DE10000604A1 - Zündspule - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündspule, in deren zylinderförmigem Spulengehäuse (11) konzentrisch eine Primärspule (20) und eine Sekundärspule (22) untergebracht sind, wobei in das Spulengehäuse eine Harzfüllmasse (24) wie etwa ein Epoxidharz gefüllt ist, um die Teile in dem Spulengehäuse voneinander zu isolieren und miteinander zu fixieren. Um ein Reißen von Kunststoffteilen zu verhindern, das durch eine Schrumpfkraft der in das Spulengehäuse gefüllten Harzfüllmasse hervorgerufen wird, ist an dem oberen Abschnitt in dem Spulengehäuse ein ringförmiges Trennelement (30) vorgesehen, um die oberhalb der Primärspule und der Sekundärspule befindliche Harzfüllmasse in einen inneren und äußeren Teil zu unterteilen. Das Trennelement besteht aus einem Harz wie etwa Polypropylen (PP), dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse gering ist. Das Trennelement senkt die Schrumpfkraft zwischen der äußeren Harzfüllmasse und der inneren Harzfüllmasse und verhindert ein Reißen von Kunststoffteilen wie etwa des Sekundärspulenkörpers (21).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule wie etwa eine stabartige Zündspule, wie sie für jeden Zylinder eines Motors in einer Zündkerzenöffnung eingebaut ist.

Solche stabartigen Zündspulen sind bei einer bekannten Bauart mit einem Epoxidharz gefüllt, um eine Primär­ windung, eine Sekundärwindung und einen zylinderförmigen Kern, die in einem zylinderförmigen Spulengehäuse angeordnet sind, zu isolieren und zu fixieren.

Das in das Spulengehäuse zu füllende Epoxidharz schrumpft, wenn es nach dem Füllen gehärtet wird. Durch die Härtung und Schrumpfung des Epoxidharzes wird auf die Kunststoffteile in dem Spulengehäuse, wie etwa einen Sekundärspulenkörper, eine Spannung aufgebracht, die anschließend zurückbleibt, wie sie ist. Falls die Zünd­ spule in einem Motor eingebaut ist, kann sich die auf die Kunststoffteile aufgebrachte Spannung weiter erhöhen, wenn sich das Epoxidharz nach dem Abstellen des Motors abkühlt und schrumpft. Dementsprechend kann bei den Kunststoffteilen durch die Schrumpfung des Epoxidharzes ein Riss hervorgerufen werden, wobei durch ein derartiges Reißen das Isolationsvermögen gesenkt werden kann.

Die Außenabmessung einer stabartigen Zündspule wird insbesondere durch den Innendurchmesser einer Kerzen­ öffnung bestimmt. Der Kunststoffspulenkörper weist daher eine geringere Dicke auf, um Platz für die Spulenwindung zu gewinnen. Demzufolge sind die mechanische Festigkeit des Spulenkörpers und die zulässige Spannung für den Spulenkörper gegenüber der Schrumpfung des Epoxidharzes verhältnismäßig gering. Die auf den Spulenkörper aufge­ brachte Schrumpfkraft des Epoxidharzes muss also gesenkt werden, um ein Reißen des Spulenkörpers zu verhindern.

Darüber hinaus neigt die Schrumpfkraft des Epoxidharzes, die auf den von dem Primärspulenkörper innen gelegenen Sekundärspulenkörper aufgebracht wird, dazu, größer als die auf dem Primärspulenkörper aufgebrachte Schrumpfkraft zu sein. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass der Riss an dem Sekundärspulenkörper auftritt.

