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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung
einer Zündspule, insbesondere
einer Stabzündspule
mit einem Zündspulenstab
mit einem Hochspannungsabgang sowie einem Niederspannungsabgang.
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Stand der Technik
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Zündspulen
erzeugen Hochspannungsfunken. Dieser springt bei der an der Zündspule
angeordneten Zündkerze
an deren Elektroden über
und zündet
so beispielsweise das Luft-Benzin-Gemisch einer Brennkraftmaschine.
In der Regel wird diese Zündkerze
mit einer Zündspule
mit Hochspannung versorgt. Innerhalb der Zündspule ist eine Primärwicklung
und eine entsprechende Sekundärwicklung vorgesehen.
Die Primärwicklung
ist mit ihrem einen Ende an einen Zündanlassschalter gekoppelt,
wobei ihr anderes Ende mit einem sogenannten Unterbrecher verbunden
ist.
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Die
Sekundärwicklung,
also die Wicklung, die für
die Entstehung des Zündfunkens
verantwortlich ist, ist im Inneren der Zündspule mit dem einen Ende
der Primärwicklung
verbunden, so dass diese an Masse liegt. Das andere Ende der Sekundärwicklung
ist mit dem Hochspannungsabgang verbunden, der wiederum entweder
mit einem Zündkabel,
das zur Zündkerze
führt,
verbunden ist oder an dem unmittelbar die Zündkerze angeordnet ist.
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Die
Sekundärwicklung
selbst besteht aus einem dünnen
Draht, der mit einer entsprechenden Lackschicht überzogen ist, um bei der Umwicklung eines
bestimmten Trägerkörpers bzw.
Spulenkörpers die
Kontaktierung der einzelnen Drähte
zu vermeiden. Nachdem die Sekundärwicklungen
auf einen Träger
gewickelt worden sind, werden die Enden der jeweiligen Drähte kontaktiert.
Hierzu sind in der Regel thermische Kontaktierungsverfahren bekannt, beispielsweise
Löten oder
Schweißen.
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Nachteile des Standes
der Technik
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Insbesondere
bezüglich
der Kontaktierung von Primär-
und Sekundärwicklung
sind unterschiedliche Arbeitsprozesse notwendig. Dies erfordert
höhere
Anlagekosten, mehrere Montageschritte und auch eine bestimmte Anzahl
von Anschlussteilen, die notwendig sind, um eine elektrische Verbindung
entsprechend herstellen zu können.
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Zudem
gestaltete es sich oft schwierig, auf sehr engem Bauraum hier eine
entsprechende Kontaktierung mittels den bekannten thermischen Verfahren
herbeizuführen.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zwischen
einem Zündspulenstab,
einer Zündspule
und einer Sekundär-
bzw. Primärwicklung
herzustellen, die kostengünstig
und einfach realisierbar ist.
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Lösung der Aufgabe
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Das
Grundprinzip der Lösung
der Aufgabe besteht darin, das an sich aus dem Stand der Technik bekannte
thermische Kontaktierungsverfahren zu ersetzen. Dies erfolgt dadurch,
dass zusätzliche
Kontaktierungselemente geschaffen worden sind, die bei der Montage
den mit Lack ummantelten Draht der Primär- bzw. Sekundärwicklung
durchbrechen und so eine entsprechende Kontaktierung herbeiführen.
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Die
Lösung
der Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen.
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Vorteile der Erfindung
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Das
hier vorgeschlagene „kalte" Kontaktierungsverfahren
hat gegenüber
dem bisherigen Verfahren den Vorteil, dass keine zusätzlichen
Anlagekosten notwendig sind. Ferner reduzieren sich zusätzlich Montageschritte
und auch eine Reduzierung von Ausschlussteilen kann durch die erfindungsgemäße Ausführung verzeichnet
werden.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass
für die
Durchführung
der Kontaktierung keine Bauraumoptimierung erfolgen muss. Dies bedeutet,
dass kein Freiraum im Bereich der Kontaktierung z.B. für Schweißzangen,
Lötkolben
oder dergleichen vorgehalten werden muss.
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Auf
der Seite des Niederspannungsabgangs ist erfindungsgemäß vorgesehen,
ein Kontaktelement über
Führungsmittel
einzuschieben. Das Kontaktelement ist derart gestaltet, dass das
eine Ende in Schieberichtung tulpenartig aufgefächert ist und so während des
Aufschiebens über
die Primärwicklung, die
auf dem Spulenkörper
angeordnet ist, gleitet. Das andere Ende ist derart ausgebildet,
dass es in einer Tasche fixierbar ist.
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Um
hier eine bessere Gleiteigenschaft vorzuweisen, weist das Kontaktelement
zusätzlich
eine Gleitfläche
auf, die zu der Primärwicklung
hinweist.
