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DE102013212065A1 - Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze - Google Patents

Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze Download PDF

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DE102013212065A1
DE102013212065A1 DE102013212065.6A DE102013212065A DE102013212065A1 DE 102013212065 A1 DE102013212065 A1 DE 102013212065A1 DE 102013212065 A DE102013212065 A DE 102013212065A DE 102013212065 A1 DE102013212065 A1 DE 102013212065A1
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Germany
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laser
ignition
light source
spark plug
crystal holder
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DE102013212065.6A
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English (en)
Inventor
Klaus Stoppel
Hans-Jochen Schwarz
Michael Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00Other ignition
    • F02P23/04Other physical ignition means, e.g. using laser rays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze, umfassend einen Zündlaser und eine Pumplichtquelle, wobei während eines Laserbetriebs die relative Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle durch Drehung verändert wird, um mindestens einen Parameter, insbesondere Energie und/oder Strahlbild, einer vom Zündlaser emittierten Zündlaserstrahlung zu optimieren

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Laserzündkerze, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kristallhalter.
  • Bei heutigen Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze wird die Energie und das Strahlungsbild der Laserstrahlung erst nach der Montage der Lasereinheit, die einen Kristallhalter mit Zündlaser und eine Pumplichtquelle umfasst, kontrolliert. Wenn die Ziel-Energie der Laserstrahlung nicht erreicht wird oder das Strahlungsbild der Laserstrahlung nicht den Vorgaben entspricht, muss die Lasereinheit wieder komplett demontiert werden.
  • Durch Drehung des Laserkristalls um eine gemeinsame Achse mit der Pumplichtquelle, wie z.B. die optische Achse, kann die Energie und/oder das Strahlungsbild der Laserstrahlung verbessert werden. Räumliche Asymmetrien im Laserkristall und/oder in der Pumplichtquelle sind der Grund dafür, dass nur bei bestimmten relativen Orientierungen des Laserkristalls zur Pumplichtquelle die Laserstrahlung die optimale Energie und das optimale Strahlungsbild aufweist.
  • Eine Änderung der relativen Orientierung des Laserkristalls zu der Pumplichtquelle bzgl. einer Rotation um eine gemeinsame Achse kann bei Laserzündkerzen gemäß dem Stand der Technik nur im demontierten Zustand der Lasereinheit erfolgen, während für die Überprüfung der Energie und des Strahlungsbilds der Laserstrahlung die Lasereinheit wieder zusammengesetzt werden muss. Wenn die erwartete Energie und/oder das erwartete Strahlungsbild wieder nicht erreicht werden, dann werden die oben erwähnten Abläufe (Demontage Zündeinheit, Drehen des Laserkristalls, Montage Zündeinheit, Bestimmung Energie und Strahlungsbild) solange wiederholt bis die Energie und das Strahlungsbild den Vorgaben entsprechen. Dieser Vorgang ist sehr zeitintensiv und damit auch kostenintensiv.
  • Vorteil der Erfindung/ Offenbarung der Erfindung
  • Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze der eingangs genannten Art und eine entsprechende Laserzündkerze dahingehend zu verbessern, dass die vorstehenden Nachteile beseitigt bzw. minimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass während des Laserbetriebs die relative Orientierung eines Zündlasers zu einer Pumplichtquelle durch Rotation verändert wird, um mindestens einen Parameter, insbesondere Energie und/oder Strahlbild, einer vom Zündlaser emittierten Zündlaserstrahlung zu optimieren.
  • Die erfindungsgemäße Vorsehung, die relative Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle durch Drehung oder Rotation während des Laserbetriebs zu ändern und dadurch mindestens einen Parameter der Zündlaserstrahlung zu optimieren, ist besonders vorteilhaft, da dadurch die Lasereinheit für die Änderung der relativen Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle nicht wieder demontiert werden muss.
  • Während des Laserbetriebs bedeutet insbesondere, dass die Pumplichtquelle mit Strom und Spannung versorgt wird und der Zündlaser beispielsweise durch Pumplicht der Pumplichtquelle aktiviert wird, so dass insbesondere Pumplicht und/oder Zündlaserstrahlung erzeugt werden. Die Anordnung der Pumplichtquelle und des Zündlasers sowie die Stromstärke und die angelegte Spannung werden insbesondere entsprechend der späteren Verwendung, z.B. in einer Brennkraftmaschine, gewählt.
