zündspule bildet.
• Zündvorrichtungen zum Erzeugen von Funken, um die brennbare Mischung einer funkengezündeten Verbrennung zu zünden, die eine Zündkerze und eine Zündspule innerhalb einer Einheit kombinieren, sind im Stand der Technik vorgeschlagen worden. Die US-Patente 1 164 113, 1 302 308, 2 441 047, 2 459 856, 2 467 531 und 2 467 534 offenbaren alle eine Kombination einer Zündspule mit Zündkerzen.
• Die DE-A-2 838 334 offenbart eine Funkenerzeugungsvorrichtung mit Merkmalen wie im Oberbegriff des Anspruchs 1, in der eine sekundäre Einheit die Funkenerzeugungselektroden und eine sekundäre Wicklung, die um eine der Elektroden herum gewickelt ist, und eine vollständig trennbare primäre Einheit einschließt, die eine primäre Wicklung umfaßt, die so ausgebildet ist, daß sie in Betrieb einen Strom in der sekundären Wicklung induziert, um einen Funken zu erzeugen.
• Eine Funkenerzeugungsvorrichtung bzw. eine sekundäre Einheit dafür gemäß der vorliegenden Erfindung sind über die DE-A 2 838 334 hinaus durch die Merkmale gekennzeichnet, die in den kennzeichnenden Abschnitten der Ansprüche 1 bzw. 7 spezifiziert sind.
• Die Funkenerzeugungsvorrichtung dieser Erfindung unterscheidet sich von der DE-A-2 838 334 unter anderem darin, daß sie eine Kombination einer Zündkerze und einer sekundären Wicklung ausnutzt, in der in der sekundären Wicklung durch magnetische Kopplung an die primäre Wicklung mittels eines Magnetkerns eine Spannung induziert wird, wodurch eine Flußstrecke für den magnetischen Fluß geschaffen wird, der durch die getrennte primäre Einheit erzeugt wird.
• Demgemäß ist es eines der Ziele dieser Erfindung, eine Funkenerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die innerhalb einer einzelnen Einheit eine Zündkerze, eine sekundäre Wicklung und einen Magnetkern für die sekundäre Wicklung vereinigt.
• Der Magnetkern kann aus einem Magnetpulver kleiner Teilchengröße bestehen, wie beispielsweise Eisenpulver, in dem die Teilchen durch isolierendes Material, mit dem die Teilchen beschichtet sind, voneinander elektrisch isoliert sind.
• Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erzeugen und Anwenden von Funken auf einen Zylinder eines Verbrennungsmotors zu schaffen, die eine Kombination einer Zündkerze und einer sekundären Wicklung, die auf dem Verbrennungsmotor angebracht ist, und eine primäre Einheit umfaßt, die von der sekundären Einheit getrennt ist, und in der die primäre Einheit- eine primäre Wicklung aufweist, die magnetisch an die sekundäre Wicklung der sekundären Einheit gekoppelt ist.
• Die primäre Wicklung der primären Einheit kann durch eine Kondensatorentladung-Zündschaltung erregt werden.
• Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Figur 1 eine Schnittansicht einer Funkenerzeugungsvorrichtung ist, die gemäß dieser Erfindung hergestellt und auf einem Verbrennungsmotor angebracht ist, Figuren 2 und 3 Schnittansichten modifizierter Funkenerzeugungsvorrichtungen sind, die gemäß dieser Erfindung hergestellt sind,
• Figur 4 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Funkenerzeugungsvorrichtung dieser Erfindung für die Verwendung auf einem Vierzylindermotor zeigt, und
• Figur 5 ein schematischer Schaltplan einer Zündvorrichtung ist, welche die Funkenerzeugungsvorrichtung dieser Erfindung ausnutzt.
• In den Zeichnungen und insbesondere in Figur 1 ist eine Funkenerzeugungsvorrichtung gezeigt, die zwei getrennte Einheiten umfaßt, die allgemein mit 10 bzw. 12 gekennzeichnet sind. Die sekundäre Einheit 10 umfaßt eine Zündkerze, eine sekundäre Wicklung und einen Magnetkern. Die primäre Einheit 12 umfaßt eine primäre Wicklung.
• Die sekundäre Einheit 10 schließt einen Isolator 14 ein, der aus einem geeigneten elektrisch isolierenden keramischen Material gebildet ist. Dieses keramische Material kann von der gleichen Sorte sein, die für den Isolator einer herkömmlichen Zündkerze verwendet wird. Somit kann, als Beispiel und nicht als Einschränkung gedacht, ein keramisches Material verwendet werden, das ein Basismaterial hohen Aluminiumoxidgehalts aufweist, welches mehr als 85% Aluminiumoxid enthält. Der Isolator 14 bezeichnet einen ersten Isolator, der eine (metallische) Zentralelektrode 16 und eine äußere (röhrenförmige metallische) Ummantelung 18 trägt, die ihrerseits eine Elektrode 20 trägt, die bezüglich des Endes der Zentralelektrode 16 unter Ausbildung eines Bogenspalts angeordnet ist. Die äußere Ummantelung 18 weist einen in Figur 1 gezeigten Gewindeabschnitt 21 auf, der in eine mit einein Gewinde versehene Zündkerzenöffnung im Kopf 22 eines Verbrennungsmotors hinein geschraubt ist. Der Zündkerzenspalt befindet sich in einer Verbrennungskammer oder einem Zylinder 23 des Motors.
