DE102004012482B4 - Transformation device for generating an ignition voltage for internal combustion engines - Google Patents

Transformation device for generating an ignition voltage for internal combustion engines Download PDF

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Abstract

Gezeigt wird eine Transformationsvorrichtung zum Erzeugen einer Zündspannung für Verbrennungskraftmaschinen, mit einer Primärwicklung (12), einer Sekundärwicklung (26), einem ferromagnetischen Kern (28) und einer Elektrode (32), die einem Ende (38) des Kernes (28) gegenübersteht, die mit der Sekundärwicklung (26) verbunden ist und die mit einer Funkenstrecke verbindbar ist. Das genannte Ende (38) des ferromagnetischen Kernes hat einen kontinuierlich gekrümmten Übergang zwischen Mantelfläche und Stirnfläche und/oder die Elektrode (32) ist an ihrer dem Kern (28) zugewandten Seite konkav ausgebildet.Shown is a transformation device for generating an ignition voltage for internal combustion engines, comprising a primary winding (12), a secondary winding (26), a ferromagnetic core (28) and an electrode (32) facing one end (38) of the core (28), which is connected to the secondary winding (26) and which is connectable to a spark gap. Said end (38) of the ferromagnetic core has a continuously curved transition between lateral surface and end face and / or the electrode (32) is concave on its side facing the core (28).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transformationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Erzeugen einer Zündspannung für Verbrennungskraftmaschinen. Eine solche Transformationsvorrichtung hat eine Primärwicklung, an die eine Primärspannung anlegbar ist, eine Sekundärwicklung, in der eine Sekundärspannung induzierbar ist, einen ferromagnetischen Kern, der in der Primärwicklung und der Sekundärwicklung angeordnet ist, und eine Elektrode, die einem Ende des ferromagnetischen Kerns gegenübersteht, die mit der Sekundärwicklung verbunden ist und die mit einer Funkenstrecke verbindbar ist.The The present invention relates to a transformation device according to The preamble of claim 1 for generating an ignition voltage for internal combustion engines. Such a transformation device has a primary winding, to the one primary voltage can be applied, a secondary winding, in the one secondary voltage Inducible is a ferromagnetic core in the primary winding and the secondary winding is arranged, and an electrode, which is one end of the ferromagnetic Kerns faces, the with the secondary winding is connected and which is connectable to a spark gap.

Eine derartige Transformationsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 101 43 055 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Transformationsvorrichtung sind die Primär- und die Sekundärwicklung, der ferromagnetische Kern und die Elektrode in einem Gehäuse untergebracht und mit Vergußmasse vergossen. Das Gehäuse ist an einem Ende offen und kann unmittelbar auf eine Zündkerze aufgesteckt werden, die in einen Motorblock eingeschraubt ist. Dadurch wird eine kompakte Anordnung geschaffen, bei der die Zündspannung genau dort erzeugt wird, wo sie benötigt wird, d.h. in unmittelbarer Nähe der Zündkerze. Dies hat den Vorteil, daß Hochspannungszuleitungen zur Funkenstrecke und die damit verbundene EMV (elektromagnetische Verträglichkeit)-Problematik vermieden werden.Such a transformation device is for example from the DE 101 43 055 A1 known. In the transformation device described therein, the primary and the secondary winding, the ferromagnetic core and the electrode are housed in a housing and potted with potting compound. The housing is open at one end and can be plugged directly onto a spark plug, which is screwed into an engine block. As a result, a compact arrangement is provided in which the ignition voltage is generated exactly where it is needed, ie in the immediate vicinity of the spark plug. This has the advantage that high-voltage cables to the spark gap and the associated EMC (electromagnetic compatibility) problem can be avoided.

Eine Transformationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 6 522 232 B2 und der EP 1 284 488 A2 bekannt. Diese bekannten Transformationsvorrichtungen haben eine Elektrode, die an ihrer dem ferromagnetischen Kern zugewandten Seite konkav ausgebildet ist.A transformation device according to the preamble of claim 1 is known from US 6 522 232 B2 and the EP 1 284 488 A2 known. These known transformation devices have an electrode which is concave on its side facing the ferromagnetic core.

Die EP 0 827 163 A2 zeigt eine Transformationsvorrichtung, bei der an einem Ende des ferromagnetischen Kernes eine Kappe aus magnetischem Gummi angeordnet ist. Die DE 101 02 342 A1 zeigt eine Transformationsvorrichtung mit einem ferromagnetischen Kern, an dessen Enden Permanentmagneten angeordnet sind, die sich im Längsschnitt nach außen trapezförmig verjüngen. Weiterer Stand der Technik ist in den Patentschriften US 6 191 674 B1 , GB 725 722 und US 2 107 973 offenbart.The EP 0 827 163 A2 shows a transformation device in which at one end of the ferromagnetic core, a cap made of magnetic rubber is arranged. The DE 101 02 342 A1 shows a transformation device with a ferromagnetic core, at the ends of permanent magnets are arranged, which taper in a longitudinal section outwardly trapezoidal. Further prior art is in the patents US Pat. No. 6,191,674 B1 . GB 725 722 and US 2 107 973 disclosed.

Da derartige Transformationsvorrichtungen im Motorblock angeordnet sind, typischerweise in Vertiefungen im Zylinderkopf, müssen sie notwendigerweise klein und kompakt ausgelegt sein. Die Kompaktheit derartiger Transformationsvorrichtungen gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen und im Motorsportbereich in Relation zu ihrer Leistung immer kleiner konstruiert werden. Die Erzeugung von hohen Sekundärspannungen auf engem Raum führt wiederum unvermeidlich zu starken elektrischen Feldern innerhalb der Transformationsvorrichtung. Damit es nicht zu elektrischen Durchschlägen zwischen Komponenten mit unterschiedlichem elektrischen Potential kommt, müssen diese wirksam gegeneinander isoliert sein.There arranged such transformation devices in the engine block are, typically in recesses in the cylinder head, they must necessarily be designed small and compact. The compactness such transformation devices is becoming increasingly important because internal combustion engines for Motor vehicles, in particular for Passenger cars and motorsports in relation to their Performance will be constructed smaller and smaller. The generation of high secondary voltages in a small space in turn inevitable to strong electric fields within the Transforming device. So it does not cause electrical breakdown between Components with different electrical potential comes, these must be effectively isolated from each other.

In der Praxis tritt das Problem auf, daß die Isolierstoffe innerhalb der Transformationsvorrichtung relativ rasch altern. Unter dem Begriff der Alterung wird laut einer IEC-Richtlinie für die Bewertung und Kennzeichnung von Isoliersystemen elektrischer Betriebsmittel von 1953 (IEC 505) die "nicht umkehrbare, schädliche Änderung der Betriebsfähigkeit von Isoliersystemen" verstanden.In In practice, the problem arises that the insulating materials within the transformation device age relatively quickly. Under the term Aging will be according to an IEC directive for evaluation and labeling insulation systems of electrical equipment from 1953 (IEC 505) the "irreversible, harmful change the operability of insulating systems ".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transformationsvorrichtung anzugeben, bei der die Alterung der Isolierstoffe verlangsamt ist. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wie im folgenden näher erläutert wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Of the Invention is based on the object, a transformation device specify that the aging of insulating materials is slowed down. This task is done according to a first aspect of the invention solved by the features of claim 1, such as closer in the following explained becomes. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Die Erfinder haben in experimentellen Untersuchungen Teilentladungsphänomene in kleinen, zum Teil mikroskopischen Hohlräumen als Hauptursache für die Alterung der Isolierstoffe identifiziert. Derartige Hohlräume in den Isolierstoffen können bei Transformationsvorrichtungen der eingangs genannten Art aus unterschiedlichen Gründen auftreten. In Vergußwerkstoffen können bei Verwendung unvollständig entgaster Giesharze oder durch chemische Nebenreaktionen Hohlräume, sogenannte Lunker auftreten. Ferner können an Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Isolierstoffen beispielsweise durch thermomechanische Belastung Spalte entstehen. Schließlich können bei großer elektrischer Belastung durch sogenanntes "electrical treeing" langgestreckte verästelte Hohlräume parallel zur Feldrichtung entstehen.The Inventors have in experimental investigations partial discharge phenomena in small, partly microscopic cavities as the main cause of aging the insulating materials identified. Such cavities in the insulating materials can in transformation devices of the type mentioned occur for different reasons. In casting materials can incomplete when used degassed casting resins or by chemical side reactions cavities, so-called Cavities occur. Furthermore, can at interfaces between different insulating materials, for example by thermomechanical Load column arise. Finally, at large electrical Load by so-called "electrical treeing "elongated ramified cavities arise parallel to the field direction.

Die Theorie der Teilentladungsprozesse in Hohlräumen ist beispielsweise in der Dissertationsschrift "Bewertung von Teilentladungen in spaltförmigen Isolierstoffdefekten" von Katrin Engel, Universität Dortmund (1998) ausführlich erläutert und beschrieben. Kennzeichnend für Teilentladungen in Hohlräumen ist ein Gasentladungsprozeß, der mit dem Isolierstoff wechselwirkt. Dabei verändert der Gasentladungsprozeß durch damit einhergehendes Ladungsträgerbombardement und UV-Strahlung die Oberfläche des Isolierstoffs durch chemische Zersetzung und Erosion, was letztlich zur Alterung des Isolierstoffes führt. Die Teilentladung wird durch das Vorliegen eines sogenannten Startelektrons gezündet, sofern die vorliegende elektrische Feldstärke einen Schwellenwert, die sogenannte Einsetzfeldstärke übersteigt.The theory of partial discharge processes in cavities is described and described in detail, for example, in the dissertation "Evaluation of partial discharges in gap-shaped insulating material defects" by Katrin Engel, University of Dortmund (1998). Characteristic of partial discharges in cavities is a gas discharge process, which interacts with the insulating material. In this case, the gas discharge process by concomitant charge carrier bombardment and UV radiation, the surface of the insulating material by chemical decomposition and erosion, which ultimately leads to the aging of the Isolierstof leads. The partial discharge is ignited by the presence of a so-called start-up electron, provided that the present electric field strength exceeds a threshold value, the so-called Einsetzfeldstärke.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Teilentladungen und somit die Alterung des Isolierstoffs unterdrückt werden können, wenn das elektrische Feld, das zwischen der Elektrode und dem ihr gegenüberstehenden Ende des ferromagnetischen Kernes durch die Sekundärspannung hervorgerufen wird, überall unterhalb der Einsetzfeldstärke für Teilentladungen liegt. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß das der Elektrode zugewandte Ende des ferromagnetischen Kernes einen kontinuierlich gekrümmten Über gang zwischen Mantelfläche und Stirnfläche hat.Of the Invention is based on the finding that partial discharges and Thus, the aging of the insulating material can be suppressed, if the electric field between the electrode and its opposite End of the ferromagnetic core through the secondary voltage is evoked everywhere below the insertion field strength for partial discharges lies. This is achieved in the present invention by that this the electrode facing the end of the ferromagnetic core is a continuous curved transition between lateral surface and face Has.