  • Als Parameter der Zündlaserstrahlung kann beispielsweise die Leistung und/oder die Energie und/oder die Intensität und/oder das Strahlungsbild der Zündlaserstrahlung detektiert werden. Der gemessene Wert des Parameters soll mindestens einem vorgegebenen Zielwert entsprechen. Dieser Zielwert hängt von der späteren Verwendung der Laserzündkerze ab. Wenn der Parameter nicht dem Zielwert entspricht, kann durch Drehung des Zündlasers die relative Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle verändert und damit der detektierte Parameter oftmals verbessert werden.
  • Dabei bedeutet eine Optimierung des Parameters grundsätzlich nur, dass der Zielwert erreicht wird. Dieser Zielwert kann der maximal mögliche Wert für den Parameter der Zündlaserstrahlung bei dem Laserzündsystem sein. Der Zielwert kann aber auch kleiner als der maximal mögliche Wert für den Parameter sein. Gerade wenn die Zündlaserstrahlung nicht nur bezüglich eines, sondern mehrerer Parameter optimiert werden soll, kann es sein, dass nicht für alle detektierten Parameter die maximal möglichen Werte gleichzeitig erreicht werden. Die mehreren Parameter der Zündlaserstrahlung sind insbesondere dann optimiert, wenn die jeweiligen Zielwerte erreicht sind.
  • Die Drehung bzw. Rotation des Zündlasers beispielsweise erfolgt um eine Längsachse des Zündlasers, vorzugsweise um die optische Achse des Zündlasers bzw. der Laserzündkerze. Idealerweise entspricht die Längsachse einer Symmetrieachse des Zündlasers, wobei die Symmetrieachse mit der optischen Achse der Laserzündkerze übereinstimmen kann.
  • Alternativ erfolgt Änderung der relativen Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle durch eine Drehung bzw. eine Rotation des Zündlasers und/oder der Pumplichtquelle um eine gemeinsame Achse des Zündlasers und der Pumplichtquelle. Vorzugsweise entspricht die gemeinsame Achse des Zündlasers und der Pumplichtquelle der optischen Achse des Zündlasers bzw. der Laserzündkerze.
  • Eine erste Ausführungsform des Verfahrens zur Montage der Laserzündkerze weist einen ersten und einen zweiten Schritt auf. Im ersten Schritt werden der in einem Kristallhalter angeordneter Zündlaser und die Pumplichtquelle zusammengesetzt.
  • In dem zweiten Schritt wird mindestens ein Parameter einer vom Zündlaser emittierten Zündlaserstrahlung detektiert und durch Drehung des Zündlasers optimiert. Die Drehung kann bis zum Erreichen des Zielwertes erfolgen. Oder es wird für verschiedene relative Orientierungen des Zündlasers zur Pumplichtquelle der bzw. die Parameter bestimmt und anschließend wird eine relative Orientierung eingestellt, bei der mindestens der Zielwert erreicht wird. Das zweite Vorgehen zur Optimierung des Parameters der Zündlaserstrahlung bietet sich besonders an, wenn mehr als ein Parameter optimiert werden soll.
  • Mit Hilfe eines Werkzeuges kann die Drehung des Zündlasers erfolgen. Der Zündlaser ist in einem Kristallhalter angeordnet. Das Werkzeug wird an den Kristallhalter angesetzt, um eine Drehung des Kristallhalter und des Zündlasers zu übermitteln. Um das Werkzeug ansetzen zu können, kann der Kristallhalter dafür beispielsweise ein Profil aufweisen. Vorzugsweise weist das Werkzeug ein komplementäres Profil auf, so dass das Werkzeug sicher und zuverlässig an den Kristallhalter angesetzt werden kann. Die Drehung des Kristallhalters und des Zündlasers kann somit zuverlässig durchgeführt werden.
  • Anschließend wird insbesondere eine Fokussierungseinheit an die Lasereinheit montiert, und somit die Laserzündkerze fertiggestellt.
  • Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens umfasst ebenfalls zwei Schritte. Dabei unterscheidet sich das zweite Verfahren vom ersten Verfahren dadurch, dass erst mindestens ein Parameter der Zündlaserstrahlung durch Änderung der relativen Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle optimiert wird und anschließend die Lasereinheit zusammengesetzt und eventuell auch eine Fokussiereinheit montiert wird.
  • Im ersten Schritt wird mindestens ein Parameter der Zündlaserstrahlung detektiert. Dabei wird die relative Orientierung des Zündlasers zu einer Pumplichtquelle durch Rotation solange verändert bis der detektierte Parameter der Zündlaserstrahlung optimiert ist. Dabei kann der Zündlaser und/oder die Pumplichtquelle gedreht werden.
  • Der Kristallhalter, in dem der Laserkristall angeordnet ist, und/oder die Pumplichtquelle können eine oder mehrere Markierungen aufweisen. Bei der Markierung kann es sich um eine Vertiefung, wie z.B. eine Kerbe oder ein Loch, oder eine Erhebung, wie z.B. ein Pin, oder eine farbliche Markierung handeln. Mittels dieser Markierung kann die relative Orientierung und/oder die optimale Orientierung des Zündlasers zur Pumplichtquelle visualisiert werden. Vorzugsweise sollte mindestens die Komponente, Zündlaser oder Pumplichtquelle, die gedreht wird, eine Markierung aufweisen.
  • Bei der Visualisierung der relativen Orientierung wird die Winkeländerung der Markierung am Anfang des Optimierungsvorgangs im Vergleich zur gewählten optimierten Position der gedrehten Komponente und damit auch der Markierung am Ende des Optimierungsvorgangs gezeigt. Beispielsweise können die Markierungen von dem Kristallhalter und der Pumplichtquelle am Anfang des Optimierungsvorgangs in Bezug auf eine willkürliche festgelegte raumfesten Winkelskala beim gleichen Winkel liegen, d.h. die Markierungen liegen übereinander, z.B. beide Markierungen liegen bei 0° der willkürlich festgelegten raumfesten Winkelskala. Die Anfangsposition der Markierung der zu drehenden Komponente wird also als 0° definiert. Beim Optimierungsvorgang wird mindestens eine Komponente im Bezug auf die andere Komponente gedreht, so dass die Markierung und damit auch der Kristallhalter und der Zündlaser eine andere Position haben als am Anfang. Die relative Orientierung wird geeignet festgestellt und gegebenenfalls der zugehörige Wert des Winkels gegebenenfalls auf einem geeigneten Medium gespeichert.
  • Zur Visualisierung der optimalen Orientierung wird eine Markierung am Kristallhalter oder an der Pumplichtquelle nach der Optimierung des Zündlaserstrahlung-Parameters angebracht. Vorzugsweise wird die Orientierung des Kristallhalter und der Pumplichtquelle durch Markierungen an jeder Komponente gekennzeichnet. Dabei befinden sich die Markierungen vorzugsweise beim gleichen Winkel. Das bedeutet die Markierungen liegen auf einer Linie, die insbesondere parallel zur optischen Achse des Zündlasers verläuft.
  • Im zweiten Schritt wird die Lasereinheit mit Zündlaser und Pumplichtquelle zusammengesetzt. Dabei weisen der Zündlaser und die Pumplichtquelle die vorher bestimmte relative Orientierung und/oder die vorher bestimmte optimale Orientierung zueinander auf.
  • Anschließend wird die Laserzündkerze fertiggestellt, beispielsweise wird eine Fokussierungseinheit an die Lasereinheit montiert.
  • Für die Detektion des Parameters der Zündlaserstrahlung wird ein dem Parameter angepasstes Messgerät verwendet. So wird zur Detektion der Leistung oder der Energie oder der Intensität der Zündlaserstrahlung ein Leistungsmessgerät, ein Energiemessgerät oder ein Intensitätsmessgerät verwendet. Das Strahlbild, auch Strahlprofil genannt, der Zündlaserstrahlung wird mit einer Strahlbild-Kamera aufgenommen.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Laserzündkerze für eine Brennkraftmaschine, die einen Kristallhalter aufweist, wobei der Kristallhalter mindestens ein Profil aufweist, an dem ein Werkzeug mit komplementären Profil ansetzbar ist.