• Der Isolator 14 weist einen sich axial erstreckenden, ringförmigen, röhrenförmig gestalteten Abschnitt 24 auf, der eine röhrenförmige Bohrung 26 aufweist. In diesem Fall definiert der Isolatorabschnitt 24 einen zweiten Isolator. Der Isolatorabschnitt 24 weist eine äußere Oberfläche 28 auf, wobei eine spiralförmige sekundäre Wicklung 30 mit dieser Oberfläche verbunden ist. Eine Endwindung der sekundären Wicklung 30 ist mit der äußeren Ummantelung 18 und damit durch Streifenleiter 31 und 32 mit der Elektrode 20 elektrisch verbunden. Der Streifenleiter 32 ist an die äußere Ummantelung 18 gelötet oder hartgelötet. Die entgegengesetzte Endwindung der sekundären Wicklung 30 ist durch Streifenleiter 34, 36 und 38 mit einem Abschnitt 16A der Zentralelektrode 16 elektrisch verbunden. Der Streifenleiter 34 ist an eine obere Oberfläche des Abschnitts 16A gelötet oder hartgelötet.
• Die Streifenleiter 31-38 und die sekundäre Wicklung 30 sind aus einem metallischen Material wie beispielsweise Kupfer gebildet, das mit dem keramischen Material des Isolators 14 verbunden ist. Die sekundäre Wicklung 30 kann beispielsweise aus etwa 500 Windungen eines metallischen Materials bestehen, wobei der Leiter, der eine Windung bildet, etwa 0.0254 mm (0.001 inches) breit ist, und der Zwischenraum zwischen benachbarten Windungen etwa 0.0254 mm (0.001 inches) beträgt. Das Material kann etwa 0.0254 mm (0.001 inches) dick sein. Die sekundäre Wicklung 30 ist eine Einlagenwicklung.
• Die sekundäre Wicklung 30 kann durch Metallisieren der äußeren Oberfläche 28 des Isolatorabschnitts 24 mit einem metallischen Leitermaterial gebildet sein, das ein spiralförmiges Muster dort aufweist, wo das Material mit der äußeren Oberfläche 28 verbunden ist. Das metallische Material, das Kupfer sein kann, kann die äußere Oberfläche überziehen oder auf dieser abgelagert sein. Das Metallisieren kann durch eine Anzahl von Methoden ausgeführt werden. Beispielsweise kann die äußere Oberfläche 28 mit einem metallischen Material beschichtet oder überzogen werden, und dann werden Abschnitte des metallischen Materials entfernt, um eine spiralförmige Spulenwicklung zu bilden. Das Material kann durch Wegätzen eines spiralförmigen Musters entfernt werden, das schließlich Zwischenräume zwischen benachbarten Windungen der sekundären Wicklung ausbildet. Das Material könnte außerdem unter Verwendung eines Lasers zum Verdampfen eines dünnen spiralförmigen Musters metallischen Materials entfernt werden. Im allgemeinen kann irgendein bekannter Prozeß zum Metallisieren eines Isolators verwendet werden, um die sekundäre Wicklung 30 auszubilden, solange der verwendete Prozeß in der Lage ist, eine spiralförmige metallisierte Spule mit der äußeren Oberfläche 28 zu verbinden.
• Die sekundäre Wicklung 30 kann aus einem anderen metallischen Material als Kupfer ausgebildet sein, beispielsweise Wolfram oder Silber.
• Als eine Alternative könnte die sekundäre Wicklung 30 gebildet werden, indem ein feiner Kupfermagnetdraht fest um die äußere Oberfläche 28 gewickelt wird, und die Wicklung dann mit einem Hochtemperatur-Einkapselungsmaterial eingekapselt wird. Der Draht könnte beispielsweise ein Awg. Nr. 44-Durchmesser-Magnetdraht mit einem Durchmesser von etwa 0.0508 mm (0.002 inches) sein.
• Die röhrenförmige Bohrung 26 im Isolatorabschnitt 24 enthält einen (zylindrischen) Magnetkern 40, der sich die gesamte Länge der röhrenförmigen Bohrung 26 hindurch erstreckt. Dieser Magnetkern 40 ist aus einer Zusammensetzung magnetisch und elektrisch isolierenden Materials gebildet. Der Magnetkern 40 kann beispielsweise aus feinpulverisierten Eisenteilchen gebildet sein, wobei jedes Teilchen mit einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise einem thermoplastischen Harz beschichtet ist.
