DE102005037257A1

DE102005037257A1 - Stabzündspule für eine Zündanlage

Info

Publication number: DE102005037257A1
Application number: DE200510037257
Authority: DE
Inventors: Konstantin Lindenthal; Nikolaus Hautmann; Markus Knepper
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stabzündspule für eine Zündanlage, insbesondere für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Stabkern (2), einen ersten Spulenkörper (3) mit einer ersten Spulenwicklung (4) und einen zweiten Spulenkörper (5) mit einer zweiten Spulenwicklung (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkern (2) aus einem im Wesentlichen spiralförmig angeordneten plattenförmigen Element gebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stabkerns für eine Stabzündspule.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabzündspule für eine Zündanlage, insbesondere für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stabkernes für eine Zündspule.

Stabzündspulen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bekannte Stabzündspulen weisen üblicherweise einen im Wesentlichen konzentrischen Aufbau auf und umfassen einen zentral angeordneten Stabkern aus einem magnetisierbaren Vollmaterial. Um den Stabkern ist ein innerer Spulenkörper, der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet, auf dem eine als Sekundärspule dienende Wicklung angeordnet ist. Diese Wicklung steht mit einem Hochspannungsanschluss in Verbindung, der mit der Zündkerze elektrisch verbindbar ist. Die Sekundärspule ist wiederum von einem äußeren Spulenkörper, dem sogenannten Primärspulenkörper, umgeben, der eine als Primärwicklung ausgeführte zweite Wicklung trägt. Die Primärwicklung ist mit einer Niederspannungsquelle verbunden. Der Stabkern ist dabei gegenüber der Sekundärwicklung elektrisch isoliert, was häufig durch Verwendung eines Kunststoffs als Material für den Sekundärspulenkörper verwirklicht ist. In dieser Isolationsschicht darf kein Riss bzw. keine Fehlstelle im Isolationsmaterial auftreten, da ansonsten ein elektrischer Spannungsüberschlag zum Stabkern stattfinden kann. Aufgrund der elektrischen Anforderungen der Zündspule sind somit unterschiedliche Materialien für den Stabkern (magnetisierbares Material) und den Sekundärspulenkörper (Kunststoff) vorhanden, welche stark unterschiedliche thermomechanische Eigenschaften aufweisen. Aufgrund dieser Materialunterschiede kann es zu hohen mechanischen Spannungen insbesondere bei Temperaturänderungen kommen, so dass insbesondere Beschädigungen des Kunststoffs in Form von Rissen auftreten können. Weiterhin können durch die Temperaturänderungen große Kräfte auf benachbarte Bauteile ausgeübt werden, welche ebenfalls zu Beschädigungen der Stabzündspule führen können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stabzündspule für eine Zündanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Stabkern in Radial- und Umfangsrichtung eine Elastizität aufweist. Dies wird erfindungsgemäß mit einem besonders einfach aufgebauten kostengünstig herstellbaren Stabkern erreicht. Erfindungsgemäß können somit temperaturbedingte Längenänderungen des Stabkerns insbesondere in Umfangsrichtung ausgeglichen werden und es kann verhindert werden, dass unerwünschte Kraftbelastungen auf benachbarte Bauteile in der Stabzündspule ausgeübt werden. Dies wird erfindungsgemäß durch einen Stabkern erreicht, welcher aus einem im Wesentlichen spiralförmig angeordneten, plattenförmigen Element gebildet ist. Das plattenförmige Element ist vorzugsweise ein Blech oder ein anderes magnetisierbares plattenförmiges Material. Bei Temperaturänderungen wird das spiralförmig aufgerollte plattenförmige Element in Umfangsrichtung bewegt, wodurch Änderungen der Abmessungen des Stabkerns ausgeglichen werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist der Stabkern als gleichmäßige Spirale gewickelt. Dadurch kann er besonders einfach hergestellt werden.

Weiter bevorzugt ist die Spirale des Stabkerns konzentrisch zu einer Mittelachse der Zündspule angeordnet.

Um eine besonders einfache und kostengünstige Herstellbarkeit zu gewährleisten, ist eine Dicke des plattenförmigen Elements konstant.

Weiter bevorzugt ist ein äußerer Endbereich des den Stabkern bildenden plattenförmigen Elements abgeflacht. Dadurch ergibt sich eine ebene Umfangsfläche des Stabkerns ohne Stufe.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stabkerns für eine Zündspule. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines im Wesentlichen rechteckigen plattenförmigen Elements und des Rollens des plattenförmigen Elements derart, dass ein im Wesentlichen spiralförmiger Stabkern entsteht.

Vorzugsweise wird das plattenförmige Element zu einer gleichmäßigen Spirale gerollt bzw. gewickelt.