  • Alternative kann der Kristallhalter auch zwei oder drei oder mehrere Profile aufweist. Das Profil am Kristallhalter kann ein Pin oder eine Vertiefung sein. Das Profil kann auch aus mehreren Pins oder mehreren Vertiefungen bestehen. Auch ist ein Profil, das Pins und Vertiefungen kombiniert, denkbar.
  • Der Kristallhalter ist insbesondere drehbar in der Laserzündkerze montiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Pumplichtquelle drehbar montiert sein.
  • Die Laserzündkerze umfasst eine Lasereinheit und/oder eine Fokussierungseinheit, wobei die Lasereinheit und die Fokussierungseinheit trennbar miteinander verbunden sind. In der Lasereinheit sind der Kristallhalter mit dem Zündlaser und die Pumplichtquelle angeordnet.
  • Zwischen der Lasereinheit und der Fokussierungseinheit gibt es insbesondere eine Öffnung, durch die die Zündlaserstrahlung in die Fokussiereinheit eingestrahlt wird. Die Öffnung ist dabei insbesondere so groß, dass das Werkzeug mit dem zum Kristallhalter-Profil komplementären Profil durch die Öffnung hindurch an den Kristallhalter angesetzt werden kann. Der Durchmesser der Öffnung ist insbesondere kleiner als der Außendurchmesser des Kristallhalters, damit der Kristallhalter nicht durch die Öffnung in die Fokussiereinheit rutschen oder fallen kann. Die Öffnung ist insbesondere größer als der Außendurchmesser des Zündlasers bzw. als der Innendurchmesser des Kristallhalters. Die Öffnung ist insbesondere so groß, dass das Profil oder eine mögliche Markierung sichtbar bzw. zugänglich ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
  • Zeichnung
  • 1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Laserzündkerze mit Lasereinheit und Fokussierungseinheit.
  • 2 zeigt den Ablauf der ersten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Laserzündkerze.
  • 3 zeigt die Laserzündkerze bei dem zweiten Schritt einer ersten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Laserzündkerze.
  • 4 zeigt den Ablauf der zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Laserzündkerze.
  • 5 zeigt eine Alternative zu der erfindungsgemäßen Laserzündkerze.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Laserzündkerze 1 bestehend aus einer Lasereinheit 3 und einer Fokussierungseinheit 4, wobei die beiden Einheiten in einem Kerzengehäuse 2 angeordnet und über eine Öffnung 15 im Kerzengehäuse 2 verbunden sind.
  • Die Lasereinheit 3 umfasst einen Zündlaser 6, der in einem Kristallhalter 5 angeordnet ist, und eine Pumplichtquelle 9.
  • Der Zündlaser 6 umfasst insbesondere einen laseraktiven Festköper, auch Laserkristall oder Festkörperlaser genannt, und/oder gegebenenfalls eine passive oder aktive Güteschaltung. Die Komponenten der Lasereinheit 3 können als Einzelkomponenten oder monolithisch als eine Komponente ausgebildet sein. Als laseraktiven Festkörper werden typischerweise Gläser oder YAG-Kristalle als Wirtskristalle mit Chrom, Neodym oder Ytterbium als Dotierungsmaterial verwendet. Als Laserkristalle werden bevorzugt Cr4+:Glas, Nd:Glas, Yb:Glas, Cr4+:YAG, Nd:YAG oder Yb:YAG verwendet. Der laseraktive Festkörperlaser kann auch Einkoppelspiegel und/oder Auskoppelspiegel aufweisen, wie es in der DE-10 2006 024 678 A1 offenbart ist.
  • Der Kristallhalter 5 besteht typischerweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie z.B. Stahl, insbesondere Edelstahl 1.4301. Vorzugsweise weist der Kristallhalter 5 eine zylindrische Form auf.