• Die Teilchen können auch mit anderen elektrisch isolierenden Materialien beschichtet werden, die eine glasähnliche Beschichtung oder einen glasähnlichen Film bilden.
• Der Magnetkern 40 kann gebildet werden, indem beschichtetes Eisenpulver in einer geeigneten Presse verdichtet wird, um eine feste Masse eines magnetischen Materials mit einer zylindrischen Gestalt zu bilden. Das elektrisch isolierende Material isoliert die Eisenteilchen voneinander. Die Isolierung der Teilchen voneinander erfüllt den Zweck, einen Wirbelstromverlust im Magnetkern 40 zu reduzieren.
• Nachdem die sekundäre Wicklung 30 und die zugeordneten Streifenleiter 31-38 gebildet worden sind, wird der Magnetkern 40 montiert, indem er in die röhrenförmige Bohrung 26 hineingesetzt wird. Der Magnetkern 40 wird am Isolator 14 durch ein geeignetes Klebemittel wie beispielsweise einen keramischen Klebstoff befestigt, der nicht dargestellt worden ist.
• Nachdem der Magnetkern 40 montiert worden ist, wird das obere Ende der sekundären Einheit 10 mit einem Plastikformmaterial überformt, um ein äußeres Gehäuse rnit einem röhrenförmigen Abschnitt 42, einer Endwand 44 und einer Nabe oder einem Stift 46 zu bilden. Das äußere Gehäuse ist ein elektrischer Isolator und dient außerdem dazu, den Bereich, der die sekundäre Wicklung 30 und die zugeordneten Leiter enthält, gegen Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen abzudichten. Das äußere untere Ende des röhrenförmigen Abschnitts 42 ist so an das obere Ende der äußeren Ummantelung 18 angeformt, daß es sich mit einer gesamten oberen ringförmigen Oberfläche der äußeren Ummantelung 18 in Eingriff befindet und sich an diese anschmiegt.
• Die primäre Einheit 12 kann als eine primäre Einheit bezeichnet werden, da sie eine primäre Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt ist, eine funkenzündende Spannung verursacht, die in der sekundären Wicklung 30 induziert werden soll.
• Die primäre Einheit 12 umfaßt eine Ringspule 50, die aus einem elektrisch isolierenden Plastikmaterial gebildet ist. Die Ringspule 50 trägt eine primäre Wicklung 52, die aus etwa sieben Drahtwindungen bestehen kann. Es ist zu sehen, daß der Draht, der die primäre Wicklung 52 bildet, in Nuten hinein gewickelt ist, die auf der Außenseite der Ringspule 50 ausgebildet sind. Ein Ende der Primärwicklung 52 weist eine Endzuleitung oder einen Endleiter 54, und das entgegengesetzte Ende der primären Wicklung 52 eine Endzuleitung oder einen Endleiter 56 auf.
• Die primäre Einheit 12 weist ein röhrenförmiges, primäres flußführendes Teil 58 auf, das aus einem magnetischen Material gebildet ist und sich mit der Ringspule 50 in Eingriff befindet. Das flußführende Teil 58 bildet eine Magnetstrecke geringer Reluktanz für einen Fluß, der durch die primäre Wicklung 52 erzeugt wird, wenn diese erregt ist. Das flußführende Teil 58 kann aus kaltgewalztem Stahl oder verdichtetem pulverförmigen Eisen gebildet sein. Das flußführende Teil 58 kann an der Ringspule 50 über eine Preßsitz- Beziehung angebracht sein. Falls das flußführende Teil 58 aus kaltgewalztem Stahl gebildet ist, kann es einen axialen Schlitz aufweisen, um in der Lage zu sein, sich leicht zu erweitern, wenn es an der Ringspule 50 montiert wird.
• Die primäre Einheit 12 weist eine Abdeckung oder ein Gehäuse auf, das aus einem isolierenden Plastikmaterial gebildet ist, das über das flußführende Teil 58 und die Ringspule 50 geformt ist. Dieses Gehäuse besteht aus einem sich axial erstreckenden röhrenförmigen Abschnitt 60, einer unteren Wand 62, die eine ringförmige Bohrung oder Öffnung 64 aufweist, und einer oberen Wand 66, die eine ringförmige Bohrung oder Öffnung 68 aufweist.