Gemäß dem ersten Merkmal dieser Lösung wird eine Kante zwischen der Mantelfläche und der Stirnfläche, wie sie bei bekannten ferromagnetischen Kernen üblich ist, vermieden und damit eine lokal erhöhte Feldstärke im Bereich einer derartigen Kante, die auf eine erhöhte Ladungsträgerdichte im Kantenbereich zurückzuführen ist, ebenfalls vermieden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Teilentladungen im Bereich des Endes des ferromagnetischen Kernes in der Praxis deutlich verringert, und die Alterung des Isolierstoffs wird signifikant verlangsamt.According to the first Feature of this solution is an edge between the lateral surface and the face, as is common in known ferromagnetic cores, avoided and thus a locally elevated field strength in the region of such an edge, which is based on an increased charge carrier density due to the edge area, also avoided. This will increase the likelihood of the occurrence of Partial discharges in the region of the end of the ferromagnetic core significantly reduced in practice, and the aging of the insulating material is slowed down significantly.

Vorzugsweise ist darüber hinaus die Elektrode an ihrer dem Kern zugewandten Seite konkav ausgebildet. Dies bewirkt eine Entzerrung und Homogenisierung des elektrischen Feldes zwischen dem ferromagnetischen Kern und der Elektrode und somit ebenfalls eine Verringerung der lokalen Feldstärken, wie unten anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wird.Preferably is about it In addition, the electrode is concave on its side facing the core. This causes an equalization and homogenization of the electrical Field between the ferromagnetic core and the electrode and thus also a reduction in local field strengths, as shown below using a embodiment is explained in more detail.

Es wird betont, daß jedes der beiden Merkmale geeignet ist, die Stärke des elektrischen Feldes zwischen der Elektrode und dem ferromagnetischen Kern zu verringern. So gesehen ermöglichen beide Merkmale jeweils für sich die Lösung der Aufgabe. Ein besonders gutes Ergebnis wird jedoch durch die Kombination beider Merkmale erhalten.It it is stressed that each the two characteristics is appropriate, the strength of the electric field between to reduce the electrode and the ferromagnetic core. Seen that way enable both features each for the solution the task. A particularly good result is however by the combination both features preserved.

Das im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebene Ende des ferromagnetischen Kernes mit kontinuierlichem Übergang zwischen Mantelfläche und Stirnfläche kann dadurch erhalten werden, daß ein zylindrischer oder eckiger Magnetkern an seinem der Elektrode zugewandten Ende abgerundet wird. Dieses Abrunden des Endes eines Magnetkernes ist im Stand der Technik unüblich, da der Kern zur Vermeidung von Wirbelströmen aus gegeneinander elektrisch isolierten Schichten besteht, die bei der Bearbeitung des Endes des Kernes durch Drehen oder Schleifen auseinandergerissen würden. Insoweit besteht ein technisches Vorurteil gegen diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des ferromagnetischen Kernes. Es ist den Erfindern jedoch gelungen, die Schichten des ferromagnetischen Kernes so fest miteinander zu verbinden, daß eine Bearbeitung des Endes des ferromagnetischen Kernes ohne Trennung der Schichten möglich ist.The in the characterizing part of the main claim described end of Ferromagnetic core with continuous transition between lateral surface and face can be obtained by having a cylindrical or angular Magnet core is rounded at its end facing the electrode. This rounding of the end of a magnetic core is unusual in the prior art, since the Core to avoid eddy currents from each other electrically Insulated layers exist when processing the end of the core would be torn apart by turning or grinding. in this respect there is a technical prejudice against this inventive design of the ferromagnetic core. However, the inventors have succeeded in the layers of the ferromagnetic core so tightly together connect that one Machining the end of the ferromagnetic core without separation of the layers possible is.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Enden des ferromagnetischen Kerns durch Permanentmagneten gebildet. In diesem Fall wird der oben beschriebene kontinuierlich gekrümmte Übergang zwischen Mantelfläche und Stirnfläche durch geeignete Abrundung zumindest des Permanentmagneten an der der Elektrode zugewandten Seite des ferromagnetischen Kernes erreicht. Derartig abgerundete Permanentmagneten sind ebenfalls unüblich, da Permanentmagneten üblicherweise in einem Sinterprozeß in Strangprofilen hergestellt und dann in Tablettenform gebrochen werden.In an advantageous development, the ends of the ferromagnetic Kerns formed by permanent magnets. In this case, the described above continuously curved transition between lateral surface and face by suitable rounding at least of the permanent magnet on the reaches the electrode facing side of the ferromagnetic core. Such rounded permanent magnets are also unusual because Permanent magnets usually in a sintering process in Extruded profiles are produced and then broken in tablet form.

Vorzugsweise ist die der Elektrode gegenüberstehende Stirnfläche des ferromagnetischen Kernes konvex. Dabei nimmt vorzugsweise die Krümmung der konvexen Stirnfläche mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse des ferromagnetischen Kernes zu. Somit ist die Krümmung der konvexen Stirnfläche im Bereich der Mittelachse, d.h. in dem Bereich, der am weitesten in Richtung auf die Elektrode vorsteht, am geringsten, wodurch die Flächenladungsdichte gegenüber Bereichen stärkerer Krümmung verringert wird und daher die elektrische Feldstärke in diesem Bereich ebenfalls verringert wird.Preferably is the opposite of the electrode face of the ferromagnetic core is convex. It takes preferably the curvature the convex end face with increasing distance from the central axis of the ferromagnetic core to. Thus, the curvature the convex end face in the region of the central axis, i. in the area the furthest protruding toward the electrode, at least, causing the Surface charge density across from Areas stronger curvature is reduced and therefore the electric field strength in this area as well is reduced.

In einer vorteilhaften Weiterbildung hat die Elektrode einen becherförmigen Abschnitt, dessen Öffnung dem ferromagnetischen Kern zugewandt ist. Durch die Becherform wird das elektrische Feld zwischen der Elektrode und dem ferro magnetischen Kern einerseits auf einen größeren Raumbereich verteilt und damit gewissermaßen entzerrt, wodurch die Feldstärke verringert wird, andererseits wird die Feldstärke räumlich homogenisiert, wodurch das Auftreten lokal erhöhter Feldstärken vermieden wird. Diese Wirkung des becherförmigen Abschnittes der Elektrode wird unten anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.In According to an advantageous development, the electrode has a cup-shaped section, its opening facing the ferromagnetic core. Through the cup shape is the electric field between the electrode and the ferromagnetic core on the one hand to a larger space area distributed and thus, so to speak equalizes, reducing the field strength On the other hand, the field strength is spatially homogenized, whereby the occurrence locally increased field strengths is avoided. This effect of the cup-shaped portion of the electrode will be explained below using an exemplary embodiment explained in more detail.

Für eine möglichst homogene Gestaltung des Feldes zwischen dem becherförmigen Abschnitt und dem ferromagnetischen Kern wäre eine Anordnung ideal, bei der die Innenfläche des becherförmigen Abschnittes parallel zur Oberfläche des ihm zugewandten Endes des ferromagnetischen Kernes ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird diese ideale Anordnung insoweit angenähert, als der becherförmige Abschnitt einen Bodenabschnitt hat, der quer zur Mittelachse des ferromagnetischen Kernes angeordnet ist, und einen Wandabschnitt hat, der einen zwischen dem Bodenabschnitt und der Stirnfläche des ferromagnetischen Elementes befindlichen Raum umgibt, wobei der Abstand zwischen einem jeden Punkt auf dem dem ferromagnetischen Kern zugewandten Teil der Oberfläche des Wandabschnittes und dem ferromagnetischen Kern das 0,5- bis 2,5-fache, vorzugsweise das 0,75- bis 1,8-fache des Abstandes zwischen dem Bodenabschnitt und dem Schnittpunkt der Stirnfläche mit der Mittelachse des ferromagnetischen Kernes beträgt. Durch diese Anordnung wird ein für praktische Zwecke ausreichend homogenes Feld erzeugt, das zur Vermeidung von Teilentladungen wirksam beiträgt.For the most homogeneous possible configuration of the field between the cup-shaped section and the ferromagnetic core, an arrangement would be ideal in which the inner surface of the cup-shaped section is parallel to the surface of the end facing the ferromagnetic core. In an advantageous development of this ideal arrangement is approximated insofar as the cup-shaped portion has a bottom portion, which is arranged transversely to the central axis of the ferromagnetic core, and has a wall portion, one between the bottom portion and the end face of the surrounding space, wherein the distance between each point on the ferromagnetic core facing part of the surface of the wall portion and the ferromagnetic core, the 0.5 to 2.5 times, preferably 0.75 to 1.8 times the distance between the bottom portion and the intersection of the end surface with the central axis of the ferromagnetic core. By this arrangement, a sufficiently homogeneous field is generated for practical purposes, which contributes effectively to avoid partial discharges.

Vorzugsweise hat die Transformationsvorrichtung einen hülsenförmigen Sekundärwicklungsträger, auf dem die Sekundärwicklung angeordnet ist und der an einem Ende mit dem becherförmigen Abschnitt verschlossen ist.Preferably the transformation device has a sleeve-shaped secondary winding carrier the secondary winding is arranged and at one end with the cup-shaped portion is closed.

Bei bekannten Transformationsvorrichtungen sind die Zwischenräume zwischen den Komponenten der Transformationsvorrichtung mit einer elektrisch isolie renden Vergussmasse gefüllt, die ein Kunstharz und einen Füllstoff enthält. Der Füllstoff hat dabei u.a. die Funktion, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Komponenten, z.B. dem Ausdehnungskoeffizient des Metalls der Elektrode anzupassen.at known transformation devices are the spaces between the components of the transformation device with an electric filled with insulating potting compound, a synthetic resin and a filler contains. The filler has here u.a. the function, the thermal expansion coefficient the potting compound the coefficient of thermal expansion of the components, e.g. to adapt to the expansion coefficient of the metal of the electrode.

Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Teilentladungen im Isolierstoff, d.h. in diesem Fall in der Vergussmasse, wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung dadurch wesentlich verringert, dass die Dielektrizitätskonstante des Füllstoffes das 0,5-fache bis 1,5-fache, vorzugsweise das 0,8-fache bis 1,25-fache und besonders bevorzugt das 0,9-fache bis 1,2-fache der Dielektrizitätskonstante des Kunstharzes beträgt.The Probability for the occurrence of partial discharges in the insulating material, i. in this Case in the potting compound is, according to a second aspect of Invention thereby significantly reduced that the dielectric constant of the filler 0.5 times to 1.5 times, preferably 0.8 times to 1.25 times, and especially preferably 0.9 times to 1.2 times the dielectric constant of the synthetic resin.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die räumliche Verteilung des Füllstoffes in der Vergussmasse nicht notwendigerweise bzw. nicht überall homogen ist. Beispielsweise kann an der Oberfläche der Sekundärwicklung eine erhöhte Füllstoffkonzentration auftreten, während zwischen den Windungen der Sekundärwicklung nur das reine Kunstharz vorliegt, weil die Zwischenräume zwischen den Windungen der Sekundärwicklung zu klein sind, als dass die Füllstoffpartikel in sie eindringen könnten. In diesem Beispielsfall wirkt die Sekundärwicklung gewissermaßen als Filter für den Füllstoff.The Inventors have found that the spatial distribution of the filler in the potting compound not necessarily or not everywhere homogeneous is. For example, on the surface of the secondary winding an increased filler occur while between the turns of the secondary winding only the pure synthetic resin exists because the spaces between between the turns of the secondary winding are too small, as that the filler particles could invade her. In this example, the secondary winding acts as a kind of Filter for the filler.

Da bei herkömmlichen Vergussmassen die Dielektrizitätskonstante des Füllstoffes erheblich von derjenigen des Kunstharzes abweicht, führen räumliche Schwankungen in der Konzentration des Füllstoffes zu räumlichen Schwankungen der Dielektrizitätskonstante der Vergussmasse. Die räumlichen Schwankungen in der Dielektrizitätskonstante führen wiederum zu räumlichen Schwankungen im elektrischen Feld, das die Vergussmasse durchsetzt, da die Stärke des elektrischen Feldes invers proportional zu der Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums ist, das es durchsetzt.There at conventional Casting compounds, the dielectric constant of the filler differs significantly from that of the resin, lead spatial Fluctuations in the concentration of the filler to spatial Fluctuations in the dielectric constant the potting compound. The spatial fluctuations in the dielectric constant lead again to spatial Fluctuations in the electric field that permeates the potting compound, because the strength of the electric field inversely proportional to the dielectric constant of the dielectric that intersperses it.

Die räumlichen Schwankungen der elektrischen Feldstärke wirken sich in dreifacher Weise negativ auf das Alterungsverhalten des Isolierstoffes, d.h. der Vergussmasse aus. Erstens bewirken sie lokal erhöhte elektrische Feldstärken, die zu Teilentladungen in Hohlräumen führen können. Zweitens treten an Orten, an denen sich die Feldstärke infolge einer sprunghaften Änderung der Dielektrizitätskonstante ebenfalls sprunghaft ändert, mechanische Kräfte auf. Da diese Kräfte im Betrieb der Transformationsvorrichtung kontinuierlich anliegen, beanspruchen sie auf längere Sicht das Material, und der Verbund des Materials wird nach und nach geschwächt, wodurch Spalte auftreten können, in denen dann wiederum Teilentladungen stattfinden können.The spatial Fluctuations in the electric field strength have a threefold effect Way negative for the aging behavior of the insulating material, i. the potting compound. First, they cause locally increased electrical Field strengths, to partial discharges in cavities to lead can. Second, occur in places where the field strength due to a sudden change the dielectric constant also changing leaps and bounds, mechanical forces on. Because these forces abut continuously during operation of the transformation device, claim it for a longer time View the material, and the composite of the material becomes and after weakened, causing Column can occur in which then again partial discharges can take place.

Drittens haben die Erfinder in experimentellen Untersuchungen festgestellt, dass die auf einer inhomogenen Verteilung des Füllstoffes beruhenden räumlichen Schwankungen der elektrischen Feldstärke nicht nur das Entstehen von Hohlräumen bewirken, sondern darüber hinaus das Wachstum von bestehenden Hohlräumen bzw. Fehlstellen im Isolierstoff in der Praxis signifikant beschleunigen. Wie oben bereits erläutert wurde, wird der Isolierstoff durch Teilentladungen in Hohlräumen erodiert. Diese Erosion führt zu einem Wachstum der Hohlräume, das beispielsweise als „electrical treeing" bekannt ist. Dieses Wachstum findet umso schneller statt, je öfter Teilentladungen im Hohlraum auftreten. Wenn die elektrische Feldstärke aufgrund einer inhomogenen Füllstoffverteilung räumlich stark schwankt, treten lokal erhöhte Feldstärken auf, die Teilentladungen zünden können und das Wachstum des Hohlraumes beschleunigen.thirdly the inventors have found in experimental studies that based on an inhomogeneous distribution of the filler spatial Variations in the electric field strength not only the emergence of cavities cause, but about it In addition, the growth of existing voids or defects in the insulating material significantly accelerate in practice. As explained above, the insulating material is eroded by partial discharges in cavities. This erosion leads to a growth of cavities, the for example as "electrical treeing "known is. This growth takes place all the faster, the more often partial discharges occur in the cavity. When the electric field strength due an inhomogeneous filler distribution spatial varies greatly, occur locally increased field strengths on, the partial discharges ignite can and accelerate the growth of the cavity.

Im hier beschriebenen Fall kommt erschwerend hinzu, dass die räumliche Verteilung der Füllstoffe statistischer Natur ist und somit nicht nur inhomogen, sondern auch mikroskopisch ungeordnet ist. Die Unordnung oder Undefiniertheit der Verteilung der Füllstoffkonzentration führt zu einer ungeordneten Verteilung von lokal überhöhten elektrischen Feldstärken, die wiederum zu Teilentladungen in unterschiedlichen Abschnitten eines sich ausbreitenden Hohlraumes führt und dessen Wachstum in unterschiedliche Richtung ermöglicht. Durch die Ungeordnete Verteilung lokal erhöhter Feldstärken ergeben sich weitaus mehr Möglichkeiten für das Wachstum von Hohlräumen durch Teilentladungen, als es beispielsweise bei einer entlang einer definierten Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Dielektrika auftretenden Überhöhung des elektrischen Feldes der Fall ist. Somit können sich die Hohlräume aufgrund der Ungeordneten Feldüberhöhung leichter und schneller ausbreiten.In the case described here, it is aggravating that the spatial distribution of the fillers is of a statistical nature and is therefore not only inhomogeneous, but also microscopically disordered. The disorder or uncertainty of the distribution of the filler concentration leads to a disorderly distribution of locally excessive electric field strengths, which in turn leads to partial discharges in different sections of a propagating cavity and allows its growth in different directions. Due to the disordered distribution of locally increased field strengths, there are far more possibilities for the growth of cavities due to partial discharges than is the case, for example, with an increase in the electric field occurring along a defined interface between two different dielectrics. Thus, the cavities on Because of the Unordered Field Elevation easier and faster spread.

Zusammenfassend haben die Erfinder erkannt, dass die räumlichen Schwankungen in der Füllstoffkonzentration ursächlich für die Entstehung von Fehlstellen im Isolierstoff, für das Auftreten von Teilentladungen in bereits existierenden Fehlstellen und für das beschleunigte Wachstum der Fehlstellen sind, und somit die Alterung des Isolierstoffes beschleunigen.In summary The inventors have realized that the spatial variations in the filler concentration causal for the Formation of imperfections in the insulating material, for the occurrence of partial discharges in already existing defects and for accelerated growth The defects are, and thus the aging of the insulating material accelerate.

Diese Ursache für beschleunigte Alterung kann auf die oben beschriebene Weise durch die Angleichung der Dielektrizitätskonstanten des Füllstoffes und des Kunstharzes wirksam unterbunden werden. Wenn nämlich die Dielektrizitätskonstanten des Füllstoffes und des Kunstharzes nur in dem beschriebenen Maße voneinander abweichen, ist die Dielektrizitätskonstante der Vergussmasse als Ganzes selbst dann annähernd homogen, wenn der Füllstoff nicht homogen in dem Kunstharz verteilt ist. Somit werden selbst bei inhomogener Verteilung des Füllstoffes Teilentladungen in der Vergussmasse vermieden und das Entstehen und das Wachstum von Fehlstellen unterdrückt, wodurch die Alterung der Vergussmasse wirksam verzögert wird.These Cause for accelerated aging can be done in the manner described above the approximation of the dielectric constant of the filler and the synthetic resin are effectively prevented. If namely the permittivity of the filler and the resin differ only to the extent described, is the dielectric constant the potting compound as a whole even approximately homogeneous, if the filler is not is homogeneously distributed in the resin. Thus, even at inhomogeneous Distribution of the filler Partial discharges avoided in the potting compound and the emergence and suppresses the growth of defects, causing the aging of the Casting compound effectively delayed becomes.

Die beschriebene Angleichung der Dielektrizitätskonstanten des Füllstoffes und des Kunstharzes gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung trägt also zur Lösung der gleichen Aufgabe bei, wie es die Merkmale des Anspruchs 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung tun. Es wird aber betont, dass der zweite Aspekt auch unabhängig vom ersten Aspekt realisiert werden kann.The described approximation of the dielectric constant of the filler and the synthetic resin according to the second Aspect of the invention thus contributes to the solution the same task as the features of claim 1 according to the first Aspect of the invention do. It is emphasized, however, that the second aspect also independent can be realized from the first aspect.

Zu den oben genannten Komponenten, deren Zwischenräume mit der Vergussmasse gefüllt sind, kann eines oder mehrere der folgenden Teile gehören: ein Primärwicklungsträger, ein Sekundärwicklungsträger, eine Elektrode, die mit einer Sekundärwicklung verbunden ist und mit einer Funkenstrecke verbindbar ist, ein ferromagnetischer Kern und/oder ein Metallgehäuse.To the abovementioned components whose interspaces are filled with the potting compound, may include one or more of the following: a primary winding carrier, a Secondary winding carrier, one Electrode with a secondary winding is connected and connectable to a spark gap, a ferromagnetic Core and / or a metal case.

