CN1795519A - 制造单独点火线圈的方法和由此获得的线圈 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造用于控制点火式内燃热机的火花塞(2)的单独点火线圈的方法，该方法包括以下步骤：将次级绕组(15)卷绕在次级线圈管状体(11)上，相对于该次级绕组(15)从外部同心地卷绕初级绕组(23)，同时利用介电材料使该初级绕组相对于该次级绕组电绝缘。根据本发明，该方法包括用介电材料包覆模制所述管状体(11)/次级绕组(15)组件的步骤，其中该介电材料浸渍该次级绕组，并且形成在后续步骤期间可以卷起该初级绕组(23)的初级线圈管状体(21)和在初级线圈管状体(21)的一端延伸该初级线圈管状体的用于与火花塞连接的端件(211)。

Description

制造单独点火线圈的方法和由此获得的线圈
技术领域
本发明涉及内燃热机这一技术领域，并较具体地涉及具有受控火花塞点火系统的热机。
较具体地，本发明提出一种点火系统，该点火系统中每个点火火花塞都装配有能够从低压电源为该火花塞提供在气缸燃烧室内部的该火花塞的电极之间产生点火火花所需要的高压电的电力转换单元线圈。
背景技术
在现有技术中，点火单元线圈的多种可选实施例是已知的。通常，点火线圈包括由介电材料制成且内部包括中心磁芯的次级线圈体或管状骨架(carcass)和骨架外表面上的次级绕组(线圈)。次级绕组的一个端子连接到用于与火花塞的连接端子电配合的装置上。该次级线圈/管状体组件插入其外表面上卷绕有与低压连接器连接的初级绕组的初级管状骨架中。该初级绕组由封闭磁通量和磁芯的磁性圆筒围绕。常规地，在真空铸造操作期间，用介电树脂浸渍由此形成的线圈或部分构成部件。
这种点火线圈适于插入设置在气缸盖中的槽中，并且在槽的底部容纳有点火火花塞。这种线圈经受高温和振动，并且应在有限的直径容积内具有最佳的绝缘性能。
应当认识到，这种类型的线圈具有较大数目的构成部件，应该精确并仔细地进行该构成部件的装配以确保线圈的可靠性。同样，装配这些不同的部件需要安装区域，该安装区域将产生能破坏促进高压流路的介电绝缘体的界面。
而且，应当认识到，在真空中进行的浸渍需要大的通路截面，以使得在大气压在线圈附近恢复并且将向仍然空着的区域压实树脂之前，较粘的树脂能够通过重力在不同构成部件之间流动。而且，用于这类应用的树脂的聚合需要用于胶凝和聚合的炉，线圈必须在其中保持若干小时。而且，目前由于材料膨胀系数的不同，特别是在热循环期间，不同的构成部件及树脂的嵌套造成了机械应力方面的问题。
尤其为了试图减小这种线圈的直径，专利EP 0 843 394建议制作不包括任何初级管状骨架的点火线圈。事实上，在硬化之后涂敷次级线圈的介电树脂用于绕起初级绕组。然而，缺乏初级管状骨架使得初级绕组的卷绕操作较难。而且，这种点火线圈不能提供与能够破坏促进高压流路的介电绝缘体的界面有关的问题的解决方案。而且，对于这种点火线圈，上述有关树脂应用的缺点仍未解决。
因此，本发明通过提出一种制造用于单独点火的集成线圈的新技术而寻求上述缺点的补救方法，并设计成在便于制造操作的同时可靠且有效地提供不同构成部件之间的介电绝缘体。
本发明的另一目的是提出这样一种方法，即通过该方法可以获得新的用于单独点火的集成线圈，该方法设计成在减小的直径空间内具有最佳的绝缘性能。
发明内容
为了实现所述目的，本方法包括以下步骤：
-将次级绕组卷绕在次级线圈管状体上，
-相对于该次级绕组从外部同心地卷绕初级绕组，同时利用介电材料使该初级绕组与该次级绕组电绝缘。
根据本发明，本方法的特征在于，它包括用介电材料包覆模制所述管状体11/次级绕组15组件的步骤，其中该介电材料浸渍该次级绕组，并且形成在后续步骤期间可以卷起该初级绕组23的初级绕组管状体21和在初级线圈管状体21的一端延伸该初级线圈管状体的用于与火花塞连接的端件211。