• In Betrieb dieser Erfindung ist die sekundäre Einheit 10 an einen Verbrennungsmotor auf die gleiche Weise montiert, wie eine herkömmliche Zündkerze an einen Motor montiert ist, das heißt der Gewindeabschnitt 21 ist in eine passende, mit einem Gewinde versehene Zündkerzenöffnung im Motor hinein geschraubt. Wenn eine sekundäre Einheit 10 an einen Motor montiert ist, wird nun eine primäre Einheit 12 über das obere Ende der sekundären Einheit 10 gezogen, wobei der Stift 46 durch die ringförmige Bohrung 68 verläuft. Die untere Oberfläche der unteren Wand 62 befindet sich in Eingriff mit einem oberen Abschnitt der äußeren Ummantelung 18. Eine Metallhalteklemme 70 wird nun am Stift 46 befestigt. Diese Halteklemme 70 befindet sich in Eingriff mit einer äußeren Oberfläche der oberen Wand 66 der primären Einheit 12 und dient dazu, die primäre Einheit 12 an ihrem Platz relativ zur sekundären Einheit 10 zu halten. Es gibt genügend Zwischenraum zwischen den ineinandergeschobenen Abschnitten der sekundären und primären Einheiten 10 und 12, um der primären Einheit 12 zu ermöglichen, über den oberen Abschnitt der sekundären Einheit 10 gezogen zu werden.
• Die primäre Wicklung 52 wird durch eine Kondensatorentladung-Zündschaltung erregt, die in Figur 5 gezeigt ist. Immer wenn eine primäre Wicklung 52 erregt ist, erzeugt sie ein Flußfeld, das magnetisch an eine sekundäre Wicklung 30 gekoppelt ist. Die Flußstrecke für den durch die primäre Wicklung 52 erzeugten Fluß weist innere und äußere Strecken auf, die durch magnetisches Material hindurch verlaufen. Die innere Flußstrecke verläuft durch das magnetische Material des Magnetkerns 40, und die äußere Strecke durch das flußführende Teil 58 der primären Einheit 12 hindurch.
• Selbstverständlich gibt es keine elektrische Verbindung zwischen der primären Wicklung 52 und der sekundären Wicklung 30. Die Spannung, die in der sekundären Wicklung 30 induziert wird, existiert einzig aufgrund deren magnetischer Kopplung an die primäre Wicklung 52. Darüber hinaus sind die sekundären und primären Einheiten 10 und 12 getrennte Teile.
• Wenn die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, ist eine Vielzahl von Einheiten wie die der primären Einheit 12 für einen Mehrzylindermotor erforderlich. Somit wären für einen Vierzylindermotor vier Einheiten wie die primäre Einheit 12 erforderlich. Jede primäre Einheit wäre mit einer Kondensatorentladung-Zündschaltung durch geeignete Kabel verbunden. Dies ist lediglich eine Möglichkeit, diese Erfindung auszuführen, und wie in Verbindung mit Figur 4 beschrieben wird, können die primären Einheiten wie die primäre Einheit 12 in einem einzigen am Motor befestigten Modul integriert werden. Falls getrennte Einheiten wie die primäre Einheit 12 verwendet werden, eine für jede sekundäre Einheit 10, ist es darüber hinaus nicht notwendig, daß die sekundäre Einheit 10 mit Einrichtungen wie dem Stift 46 zum Befestigen der primären Einheit 12 an ihrem Platz versehen ist. Somit könnten getrennte Einheiten wie die primären Einheiten 12 am Motor durch geeignete Befestigungsklammern oder Beschlagteile befestigt werden.
• In Figur 2 ist eine modifizierte Funkenerzeugungsvorrichtung gezeigt. Die in Figur 2 gezeigte sekundäre Einheit weist keine Einrichtungen zum Befestigen einer primären Einheit daran auf und ist so ausgebildet, daß sie mit einem in Figur 4 gezeigten Modul verwendet wird, das am Motor befestigt ist. Die in Figur 2 gezeigte sekundäre Einheit ist identisch mit der in Figur 1 gezeigten sekundären Einheit 10, mit der Ausnahme, daß sie keinen Stift wie den Stift 46 aufweist. Die sekundäre Einheit der Figur 2 weist ein äußeres Plastikgehäuse oder eine äußere Platikabdeckung auf, die aus einem röhrenförmigen Abschnitt 72 und einer integrierten Endwand 74 besteht. Die anderen Teile in Figur 2 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet worden, die in Figur 1 verwendet wurden, um entsprechende Teile zu bezeichnen. Figur 3 zeigt noch eine weitere modifizierte Funkenerzeugungsvorrichtung. Diese sekundäre Einheit ist wie die in Figur 2 gezeigte sekundäre Einheit so ausgebildet, daß sie mit dem in Figur 4 gezeigten Modul verwendet wird.
