DE102005039761A1

DE102005039761A1 - Kernbaugruppe, insbesondere für eine Zündspule einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005039761A1
Application number: DE102005039761A
Authority: DE
Inventors: Florian Herzog
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: US20070046416A1; US7405644B2; US20080290983A1; DE102005039761B4

Abstract

Eine Zündspule (10) für eine Brennkraftmaschine weist eine Kernbaugruppe (15) auf. Die Kernbaugruppe (15) besteht aus einem aus Blechstreifen zusammengesetzten, magnetisch wirksamen Kern (12), einem Dämpfungselement (16; 46) und einer den Kern (12) und das Dämpfungselement (16; 46) umgebenden Umhüllung (18). Erfindungsgemäß werden verschiedene Lösungen beschrieben, um den Austritt von in der Kernbaugruppe (15) eingeschlossener Luft beim Vergießen der Zündspule (10) zu verbessern. So ist beispielsweise vorgesehen, das Dämpfungselement (16) mit einem V-förmigen Schnitt (36) oder einer semipermeablen Membran (49) auszubilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kernbaugruppe, insbesondere für eine Zündspule einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kernbaugruppe ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2004 008986 A1 bekannt.

Bei der Montage einer Kernbaugruppe in einer Zündspule wird die Kernbaugruppe während der Vormontage in dem Gehäuse der Zündspule angeordnet. Anschließend wird die vormontierte Zündspule in einer Vergusskammer nach einem sogenannten Vakuumverguss-Verfahren mit einem aus Epoxidharz gebildeten Gießharz vergossen. Das Vergießen erfolgt im Vakuum, um alle Hohlräume der Zündspule mit dem Epoxidharz bzw. Gießharz zu befüllen und die Wicklungen imprägnieren zu können. Da das Kernpaket von einer üblicherweise aus einem Schrumpfschlauch bestehenden Umhüllung, dem Dämpfungselement und auf der dem Dämpfungselement gegenüberliegenden Seite der Kerngruppe von einer Abdeckung umschlossen ist, entsteht bei der Evakuierung der Gießkammer ein Druckgefälle zwischen dem Inneren der Kernbaugruppe und deren Umgebung. Das Druckgefälle wird aber nur sehr langsam abgebaut, so dass auch während des unter Vakuum erfolgenden Vergusses der Zündspule Luft aus der Kernbaugruppe austritt, was zu einer Blasenbildung in dem ausgehärteten Gießharz oder auch an der Oberfläche des ausgehärteten Gießharzes führen kann. Die Blasenbildung kann die Funktion der Stabzündspule über deren Lebensdauer beeinträchtigen. Deshalb wird bereits in einem so genannten Vorvakuumschritt, der vor dem Vergießen erfolgt, versucht, die in der Spule befindliche Luft zu entfernen. Die DE 10 2004 008986 A1 besitzt zur Verbesserung des Luftaustrittes aus dem Kernbereich zusätzlich einen Luftdurchlass in Form zumindest eines Schlitzes, der in dem Dämpfungselement ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kernbaugruppe durch alternative Entlüftungsmöglichkeiten weiterzubilden, um den Einschluss von Luftblasen beim Verguss der Kernbaugruppe weiter zu minimieren bzw. vollständig zu verhindern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kernbaugruppe, insbesondere für eine Zündspule einer Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass besonders gute Entlüftungsmöglichkeiten des Kernpakets erzielt werden, so dass in dem Kernpaket vorhandene Luft in Form von Luftbläschen bereits während des Vorvakuums besonders gut und einfach austreten kann. Dadurch werden Lufteinschlüsse während des Vergußvorganges zuverlässig vermieden, so dass die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die Isolationseigenschaften der Kernbaugruppe und somit der Zündspule verbessert werden, da Spannungsüberschläge in der Zündspule infolge von Hohlräumen verhindert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kernbaugruppe, insbesondere für eine Zündspule einer Brennkraftmaschine, sind in den den unabhängigen Ansprüchen angeschlossenen Unteransprüchen angegeben.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Zündspule mit einer ersten erfindungsgemäßen Kernbaugruppe in einem Längsschnitt,
2 ein Detail der Kernbaugruppe in Seitenansicht,
3 ein Dämpfungselement aus der 2 in Draufsicht,
4 eine gegenüber der 2 abgewandelte zweite Kernbaugruppe mit einer halbdurchlässigen Membran im Längsschnitt,
5 eine abgewandelte dritte Kernbaugruppe mit einem beweglichen Ventilschließglied im Längsschnitt und
6 eine abgewandelte vierte Kernbaugruppe mit einer aus Kunststoff bestehenden Ventileinrichtung im Längsschnitt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in der 1 dargestellte Zündspule 10 ist als sogenannte Stabzündspule ausgebildet, und dient der Direktkontaktierung einer nicht dargestellten Zündkerze einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Die Zündspule 10 weist einen magnetisch wirksamen Kern 12 auf, der aus einer Vielzahl von rechteckigen, jedoch unterschiedliche Breite aufweisenden, aus ferromagnetischem Material bestehenden Blechstreifen 13 zusammengesetzt ist, um eine im wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche zu erzielen. Der Kern 12 ist Bestandteil einer sogenannten Kernbaugruppe 15, die außerdem noch zumindest ein an einer Stirnfläche des Kerns 12 angeordnetes Dämpfungselement 16, sowie einen an der anderen Stirnseite des Kerns 12 angeordneten Permanentmagneten 17 oder aber eine so genannte Kernabdeckscheibe aufweist.
Der Kern 12 ist zusammen mit dem Dämpfungselement 16 und dem Permanentmagneten 17 von einem Schrumpfschlauch 18 eng umschlossen, der die thermomechanischen Eigenschaften der Kernbaugruppe 15 verbessert, und der an den Stirnseiten der Kernbaugruppe 15 infolge des Schrumpfungsprozesses des Schrumpfschlauches 18 jeweils ein Loch 19, 20 aufweist. Weiterhin wird durch den Schrumpfschlauch 18 eine definierte Anlage des Dämpfungselements 16 bzw. des Permanentmagneten 17 oder der Kernabdeckscheibe erzielt, so dass keine zusätzlichen Verbindungsmittel erforderlich sind.