根据另一优选实施例的特征，该方法在包覆模制(overmolding)步骤期间包括形成初级线圈管状体，其中该初级线圈管状体的与安装有端件的一端相对的一端设置有适于接纳低压电连接件的装置。
有利地，根据本发明的方法在包覆模制步骤期间包括闭合次级绕组管状体的孔。
根据本发明的方法还包括将磁芯安装到次级线圈管状体的孔中的步骤。
根据本发明的方法还包括安装从外部安装到初级绕组上的用于封闭磁通量和磁芯的圆筒的步骤。
有利地，本方法包括通过将热固性介电材料加压注射到模具内而进行包覆模制步骤。
本发明的另一目的是提出一种包括至少一个其外表面上支承有次级绕组的次级线圈管状体和用介电材料包覆模制于该次级绕组上因而浸渍该次级绕组的管状体的线圈，该包覆模制的管状体的一端由适于与火花塞连接的端件延伸。
根据另一优选实施例的特征，包覆模制的管状体在与设置有端件的一端相对的一端包括适于接纳低压电连接件的装置。
最后，根据本发明的集成式点火线圈包括其外表面上支承有初级绕组的包覆模制的管状体，在该初级绕组的外部安装有用于封闭磁通量和插入管状体内部的磁芯的圆筒。
附图说明
根据下面参考附图所作的描述，各种其它特征将变得明显，该附图示出作为非限制性示例的本发明的实施例。
图1为根据本发明的集成式点火线圈的示意性实施例的纵向剖视图。
图2、3和4为示出根据本发明的点火线圈的制造方法的不同特征步骤的纵向剖视图。
具体实施方式
如图1较具体地示出的，根据本发明的点火线圈1适于为仅示意性示出的热机的火花塞2提供单电源，该火花塞设置在这种热机的气缸盖4的槽3的底部。整体上由参考标号1表示的线圈适于安装成设置在火花塞2和本领域技术人员已知的能够控制线圈以产生流向火花塞2的高压电流的点火系统之间。
图2-4示出根据本发明的点火线圈1的制造方法的不同特征步骤。
如图2较具体地示出的，线圈1包括用介电材料如热塑性或热固性材料制作的次级线圈管状骨架或管状体11。例如，通过注射热塑性或热固性材料模制该次级骨架11。该管状骨架11包括具有纵轴线x的中心孔12，该中心孔适于接纳例如形成为片状体的沿纵轴线x定向的磁芯13。
由适于接纳次级绕组15的回转外表面14限定次级骨架11，该次级绕组15具有相对于次级骨架11的一端部17定位的低电压端16和位于次级骨架11的与端部17相对的另一端部19处的高压端18。不再具体描述制作次级骨架11和在次级骨架11上卷绕次级绕组的步骤，因为它们对于本领域技术人员来说是公知的。
根据图3中示出的本发明特征，该方法包括然后执行用介电材料包覆模制次级骨架11/次级绕组15组件的步骤，该介电材料浸渍次级绕组15并形成可以在后续步骤期间卷起初级绕组23的初级线圈管状体21或骨架。因此，根据本发明的方法包括将优选的热固性介电材料加压注射到包覆模制模具中。这种介电材料浸渍次级绕组15的线匝，并为次级线圈提供高压绝缘功能。而且，完成介电材料的包覆模制以获得用作初级线圈的支承件的初级骨架21。因此，该初级骨架21至少沿着沿x轴线得到的次级绕组的全长同心地延伸至次级骨架11并延伸至次级绕组15的外部。
根据本发明方法的有利特征，利用该包覆模制步骤使初级骨架21具有具备附加功能如机械装配和/或电连接功能的结构。
根据本发明的目的的有利特征，该方法包括在该包覆模制步骤期间使延伸至一端的初级骨架21形成有用于与火花塞连接的端件211，该火花塞安装在端件211内。当然，端件211集成了电连接装置以形成点火线圈的高压端子25。在图1示出的示例中，由其上安装有弹簧的高压片形成高压端子25。
根据另一有利实施例的特征，在该包覆模制步骤期间，可以进行预备以确保在安装有端件211的一端的相对端形成初级骨架21的延伸部212，该延伸部212设置有适于接纳低压电连接件的装置。因此该延伸部212可以形成低压连接器。