• In der sekundären Einheit der Figur 3 weist der Isolator 14 einen sich axial erstreckenden, ringförmigen, röhrenförmig gestalteten Abschnitt 76 auf, der mit einer Bohrung 78 versehen ist. Innerhalb der Bohrung 78 ist ein zweiter Isolator 80 angeordnet, der aus einem keramischen isolierenden Material gebildet ist, welches von der gleichen Sorte wie das für den Isolator 14 verwendete Material sein kann. Der zweite Isolator 80 weist einen röhrenförmigen Abschnitt 80A und ein geschlossenes Ende 80B auf, die eine röhrenförmige Bohrung definieren. Die röhrenförmige Bohrung enthält einen Magnetkern 82, der aus der gleichen Sorte des magnetischen Materials wie desjenigen Materials, das den Magnetkern 40 der Figur 1 bildet, gebildet sein kann. Mit der äußeren Oberfläche des röhrenförmigen Abschnitts 80A ist eine sekundäre Wicklung 84 verbunden. Ein Ende der sekundären Wicklung 84 ist mit der Zentralelektrode 16 durch einen Streifenleiter 86 verbunden. Das andere Ende der sekundären Wicklung 84 ist mit der äußeren Ummantelung 18 verbunden und damit durch Streifenleiter 88 und 90 mit der Elektrode 20. Die sekundäre Wicklung 84 kann auf die gleiche Weise wie die Ausbildung der sekundären Wicklung 30 gebildet sein, die in Verbindung mit Figur 1 beschrieben worden ist.
• Im Aufbau der Ausfuhrungsform der Figur 3 kann eine Einheit, die aus einem Teil 80, einem Magnetkern 82 und einer sekundären Wicklung 84 besteht, hergestellt sein. Diese Einheit wird dann in die Bohrung 78 des Abschnitts 76 hineingesetzt und dann an ihrem Platz durch eine geeignete keramische Paste oder einen keramischen Klebstoff befestigt. Um die Verbindungen zur sekundären Wicklung 84 herzustellen, sind die Streifenleiter 86-90, beispielsweise durch Metallisierung, vorgesehen. Die Verbindung zur Zentralelektrode 16 vom Streifenleiter 86 kann hergestellt werden, indem die in Kontakt stehenden Teile mit Silberlot beschichtet werden und das Lot auf eine verbindende Temperatur erwärmt wird.
• In Figur 3 weist die sekundäre Einheit ein äußeres Gehäuse oder eine äußere Abdeckung auf, die aus übergeformtem Plastikmaterial gebildet ist und aus einem röhrenförmigen Abschnitt 92 und einer integrierten Endwand 94 besteht. Da die sekundäre Wicklung 84 bereits durch den Abschnitt 76 des Isolators 14 bedeckt ist, kann das äußere Gehäuse oder die äußere Abdeckung nicht erforderlich sein. Somit können die Streifenleiter 88 und 90 ungeschützt bleiben oder alternativ durch einen dünnen Film isolierenden Materials oder irgendeines anderen beschichtenden Materials bedeckt sein, das einen äußeren Schutz schaffen wird und sich mit den Streifenleitern 88 und 90 verbinden würde.
• Wie zuvor erwähnt sind die in den Figuren 2 und 3 gezeigten sekundären Einheiten so ausgebildet, daß sie mit dem in Figur 4 gezeigten Modul verwendet werden. Zwecks des Beschreibens der in Figur 4 gezeigten Anordnung wird angenommen, daß die in Figur 4 verwendeten sekundären Einheiten identisch mit den in Figur 2 gezeigten sekundären Einheiten sind.
• In Figur 4 sind vier jeweils mit 96 bezeichnete, einem funkengezündeten Vierzylinder-Verbrennungsmotor 98 zugeordnete sekundäre Einheiten gezeigt. Die Gewindeabschnitte 21 jeder sekundären Einheit 96 sind in die mit einem Gewinde versehenen Zündkerzenöffnungen im Motor 98 hinein geschraubt, die mit den Zylindern des Motors in Verbindung stehen.
• In Figur 4 bezeichnet die Bezugsziffer 100 allgemein ein Modul, bei dem vier primäre Einheiten einstückig in eine Einheit hineingepackt ausgebildet sind. Das Modul 100 weist ein längliches Gehäuse oder eine längliche Halterung 102 auf, die aus einem isolierenden Plastikmaterial gebildet ist und vier integrierte röhrenförmige Teile trägt, die jeweils mit 104 bezeichnet sind. Jedes röhrenförmige Teil 104 enthält eine primäre Wicklung und ein röhrenförmiges metallisches flußführendes Teil. Insbesondere weist jedes röhrenförmige Teil 104 eine Ringspule wie die Ringspule 50, die eine primäre Wicklung wie die primäre Wicklung 52 trägt, und ein magnetisches flußführendes Teil wie das flußführende Teil 58 auf. Das äußere Plastikgehäuse jedes röhrenförmigen Teils 104 kann wie der röhrenförmige Abschnitt 60 (Figur 1) sein, und ist wie erwähnt in die Halterung oder das Gehäuse 102 integriert. Die jeweiligen primären Wicklungen der röhrenförmigen Teile 104 sind mit einer Kondensatorentladung-Zündschaltung, die im Abschnitt 106 des Moduls 100 enthalten ist, durch Leiter verbunden, die sich im Gehäuse oder der Halterung 102 befinden.