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Durch
das Aufsetzen eines Primärspulenkörpers zumindest über einen
Teil des Spulenkörpers wird
das freie Ende des Kontaktelements mit seiner Gleitfläche durch
eine Nase, die innerhalb des Primärspulenkörpers angeordnet ist, niedergedrückt.
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Bei
Erreichen einer definierten Stellung drückt das Kontaktelement mit
seiner Gleitfläche
gegen die mit Isolierung versehenen Drähte des Spulenkörpers, wodurch
die Isolierung an den entsprechenden Kontaktstellen aufgebrochen
wird, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Drähten des
Spulenkörpers
und dem Kontaktelement herstellbar ist.
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Bevorzugt
ist das Kontaktelement derart ausgebildet, dass es zur Erlangung
seiner mechanischen federartigen Eigenschaften eine Taille aufweist.
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Insbesondere
auf der Seite des Hochspannungsabgangs ist vorgesehen, die erfindungsgemäß ausgestalteten
Kontaktelemente zu einer Kontaktkrone zusammenzufassen. Hierbei
werden die einzelnen erfindungsgemäßen Kontaktelemente auf ihrer von
der Gleitfläche
wegweisenden Seite an einem Ringelement fixiert. Bevorzugt besteht
diese Kontaktkrone aus einem einstückigen Teil, wobei vorstellbar ist,
dass die Kontaktkrone in einem einzigen Arbeitsgang (Stanzen und
Biegen) herstellbar ist.
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Während des
Aufschiebens der Kontaktkrone auf die Sekundärwicklungen gleiten die einzelnen Kontaktelemente
auf der Oberfläche
der Wicklung. Durch die tulpenartige Ausgestaltung der Kontaktkrone
wird vermieden, das die Wicklungen verschoben oder beschädigt werden.
Durch einen Anschlag, der gleichzeitig Aufnahme des Endes der Sekundärwicklung
in der Ausbildung eines Anbindepfostens ist, ist die Position der
Kontaktkrone definiert. Dies wird auch dadurch bewirkt, dass der
Durchmesser der Kontaktkorne größer ist
als der Sekundärspulenkörper plus
zweimal der Durchmesser der Sekundärwicklung.
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In
einem weiteren Schritt wird ein Ringelement über die Kontaktkrone geschoben,
durch die ein Presssitz des Kontaktelements auf der Sekundärwicklung
und damit ein Kontaktieren der Kontaktelemente der Kontaktkrone
mit der Sekundärwicklung erreicht
wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung,
sowie den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
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Zeichnungen
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Es
zeigen
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1 Eine
perspektivische Ansicht auf eine Zündspule mit einer Seite für den Hochspannungsabgang
und einer weiteren Seite für
den Niederspannungsabgang;
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2 Eine
Schnittdarstellung durch die Zündspule
gemäß 1;
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3 Eine
perspektivische Ansicht auf einen Zündspulenstab, der in dem in 1 dargestellten
Zündspulengehäuse angeordnet
ist;
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4 Eine
perspektivische Ansicht auf die Seite des Niederspannungsabganges
einer Zündspule;
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5 Eine
perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement;
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6 Eine
perspektivische Ansicht der Seite des Niederspannungsabgangs des
Zündspulenstabes
mit dem erfindungsgemäßen Kontaktelement
gemäss 5;
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7 Eine
weitere perspektivische Ansicht der Seite des Niederspannungsabgangs
des Zündspulenstabes
mit dem erfindungsgemä ßen Kontaktelement
gemäss 5,
jedoch ohne Darstellung der Sekundärwicklung;
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8 Eine
perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Kontaktkrone, bestehend
im wesentlichen aus den Kontaktelementen gemäss 7;
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9 Eine
perspektivische Ansicht auf die Seite des Hochspannungsabgangs einer
Zündspule mit
der Darstellung der erfindungsgemäßen Kontaktkrone gemäss 8.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Zündspule 1 dargestellt.
Die Zündspule 1 umfasst ein
Zündspulengehäuse 2 und
einen in dem Zündspulengehäuse 2 angeordneten
Zündspulenstab 3. Ferner
weist die Zündspule 1 eine
Seite für
einen Hochspannungsabgang H und eine Seite für den Niederspannungsabgang
N auf. Die Seite des Niederspannungsabgangs N ist dafür vorgesehen,
um einen Kontakt mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellte
Stromversorgung herzustellen, wobei die Seite des Hochspannungsabgangs
H zur Verbindung mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Zündkabel
oder einer Zündkerze
vorgesehen ist.
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In 2 ist
die in 1 dargestellte Zündspule 1 in einer
Schnittdarstellung gezeigt; die dargestellten Bereiche sind solche,
die sich auf die erfindungswesentlichen Merkmale der Erfindung beziehen,
die in den nachfolgenden Figuren näher dargestellt sind.