Sofern die genannten Komponenten aus Kunststoff bestehen, beträgt die Dielektrizitätskonstante des Kunststoffs in einer vorteilhaften Weiterbildung das 0,5-fache bis 1,5-fache, vorzugsweise das 0,8-fache bis 1,25-fache und besonders vorzugsweise das 0,9-fache bis 1,2-fache der Dielektrizitätskonstante der Vergussmasse. Dadurch wird ein übermäßiger Sprung in der Dielektrizitätskonstante an der Grenzschicht zwischen der Vergussmasse und der Komponente zusammen mit den oben beschriebenen negativen Folgen vermieden.Provided the said components are made of plastic, the dielectric constant is of the plastic in an advantageous development 0.5 times to 1.5 times, preferably 0.8 times to 1.25 times and especially preferably 0.9 times to 1.2 times the dielectric constant the potting compound. This will cause an excessive jump in the dielectric constant at the boundary layer between the potting compound and the component avoided along with the negative consequences described above.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Kunstharz ein Epoxydharz und der Füllstoff Quarz.In According to an advantageous development, the synthetic resin is an epoxy resin and the filler Quartz.

Eine weiterer Aspekt der Erfindung ist auf die elektromagnetische Verträglichkeit der Transformationsvorrichtung gerichtet. Die Erfinder haben in Simulationen und experimentellen EMV-Tests festgestellt, daß der Zündfunke die wichtigste Quelle elektromagnetischer Störungen ist.A Another aspect of the invention is the electromagnetic compatibility directed the transformation device. The inventors have in Simulations and experimental EMC tests found that the spark the most important source of electromagnetic interference is.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eine leitende Schicht angeordnet, die mit dem Massepotential verbunden ist. Dadurch wird verhindert, daß die durch den Zündfunken bewirkte Störung durch kapazitive Kopplung zwischen der Sekundärwicklung und der Primärwicklung auf das mit der Primärwicklung verbundene Bord-Netz eines Kraftfahrzeuges übertragen wird. Dadurch können Störungen elektronischer Steuerungseinrichtungen, die mit dem Bord-Netz verbunden sind, wirksam vermieden werden.According to the third Aspect of the invention is between the primary winding and the secondary winding a conductive layer is arranged, which is connected to the ground potential is. This prevents that from the spark caused disturbance by Capacitive coupling between the secondary winding and the primary winding on that with the primary winding connected on-board network of a motor vehicle is transmitted. This can interfere with electronic Control devices that are connected to the on-board network, effective be avoided.

Es wird betont, dass die Verwendung einer leitenden, mit Massepotential verbundenen Schicht zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung bei einer Transformationsvorrichtung auch unabhängig von den oben beschriebenen Merkmalen der Transformationsvorrichtung möglich und vorteilhaft ist. Dieses Merkmal stellt auch für sich genommen einen wesentlichen und vorteilhaften Beitrag zum Stand der Technik dar.It it is emphasized that the use of a conductive, with ground potential connected layer between the primary and the secondary winding in a transformation device also independent of those described above Characteristics of the transformation device is possible and advantageous. This feature also represents taken a substantial and beneficial contribution to the state of Technique

Die leitende Schicht ist vorzugsweise unmittelbar an die Primärwicklung angrenzend angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die leitende Schicht maximal weit von der Sekundärwicklung entfernt ist. Dadurch kann die Stärke des elektrischen Feldes zwischen der leitenden Schicht und der Sekundärwicklung gering gehalten werden.The conductive layer is preferably directly to the primary winding arranged adjacent. As a result, the conductive layer at most far from the secondary winding is removed. This can increase the strength of the electric field between the conductive layer and the secondary winding are kept low.

Die leitende Schicht kann durch eine Folie gebildet sein oder auf ein Trägermaterial aufgebracht, insbesondere aufgedampft oder aufgedruckt sein.The conductive layer may be formed by a film or on a support material applied, in particular vapor-deposited or printed.

Vorzugsweise ist die Sekundärwicklung zumindest teilweise innerhalb der Primärwicklung angeordnet. Diese Anordnung, bei der die Sekundärwicklung innen und die Primärwicklung außen liegt, führt im Vergleich zur üblichen, umgekehrten Anordnung bei gleichem Durchmesser der Transformationsvorrichtung zu einer verringerten elektrischen Feldstärke im Inneren der Transformationsvorrichtung und trägt zur Vermeidung von Teilentladungen bei.Preferably is the secondary winding at least partially disposed within the primary winding. These Arrangement in which the secondary winding inside and the primary winding Outside lies, leads compared to the usual, reverse arrangement with the same diameter of the transformation device to a reduced electric field strength in the interior of the transformation device and carries to avoid partial discharges.

Die Transformationsvorrichtung hat vorzugsweise einen hülsenartigen Primärwicklungsträger, auf dem die Primärwicklung angeordnet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die oben genannte leitende Schicht auf der Außenumfangsfläche des Primärwicklungsträgers angeordnet. Der Primärwicklungsträger dient dann dazu, die leitende Schicht von der Sekundärwicklung zu beabstanden und gegenüber dieser zu isolieren. Vorzugsweise ist der oben genannte Sekundärwicklungsträger innerhalb des Primärwicklungsträgers angeordnet und der Zwischenraum zwischen dem Primärwicklungsträger und dem Sekundärwicklungsträger mit Vergußmasse ausgefüllt.The transformation device preferably has a sleeve-like primary winding carrier on which the primary winding is arranged. In a particularly preferred embodiment, the above-mentioned conductive layer is arranged on the outer circumferential surface of the primary winding carrier. The primary winding carrier then serves to space and isolate the conductive layer from the secondary winding. Preferably, the above-mentioned secondary winding carrier is disposed within the primary winding carrier and the space between the primary winding carrier and the secondary winding carrier filled with potting compound.

In einer alternativen Ausführungsform können die Windungen der Primärwicklung durch leitfähigen Backlack oder leitfähigen Klebstoff verbunden sein, welche die leitfähige Schicht bilden. Dann wird kein Primärwicklungsträger benötigt.In an alternative embodiment can the turns of the primary winding by conductive Baked enamel or conductive Adhesive be connected, which form the conductive layer. Then no Primary winding carrier needed.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert wird. Darin zeigen:Further Advantages and features will become apparent from the following description, in the invention with reference to an embodiment with reference on the attached Drawings is explained. Show:

1 eine Längsschnittsansicht einer Primärwicklung und eines Primärwicklungsträgers im auseinandergenommenen Zustand, 1 a longitudinal sectional view of a primary winding and a primary winding carrier in the disassembled state,

2 eine Längsschnittsansicht der Primärwicklung und des Primärwicklungsträgers im zusammengesetzten Zustand, 2 a longitudinal sectional view of the primary winding and the primary winding carrier in the assembled state,

3 eine perspektivische Ansicht der Primärwicklung und des Primärwicklungsträgers im zusammengesetzten Zustand, 3 a perspective view of the primary winding and the primary winding carrier in the assembled state,

4 eine Längsschnittsansicht einer Sekundärwicklung, eines Sekundärwicklungsträgers, eines ferromagnetischen Kernes, eines leitenden Stiftes und einer Elektrode im auseinandergenommenen Zustand, 4 a longitudinal sectional view of a secondary winding, a secondary winding carrier, a ferromagnetic core, a conductive pin and an electrode in the disassembled state,

5 eine Längsschnittsansicht der Komponenten von 4 im zusammengesetzten Zustand, 5 a longitudinal sectional view of the components of 4 in the assembled state,

6 eine perspektivische Ansicht der Komponenten von 4 im zusammengesetzten Zustand, 6 a perspective view of the components of 4 in the assembled state,

7 eine Längsschnittsansicht einer Zündtransformationsvorrichtung nach einer Weiterbildung der Erfindung, 7 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an ignition transformer according to an embodiment of the invention; FIG.

8 eine perspektivische Ansicht der Zündtransformationsvorrichtung von 7, 8th a perspective view of the Zündtransformationsvorrichtung of 7 .

9 eine schematische Darstellung des Verlaufes des elektrischen Feldes zwischen einer Elektrode und einem Ende eines ferromagnetischen Kernes nach dem Stand der Technik, 9 a schematic representation of the course of the electric field between an electrode and one end of a ferromagnetic core according to the prior art,

10 eine schematische Darstellung des Verlaufes des elektrischen Feldes zwischen einer Elektrode und einem ferromagnetischen Kern bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 10 a schematic representation of the course of the electric field between an electrode and a ferromagnetic core in an embodiment of the invention,

11 eine schematische Darstellung eines radialen Schnittes durch einen Teil der Transformationsvorrichtung von 7, 11 a schematic representation of a radial section through a part of the transformation device of 7 .

12 den Verlauf des elektrostatischen Potentials in radialer Richtung in dem in 11 gezeigten Teil der Transformationsvorrichtung für zwei Vergussmassen mit unterschiedlichen Füllstoffen. 12 the course of the electrostatic potential in the radial direction in the in 11 shown part of the transformation device for two potting compounds with different fillers.

13 den der 12 entsprechenden Verlauf des elektrischen Feldes, 13 the the 12 corresponding course of the electric field,

14 eine schematische Darstellung des Störpfades eines durch einen Zündfunken hervorgerufenen Störimpulses bei einem Zündtransformator nach dem Stand der Technik und 14 a schematic representation of the Störpfades caused by a spark interference pulse in a Zündtransformator according to the prior art and

15 eine schematische Darstellung des Störpfades eines durch einen Zündfunken hervorgerufenen Störimpulses bei einem Zündtransformator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 15 a schematic representation of the Störpfades caused by a spark interference pulse in an ignition transformer according to an embodiment of the invention.

In 1 sind ein Primärwicklungsträger 10 und eine Primärwicklung 12 im auseinandergenommenen Zustand im Längsschnitt gezeigt, und in 2 sind der Primärwicklungsträger 10 und die Primärwicklung 12 im zusammengesetzten Zustand im Längsschnitt gezeigt. Der Primärwicklungsträger 10 besteht aus isolierendem Kunststoff und hat eine hülsenartige Form mit einem annähernd zylindrischen Hohlraum 14. An einem Ende des Hohlraums 14 befindet sich eine Öffnung 16, deren Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des Hohlraums 14 verringert ist.In 1 are a primary winding carrier 10 and a primary winding 12 in the disassembled state shown in longitudinal section, and in 2 are the primary developer 10 and the primary winding 12 shown in the assembled state in longitudinal section. The primary winding carrier 10 is made of insulating plastic and has a sleeve-like shape with an approximately cylindrical cavity 14 , At one end of the cavity 14 there is an opening 16 whose diameter is opposite the diameter of the cavity 14 is reduced.