Zeichnung
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Schnittansicht einer Stabzündspule mit einem Stabkern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Stabkerns und
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Stabkerns gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Stabzündspule 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist die Stabzündspule 1 einen im Wesentlichen konzentrischen Aufbau auf und umfasst einen zentral angeordneten Stabkern 2. Der Stabkern 2 ist aus einem magnetisierbaren Material, insbesondere Blech, hergestellt. Um den Stabkern 2 ist ein Sekundärspulenkörper 3 mit einer daran angeordneten Sekundärwicklung 4 angeordnet. Zur Isolation des Stabkerns von der Sekundärwicklung 4 ist der Sekundärspulenkörper 3 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Um den Sekundärspulenkörper 3 ist wiederum ein Primärspulenkörper 5 mit einer daran angeordneten Primärwicklung 6 konzentrisch angeordnet. In bekannter Weise ist die Sekundärspule mit einem Hochspannungsanschluss und die Primärspule mit einer Niederspannungsquelle verbunden. Ein Magnetkreis wird ebenfalls in bekannter Weise über ein Rückschlussblech geschlossen.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Stabkern 2 erfindungsgemäß aus einem plattenförmigen Element hergestellt. Das plattenförmige Element ist aus einem rechteckigen, plattenförmigen Ausgangsmaterial in Form einer gleichmäßigen Spirale gewickelt bzw. gerollt. Der spiralförmige Stabkern ist dabei konzentrisch um eine Mittelachse X-X der Stabzündspule 1 gewickelt. Wie in 2 gezeigt, ist dabei der Beginn und das Ende der Wicklung in einer Ebene durch die Mittellinie X-X angeordnet.
Aufgrund der gewickelten Bauform des Stabkerns 2 kann der Stabkern 2 in Radial- und Umfangsrichtung elastisch wirken, was insbesondere bei Temperaturänderungen notwendig ist, um Beschädigungen an den Bauteilen zu vermeiden. Somit ist der erfindungsgemäße Stabkern 2 in der Lage, temperaturbedingte Änderungen der Abmessungen aufzunehmen und zu kompensieren. Hierdurch werden mechanische Spannungen, welche auch andere Bauteile der Stabzündspule, insbesondere den Sekundärspulenkörper 3, wirken können, signifikant reduziert bzw. können vollständig verhindert werden. Somit kann erfindungsgemäß insbesondere einer Rissbildung im Sekundärspulenkörper 3 entgegengewirkt werden, so dass die erfindungsgemäßen Stabzündspulen eine besonders lange Lebensdauer aufweisen. Dabei kann der erfindungsgemäße Stabkern 2 besonders einfach durch Rollen bzw. Wickeln eines im Wesentlichen rechteckigen plattenförmigen Elements, wie z.B. einem Blech, hergestellt werden. Hierdurch lassen sich große Kostenvorteile bei der Herstellung von Stabzündspulen bei gleichzeitiger Verbesserung der Haltbarkeit der Stabzündspulen erreichen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 eine Stabzündspule gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Wie in 3 gezeigt, ist der Stabkern 2 derart gebildet, dass ein äußerer Endbereich 2a des den Stabkern 2 bildenden plattenförmigen Elements abgeflacht ist. Hierdurch wird verhindert, dass ein stufenförmiger Absatz am äußeren Umfang des Stabkerns 2 gebildet ist. Dadurch kann insbesondere auch eine konzentrische Anordnung des Sekundärspulenkörpers in der Stabzündspule erreicht werden. Der abgeflachte Endbereich 2a kann dabei entweder vor dem Herstellungsschritt zur Herstellung der Spirale abgeflacht werden oder der abgeflachte Endbereich 2a wird in einem zusätzlichen Schritt nach dem Rollen des plattenförmigen Elements zum Stabkern hergestellt. Aus Gründen einer vereinfachten Herstellung wird jedoch bevorzugt, dass der abgeflachte Endbereich 2a vor dem Schritt des Rollens des plattenförmigen Elements hergestellt wird.

Claims

Stabzündspule für eine Zündanlage, insbesondere für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Stabkern (2), einen ersten Spulenkörper (3) mit einer ersten Spulenwicklung (4) und einen zweiten Spulenkörper (5) mit einer zweiten Spulenwicklung (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkern (2) aus einem im Wesentlichen spiralförmig angeordneten plattenförmigen Element gebildet ist.
Stabzündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkern (2) als Spirale gewickelt ist.
Stabzündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spiralenförmige Stabkern (2) konzentrisch zu einer Mittelachse (X-X) der Stabzündspule angeordnet ist.
Stabzündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des plattenförmigen Elements konstant ist.
Stabzündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Endbereich (2a) des den Stabkern (2) bildenden plattenförmigen Elements abgeflacht ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stabkerns (2) für eine Zündspule, insbesondere für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines im Wesentlichen rechteckigen plattenförmigen Elements, und – Rollen des plattenförmigen Elements derart, dass ein im Wesentlichen spiralförmiger Stabkern (2) entsteht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element zu einer gleichmäßigen Spirale gerollt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element zu einer zur Mittelachse (X-X) nach links gerichteten Spirale gerollt wird.