  • Auf der zur Fokussierungseinheit 4 weisenden Stirnfläche des Kristallhalters 5 ist mindestens ein Profil 19 angeordnet, wie es in 1 gezeigt ist. Bei dem Profil 19 kann es sich um eine Vertiefung, z.B. mit einer zylindrischen oder viereckigen oder mehreckigen Form, oder einen Stift oder einen Pin oder einer Kombination aus Vertiefung und Pin handeln. Auch sind Kombinationen aus mehreren Vertiefungen und/oder mehreren Pins bzw. Stiften denkbar. Bei einer bevorzugten alternativen Ausführungsform weist der Kristallhalter 5 zwei Profile 19, z.B. in der Form von zylindrischen Vertiefungen, auf. Die Profile 19 sind symmetrisch auf dem Kristallhalter 5 angeordnet und liegen sich gegenüber, so dass die beiden Profile einen Winkel von 180° einschließen. Bei weiteren alternativen Ausführungsformen sind drei oder vier Profile auf dem Kristallhalter angeordnet, beispielsweise symmetrisch und schließen einen Winkel von 120° bzw. 90° zwischen einander ein. Alternativ können die Profile auch ohne Symmetrie angeordnet werden.
  • Als Pumplichtquelle 9 kann beispielsweise ein Halbleiter-Laser verwendet werden, aber auch die Verwendung von anderen Lasern oder Lichtquellen ist denkbar.
  • Wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, kann in der Lasereinheit 3 auch eine Pumplichtlinse 8, die das Pumplicht 10 auf eine Stirnseite des Zündlasers 6 fokussiert, und/oder eine Führungshülse 7, in der beispielsweise der Kristallhalter 5 mit dem Zündlaser 6 und/oder die Pumplichtlinse 8 angeordnet sind, vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Kristallhalter 5 mit dem Zündlaser 6 drehbar um eine Achse 11, beispielsweise die optische Achse der Laserzündkerze 1, in der Lasereinheit 3, beispielsweise in der Führungshülse 7, angeordnet.
  • Die Fokussierungseinheit 4 kann wie in diesem Beispiel gezeigt ein Brennraumfenster 13 aufweisen, dass zum einen den Brennraum der Brennkraftmaschine von der Laserzündkerze 1 trennt und die Laserzündkerze 1 gegen das zu zündenden Luft-/Kraftstoff-Gemisch abdichtet, und das zum anderen die Zündlaserstrahlung 12 auf einen Zündpunkt 14 im Brennraum fokussiert. Alternativ können auch separate Mittel zur Fokussierung der Zündlaserstrahlung 12 auf den Zündpunkt 14, wie z.B. Aufweitungslinsen und/oder Fokussierungslinsen und/oder Linsenkombinationen, und ein Brennraumfenster 13 vorgesehen sein. Das Brennraumfenster 13 besteht typischerweise aus einem Einkristall, beispielsweise einem Saphir-Einkristall.
  • Nicht gezeigt sind die dazugehörigen elektrischen Leitungen für die Stromversorgung der Lasereinheit 3, sowie Details der konstruktiven Ausgestaltung der Laserzündkerze 1, die dem Fachmann beispielsweise aus der EP 1 519 038 A1 oder der DE 10 2010 031 598 A1 bekannt sind. Optional sind Mittel zur optischen Übertragung des Pumplichts 10 und/oder der Laserstrahlung 12 vorsehen. Ferner kann eine thermische Leitung, insbesondere für Kühlflüssigkeit, zur Kühlung der Lasereinheit 2 und/oder einzelner Komponeten der Lasereinheit 2 und/oder anderen Komponenten vorgesehen sein. Ebenso nicht dargestellt sind mögliche Mittel zur Montage des Laserzündkerze 1 an einer Brennkraftmaschine, wie z.B. ein Gewinde oder mindestens einer Klammer.
  • 2 zeigt ein Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze 1. In einem ersten Schritt 26 wird eine Lasereinheit 3, umfassend einen Zündlaser 6, der in einem drehbaren Kristallhalter 5 angeordnet ist, und eine Pumplichtquelle 9, zusammengesetzt. In einem zweiten Schritt 25 wird mindestens einen Parameter, wie z.B. die Energie, der Zündlaserstrahlung 12 detektiert. Der Zündlaser 6 wird solange gedreht bis der Parameter optimiert ist, wobei die Drehung durch ein an den Kristallhalter 5 angesetztes Werkzeug 16 erfolgt. In einem dritten Schritt 27 wird eine Fokussierungseinheit 4 an die Lasereinheit 3 montiert.