• In Betrieb der Anordnung gemäß Figur 4 sei angenommen, daß die sekundären Einheiten 96 in die passenden, mit einem Gewinde versehenen Zündkerzenöffnungen im Motor 98 hinein geschraubt worden sind. Das Modul 100 wird nun am Motor montiert, indem die primären Wicklungen in den röhrenförmigen Teilen 104 über die obersten Enden der sekundären Einheiten 96 gezogen werden, so daß die Beziehung der primären und sekundären Einheiten wie diejenige ist, die in Figur 1 gezeigt ist. Es gibt genügend Zwischenraum zwischen den Teilen, um den obersten Enden der sekundären Einheiten 96 zu ermöglichen, sich in die Ringspulen, die sich in den röhrenförmigen Teilen 104 befinden, welche die primären Windungen tragen, hineinzuschieben, wenn das Modul 100 am Motor 98 montiert wird. Das Modul 100 ist am Motor 98 durch nicht gezeigte, geeignete Bolzen oder Schrauben befestigt, die durch Öffnungen 108 hindurch verlaufen können. Die Bolzen oder Schrauben sind an geeigneten Teilen des Motors 98 befestigt, die Befestigungsklammern einschließen können, die am Motor befestigt sind und durch diesen getragen werden. Selbstverständlich können sich die sekundären Einheiten 96 in Zündkerzschächten befinden, die im Kopf des Motors auf eine Weise ausgebildet sind, die im US-Patent 4 706 639 offenbart ist.
• In Figur 5 ist eine Kondensatorentladung-Zündschaltung gezeigt. In Figur 5 bezeichnet die Bezugsziffer 110 einen funkengezündeten Vierzylinder-Verbrennungsmotor. Die Funkenstreckenelektroden jeder sekundären Einheit, die jedem Zylinder zugeordnet ist, sind jeweils mit 112 bezeichnet worden. Diese Elektroden entsprechen den Elektroden 16 und in Figur 1. Die Funkenstreckenelektroden 112 sind jeweils mit entgegengesetzten Enden der sekundären Wicklungen 114 verbunden. Jede sekundäre Wicklung 114 entspricht beispielsweise der sekundären Wicklung 30 in Figur 1. Jeder sekundären Wicklung 114 ist eine primäre Wicklung 116 zugeordnet. Jede primäre Wicklung 116 entspricht der primären Wicklung 52 in Figur 1.
• Die primären Wicklungen 116 sind zwischen einen Leiter 118 und jeweilige Halbleiterschalter 120 geschaltet, die in einer zu beschreibenden vorbestimmten Reihenfolge eingeschaltet werden. Die Halbleiterschalter 120 können gesteuerte Gleichrichter darstellen.
• Die Schaltung der Figur 5 weist einen Kondensator 122 auf, der in eine primäre Wicklung 116 hinein entladen wird, wenn einer der Halbleiterschalter 120 eingeschaltet wird. Der Kondensator 122 wird von einer Gleichspannungsversorgung 124 aufgeladen, welche die Form eines Gleichspannungswandlers annehmen kann. Die Spannungsversorgung 124 nimmt eine Eingangsspannung von einer 12-Volt-Batterie 126 an einem Kraftfahrzeug auf. Die Spannungsvorsorgung 124 transformiert den 12-Volt-Eingang auf einen etwa 400 oder 500-Volt- Ausgang, der verwendet wird, um den Kondensator 122 aufzuladen.
• Der Motor 110 treibt einen Kurbelwellenpositionssensor 128 an, der elektrische Signale erzeugt, welche die Motorkurbelwellen-Winkelposition anzeigen. Der Ausgang des Kurbelwellenpositionssensors 128 ist mit einer Zylinderauswahlschaltung 130 verbunden, die vier Ausgänge aufweist, die jeweils mit den Halbleiterschaltern 120 verbunden sind. Die Schaltung arbeitet in der Weise, daß die Halbleiterschalter 120 der Reihe nach synchron mit der Drehung der Kurbelwelle des Motors 110 eingeschaltet werden. Jedesmal wenn ein Halbleiterschalter 120 eingeschaltet wird, entlädt sich der Kondensator 122 durch eine der Primärwicklungen 116, die ihrerseits eine Spannung hervorruft, die in einer zugeordneten sekundären Wicklung 114 induziert werden soll und hoch genug ist, um einen Funken oder einen Bogen hervorzurufen, der über ein Paar von Funkenstreckenelektroden 112 erzeugt werden soll.
• Die in Figur 5 gezeigte Schaltung kann in einer Anordnung verwendet werden, bei der getrennte primäre Einheiten jeweils einer sekundären Einheit wie in Figur 1 zugeordnet sind, oder bei der alle primären Wicklungen Teile eines wie in Figur 4 gezeigten Moduls 100 sind. In der Anordnung der Figur 4 befinden sich die Leiter, die die Kondensatorentladung-Zündschaltung mit den primären Wicklungen verbinden, im länglichen Gehäuse 102.
• Die flußführenden Teile 58 sind nicht erforderlich, aber falls sie nicht verwendet werden, würde die Effizienz der Zündvorrichtung reduziert werden. Falls die flußführenden Teile 58 nicht verwendet werden, würde der Gehäuseabschnitt wie der röhrenförmige Abschnitt 60 an äußeren Oberflächen der Ringspule 50 und an die primäre Wicklung 52 angeformt sein.

