BR112013027591B1

BR112013027591B1 - arranjo de conexão elétrica e processo para a produção do mesmo

Info

Publication number: BR112013027591B1
Application number: BR112013027591-0A
Authority: BR
Inventors: Konstantin Lindenthal; Juergen Raedler; Thomas Pawlak; Florian Herzog
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2021-02-09
Also published as: US20140218154A1; BR112013027591A2; CN103493294B; CN103493294A; DE102011082230B4; US9418784B2; DE102011082230A1; WO2012146448A1

Abstract

ARRANJO DE CONEXÃO ELÉTRICA PARA UMA VELA DE IGNIÇÃO. A presente invenção se refere a um arranjo de conexão elétrica, tal como para uma vela de ignição (1), por exemplo, que compreende: um fio laqueado revestido com uma laca isolante (3), e um elemento de contato (4) para o contato elétrico do fio laqueado (3), sendo este arranjo caracterizado pelo fato de que o elemento de contato (4) apresenta uma região de contato (5) para o contato elétrico do fio laqueado (3), apresentando a região de contato pelo menos uma borda afiada (6) e sendo o fio laqueado (3) de tal modo conduzido ao longo da borda (6) afiada, que se produz uma região do fio laqueado isenta de laca que se apoia contra a região de contato (5) do elemento de contato (4) para produzir o contato elétrico.

Description

Estado da Técnica

A presente invenção se refere a um arranjo de conexão elétrica, para uma vela de ignição, por exemplo, para um sensor, e especialmente para um contato elétrico de fios laqueados delgados.

As velas de ignição são conhecidas no estado da técnica em diversas configurações. Uma série de problemas é associada neste caso a um contato de fios laqueados delgados, que são empregados em velas de ignição como enrolamentos secundários. No estado da técnica assim se recorre habitualmente a um contato quente por solda ou por fusão de materiais. Alternativamente DE 102 51 841 A1 propõe uma colocação em contato a frio, em que uma mola de contato é levantada através de enrolamentos de fios laqueados, e em seguida comprimida por um efeito semelhante ao de uma mola, de modo que os elementos que são previstos na mola de contato quebram uma camada de isolamento dos fios laqueados para produzir uma conexão elétrica. Em muitos casos, no entanto, uma colocação em contato elétrico por meio deste processo de compressão é problemática. Seria, portanto, desejável se ter uma conexão elétrica a frio entre um fio laqueado e um elemento de contato.

Descrição da Invenção

O arranjo de conexão elétrica de acordo com a presente invenção com as características da reivindicação 1 apresenta a vantagem de ser possível uma colocação em contato a frio simples e de rápida execução entre um fio laqueado delgado e um elemento de contato. De acordo com a presente invenção, não há necessidade, por exemplo, de uma etapa separada para a retirada da laca do fio laqueado, uma vez que isto é previsto de acordo com a presente invenção durante a produção do arranjo de conexão elétrica. Além disso, o arranjo de conexão elétrica de acordo com a presente invenção tem a vantagem de que não é necessário nenhum custo de instalação adicional e nenhuma etapa adicional de montagem. Uma outra vantagem grande da invenção consiste no fato de que não é necessário se dispor de nenhum espaço adicional, tal como, por exemplo, para pinças de solda etc., de modo que o componente que emprega o arranjo de conexão elétrica de acordo com a presente invenção pode ter uma construção mais compacta. Isto é produzido, de acordo com a presente invenção, fazendo-se com que o elemento de contato apresente uma região de contato para a colocação do fio laqueado em contato elétrico, que tem pelo menos uma borda afiada. O fio laqueado neste caso é de tal modo curvado na borda afiada que se forma uma região isenta de laca para produzir um contato elétrico com o elemento de contato. A região isenta de laca do fio laqueado fica então em contato com o elemento de contato, tal como na borda afiada. O arranjo de conexão elétrica é empregado, de preferência, em velas de ignição ou em sensores, em sensores de rotações, por exemplo.

As reivindicações secundárias mostram aperfeiçoamentos preferidos da invenção.

É especialmente preferido se conduzir o fio laqueado pela borda afiada da região de contato no elemento de contato. Assim é possível um contato elétrico com diversas regiões do fio laqueado.

O fio laqueado forma ainda, de preferência, na região de contato uma bobina de contato com diversas espiras. Isto é, o fio laqueado é enrolado muitas vezes ao redor de um segmento parcial do elemento de contato, para formar muitas espiras. A borda afiada neste caso é formada no segmento parcial envolvido do elemento de contato.

É vantajoso que as espiras do fio laqueado sejam justapostas contra a borda afiada e se estendendo em pelo menos um local sobre ela, uma vez que assim os locais que não se apoiam imediatamente na borda afiada exercem um pré- tensionamento sobre o local que se apoia imediatamente na borda afiada. Deste modo fica assegurado um bom contato elétrico.