Die Umfangsfläche des Primärwicklungsträgers 10 ist mit einer leitenden Schicht 18 beschichtet, die durch eine Folie gebildet ist oder auf dem Primärwicklungsträger 10 aufgedampft oder aufgedruckt ist. Die leitende Schicht 18 wird bei der vollständig zusammengesetzten Transformationsvorrichtung mit dem Massepotential verbunden (siehe 15). Die Primärwicklung 12 hat zwei Anschlüsse 20 und 22 zum Anlegen einer Primärspannung. In 3 sind der Primärwicklungsträger 10 und die Primärwicklung 12 im zusammengesetzten Zustand perspektivisch dargestellt.The peripheral surface of the primary winding carrier 10 is with a conductive layer 18 coated, which is formed by a film or on the primary winding carrier 10 vapor-deposited or printed. The conductive layer 18 is connected to the ground potential in the fully assembled transformation device (see 15 ). The primary winding 12 has two connections 20 and 22 for applying a primary voltage. In 3 are the primary developer 10 and the primary winding 12 shown in perspective in the assembled state.

In 4 sind ein Sekundärwicklungsträger 24, eine Sekundärwicklung 26, ein ferromagnetischer Kern 28, ein leitender Stift 30 und eine Elektrode 32 im auseinandergenommenen Zustand im Längsschnitt gezeigt.In 4 are a secondary winding carrier 24 , a secondary winding 26 , a ferromagnetic core 28 , a senior pen 30 and an electrode 32 in the disassembled state shown in longitudinal section.

Der Sekundärwicklungsträger 24 besteht ebenso wie der Primärwicklungsträger 10 von den 1 bis 3 aus isolierendem Kunststoff und ist hülsenförmig mit einem zylindrischen Hohlraum 34. Der ferromagnetische Kern 28 besteht aus einem zylindrischen Weicheisenstab 36, der aus einer Vielzahl von gegeneinander elektrisch isolierten Lamellen besteht, und Permanentmagneten 38, die an den Enden des Weicheisenstabes 36 angeordnet sind. Die Permanentmagneten 38 magnetisieren den Weicheisenstab 36 mit einer Polarität, die der Polarität des Magnetfeldes, das beim Anlegen einer Primärspannung an die Anschlüsse 20, 22 der Primärwicklung 12 erzeugt wird, entgegengesetzt ist.The secondary winding carrier 24 consists as well as the primary winding carrier 10 of the 1 to 3 made of insulating plastic and is sleeve-shaped with a cylindrical cavity 34 , The ferromagnetic core 28 consists of a cylindrical soft iron rod 36 which consists of a plurality of mutually electrically isolated lamellae, and permanent magnets 38 at the ends of the soft iron bar 36 are arranged. The permanent magnets 38 magnetize the soft iron bar 36 with a polarity corresponding to the polarity of the magnetic field when applying a primary voltage to the terminals 20 . 22 the primary winding 12 is generated, is opposite.

Durch das Anlegen der Primärspannung an den Anschlüssen 20, 22 der Primärwicklung 12 wird demnach der Weicheisenstab 36 entgegen der Polarisierung der Permanentmagneten 38 magnetisiert. Wenn zum Erzeugen der Zündspannung die Primärspannung unterbrochen wird, nimmt der Weicheisenkern seine Ausgangsmagnetisierung an, und die zum Zünden benötigte Sekundärspannung wird in der Sekundärwicklung 26 induziert. Durch die Vormagnetisierung mit den Permanentmagneten wird die im Magnetfeld gespeicherte Energie erhöht, was einen erhöhten Ladungsfluss über die Funkenstrecke ermöglicht.By applying the primary voltage to the terminals 20 . 22 the primary winding 12 is therefore the soft iron rod 36 against the polarization of the permanent magnets 38 magnetized. When the primary voltage is interrupted to generate the ignition voltage, the soft iron core assumes its output magnetization, and the secondary voltage required for ignition becomes in the secondary winding 26 induced. Due to the premagnetization with the permanent magnets, the energy stored in the magnetic field is increased, which allows an increased charge flow over the spark gap.

Die Elektrode 32 hat einen becherförmigen Abschnitt 40 mit einem Bodenabschnitt 42 und einem Wandabschnitt 44, und einen Gewindeabschnitt 46. Über den Gewindeabschnitt 46 kann auf hier nicht gezeigte Weise eine elektrische Verbindung mit einer Zündkerze hergestellt werden.The electrode 32 has a cup-shaped section 40 with a bottom section 42 and a wall section 44 , and a threaded section 46 , About the threaded section 46 can be made in a manner not shown here, an electrical connection with a spark plug.

In 5 sind die Komponenten von 4 im zusammengesetzten Zustand im Längsschnitt dargestellt. Der ferromagnetische Kern 28 ist im Hohlraum 34 des Sekundärwicklungsträgers 24 angeordnet. Ein Ende des Sekundärwicklungsträgers 24 ist mit dem becherförmigen Abschnitt 40 der Elektrode 32 verschlossen. Nach dem Einsetzen des ferromagnetischen Kerns 28 in den Hohlraum 34 des Sekundärwicklungsträgers 24 wird der Hohlraum 34 mit isolierender Vergußmasse 48 ausgegossen. Damit beim Ausgießen des Hohlraumes 34 im Bereich des becherförmigen Abschnittes 44 der Elektrode 32 keine Luft eingeschlossen wird, sind sowohl im becherförmigen Abschnitt 44 als auch im Sekundärwicklungskörper 24 Luftaustrittsöffnungen 47 bzw. 49 (siehe 4) ausgebildet, durch die die Luft beim Ausgießen entweichen kann.In 5 are the components of 4 shown in the assembled state in longitudinal section. The ferromagnetic core 28 is in the cavity 34 of the secondary winding carrier 24 arranged. One end of the secondary winding carrier 24 is with the cup-shaped section 40 the electrode 32 locked. After inserting the ferromagnetic core 28 in the cavity 34 of the secondary winding carrier 24 becomes the cavity 34 with insulating potting compound 48 poured out. So when pouring the cavity 34 in the area of the cup-shaped section 44 the electrode 32 no air is trapped, both in the cup-shaped section 44 as well as in the secondary winding body 24 Air outlet openings 47 respectively. 49 (please refer 4 ), through which the air can escape during pouring.

Der leitende Stift 30 ist mit einem Ende der Sekundärwicklung 26 leitend verbunden und ist zur Verbindung mit dem Massepotential bestimmt. Das andere Ende der Sekundärwicklung 26 ist mit der Elektrode 32 verbunden. 6 zeigt die zusammengesetzten Komponenten von 5 in einer perspektivischen Darstellung.The senior pen 30 is with one end of the secondary winding 26 conductively connected and is intended for connection to the ground potential. The other end of the secondary winding 26 is with the electrode 32 connected. 6 shows the composite components of 5 in a perspective view.

7 zeigt eine Längsschnittsansicht, bei der der Sekundärwicklungsträger 24 inklusive Sekundärwicklung 26 und Elektrode 32 im Hohlraum 14 des Primärwicklungsträgers 10 (siehe 1 und 2) angeordnet ist. Dabei ist der Gewindeabschnitt 46 der Elektrode 32 durch die Öffnung 16 (siehe 1) im Primärwicklungsträger 10 gesteckt. Der Zwischenraum zwischen dem Primärwicklungsträger 10 und dem Sekundärwicklungsträger 24 ist mit isolierender Vergußmasse 48 gefüllt. 7 shows a longitudinal sectional view in which the secondary winding carrier 24 including secondary winding 26 and electrode 32 in the cavity 14 of the primary winding carrier 10 (please refer 1 and 2 ) is arranged. Here is the threaded section 46 the electrode 32 through the opening 16 (please refer 1 ) in the primary winding carrier 10 plugged. The gap between the primary winding carrier 10 and the secondary winding carrier 24 is with insulating potting compound 48 filled.

Man beachte, daß der Verguß in zwei unabhängigen Schritten erfolgen kann: Zunächst kann der Hohlraum 34 des Sekundärwicklungsträgers 24 mit dem darin befindlichen ferromagnetischen Kern 28 vergossen werden und dann der Hohlraum 14 des Primärwicklungsträgers 10 mit dem darin befindlichen Sekundärwicklungsträger 24. In diesem zweischrittigen Verguß ist es einfacher, die Bildung von Lunkern zu vermeiden, in denen die für die Alterung maßgeblich verantwortlichen Teilentladungen stattfinden können.Note that casting can be done in two independent steps: First, the cavity 34 of the secondary winding carrier 24 with the ferromagnetic core therein 28 be shed and then the cavity 14 of the primary winding carrier 10 with the secondary winding carrier located therein 24 , In this two-step grouting, it is easier to avoid the formation of voids in which the partial discharges that are significantly responsible for aging can take place.

Die Transformationsvorrichtung mit dem in den 1 bis 8 gezeigten Komponenten ist im besonderen Maße alterungsbeständig, wie im folgenden näher erläutert wird. In 9 ist eine geschnittene Darstellung einer Elektrode 32' und eines ferromagnetischen Kerns 28' mit einem Weicheisenstab 36' und einem Permanentmagneten 38' gezeigt, wie sie in herkömmlichen Transformationsvorrichtungen aus dem Stand der Technik verwendet werden. Zwischen der Elektrode 32' und dem ihr zugewandten Ende des ferromagnetischen Kernes 28', das durch den Permanentmagneten 38' gebildet wird, liegt ein elektrisches Feld 50' vor, das durch Feldlinien schematisch dargestellt ist. Der Permanentmagnet 38' ist zylindrisch und hat somit am Übergang zwischen seiner Mantelfläche 38a' und seiner Stirnfläche 38b' eine scharfe Kante 38c'. An dieser scharfen Kante ist die Ladungsträgerdichte lokal erhöht und daher auch die Feldliniendichte des elektrischen Feldes 50' erhöht. Somit liegt im Bereich der Kante 38c' ein verhältnismäßig starkes elektrisches Feld vor. Der Zwischenbereich zwischen der Elektrode 32' und dem ferromagnetischen Kern 28' ist mit einer isolierenden Vergußmasse (in 9 nicht gezeigt) gefüllt. Die elektrische Feldstärke im Bereich der Kante 38c' ist ausreichend groß, um Teilentladungen in mikroskopischen Hohlräumen in der Vergußmasse zu zünden, die maßgeblich zu deren Alterung beitragen.The transformation device with in the 1 to 8th shown components is particularly resistant to aging, as will be explained in more detail below. In 9 is a sectional view of an electrode 32 ' and a ferromagnetic core 28 ' with a soft iron bar 36 ' and a permanent magnet 38 ' as used in conventional prior art transformers. Between the electrode 32 ' and the end of the ferromagnetic core facing it 28 ' that through the permanent magnet 38 ' is formed, lies an electric field 50 ' before, which is represented schematically by field lines. The permanent magnet 38 ' is cylindrical and thus has at the transition between its lateral surface 38a ' and his face 38b ' a sharp edge 38c ' , At this sharp edge, the charge carrier density is increased locally and therefore also the field line density of the electric field 50 ' elevated. Thus lies in the area of the edge 38c ' a relatively strong electric field. The intermediate area between the electrode 32 ' and the ferromagnetic core 28 ' is with an insulating potting compound (in 9 not shown) filled. The electric field strength in the area of the edge 38c ' is sufficiently large to ignite partial discharges in microscopic cavities in the potting compound, which contribute significantly to their aging.