Konzentrisch um die Kernbaugruppe 15 sind eine Sekundärspule 22 mit einer Sekundärwicklung 23 sowie eine Primärspule 24 mit einer Primärwicklung 25 angeordnet. Die Hochspannung tragende Sekundärwicklung 23 ist mit einem hülsenförmigen Kontaktierelement 27 gekoppelt, welches zur Aufnahme des Kopfes der Zündkerze dient. Das Kontaktierelement 27 und die Primärspule 24 sind innerhalb eines Zündspulengehäuses 30 angeordnet, welches die äußere Form der Zündspule 10 bestimmt. Zusätzlich ist innerhalb des Zündspulengehäuses 30 noch ein längsgeschlitztes, hülsenförmiges Rückschlussblech 31 angeordnet. Auf der dem Kontaktierelement 27 gegenüberliegenden Seite der Primärspule 24 ist innerhalb des Zündspulengehäuses 30 eine mit der Primärwicklung 25 gekoppelte elektrische Schaltung 32 angeordnet. Die elektrische Schaltung 32 ist über Anschlussstecker 33, 34 mit der Bordspannung des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Eine soweit beschriebene Zündspule 10 sowie deren Funktionsweise ist bereits allgemein bekannt und werden daher nicht näher erläutert.
Beim Zusammenbau der Zündspule 10 werden die genannten Bauteile der Zündspule 10 in das Zündspulengehäuse 30 eingesetzt und anschließend wird das Zündspulengehäuse 30 von der Seite der Anschlussstecker 33, 34 her mit einem als Vergußmasse dienendem, zunächst flüssigen Epoxidharz befüllt, welches die Zwischenräume zwischen den einzelnen Bauteilen der Zündspule 10 ausfüllt und so für eine Isolation zwischen den Spannung tragenden Bauteilen sorgt. Um der Vergießprozeß zu unterstützen und den Austritt von im Zündspulengehäuse 30 eingeschlossener Luft zu unterstützen, erfolgt das Vergießen unter Vakuum.
Da die Kernbaugruppe 15 aus unterschiedlich breiten Blechstreifen 13 zusammengesetzt ist und von einem Schrumpfschlauch 18 umschlossen ist, sind in der Kernbaugruppe 15 bzw. im Kern 12 eine Reihe von Hohlräumen vorhanden. Um den Austritt der Luft aus diesen Hohlräumen und der Kernbaugruppe 15 zu ermöglichen bzw. zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Dämpfungselement 16 entsprechend den 2 und 3 mit einem V-förmigen Schnitt 36 zu versehen. Dieser Schnitt 36 bildet einen Lappen 37 aus, der an einer schnittfreien Zone 38 mit dem Dämpfungselement 16 gelenkig verbunden ist. Um den Gasaustritt der Kernbaugruppe 15 zu ermöglichen bzw. zu beschleunigen, wird die Oberseite der Zündspule 10, d. h. von der Seite der Anschlussstecker 33, 34 her, unter Vakuum bzw. Unterdruck gesetzt. Dadurch wird bewirkt, dass der Lappen 37 von dem Kern 12 abhebt und so einen Durchlass für die in der Kernbaugruppe 15 bzw. dem Kern 12 eingeschlossenen Luftbläschen bildet.
Vorteilhafterweise ist das Dämpfungselement 16, welches aus geschäumten Silikon besteht, im Herstellungsprozess derart ausgebildet, dass auf der dem Kern 12 zugewandten Seite eine beim Herstellen sich bildende (Silikon-) Haut abgetrennt bzw. abgeschnitten wurde, so dass das Dämpfungselement 16 auf der dem Kern 12 zugewandten Seite offenporig ist. Dadurch wird bewirkt, dass aus dem Kern 12 in Richtung des Dämpfungselements 16 aufsteigende Luftbläschen über die gesamte kreisförmige Querschnittsfläche des Kerns 12 in den Bereich des Dämpfungselements 16 eintreten können, und von dort seitlich in den Schnitt 36 gelangen. Ferner verhindert die auf der Oberseite des Dämpfungselements 16 aufgrund des Erkaltens des Silikons beim Herstellungsprozeß des Dämpfungselements 16 vorhandene Silikonhaut 39, dass Epoxidharz auf der dem Kern 12 gegenüberliegenden Seite in das Dämpfungselement 16 eintritt und so die Funktionsfähigkeit des Lappens 37 beeinträchtigt.
Bei der in der 4 dargestellten abgewandelten Ausführungsform weist das Dämpfungselement 46 mittig ein Durchgangsloch 47 auf. Das Durchgangsloch 47 ist in einem Bereich angeordnet, der innerhalb eines flanschartig umlaufenden Randbereichs 48 bzw. im Bereich des Loches 19 des Schrumpfschlauches 18 verläuft. Auf der dem Kern 12 gegenüberliegenden Seite ist auf das Dämpfungselement 46 eine semipermeable Membran 49 aufgelegt. Die Membran 49 ermöglicht einen Gas- bzw. Luftdurchtritt aus Richtung des Kerns 12. In diesem Fall sollte auch auf der der Membran 49 zugewandten Seite des Dämpfungselements 46 die Silikonhaut vorab abgetrennt werden, um einen einfachen Gasdurchtritt zu ermöglichen.
Alternativ ist es auch denkbar, anstelle der Membran 49 beispielsweise die als Schrumpfschlauch 18 ausgebildete Umhüllung der Kernbaugruppe 15 aus einem (halb-) gasdurchlässigen Material auszubilden. In diesem Fall könnte auf das Entfernen der (Silikon-) Hautschicht am Dämpfungselement 46 und sogar auf ein Durchgangsloch im Dämpfungselement 46 verzichtet werden.
Die Ausführungsform gemäß der 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß der 4 dadurch, dass anstelle einer Membran 49 ein Ventil 52 mit einem Ventilglied 53 verwendet wird. Das Ventilglied 53 ist im dargestellten Ausführungsfall als Kugel ausgebildet, so dass das Ventil 52 in Art eines Rückschlag- bzw. Überdruckventils wirkt.
Bei dem in der 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf das Dämpfungselement 46 eine Ventileinrichtung 55 aufgelegt, wie sie beispielsweise bei der Verwendung als Überdruckventil für Verpackungsbehälter bekannt ist. Eine derartige Ventileinrichtung 55 kann hierzu entweder aus verschiednen, übereinander angeordneten flexiblen Schichten, oder aber aus einem starren Grundkörper und darüber angeordneter, flexibler Ventilmembran bestehen. Bzgl. des genauen Aufbaus und der Funktionsweise derartiger Ventileinrichtungen 55 wird hierbei exeplarisch auf die DE 195 10 489 A1 und die DE 101 40 854 A1 der Anmelderin hingewiesen, die insoweit Gegenstand dieser Anmeldung sind.
In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Austreten von Luft aus der Kernbaugruppe 15 erleichtert, da ein definierter Durchlass für die Luft geschaffen wird.