因此，通过包覆模制初级骨架21，可以限制点火线圈的构成部件的数目，因为所给定的包覆模制模具形状自身便可以实现通常由各种部件实现的功能。利用该形成单个部件的包覆模制的初级骨架21，可以取消可便于高压流路的各部件之间的界面。
根据一优选实施例特征，在该包覆模制步骤期间，封闭次级骨架11的孔12，以便于随后安装磁芯。
在包覆模制步骤之后，可以进行预备以执行将初级绕组23卷绕在初级骨架21的外表面24上的步骤，如图4中较具体所示。
然后，根据本发明的方法执行安装从外部安装到初级绕组23上的用于封闭磁通量和磁芯13的圆筒26的步骤。
利用根据本发明的制造方法，可以减少点火线圈的构成部件的数目，从而便于装配操作。通过减少部件的数目，可以取消界面，并且因此可以避免高压端子25和封闭圆筒26之间以及高压端子25和初级线圈23之间的击穿故障。而且，只要磁芯13没有埋置到树脂中，该磁芯13便可以根据温度自由地膨胀，而不会引起次级骨架11的破裂。
本发明不限于所说明的内容和所示出的示例，因为可以在不偏离其范围的情况下作出各种改变。

Claims (9)

1.一种制造用于控制点火式内燃热机的火花塞(2)的单独点火线圈的方法，该方法包括以下步骤：
-将次级绕组(15)卷绕在次级线圈管状体(11)上，
-相对于该次级绕组(15)从外部同心地卷绕初级绕组(23)，同时利用介电材料使该初级绕组相对于该次级绕组电绝缘，
其特征在于，该方法包括用介电材料包覆模制所述管状体(11)/次级绕组(15)组件的步骤，其中该介电材料浸渍该次级绕组，并且形成在后续步骤期间可以卷起该初级绕组(23)的初级绕组管状体(21)和在初级线圈管状体(21)的一端延伸该初级线圈管状体的用于与火花塞连接的端件(211)。
2.一种根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述包覆模制步骤期间，该方法包括确保所述初级线圈管状体(21)的形成，其中该初级线圈管状体的与安装有所述端件的一端相对的一端设置有适于接纳低压电连接件的装置(212)。
3.一种根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在所述包覆模制步骤期间，该方法包括闭合所述次级线圈管状体(11)的孔(12)。
4.一种根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该方法包括将磁芯(13)安装到所述次级线圈管状体(11)的孔(12)中的步骤。
5.一种根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，该方法包括安装从外部安装到所述初级绕组(23)上的用于封闭磁通量和磁芯(13)的圆筒(26)的步骤。
6.一种根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该方法包括通过将热固性介电材料加压注射到模具内而进行所述包覆模制步骤。
7.一种用于控制点火式内燃热机的火花塞的单独集成式点火线圈，该线圈包括至少一个其外表面(14)上支承有次级绕组(15)的次级线圈管状体(11)，其特征在于，该单独集成式点火线圈包括用介电材料包覆模制于该次级绕组(15)上并浸渍该次级绕组的管状体(21)，该包覆模制的管状体(21)的一端由适于与火花塞连接的端件(211)延伸。
8.一种根据权利要求7的单独集成式点火线圈，其特征在于，所述包覆模制的管状体(21)在与设置有所述端件(211)的一端相对的一端包括适于接纳低压电连接件的装置(212)。
9.一种根据权利要求7或8的单独集成式点火线圈，其特征在于，所述包覆模制的管状体(21)的外表面(24)上支承有初级绕组(23)，在该初级绕组的外部安装有用于封闭磁通量和插入所述管状体(11)内部的磁芯(13)的圆筒(26)。
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