Der herkömmlichen Anordnung von 9 ist in 10 die Anordnung nach einer Weiterbildung der Erfindung gegenübergestellt. Diese unterscheidet sich im wesentlichen durch zwei Merkmale von derjenigen aus dem Stand der Technik. Zum einen ist der Permanentmagnet 38 (siehe auch 4, 5 und 7) abgerundet, d.h. er hat einen kontinuierlich gekrümmten Übergang zwischen einem Mantelflächenbereich 38a und einem Stirnflächenbereich 38b. Somit wird durch die Formgebung des Permanentmagneten 38 oder allgemeiner ausgedrückt, durch die Formgebung des der Elektrode 32 gegenüberstehenden Endes des ferromagnetischen Kernes 28 eine Kante bzw. Spitze und eine damit einhergehende lokale Feldstärkenerhöhung vermieden. Damit kann erreicht werden, daß die Stärke eines Feldes 50 zwischen dem ferromagnetischen Kern 28 und der Elektrode 32 überall unterhalb der sogenannten Einsetzfeldstärke für Teilentladungen bleibt.The conventional arrangement of 9 is in 10 compared the arrangement according to a development of the invention. This differs essentially by two features from those of the prior art. First, the permanent magnet 38 (see also 4 . 5 and 7 ), ie it has a continuously curved transition between a jacket surface area 38a and a face area 38b , Thus, by the shaping of the permanent magnet 38 or more generally, by the shape of the electrode 32 opposite end of the ferromagnetic core 28 avoided an edge or peak and a local field strength increase associated therewith. This can be achieved that the strength of a field 50 between the ferromagnetic core 28 and the electrode 32 remains below the so-called Einsetzfeldstärke for partial discharges everywhere.

Zum anderen hat die Elektrode 32 einen becherförmigen Abschnitt 40 mit einem Bodenabschnitt 42 und einem Wandabschnitt 44. Der Wandabschnitt 44 umgibt den Raum zwischen dem Bodenabschnitt 42 und der Stirnfläche des Permanentmagneten 38.For another, the electrode has 32 a cup-shaped section 40 with a bottom section 42 and a wall section 44 , The wall section 44 surrounds the space between the floor section 42 and the end face of the permanent magnet 38 ,

Wie anhand der Feldlinien des Feldes 50 von 10 zu erkennen ist, führt die becherförmige Gestalt der Elektrode 32 zu einer Entzerrung des Feldes 50, d.h. zu einer Vergrößerung des vom Feld 50 gefüllten Raumes und zu einer Homogenisierung des elektrischen Feldes. Durch die Entzerrung des Feldes wird dessen durchschnittliche Feldstärke abgesenkt, während durch die Homogenisierung des Feldes lokale Feldstärkenerhöhungen vermieden werden. Dadurch kann die Stärke des Feldes 50 überall unterhalb der Einsatzfeldstärke für Teilentladungen gehalten werden.As with the field lines of the field 50 from 10 can be seen leads the cup-shaped shape of the electrode 32 to an equalization of the field 50 ie to an increase of the field 50 filled space and to a homogenization of the electric field. The equalization of the field reduces its average field strength, while homogenizing the field avoids local field strength increases. This can change the strength of the field 50 be kept below the field strength for partial discharges everywhere.

Ein ideal homogenes Feld 50 würde sich ergeben, wenn die Oberfläche des Permanentmagneten 38 und die Innenfläche des becherförmigen Abschnittes 40 der Elektrode 32 zueinander parallel wären. Bei der gezeigten Elektrode 32 beträgt der Abstand zwischen einem beliebigen Punkt auf dem dem Perma nentmagneten 38 zugewandten Teil der Oberfläche des Wandabschnittes 44 und dem ferromagnetischen Kern das 0,75- bis 1,8-fache des Abstandes zwischen dem Bodenabschnitt 42 und dem Schnittpunkt zwischen der Stirnfläche 38b des Permanentmagneten 38 und einer Mittelachse 51 des ferromagnetischen Kernes 28. Bei einer derartigen Dimensionierung des becherförmigen Abschnittes 40 läßt sich eine zum Zwecke der Vermeidung von Teilentladungen ausreichend homogene Verteilung des Feldes 50 erreichen.An ideally homogeneous field 50 would arise if the surface of the permanent magnet 38 and the inner surface of the cup-shaped portion 40 the electrode 32 would be parallel to each other. For the electrode shown 32 is the distance between any point on the Perma nentmagneten 38 facing part of the surface of the wall portion 44 and the ferromagnetic core 0.75 to 1.8 times the distance between the bottom portion 42 and the intersection between the face 38b of the permanent magnet 38 and a central axis 51 of the ferromagnetic core 28 , With such a dimensioning of the cup-shaped section 40 can be a sufficient for the purpose of avoiding partial discharges sufficiently homogeneous distribution of the field 50 to reach.

In 11 ist ein radialer Schnitt durch den Sekundärwicklungsträger 24, die Sekundärwicklung 26, den mit Vergußmasse 48 gefüllten Zwischenraum zwischen Sekundärwicklungsträger 24 und Primärwicklungsträger 10 und den Primärwicklungsträger 10 gezeigt. Die Vergußmasse 48 besteht aus einem Kunstharz und einem Füllstoff. Der Füllstoff hat u.a. die Funktion, den thermischen Ausdehnungskoeffizient der Vergußmasse 48 demjenigen der Elektrode 32 u.dgl. anzugleichen. Die Sekundärwicklung 26 ist in 11 nur schematisch angedeutet. In Wirklichkeit kann sie etwa 70 Lagen Drahtes mit einem Durchmesser von nur etwa 50 μm umfassen. Bei einem so feinen Draht sind die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen so eng, daß der Füllstoff nicht in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen eindringen kann. In die Sekundärwicklung 26 dringt somit nur das reine Kunstharz ein. In einem an die Sekundärwicklung 26 radial außen angrenzenden Bereich 48a, d.h. dem Bereich zwischen r1 und r2 in 11, liegt demnach eine erhöhte Konzentration des Füllstoffes vor. Im Bereich 48b zwischen r2 und r3 hat die Vergußmasse 48 die gewöhnliche Konzentration des Füllstoffes, und radial außerhalb von r3 beginnt der Primärwicklungsträger 10.In 11 is a radial section through the secondary winding carrier 24 , the secondary winding 26 with potting compound 48 filled gap between secondary winding carrier 24 and primary winding carrier 10 and the primary winding carrier 10 shown. The potting compound 48 consists of a synthetic resin and a filler. The filler has inter alia the function, the coefficient of thermal expansion of the potting compound 48 that of the electrode 32 etc.. equalize. The secondary winding 26 is in 11 only indicated schematically. In fact, it can comprise about 70 layers of wire with a diameter of only about 50 μm. With such a fine wire, the spaces between the individual turns are so narrow that the filler can not penetrate into the spaces between the individual turns. In the secondary winding 26 thus penetrates only the pure resin. In one to the secondary winding 26 radially outside adjacent area 48a , ie the range between r 1 and r 2 in 11 Accordingly, there is an increased concentration of the filler. In the area 48b between r 2 and r 3 has the potting compound 48 the ordinary concentration of filler, and radially outside of r 3 , the primary winding carrier begins 10 ,

In 12 ist der radiale Verlauf des elektrostatischen Potentials entlang des Schnittes von 11, und in 13 der entsprechende radiale Verlauf der elektrischen Feldstärke gezeigt. In beiden Diagrammen 12 und 13 zeigt eine gebrochene Linie 52 bzw. 56 den Verlauf für eine herkömmliche Vergußmasse, bei der der Füllstoff eine wesentlich höhere Dielektrizitätszahl hat als das Kunstharz, und die durchgezogenen Linien 54 bzw. 58 den Verlauf gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, bei der die Dielektrizitätskonstanten des Kunstharzes und des Füllstoffes nahezu identisch sind. Für Radien < r1, d.h. im Feldschatten der Sekundärwicklung 26, liegt konstant die Sekundärspannung vor. Zwischen r1 und r3, d.h. in dem mit der Vergußmasse 48 gefüllten Raum zwischen der Sekundärwicklung 26 und dem Primärwicklungsträger 10 nimmt das Potential mit zunehmender radialer Entfernung von der Sekundärwicklung ab. Wenn, wie beim Stand der Technik, der Füllstoff eine andere, d.h. in der Regel höhere, Dielektrizitätskonstante hat als das Kunstharz, ergibt sich bei r2, wo sich die Konzentration des Füllstoffes in der Vergußmasse 48 ändert, eine Änderung der Dielektrizitätskonstante der Vergußmasse 48 als Ganzes. Dies führt zu einem Knick im Potentialverlauf (siehe Graph 52 in 12) bzw. einem Sprung im elektrischen Feld (siehe Graph 56 in 13). Dieser Sprung in der elektrischen Feldstärke bei r2 führt zu mechanischen Spannungen und bei längerer Beanspruchung zu Rissen oder Spalten, in denen wiederum die für die Alterung der Vergußmasse maßgeblichen Teilentladungen stattfinden können.In 12 is the radial course of the electrostatic potential along the section of 11 , and in 13 the corresponding radial course of the electric field strength shown. In both diagrams 12 and 13 shows a broken line 52 respectively. 56 the course for a conventional potting compound, wherein the filler has a much higher dielectric constant than the resin, and the solid lines 54 respectively. 58 the course according to an embodiment of the invention, in which the dielectric constants of the synthetic resin and the filler are almost identical. For radii <r 1 , ie in the field shadow of the secondary winding 26 , the secondary voltage is constantly present. Between r 1 and r 3 , ie in the potting compound 48 filled space between the secondary winding 26 and the primary wrapper 10 decreases the potential with increasing radial distance from the secondary winding. If, as in the prior art, the filler has a different, ie usually higher, dielectric constant than the synthetic resin, this results in r 2 , where the concentration of the filler in the potting compound 48 changes, a change in the dielectric constant of the potting compound 48 as a whole. This leads to a kink in the potential curve (see graph 52 in 12 ) or a jump in the electric field (see graph 56 in 13 ). This jump in the electric field strength at r 2 leads to mechanical stresses and, in the event of prolonged stress, to cracks or crevices in which, in turn, the partial discharges decisive for the aging of the potting compound can take place.