Die Erfindung erfolgte in Anbetracht des vorstehend angesprochenen Problems und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule bereitzustellen, bei der ein durch eine Schrumpfkraft eines Füllharzes hervorgerufenes Reißen eines Teils der Zündspule verhindert wird und bei der die Isolationszuverlässigkeit verbessert ist.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Zündspule umfasst die Zündspule ein in einem oberen Abschnitt eines Spulengehäuses bereitgestelltes Trennelement, um eine oberhalb einer Primärspule und einer Sekundärspule befindliche Harzfüllmasse in einen inneren und einen äußeren Teil zu unterteilen. Das Trennelement verringert dementsprechend die Schrumpfkraft zwischen der äußeren Harzfüllmasse und der inneren Harzfüllmasse. Auf diese Weise wird die durch die Schrumpfkraft hervorgerufene Spannung bei Kunststoffteilen verringert und ein Reißen der Kunststoffteile verhindert, wodurch die Isolier­ zuverlässigkeit verbessert wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das Trennelement aus einem Material, dessen Adhäsions­ festigkeit gegenüber der Harzfüllmasse in hohem Maße gering ist, sodass die Harzfüllmasse und das Trennelement jeweils dazu imstande sind, sich unabhängig voneinander auszudehnen und zu schrumpfen. Dementsprechend lässt sich die Harzfüllmasse leicht von dem Trennelement ablösen, wenn die Harzfüllmasse schrumpft oder sich ausdehnt, wodurch eine auf die Kunststoffteile aufgebrachte Spannung verringert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie Wirkungs- und Funktionsweisen der zugehörigen Teile ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, den beigefügten Patent­ ansprüchen und den Zeichnungen. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Zündspule gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf die Zündspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Zündspule gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungs­ beispiel.

(1. Ausführungsbeispiel)

In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.

Ein zylinderförmiges Spulengehäuse 11 besteht aus isolie­ rendem Harz. Ein Steckstift 13 ist in einem Stecker­ gehäuse 14 eingefügt und mit diesem geformt. Das Stecker­ gehäuse 14 ist durch Presspassung an einem oberen Ende des Spulengehäuses 11 befestigt. In dem Spulengehäuse 11 sind konzentrisch ein zylinderförmiger Zentralkern 18 und ein zylinderförmiger Außenkern 17 untergebracht.

Innerhalb des zylinderförmigen Außenkerns 17 ist eine Primärspule 20 untergebracht, die um einen aus einem isolierenden Harz bestehenden zylinderförmigen Primär­ spulenkörper 19 gewunden ist. Innerhalb des Primärspulen­ körpers 19 ist eine Sekundärspule 22 untergebracht, die um einen aus einem isolierenden Harz bestehenden zylinderförmigen Sekundärspulenkörper 21 gewunden ist. An das Bodenende des Sekundärspulenkörpers 21 ist eine Anschlussplatte 25 angebracht. Mit der Anschlussplatte 25 ist ein Ende der Sekundärspule 22 verbunden.

Der Zentralkern 18 ist in dem eine Bodenwand aufweisenden Sekundärspulenkörper 21 untergebracht. An den oberen und unteren Enden des Zentralkerns 18 ist ein Paar Puffer 23 angeordnet. Die Puffer 23 stellen ein Puffermaterial zum Schutz des Zentralkerns 18 vor übermäßiger Spannung dar und bestehen aus einem wärmebeständigen elastischen Material wie etwa einem Schwamm oder Elastomer, wodurch außerdem eine Magnetostriktion verhindert wird. Darüber hinaus ist in das Spulengehäuse 11 durch Unterdruck- bzw. Vakuumfüllung als isolierende Harzfüllmasse 24 ein bei Wärme aushärtendes Harz wie etwa ein Epoxidharz gefüllt.