  • 3 zeigt die Laserzündkerze 1 während des zweiten Schritts 25 des Verfahrens. Ein Messgerät 17 detektiert einen Parameter der Zündlaserstrahlung 12. Ein Werkzeug 16 weist ein zum Kristallhalter-Profil 19 ein komplementäres Profil 18 auf. Das Werkzeug 16 ist an dem Kristallhalter 5 angesetzt. Mit Hilfe des Werkzeugs 16 wird der Kristallhalter 5 und damit auch der Zündlaser 6 gedreht, so dass sich die relative Orientierung des Zündlasers 6 zur Pumplichtquelle 9 ändert. Die Drehung kann als eine kontinuierliche Bewegung durchgeführt werden, dann wird der Parameter von der Zündlaserstrahlung 12 ebenfalls kontinuierlich detektiert. Alternativ kann die Drehung über mehrere diskrete Winkelbeträge erfolgen. Der Parameter kann dann zwischen zwei Drehungen detektiert werden. Die Änderung der relativen Orientierung des Zündlasers 6 zur Pumplichtquelle 9 kann enden, sobald ein Zielwert für den Parameter erreicht ist. Alternativ wird eine Messreihe für verschiedene Winkel durchgeführt und anschließend die relative Orientierung entsprechend dem geforderten Zielwert des Parameters festgestellt und eingestellt.
  • 4 zeigt ein alternatives Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze 1. Im ersten Schritt 25 wird mindestens ein Parameter, wie z.B. die Energie, der von einem Zündlaser 6 emittierten Zündlaserstrahlung 12 detektiert. Die relative Orientierung des Zündlasers 6 zu einer Pumplichtquelle 9 wird durch Rotation solange verändert bis der detektierte Parameter der Zündlaserstrahlung 12 optimiert ist. Dabei wird der Zündlaser 6 und/oder die Pumplichtquelle 9 gedreht. Mindestens eine Markierung 20, 21 visualisiert die relative Orientierung und/oder die optimale Orientierung des Zündlasers 6 zur Pumplichtquelle 9. In einem zweiten und dritten Schritt 26, 27 wird die Laserzündkerze 1, umfassend eine Fokussierungseinheit 4 und eine Lasereinheit 3 mit Zündlaser 6 und Pumplichtquelle 9, zusammengesetzt, wobei der Zündlaser 6 und die Pumplichtquelle 9 die vorher bestimmte relative Orientierung und/oder die vorher bestimmte optimale Orientierung zueinander aufweisen.
  • Dabei kann die Markierung 20, 21 bereits am Anfang des Optimierungsprozesses an den Kristallhalter 5 und/oder die Pumplichtquelle 9 angebracht werden. In diesem Fall werden die Markierungen 20, 21 vorzugsweise in einer zur optischen Achse 11 parallelen Linie an den Kristallhalter 5 und Pumplichtquelle 9 angebracht, d.h. wenn man in Richtung der optischen Achse 11 auf eine Stirnseite des Kristallhalters 5 oder der Pumplichtquelle 9 schaut, dann liegen die Markierungen 20, 21 übereinander. Am Ende der Optimierung des Parameters schließen die Markierungen 20, 21 einen Winkel ein, der der relativen Orientierung entspricht.
  • Alternativ kann die Markierung 20 bzw. können die Markierungen 20, 21 erst am Ende der Optimierung des Parameters an den Kristallhalter 5 und/oder der Pumplichtquelle 9 angebracht werden, vorzugsweise in einer Linie parallel zur optischen Achse 11. Die Markierungen 20, 21 zeigen dann die optimale Orientierung des Zündlasers 6 zur Pumplichtquelle 9 an.
  • 5 zeigt eine Alternative zu der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Laserzündkerze 1. Die alternative Ausführungsform der Laserzündkerze 1 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass der Kristallhalter 5 mindestens eine Markierung 20 zusätzlich zum Profil 19 oder anstelle des Profils 19 aufweist. Die Pumplichtquelle 9 kann eine weitere Markierung 21 aufweisen.