Um dieses Problem zu umgehen wird ein Füllstoff verwendet, dessen Dielektrizitätskonstante mit derjenigen des Kunstharzes nahezu identisch ist. Beispielsweise wird für das Kunstharz ein Epoxydharz verwendet und für den Füllstoff Quarz. Dann ergibt sich ein glatter Verlauf des Potentials zwischen r1 und r3 (siehe Graph 54 in 12) bzw. ein Verlauf der elektrischen Feldstärke zwischen r1 und r3 ohne Sprünge (siehe Graph 58 in 13). Dadurch wird die Spaltenbildung im Bereich der Füllstoffkonzentrationsänderung wirksam vermieden. Außerdem wird die maximale Feldstärke (s. Graph 58 bei r3) im Vergleich zum Stand der Technik (s. Graph 56 bei r3) verringert, wodurch das Auftreten von Teilentladungen weiterhin erschwert wird.To circumvent this problem, a filler whose dielectric constant is almost identical to that of the resin is used. For example, an epoxy resin is used for the resin and quartz for the filler. Then there is a smooth course of the potential between r 1 and r 3 (see graph 54 in 12 ) or a progression of the electric field strength between r 1 and r 3 without jumps (see graph 58 in 13 ). As a result, the formation of gaps in the area of the filler concentration change is effectively avoided. In addition, will the maximum field strength (see graph 58 at r 3 ) compared to the prior art (see Graph 56 at r 3 ), whereby the occurrence of partial discharges is further complicated.

Im Potentialverlauf der 12 ergibt sich ein weiterer Knick bei r3, verbunden mit einem Sprung in der elektrischen Feldstärke (siehe 13), der auf eine unterschiedliche Dielektrizitätskonstante der Vergußmasse 48 und des Materials des Primärwicklungsträgers 10 zurückzuführen ist. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird auch die Dielektrizitätskonstante des Materials des Primärwicklungsträgers 10 und des Sekundärwicklungsträgers 24 derjenigen des Kunstharzes angepaßt. Dadurch wird eine Spaltbildung zwischen der Vergußmasse einerseits und den Wicklungsträgern 10, 24 andererseits wirksam vermieden.In the potential course of 12 This results in another kink at r 3 , associated with a jump in the electric field strength (see 13 ), based on a different dielectric constant of the potting compound 48 and the material of the primary winding carrier 10 is due. In a particularly advantageous development, the dielectric constant of the material of the primary winding carrier also becomes 10 and the secondary winding carrier 24 adapted to those of the resin. This results in a gap formation between the potting compound on the one hand and the winding carriers 10 . 24 on the other hand effectively avoided.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die 14 und 15 die verbesserten EMV-Eigenschaften der Transformationsvorrichtung erläutert. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 14 eine herkömmliche Zündanordnung beschrieben. Die herkömmliche Zündanordnung von 14 umfaßt eine außenliegende Sekundärwicklung 26' und eine innenliegende Primärwicklung 12'. Die Sekundärwicklung 26' ist leitend mit einer Elektrode 32' verbunden, die wiederum über eine Kontaktfeder 60 mit einer Zündkerze 62 verbunden ist. Die Transformationsvorrichtung und die Zündkerze 62 sind gemeinsam in einem mit dem Massepotential verbundenen Gehäuse 64 untergebracht. Die Zündkerze 62 hat eine auf Massepotential befindliche Elektrode 64, die ein Ende einer Funkenstrecke bildet.The following are with reference to the 14 and 15 explains the improved EMC properties of the transformation device. First, referring to 14 a conventional Zündanordnung described. The conventional ignition arrangement of 14 includes an external secondary winding 26 ' and an inner primary winding 12 ' , The secondary winding 26 ' is conductive with an electrode 32 ' connected, in turn, via a contact spring 60 with a spark plug 62 connected is. The transformation device and the spark plug 62 are common in a connected to the ground potential housing 64 accommodated. The spark plug 62 has an electrode at ground potential 64 that forms one end of a spark gap.

Der zeitliche Anfang eines Zündfunkens 65 stellt sich als sprunghafte Abnahme der Sekundärspannung von einem höheren Wert, der zur Ionisierung der Funkenstrecke benötigt wird, auf eine niedrigere, sogenannte Brennspannung dar, unter der der Stromfluß entlang der Funkenstrecke stattfindet. Dieser sprunghafte Spannungswechsel, der innerhalb einiger Nanosekunden stattfindet, ist nach Untersuchungen der Erfinder die Hauptursache für EMV-Probleme bei Zündvorrichtungen. In 14 ist ein Störpfad 66, entlang dem sich ein Störimpuls ausbreitet, schematisch dargestellt. Der Störpfad beginnt in der Fun kenstrecke und verläuft über die Zündkerze 62, die Kontaktfeder 60 und die Elektrode 62' zur Sekundärwicklung 26'. Von dieser verläuft der Störpfad 66 aufgrund einer kapazitiven Kopplung zwischen der Sekundärwicklung 26' und der Primärwicklung 12' durch die Primärwicklung 12' und deren Anschluss 20' in das Bord-Netz 68 des Kraftfahrzeuges, in dem sie Funktionsstörungen elektronischer Steuerungseinrichtungen hervorrufen kann. Der Störimpuls gelangt über das Bord-Netz 68 zum Massepotential und damit zur Elektrode 64 der Funkenstrecke, so daß sich der Störpfad 66 schließt.The beginning of a spark 65 represents as a sudden decrease of the secondary voltage from a higher value, which is required for ionizing the spark gap, to a lower, so-called burning voltage, under which the current flow takes place along the spark gap. This erratic voltage change, which takes place within a few nanoseconds, according to studies of the inventors, the main cause of EMC problems in igniters. In 14 is a jam path 66 , along which an interference pulse propagates, shown schematically. The Störpfad begins in the fun kenstrecke and runs over the spark plug 62 , the contact spring 60 and the electrode 62 ' to the secondary winding 26 ' , From this runs the Störpfad 66 due to a capacitive coupling between the secondary winding 26 ' and the primary winding 12 ' through the primary winding 12 ' and their connection 20 ' in the on-board network 68 of the motor vehicle, in which it can cause malfunction of electronic control devices. The interference pulse passes through the on-board network 68 to the ground potential and thus to the electrode 64 the spark gap, so that the Störpfad 66 closes.

In 15 ist eine Zündvorrichtung mit der Transformationsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Zündvorrichtung beinhaltet die im Zusammenhang mit den 1 bis 8 beschriebene Transformationsvorrichtung, die hier gemeinsam mit einer Zündkerze 62 in einem mit Massepotential verbundenen metallischen Gehäuse bzw. Kesselmantel 64 untergebracht ist. Die Elektrode 32 ist mit einem Anschluß der Zündkerze 62 über eine schematisch dargestellte Steckverbindung 70 verbunden. Der Spannungsabfall infolge des Entstehens eines Zündfunkens 65 breitet sich als Störimpuls entlang eines Störpfades 72 über die Zündkerze 62, die Steckverbindung 70 und die Elektrode 32 auf die Sekundärwicklung 26 aus, die bei der gezeigten Transformationsvorrichtung innen angeordnet ist. Da zwischen der Sekundärwicklung 26 und der Primärwicklung 18 eine leitende Schicht 18 angeordnet ist, die mit dem Kesselmantel 64, d.h. dem Massepotential verbunden ist, liegt hier keine kapazitive Kopplung zwischen der Sekundärwicklung 26 und der Primärwicklung 18 vor. Der Störimpuls wird somit nicht auf das Bord-Netz 68 übertragen. Statt dessen fließt er niederimpedant über den Kesselmantel 64 zum Massepotential ab. Experimente und Simulationen der Erfinder haben gezeigt, daß mit Hilfe der leitenden Schicht 18 in der Tat der mit Abstand größte Teil der Störungen unterbunden werden kann.In 15 an ignition device is shown with the transformation device according to an embodiment of the invention. The ignition device includes those associated with the 1 to 8th described transformation device, here together with a spark plug 62 in a connected to ground potential metallic housing or boiler shell 64 is housed. The electrode 32 is with a connection of the spark plug 62 via a schematically illustrated plug connection 70 connected. The voltage drop due to the generation of a spark 65 spreads as a glitch along a Störpfades 72 over the spark plug 62 , the plug connection 70 and the electrode 32 on the secondary winding 26 from which is arranged inside in the illustrated transformation device. Because between the secondary winding 26 and the primary winding 18 a conductive layer 18 is arranged with the boiler shell 64 , ie connected to the ground potential, there is no capacitive coupling between the secondary winding here 26 and the primary winding 18 in front. The interference pulse is thus not on the on-board network 68 transfer. Instead, it flows low impedance over the boiler shell 64 to ground potential. Experiments and simulations of the inventors have shown that by means of the conductive layer 18 In fact, by far the largest part of the disturbances can be prevented.

In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) wird die leitende Schicht durch leitfähigen Klebstoff oder leitfähigen Backlack gebildet, mit dem die Windungen der Primärwicklung (12) verbunden sind und zusammengehalten werden. Dann wird kein Primärspulenkörper benötigt.In an alternative embodiment (not shown), the conductive layer is formed by conductive adhesive or conductive baked enamel, with which the turns of the primary winding ( 12 ) are connected and held together. Then no primary spool is needed.