É especialmente preferido se dispor uma extremidade livre do fio laqueado entre as espiras da bobina de contato no elemento de contato, de tal modo, que a extremidade livre não se projete da bobina de contato. A extremidade livre do fio laqueado se encontra, portanto, entre as espiras, pois depois da retirada do fio laqueado, através do pré-tensionamento exercido durante o enrolamento ela é puxada para dentro da bobina de contato. Isto é, a extremidade livre do fio laqueado é coberta pelas espiras, de modo que não ocorre nenhuma extremidade de fio que se sobressaia. Deste modo pode ser evitada a formação de um aumento do campo elétrico, de modo que, na saída de alta tensão, por exemplo, não seja possível a formação de um arco elétrico indesejável devido à extremidade do fio saliente livre.

É especialmente preferido que se forme a região de contato no elemento de contato em um estrangulamento do elemento de contato. Deste modo pode ser produzida uma fixação simples do fio laqueado, enrolando-se o mesmo muitas vezes, por exemplo, na região do estrangulamento. É ainda preferido se prever na região do estrangulamento uma multiplicidade de bordas afiadas, tal como quatro bordas, por exemplo.

É ainda preferido que a borda afiada na região de contato seja de formato curvo, tal como em forma de um arco de círculo parcial. Com a configuração em curva, obtém-se um contato mais longo entre a borda afiada e o perímetro externo do fio laqueado, de modo que pode ser raspada fora pela borda afiada uma quantidade relativamente grande de laca do fio laqueado. Deste modo é melhorada a capacidade de contato elétrico.

De acordo com uma outra modalidade preferida da presente invenção as bordas contíguas à borda afiada do elemento de contato são arredondadas. Deste modo, o fio é guiado na direção do estrangulamento e fica assegurado que durante a fixação do fio laqueado no elemento de contato, o fio laqueado não entre involuntariamente em contato com a borda afiada em um ponto indesejado, ficando assim danificada a parte laqueada ou o condutor de cobre.

É preferido ainda que o elemento de contato crie um contato elétrico a uma bobina secundária da vela de ignição. A bobina secundária é, de preferência, diretamente enrolada com o fio laqueado.

O arranjo de conexão elétrica compreende ainda, de preferência, um segundo elemento de contato que forma uma saída de alta tensão da vela de ignição. O segundo elemento de contato no caso é projetado igual ao primeiro elemento de contato. Assim pode ser obtida uma proporção elevada de componentes iguais, por exemplo.

É ainda vantajoso se o elemento de contato apresentar uma fenda para acolher um fio de diodos, uma vez que deste modo pode ter lugar um contato ao fio de diodos com um aproveitamento espacial ótimo.

Além disso, a presente invenção se refere a uma vela de ignição dotada com o arranjo de conexão elétrica de acordo com a presente invenção, de preferência dotada com dois arranjos de conexão elétrica da presente invenção.

Além disso, a presente invenção se refere a um processo para a colocação em contato elétrico de um fio laqueado com um elemento de contato, em que em uma primeira etapa é provido o elemento de contato tendo uma região de contato com uma borda afiada, e sendo em seguida o fio laqueado de tal modo conduzido sobre a borda afiada, que a laca é retirada de uma região parcial do fio laqueado, e sendo a região isenta de laca do fio laqueado colocada em contato com a região de contato para ser produzido um contato elétrico. Deste modo de acordo com a presente invenção, com uma simples condução do fio laqueado sobre a borda afiada pode ser obtido um contato elétrico garantido. É especialmente preferido que o fio laqueado seja conduzido diversas vezes sobre a borda afia, para elevar o número de pontos de contato. Além disso, é preferível, de acordo com a presente invenção, se prever um enrolamento de contato enrolando-se muitas vezes o fio laqueado através de espiras que estão em contato direto com a borda afiada, para produzir um estrangulamento das espiras subjacentes, para se obter um contato excelente.

Desenhos

A seguir será descrita uma modalidade exemplar preferida da invenção, com referência ao desenho apenso. No desenho: - a Figura 1 mostra uma vista esquemática em perspectiva de uma vela de ignição dotada com um arranjo de conexão elétrica de acordo com uma modalidade exemplar preferida da invenção, - a Figura 2 mostra uma vista parcial ampliada da Figura 1, - a Figura 3 é uma vista parcialmente recortada de um elemento de contato com o fio laqueadoenrolado, - a Figura 4 mostra uma vista em perspectiva do elemento de contato sem fio, - a Figura 5 mostra uma vista parcial ampliada da Figura 4, e - a Figura 6 mostra uma vista esquemática parcialmente recortada de um arranjo de conexão elétrica para uma saída de alta tensão

Modalidade Preferida da Invenção

A seguir será descrito um arranjo de conexão elétrica 2 para uma vela de ignição 1 fazendo-se referência às Figuras 1 a 6.