Mit einem unteren Ende des Spulengehäuses 11 ist einstückig ein Hochspannungs-Turmabschnitt 26 ausge­ bildet. Darüber hinaus ist mit einem Hochspannungs­ anschluss 27 einstückig ein Anschlussbecher 28 ausge­ bildet, wobei der Hochspannungsanschluss 27 nach oben gesetzt ist. In der Mitte des oberen Abschnitts des Hochspannungs-Turmabschnitts 26 ist der Anschlussbecher 28 derart eingefügt und geformt oder in Presspassung gebracht, dass der Hochspannungsanschluss 27 mit der Anschlussplatte 25 in Kontakt steht, sodass der elektrisch leitende Zustand aufrechterhalten wird. Wenn der Hochspannungs-Turmabschnitt 26 in eine (nicht gezeigte) Zündkerzenöffnung eingesetzt und mit einem oberen Abschnitt einer (nicht gezeigten) Zündkerze in Presspassung gebracht wird, steht eine in dem Anschluss­ becher 28 eingeklinkte leitende Feder 29 mit dem Anschluss der Zündkerze in Kontakt. Dementsprechend ist ein Ende der Sekundärspule 22 über die Anschlussplatte 25, den Hochspannungsanschluss 27, den Anschlussbecher 28 und die Feder 29 elektrisch mit dem Anschluss der Zünd­ kerze verbunden.

Ein Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels ist, dass ein Trennelement 30 bereitgestellt ist, um die Innenseite von der Außenseite der oberhalb der Primärspule 20 und der Sekundärspule 22 eingefüllten Harzfüllmasse 24 zu trennen. Das Trenn­ element 30 ist in Ringform ausgebildet und besteht aus einem Harz wie etwa Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS) und Polybutylenterephthalat (PBT), dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse 24 (Epoxidharz) gering ist.

Anstatt ein derartiges Harz zu verwenden, kann an die Oberfläche des Trennelements 30 auch ein Silikonband und dergleichen angebracht werden, dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse 24 gering ist. Wahlweise kann die Oberfläche des Trennelements 30 auch beschichtet werden, um die Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harz­ füllmasse 24 zu senken.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Trennelement 30 eingeklinkt und wird von einem Paar Verbindungsstücke 31 gehalten, die einstückig mit dem oberen Endabschnitt des Sekundärspulenkörpers 21 ausgebildet sind, wobei die Harzfüllmasse 24 in diesem Zustand eingefüllt wird.

Innerhalb des Trennelements 30 befinden sich der Primär­ spulenkörper 19, ein Anschluss 32 der Primärspule 20 und der Sekundärspulenkörper 21.

Die Schrumpfkraft der in das Spulengehäuse gefüllten Harzfüllmasse wird im Allgemeinen größer, wenn die Dicke der Harzfüllmasse zunimmt. Innerhalb des Spulengehäuses befindet sich der dickste Abschnitt der Harzfüllmasse oberhalb der Primär- und Sekundärspule. Dementsprechend ist die Schrumpfkraft der Harzfüllmasse an dem oberen Abschnitt des Spulengehäuses größer. Da das ringförmige Trennelement 30 bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem oberen Abschnitt des Spulengehäuses 11 vorgesehen ist, unterteilt das Trennelement 30 die Harzfüllmasse 24 an dem Deckabschnitt des Spulengehäuses 11 zwischen dem inneren und dem äußeren Teil, wodurch der Schrumpfungseinfluss durch die äußere Harzfüllmasse 24 verhindert und die Schrumpfkraft der inneren Harzfüll­ masse 24 gesenkt wird. Da das Trennelement 30 aus einem Harz besteht, dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse 24 gering ist, zeigt die Harzfüllmasse 24 darüber hinaus die Tendenz, sich aufgrund der Schrumpf­ kraft der Harzfüllmasse 24 von dem Trennelement 30 abzulösen. Dementsprechend wird die Schrumpfkraft der Harzfüllmasse 24 außerhalb des Trennelements 30 wirksam entspannt, wodurch die Schrumpfkraft der Harzfüllmasse 24 innerhalb des Trennelements 30 wirksam gesenkt wird.

Demnach wird die Spannung, die auf innerhalb des Trenn­ elements 30 gelegene Kunststoffteile wie etwa den Primär­ spulenkörper 19 und den Sekundärspulenkörper 21 aufge­ bracht wird, wirksam gesenkt und kann ein Reißen der Kunststoffteile verhindert werden, wodurch die Isolier­ zuverlässigkeit verbessert wird.