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In 3 ist
der Zündspulenstab 3 mit
jeweils einer Seite für
den Hochspannungsabgang H und einer Seite für den Niederspannungsabgang
N dargestellt, der unmittelbar nach seiner Montage als Baueinheit
in das in den 1 und 2 dargestellte Zündspulengehäuse 2 einführbar ist.
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Seite des Niederspannungsabgangs
N
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In 4 ist
eine vergrößerte Darstellung
der Seite des Niederspannungsabgangs N einer Zündspule 1 dargestellt.
Dabei ist vorgesehen, auf einen Spulenkörper 4 einen Draht
zu wickeln, so dass sich die hier vorgesehene Primärwicklung 5 ergibt.
Das eine Ende des Drahtes der Primärwicklung 5 wird an einen
sogenannten Anbindepfosten 6 angebracht, von dem aus sich
der Draht auf der Umfangfläche des
Spulenkörpers 4 wickelt
und sich über
einen definierten Auflagebereich erstreckt. Dieser Auflagebereich
dient gleichzeitig als Kontaktierbereich 7 für ein in
den weiteren Figuren dargestelltes Kontaktelement 8 zur
Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen der Primärwicklung 5 und
dem Kontaktelement 8 selbst.
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In 5 ist
das erfindungsgemäße Kontaktelement 8 dargestellt.
Es ist einstückig
ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus zwei Bereichen, nämlich einem
Kontaktierbereich 9 und einem Fixierbereich 10,
wobei die beiden Bereiche durch eine Taille 11 voneinander
getrennt sind. Gerade im Kontaktierbereich 9 ist das Kontaktelement 8 tulpenartig aufgefächert und
es weist an seiner einen Seite 12 eine Gleitfläche 13 auf,
die während
der Montage des Kontaktelements 8 über den Kontaktierbereich 9 der Primärwicklung 5 gleitet.
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Nachdem
die Primärwicklung 5 (6 und 7)
an dem Spulenkörper 4 hergestellt
ist, ist der Kontaktierbereich 7 vollständig mit der Primärwicklung 5 bedeckt.
Anschließend
wird das Kontaktelement 8 in Pfeilrichtung 14 gemäß 6 über Führungsmittel 10 geschoben.
Dabei gleitet das Kontaktelement 8 auf dem Kontaktierbereich 7 der
Primärwicklung 5 entlang,
bis dieses in der taschenartigen Ausbildung 16 fixiert
ist. In einem weiteren Schritt wird ein Primärspulenkörper 17 in Pfeilrichtung 18 aufgeschoben.
Die innerhalb des Primärspulenkörpers 17 angeordneten
Nasen 19 in Ausbildung jeweils eines Ambosses drücken im
montierten Zustand des Primärspulenkörpers 17 die
eine Seite auf die Primärwicklung 5 und
bewirken ein Aufbrechen der Isolationsschicht. Damit ist eine elektrische
Ver bindung geschaffen worden, die ohne Anwendung eines thermischen
Verfahrens hergestellt worden ist.
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Seite des Hochspannungsabgangs
H
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In
einer weiteren Ausbildung ist in 8 eine Kontaktkrone 20 dargestellt,
die aus mehreren Kontaktelementen 8 besteht, die an ihrem
Fixierbereich 10 an einem Ringelement 21 befestigt
sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktkrone 20 einstückig ausgebildet.
Die einzelnen Kontaktelemente 8 der Kontaktkrone 20 sind
zu ihren Kontaktierbereichen 9 hin tulpenartig aufgefächert.
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Für die Montage
der Kontaktkrone 20 gemäß 8 auf
einem Spulenkörper 4 (9)
wird die becherartige Kontaktkrone 20 in Pfeilrichtung 21 auf den
Bereich des Hochspannungsabgangs H einer Zündspule 1 geschoben,
bis das Ringelement 21 einen Anbindepfosten 6'' erreicht. Diese Art einer Ausbildung
eines Anschlags dient dazu, eine lagegerechte Position der Kontaktkrone 20 in
Bezug auf den Kontaktierbereich 7 bzw. 9 der Sekundärwicklung 5' bzw. der Kontaktelemente 8 zu
schaffen.
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Durch
ein Aufschieben eines Sekundärspulenkörpers 22 in
Richtung des Pfeils 18 wird ein Andrücken der Kontaktierbereiche 9 der
jeweiligen Kontaktelemente 8 an die Sekundärwicklung 5'' in dessen Kontaktierbereich 7'' erreicht, da innerhalb des Sekundärspulenkörpers 22 ebenfalls
Nasen 23 vorgesehen sind, die diese im montierten Zustand
gegen die Sekundärwicklung 5'' drücken und so durch Aufbrechen
der Isolierung eine elektrische Kontaktierung herstellen.