  • Bei der Markierung 20, 21 kann es sich um eine Vertiefung oder Erhebung oder farbliche Kennzeichnung handeln. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine farblich Markierung 20, 21 an der zur Brennkammer weisenden Stirnfläche des Kristallhalters 5 und der dem Zündlaser abgewandten Seite der Pumplichtquelle 9 angebracht.
  • Diese alternative Ausführungsform der Laserzündkerze 1 kann z.B. entsprechend in 4 dargestellten Verfahrens montiert sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006024678 A1 [0040]
    • EP 1519038 A1 [0046]
    • DE 102010031598 A1 [0046]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze (1), umfassend einen Zündlaser (6) und eine Pumplichtquelle (9), dadurch gekennzeichnet, dass während eines Laserbetriebs die relative Orientierung des Zündlasers (6) zur Pumplichtquelle (9) durch Drehung verändert wird, um mindestens einen Parameter, insbesondere Energie und/oder Strahlbild, einer vom Zündlaser (6) emittierten Zündlaserstrahlung (12) zu optimieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Kristallhalter (5), in dem der Zündlaser (6) angeordnet ist, und die Pumplichtquelle (9) zusammengesetzt werden, und in einem zweiten Schritt mindestens ein Parameter der Zündlaserstrahlung (12) detektiert wird, und der Zündlaser (6) gedreht wird bis der Parameter optimiert ist, wobei die Drehung durch ein an den Kristallhalter (5) angesetztes Werkzeug (16) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt mindestens ein Parameter einer von dem Zündlaser (6) emittierten Zündlaserstrahlung (12) detektiert wird, und die relative Orientierung des Zündlasers (6) zu der Pumplichtquelle (9) durch Drehung solange verändert wird, bis der detektierte Parameter der Zündlaserstrahlung (12) optimiert ist, wobei der Zündlaser (6) und/oder die Pumplichtquelle (9) gedreht wird, wobei mindestens eine Markierung (20, 21) die relative Orientierung und/oder die optimale Orientierung des Zündlasers (6) zur Pumplichtquelle (9) visualisiert, und in einem zweiten Schritt eine Lasereinheit (3) aus Zündlaser (6) und Pumplichtquelle (9) zusammengesetzt wird, wobei der Zündlaser (6) und die Pumplichtquelle (9) die vorher bestimmte relative Orientierung und/oder die vorher bestimmte optimale Orientierung zueinander aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter der Zündlaserstrahlung (12) mittels eines Messgerätes (17), insbesondere ein Energie-Messgerät und/oder eine Strahlbild-Kamera, detektiert wird.
  5. Laserzündkerze (1), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kristallhalter (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Kristallhalter (5) mindestens ein Profil (19) aufweist, an dem ein Werkzeug (16) mit komplementären Profil (18) ansetzbar ist.
  6. Laserzündkerze (1) nach Anspruch 5, dass der Kristallhalter (5) mindestens zwei Profile (19), insbesondere drei Profile (19), aufweist.
  7. Laserzündkerze (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (19) am Kristallhalter (5) mindestens einen Pin und/oder mindestens eine Vertiefung ist.
  8. Laserzündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kristallhalter (5) und/oder eine Pumplichtquelle (9) drehbar montiert sind.
  9. Laserzündkerze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserzündkerze (1) eine Fokussierungseinheit (4) und/oder eine Lasereinheit (3) umfasst, wobei die Fokussierungseinheit (4) und die Lasereinheit (3) von einander trennbar verbunden sind.
  10. Laserzündkerze (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserzündkerze (1) zwischen der Lasereinheit (3) und der Fokussierungseinheit (4) eine Öffnung (15) zur Einstrahlung von Zündlaserstrahlung (12) in die Fokussierungseinheit (4) aufweist, wobei das Werkzeug (16) mit dem komplementären Profil (18) durch die Öffnung (15) hindurch an den Kristallhalter (5) ansetzbar ist.
DE102013212065.6A 2013-06-25 2013-06-25 Verfahren zur Montage einer Laserzündkerze Ceased DE102013212065A1 (de)

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