Conforme se pode ver na Figura 1, a vela de ignição 1 compreende um corpo de vela 9, sobre o qual é enrolado um enrolamento secundário 10. O enrolamento secundário 10 é constituído por um fio laqueado 3, isto é, por um fio condutor elétrico revestido com laca isolante. O fio laqueado 3 tem um diâmetro muito pequeno, tal como de menos de 0,15 mm, por exemplo. No início e no fim do enrolamento secundário 10 deve ser produzido um contato elétrico por meio de um arranjo de conexão elétrica 2. Conforme se pode ver na Figura 1, nesta modalidade exemplar são dispostos dois arranjos de conexão elétrica 2, 20 no início e no fim do enrolamento secundário 10. No caso dos dois arranjos de conexão elétrica 2, 20, os elementos de contato elétrico são projetados iguais.

Conforme se pode ver nas Figuras 2 a 5, o arranjo de conexão elétrica 2 apresenta um elemento de contato 4 para contato elétrico com o fio laqueado 3. Conforme se pode ver na Figura 4, por exemplo, o elemento de contato 4 é formado em uma só peça, por exemplo, com uma conexão de corte e compressão 8 disposta em um ângulo de 90°. A conexão de corte e compressão 8 é configurada para a conexão de uma ligação elétrica. O elemento de contato 4 é mostrado em detalhe na Figura 5 e apresenta uma região de contato 5, que é formada em um estrangulamento 14 do elemento de contato 4. O estrangulamento 14 é produzido, por exemplo, por meio de estampagem, sendo o elemento de contato 4 como um todo fabricado, juntamente com o dispositivo de corte e compressão integrado 8, de material de chapa metálica. Com o processo de estampagem se produzem na região de contato 5 pelas rebarbas da estampagem quatro bordas afiadas 6. É necessária pelo menos uma borda afiada 6. Conforme se pode ver na Figura 5, por exemplo, as bordas afiadas 6 são previstas como tendo uma configuração geométrica curva. O estrangulamento 14 é projetado, por exemplo, com um formato de U, de V, de chave, de fenda ou retangular. A região de contato 5 é de tal modo projetada, que possa haver uma multiplicidade de locais justapostos ou sobrepostos para o fio laqueado 3.

As bordas 7 contíguas às bordas afiadas 6 formam uma região de inserção, sendo as bordas 7, conforme se pode ver na Figura 5, arredondadas. Através da região de inserção, o fio laqueado 3 é conduzido sem sofrer dano para a região de contato 5 dotada com as bordas afiadas 6.

As Figuras 2 e 3 mostram o modo como o fio laqueado 3 é disposto no elemento de contato 4. Assim, o fio laqueado 3 é enrolado em muitas espiras ao redor da região de contato 5 mais exatamente do estrangulamento 14, ocorrendo assim pelo menos uma espira de contato 11 na região de contato 5. Os segmentos de fio laqueado que se encontram nas bordas 6 afiadas da região de contato 5 são pelo menos em alguns segmentos isentos de laca, uma vez que pelo processo de enrolamento, as bordas 6 afiadas rompem a camada de laca do fio laqueado 3, de modo que é produzido um contato elétrico entre o elemento de contato 4 e o fio laqueado. O fio laqueado 3 é de tal modo disposto na região de contato 5, mais exatamente no estrangulamento 14, que na borda afiada 6 se encontram muitos locais justapostos, sendo pelo menos um, ou muitos, por exemplo, sobrepostos.

Assim, o fato de se enrolar muitas vezes a região de contato 5, mais exatamente o trecho de estrangulamento 14, assegura que as espiras que se encontram na face externa estrangulem as espiras internas que se encontram embaixo delas. Deste modo é obtida uma força de contato permanente entre as regiões do fio laqueado isentas de laca e o elemento de contato 4. Após a criação da bobina de contato 11 o fio laqueado 3 pode ser conduzido no espaço de enrolamento junto ao corpo da vela e o corpo da vela 9 pode ser envolvido com o enrolamento secundário 10.

A mesma bobina de contato 11 se encontra então no segundo arranjo de conexão elétrica 20, sendo designada com o número de referência 12 uma saída de alta tensão da vela de ignição 1 (Figura 1). Assim, fica obtido um contato elétrico entre a saída de alta tensão 12 e o fio laqueado 3 do mesmo modo como foi descrito nas Figuras 2 a 5. Além disso, conforme se pode ver na Figura 6, uma extremidade livre do fio laqueado, depois da produção da última espira na bobina de contato 11, é puxada para dentro das espiras aumentando-se a tração de enrolamento, por exemplo. Neste caso o fio laqueado 3 é quebrado, de modo que se cria a extremidade do fio laqueado 13. Puxando-se para dentro a extremidade livre do fio laqueado 13, esta não fica livre, mas desaparece dentro das espiras. Deste modo, a extremidade livre do fio laqueado 13 não pode mais representar nenhum problema associado com alta tensão, podendo ser prevenidos arcos elétricos indesejáveis da extremidade livre do fio laqueado 13, por exemplo, com os componentes de massa, tais como o circuito magnético da vela de ignição ou o eixo da vela.