1010
PrimärwicklungsträgerPrimary winding support
1212
Primärwicklungprimary
1414
Hohlraumcavity
1616
Öffnung im Primärwicklungsträger 10 Opening in the primary winding carrier 10
1818
leitende Schichtsenior layer
2020
AnschlußConnection
2222
AnschlußConnection
2424
SekundärwicklungsträgerSecondary winding support
2626
Sekundärwicklungsecondary winding
2828
ferromagnetischer Kernferromagnetic core
3030
leitender Stiftsenior pen
3232
Elektrodeelectrode
3434
Hohlraumcavity
3636
WeicheisenstabSoft iron bar
3838
Permanentmagnetpermanent magnet
4040
becherförmiger Abschnittcup-shaped section
4242
Bodenabschnittbottom section
4444
Wandabschnittwall section
4646
Anschlußabschnittconnecting section
4747
LuftaustrittsöffnungAir outlet opening
4848
Vergussmassepotting compound
4949
LuftaustrittsöffnungAir outlet opening
5050
elektrisches Feldelectrical field
5151
Mittelachse des ferromagnetischen Kernescentral axis of the ferromagnetic core
5252
Potentialverlauf nach dem Stand der Technikpotential curve According to the state of the art
5454
Potentialverlauf nach einer Weiterbildung der Erfindungpotential curve according to a development of the invention
5656
Verlauf der elektrischen Feldstärke beim Stand der Technikcourse the electric field strength in the prior art
5858
Verlauf der elektrischen Feldstärke bei einer Weiterbildung der Erfincourse the electric field strength in a development of the inventions
dungdung
6060
Kontaktfedercontact spring
6262
Zündkerzespark plug
6464
Elektrodeelectrode
6565
Zündfunkespark
6666
Störpfad beim Stand der TechnikStörpfad at State of the art
6868
Bord-NetzBoard network
7070
Steckverbindungconnector
7272
Störpfad bei einer Weiterbildung der ErfindungStörpfad at a development of the invention

Claims (22)

Transformationsvorrichtung zum Erzeugen einer Zündspannung für Verbrennungskraftmaschinen, mit einer Primärwicklung (12), an die eine Primärspannung anlegbar ist, einer Sekundärwicklung (26), in der eine Sekundärspannung induzierbar ist, einem ferromagnetischen Kern (28), der in der Primärwicklung (12) und der Sekundärwicklung (26) angeordnet ist, und einer Elektrode (32), die einem Ende (38) des ferromagnetischen Kernes (28) gegenübersteht, die mit der Sekundärwicklung (26) verbunden ist und die mit einer Funkenstrecke verbindbar ist, wobei zwischen dem genannten Ende (38) des ferromagnetischen Kernes (28) und der Elektrode (32) durch die Sekundärspannung ein elektrisches Feld (50) hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Ende (38) des ferromagnetischen Kernes (28) einen kontinuierlich gekrümmten Übergang zwischen Mantelfläche (38a) und Stirnfläche (38b) hat.Transformation device for generating an ignition voltage for internal combustion engines, having a primary winding ( 12 ), to which a primary voltage can be applied, a secondary winding ( 26 ), in which a secondary voltage is inducible, a ferromagnetic core ( 28 ), which in the primary winding ( 12 ) and the secondary winding ( 26 ), and an electrode ( 32 ), the one end ( 38 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) facing the secondary winding ( 26 ) and which is connectable to a spark gap, wherein between said end ( 38 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) and the electrode ( 32 ) by the secondary voltage an electric field ( 50 ), characterized in that said end ( 38 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) a continuously curved transition between lateral surface ( 38a ) and face ( 38b ) Has. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (32) an ihrer dem ferromagnetischen Kern (28) zugewandten Seite konkav ausgebildet ist.Transformation device according to claim 1, characterized in that the electrode ( 32 ) at its the ferromagnetic core ( 28 ) facing side is concave. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des ferromagnetischen Kernes (28) durch Permanentmagneten (38) gebildet sind.Transformation device according to claim 1 or 2, characterized in that the ends of the ferromagnetic core ( 28 ) by permanent magnets ( 38 ) are formed. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Elektrode (32) gegenüberstehende Stirnfläche (38a) des ferromagnetischen Kernes (38) konvex ist.Transformation device according to one of the preceding claims, characterized in that that of the electrode ( 32 ) opposite end face ( 38a ) of the ferromagnetic core ( 38 ) is convex. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der konvexen Stirnfläche (38b) mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse (51) des ferromagnetischen Kernes (28) zunimmt.Transformation device according to claim 4, characterized in that the curvature of the convex end face ( 38b ) with increasing distance from the central axis ( 51 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) increases. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (32) einen becherförmigen Abschnitt (40) hat, dessen Öffnung dem ferromagnetischen Kern (28) zugewandt ist.Transformation device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode ( 32 ) a cup-shaped section ( 40 ) whose opening is the ferromagnetic core ( 28 ) is facing. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der becherförmige Abschnitt (40) einen Bodenabschnitt (42) hat, der quer zur Mittelachse (51) des ferromagnetischen Kernes (28) angeordnet ist, und einen Wandabschnitt (44) hat, der einen zwischen dem Bodenabschnitt (42) und der Stirnfläche (38a) des ferromagnetischen Elementes (28) befindlichen Raum umgibt, wobei der Abstand zwischen einem jeden Punkt auf dem dem ferromagnetischen Kern (28) zugewandten Teil der Oberfläche des Wandabschnittes (44) und dem ferromagnetischen Kern (28) das 0,5-fache bis 2,5-fache, vorzugsweise das 0,75-fache bis 1,8-fache des Abstandes zwischen dem Bodenabschnitt (42) und dem Schnittpunkt zwischen der Stirnfläche (38a) und der Mittelachse (51) des ferromagnetischen Kernes (28) beträgt.Transformation device according to claim 6, characterized in that the cup-shaped portion ( 40 ) a bottom section ( 42 ), which is transverse to the central axis ( 51 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) is arranged, and a wall portion ( 44 ), one between the bottom section ( 42 ) and the face ( 38a ) of the ferromagnetic element ( 28 ), wherein the distance between each point on the ferromagnetic core ( 28 ) facing part of the surface of the wall portion ( 44 ) and the ferromagnetic core ( 28 ) 0.5 times to 2.5 times, preferably 0.75 times to 1.8 times the distance between the bottom portion ( 42 ) and the intersection between the face ( 38a ) and the central axis ( 51 ) of the ferromagnetic core ( 28 ) is. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen hülsenförmigen Sekundärwicklungsträger (24), auf dem die Sekundärwicklung (26) angeordnet ist und der an einem Ende mit dem becherförmigen Abschnitt (40) verschlossen ist.Transformation device according to claim 6 or 7, characterized by a sleeve-shaped secondary winding carrier ( 24 ) on which the secondary winding ( 26 ) is arranged and at one end with the cup-shaped portion ( 40 ) is closed. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Zwischenräume zwischen Komponenten der Transformationsvorrichtung mit einer Vergussmasse (48) gefüllt sind, die ein Kunstharz und einen Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrizitätskonstante des Füllstoffes das 0,5-fache bis 1,5-fache, vorzugsweise das 0,8-fache bis 1,25-fache und besonders vorzugsweise das 0,9-fache bis 1,2-fache der Dielektrizitätskonstante des Kunstharzes beträgt.Transformation device according to one of the preceding claims, wherein the interspaces between components of the transformation device with a potting compound ( 48 ) containing a synthetic resin and a filler, characterized in that the dielectric constant of the filler is 0.5 times to 1.5 times, preferably 0.8 times to 1.25 times, and more preferably that 0.9 times to 1.2 times the dielectric constant of the resin. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Komponenten eines oder mehrere der folgenden Teile umfassen: einen Primärwicklungsträger (10), einen Sekundärwicklungsträger (24), eine Elektrode (32), die mit einer Sekundärwicklung (26) verbunden ist und mit einer Funkenstrecke verbindbar ist, einen ferromagnetischen Kern (28), ein Metallgehäuse (64).Transformation device according to claim 9, characterized in that said components comprise one or more of the following parts: a primary winding carrier ( 10 ), a secondary winding carrier ( 24 ), an electrode ( 32 ) connected to a secondary winding ( 26 ) and connectable to a spark gap, a ferromagnetic core ( 28 ), a metal housing ( 64 ). Transformationsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der mindestens eine der genannten Komponenten (10, 24) aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrizitätskonstante des Kunststoffs das 0,5-fache bis 1,5-fache, vorzugsweise das 0,8-fache bis 1,25-fache und besonders vorzugsweise das 0,9-fache bis 1,2-fache der Dielektrizitätskonstante der Vergussmasse (48) beträgt.Transformation device according to claim 9 or 10, in which at least one of said components ( 10 . 24 ) consists of plastic, characterized in that the dielectric constant of the plastic is 0.5 times to 1.5 times, preferably 0.8 times to 1.25 times and particularly preferably 0.9 times to 1 , 2 times the dielectric constant of the potting compound ( 48 ) is. Transformationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff geeignet ist, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse demjenigen der genannten Komponenten anzupassen.Transformation device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the filler is suitable, the thermal Expansion coefficients of the potting compound that of the mentioned Adapt components. Transformationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Epoxydharz ist.Transformation device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the synthetic resin is an epoxy resin. Transformationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Quarz ist.Transformation device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the filler is quartz. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Primärwicklung (12), an die eine Primärspannung anlegbar ist, und einer Sekundärwicklung (26), in der eine Sekundärspannung induzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Primärwicklung (12) und der Sekundärwicklung (26) eine leitende Schicht (18) angeordnet ist, die mit dem Massepotential verbunden ist.Transformation device according to one of the preceding claims, with a primary winding ( 12 ), to which a primary voltage can be applied, and a secondary winding ( 26 ) in which a secondary voltage is inducible, characterized in that between the primary winding ( 12 ) and the secondary winding ( 26 ) a conductive layer ( 18 ), which is connected to the ground potential. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht (18) unmittelbar an die Primärwicklung (12) angrenzend angeordnet ist.Transformation device according to claim 15, characterized in that the conductive layer ( 18 ) directly to the primary winding ( 12 ) is arranged adjacent. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht (18) durch eine Folie gebildet ist.Transformation device according to claim 15 or 16, characterized in that the conductive layer ( 18 ) is formed by a film. Transformationsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht (18) auf ein Trägermaterial aufgedampft oder aufgedruckt ist.Transformation device according to claim 15 or 16, characterized in that the conductive layer ( 18 ) is vapor-deposited or printed on a carrier material. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (26) zumindest teilweise innerhalb der Primärwicklung (12) angeordnet ist.Transformation device according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary winding ( 26 ) at least partially within the primary winding ( 12 ) is arranged. Transformationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsvorrichtung einen hülsenartigen Primärwicklungsträger (10) hat, auf dem die Primärwicklung (12) angeordnet ist.Transformation device according to one of the preceding claims, characterized in that the transformation device comprises a sleeve-like primary winding carrier ( 10 ) on which the primary winding ( 12 ) is arranged. Transformationsvorrichtung nach den Ansprüchen 19, 20 und einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht (18) auf der Außenumfangsfläche des Primärwicklungsträgers (10) angeordnet ist.Transformation device according to claims 19, 20 and one of claims 15 to 18, characterized in that the conductive layer ( 18 ) on the outer peripheral surface of the primary winding carrier ( 10 ) is arranged. Transformationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht durch leitfähigen Klebstoff oder leitfähigen Backlack gebildet wird, mit dem die Windungen der Primärwicklung (12) verbunden sind.Transformation device according to one of claims 15 to 20, characterized in that the conductive layer is formed by conductive adhesive or conductive baked enamel, with which the turns of the primary winding ( 12 ) are connected.
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