Claims (14)

1. Funkenerzeugungsvorrichtung zum Zünden der brennbaren Mischung in einem Zylinder (23) eines Verbrennungsmotors, wobei die Vorrichtung eine sekundäre Funkenerzeugungseinheit umfaßt, die eine durch den Verbrennungsmotor haltbare Zündkerze mit einem Paar von Elektroden (16, 20) umfaßt, die dem Zylinder zugeordnet sind, die Zündkerze weiter einen ersten Isolator (14), um die Elektroden zu halten und voneinander elektrisch zu isolieren, und eine sekundäre Wicklung (30, 84) aufweist, die entgegengesetzten Enden der sekundären Wicklung jeweils elektrisch mit den Elektroden verbunden sind, und die Vorrichtung weiter Einrichtungen (12) zum Hervorrufen einer Spannung einschließt, die in der sekundären Wicklung induziert werden soll und hoch genug ist, um einen Bogen hervorzurufen, der zwischen den Elektroden erzeugt werden soll, wobei die Einrichtungen (12) eine primäre Einheit (12) bilden, die vollständig von der sekundären Einheit (10) trennbar ist und eine ringförmige Bohrung (64, 68), Einrichtungen (46, 108) zum Halten der primären Einheit relativ zur sekundären Einheit (10) derart, daß sich die sekundäre Wicklung (30, 84) innerhalb der ringförmigen Bohrung befindet, und eine primäre Wicklung (52) einschließt, die um die ringförmige Bohrung herum angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die sekundäre Funkenerzeugungseinheit (10) einen zweiten Isolator (24, 80) umfaßt, der sich axial vom ersten Isolator erstreckt und eine röhrenförmige Bohrung (26) und einen Magnetkern (40, 82) einschließt, der aus einem magnetischen Material gebildet ist und sich innerhalb der röhrenförmigen Bohrung befindet, wobei die sekundäre Wicklung (30, 84) durch den zweiten Isolator getragen wird und um den Magnetkern herum angeordnet ist, und daß die primäre Wicklung, wenn sie erregt ist, einen magnetischen Fluß erzeugt, der durch den Magnetkern hindurch verläuft, um die Spannung in der sekundären Wicklung zu induzieren.

2. Funkenerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Isolatoren aus einem einteiligen Isolator (14) bestehen.

3. Funkenerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolator (80) innerhalb einer Bohrung (78) in einem sich axial erstreckenden Abschnitt (76) angeordnet ist, der eine integrierte Erweiterung des ersten Isolators (14) darstellt.

4. Funkenerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Wicklung (52) durch eine Kondensatorentladung-Zündschaltung erregt wird.

5. Funkenerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Einheit (12) ein röhrenförmiges Bauteil (58) aufweist, das aus einem magnetischen Material gebildet ist, welches eine Flußstrecke für einen durch die primäre Wicklung (52) erzeugten magnetischen Fluß bildet.

6. Funkenerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Einheit (12) auf dem Verbrennungsmotor anbringbar ist.

7. Eine sekundäre Einheit zum Zünden der brennbaren Mischung eines funkengezündeten Verbrennungsmotors und zur Verwendung mit einer vollständig trennbaren primären Einheit (12), die so ausgebildet ist, daß sie die sekundäre Einheit veranlaßt, einen elektrischen Bogen zum Zünden einer brennbaren Mischung in einem Motor zu erzeugen, wobei die primäre Einheit eine ringförmige Bohrung (64, 68) zum Aufnehmen der sekundären Einheit, Einrichtungen (46, 108) zum Halten der primären Einheit relativ zur sekundären Einheit und eine primäre Wicklung (52) einschließt, die um die ringförmige Bohrung herum angeordnet ist, und die sekundäre Einheit einen ersten Isolator (14), der ein Paar von Elektroden (16, 20) stützt, die eine Funkenstrecke bilden, eine sekundäre Wicklung (30, 84) und Einrichtungen (31-38, 86-90) umfaßt, die entgegengesetzte Enden der sekundären Wicklung jeweils mit den Elektroden elektrisch verbinden,

dadurch gekennzeichnet,

daß die sekundäre Einheit (10) einen zweiten Isolator (24, 80) umfaßt, der eine röhrenförmige Bohrung (26) aufweist und sich axial vom ersten Isolator (14) erstreckt und einen Magnetkern (40, 82) aufweist, der aus einem magnetischen Material gebildet ist und sich in der röhrenförmigen Bohrung befindet und so ausgebildet ist, daß er in Betrieb einen magnetischen Fluß von der primären Wicklung empfängt, um eine Spannung in der sekundären Wicklung zu induzieren, und daß die sekundäre Wicklung (30, 84) durch eine äußere Oberfläche (28) des zweiten Isolators getragen wird und um den Magnetkern herum angeordnet ist.

8. Eine sekundäre Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Wicklung (30, 84) aus Windungen eines metallischen Materials besteht, die mit der äußeren Oberfläche (28) des zweiten Isolators (24, 80) verbunden sind.

9. Eine sekundäre Einheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine (20) der Elektroden mit einer äußeren metallischen Ummantelung (18) verbunden ist, die durch den ersten Isolator (14) gehalten wird, und daß die äußere metallische Ummantelung einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt (21) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er in eine mit einem Gewinde versehene Zündkerzenöffnung in einem Verbrennungsmotor hinein geschraubt wird.

10. Eine sekundäre Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (40, 82) aus einer Zusammensetzung eines magnetischen Pulvers und eines elektrisch isolierenden Materials gebildet ist.

11. Eine sekundäre Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Wicklung (30, 84) durch ein äußeres Gehäuse (42, 44; 72, 74; 92, 94) bedeckt ist, das aus einem isolierenden Material gebildet ist.

12. Eine sekundäre Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Isolatoren (14, 24) integriert in einem Stück gebildet sind.

13. Eine sekundäre Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolator (80) innerhalb einer Bohrung (78) in einem sich axial erstreckenden Abschnitt (76) positioniert ist, der eine integrierte Erweiterung des ersten Isolators (14) darstellt.

14. Eine sekundäre Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Isolatoren aus einem keramischen Material gebildet sind.