O elemento de contato 4 pode apresentar uma fenda para acolher um fio de diodos. Deste modo pode ocorrer um segundo contato ao fio de diodos, com uma otimização da utilização do espaço de construção.

Assim pode ser provida uma vela de ignição especialmente compacta, por exemplo, uma vez que para a colocação em contato da vela de ignição, não é necessário se reservar um lugar livre, tal como para os alicates de solda, etc., necessários para o contato a quente no estado da técnica. De acordo com a presente invenção, pode se produzir um contato a frio simples, sem que o fio laqueado deva ser previamente isolado. Isto é executado, de acordo 5 com a presente invenção, pela etapa de enrolamento nasbordas afiadas 6. Além disso, de acordo com a presente invenção, o contato elétrico é integrado ao elemento de contato 4, de modo que não é necessário nenhum componente adicional. Além disso, o contato elétrico pode ser produzido de modo muito simples e econômico, resultando em grandes vantagens no tocante a produção, uma vez que tais arranjos de conexão elétrica 2 são componentes de massa. Além disso, o contato elétrico pode se produzir sem etapas adicionais de montagem e sem aumentar o tempo do ciclo deprodução.

Claims

1. Arranjo de conexão elétrica para uma vela de ignição (1), compreendendo: um fio laqueado (3), em que o fio laqueado inclui um fio eletricamente condutor revestido por uma laca isolante, e um primeiro elemento de contato (4) para o contato elétrico do fio laqueado (3), o arranjo de conexão sendo CARACTERIZADO pelo fato de que: o elemento de contato (4) apresenta uma região de contato (5) para contato elétrico do fio laqueado (3), em que a região de contato (5) apresenta pelo menos uma borda afiada (6) e em que o fio laqueado (3) é de tal modo conduzido ao longo da borda afiada (6) que uma região do fio laqueado isenta de laca está presente, a dita região do fio laqueado isenta de laca se apoiando contra a borda afiada (6) da região de contato (5) do elemento de contato (4) para produzir o contato elétrico; em que a região do fio laqueado isenta de laca é situada entre regiões adicionais do fio laqueado contendo laca, em que o fio laqueado (3) é conduzido múltiplas vezes sobre a borda afiada (6) da região de contato (5), em que o fio laqueado (3) forma na região de contato (5) uma bobina de contato (11), a bobina de contato tendo múltiplas espiras, em que as espiras do fio laqueado são dispostas na borda afiada (6) justapostas entre si e em pelo menos uma camada acima da borda fiada (6), em que a região de contato (5) é formada em um estrangulamento (14) do elemento de contato (4), e a pelo menos uma borda afiada (6) é situada no estrangulamento (14), e em que o elemento de contato (4) provê contato elétrico para fios finos de um enrolamento secundário (10) da vela de ignição (1).

2. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as múltiplas espiras da bobina de contato estão na faixa de quinze a dezoito espiras.

3. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que uma extremidade livre do fio laqueado (13) é disposta entre as espiras da bobina de contato (11).

4. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma borda afiada (6) é em forma de arco.

5. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que bordas adicionais do elemento de contato situadas adjacentes à pelo menos uma borda afiada (6) são arredondadas.

6. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: um segundo elemento de contato em uma saída de alta tensão (12), em que o segundo elemento de contato possui a mesma configuração do primeiro elemento de contato (4).

7. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (4) possui uma fenda.

8. Processo para a produção do arranjo de conexão elétrica entre um elemento de contato (4) e um fio laqueado (3) definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as seguintes etapas: prover o elemento de contato (4) com uma região de contato (5) que apresenta pelo menos uma borda afiada (6); e conduzir o fio laqueado (3) de tal modo que (i) o fio laqueado (3) seja guiado sobre a pelo menos uma borda afiada (6) para retirar a laca de uma sub-região do fio laqueado (3), e (ii) a sub-região do fio laqueado que teve a laca retirada sendo colocada em contato com a região de contato (5) para produzir um contato elétrico.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o fio laqueado (3) forma uma bobina de contato (11) na região de contato (5), a bobina de contato tendo múltiplas espiras, em que as espiras do fio laqueado (3) são dispostas em uma primeira camada na borda afiada (6) e em pelo menos uma segunda camada acima da borda fiada (6).