Da das Trennelement 30 ein unabhängiges Teil ist, wird das Trennelement 30 zudem aus einem preiswerten Harz ausgebildet, dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse 24 gering ist. Demnach lässt sich mit dem Trennbauteil 30 der Rissschutz zu geringen Kosten verbes­ sern.

(2. Ausführungsbeispiel)

Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung findet die Erfindung bei einer Zündspule Anwendung, die um den Anschluss 32 herum weniger Platz aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Komponen­ ten, die im Wesentlichen denen des ersten Ausführungs­ beispiels entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist durch ein Harz, dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse 24 (Epoxidharz) gering ist, ein U-förmiges Trennelement 33 derart ausgebildet, dass das Trennelement 33 und der Anschluss 32 eine ringähnliche Form ausbilden. Das Trennelement 33 ist eingeklinkt und wird von einem Paar Verbindungsstücke 31 gehalten, die einstückig mit dem oberen Endabschnitt des Sekundärspulenkörpers 21 ausge­ bildet sind, wobei die Harzfüllmasse 24 in diesem Zustand eingefüllt wird. Die weitere Gestaltung entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterteilt das Trennelement 33 wie auch der Anschluss 32 die Harzfüllmasse 24 in einen inneren und äußeren Teil. Auch wenn für das Trennelement 33 um den Anschluss 32 herum kein Platz vorhanden ist, wird demzufolge eine ähnliche Wirkung erzielt, wie sie bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel beschrieben wurde.

Obwohl die Trennelemente 30 und 33 bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel jeweils ein unabhängiges Teil darstellen, können sie auch mit anderen Kunststoffteilen wie etwa dem Steckergehäuse 14 einstückig ausgebildet sein. Außerdem kann das Trennelement in einer anderen Form als der Ringform ausgebildet sein.

Darüber hinaus sind innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche verschiedene weitere Abwand­ lungen denkbar und für den Fachmann ersichtlich, wie etwa die Bereitstellung eines Zünders oberhalb des Trenn­ elements 30 oder 33.

Claims (8)

1. Zündspule, mit:
einem rohrförmigen Zündspulengehäuse (11);
einer in dem Spulengehäuse untergebrachten Primär­ spule (20);
einer in dem Spulengehäuse und mit der Primärspule konzentrisch angeordneten Sekundärspule (22);
einer derart in das Spulengehäuse gefüllten isolie­ renden Harzfüllmasse (24), dass sich ein Teil der Harz­ füllmasse oberhalb der Primärspule und der Sekundärspule befindet; und
einem in einem oberen Abschnitt des Spulengehäuses bereitgestellten Trennelement (30; 33), um die oberhalb der Primärspule und der Sekundärspule befindliche Harz­ füllmasse in einen inneren und einen äußeren Teil zu unterteilen.

2. Zündspule nach Anspruch 1, wobei das Trennelement aus einem Material besteht, dessen Adhäsionsfestigkeit gegenüber der Harzfüllmasse in hohem Maße gering ist, sodass die Harzfüllmasse und das Trennelement jeweils dazu imstande sind, sich unabhängig voneinander auszu­ dehnen und zu schrumpfen.

3. Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trenn­ element in Form eines Rings ausgebildet ist.

4. Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Zündspule an dem oberen Abschnitt des Spulen­ gehäuses einen Anschluss (32) für die Primärspule aufweist; und
das Trennelement und der Anschluss so angeordnet sind, dass sie eine ringähnliche Form ausbilden.

5. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trennelement als ein unabhängiges Teil ausgebildet ist.

6. Zündspule nach Anspruch 1, wobei das Trennelement aus einem derartigen Material besteht, dass sich die Harz­ füllmasse von dem Trennelement ablöst, wenn die Harzfüll­ masse ihr Volumen ändert.

7. Zündspule nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Trenn­ element eine Schrumpfkraft der Harzfüllmasse senkt.

8. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
die Harzfüllmasse aus einem Epoxidharz besteht; und
das Trennelement zumindest einen der Stoffe Poly­ propylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS) und Polybutylen­ terephthalat (PBT) umfasst.