Claims

Kernbaugruppe (15), insbesondere für eine Zündspule (10) einer Brennkraftmaschine, bestehend aus mehreren, vorzugsweise streifenförmigen, aus ferromagnetischem Material bestehenden Blechen (13), die einen stabförmigen, im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen Kern (12) ausbilden, mit einem an wenigstens einer der Stirnseiten des Kerns (12) angeordneten Dämpfungselement (16), mit einer den Kern (12) und das Dämpfungselement (16) umschließenden Umhüllung (18) und mit einer Entlüftungseinrichtung, um in den Zwischenräumen des Kerns (12) befindliche Luft aus der Kernbaugruppe (15) auszuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung im Dämpfungselement (16) einen V-förmig ausgebildeten Schlitz (36) aufweist.
Kernbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (16) aus geschäumtem Silikonwerkstoff besteht und dass auf der dem Kern (12) zugewandten Seite des Dämpfungselements (16) eine beim Herstellprozess des Dämpfungselements (16) gebildete Silikonhautschicht entfernt ist, so dass eine offenporige Durchgangsfläche für Gas ausgebildet ist, wohingegen auf der dem Kern (12) abgewandten Seite die Hautschicht am Dämpfungselement (16) unverändert ist.
Kernbaugruppe (15), insbesondere für eine Zündspule (10) einer Brennkraftmaschine, bestehend aus mehreren, vorzugsweise streifenförmigen, aus ferromagnetischem Material bestehenden Blechen (13), die einen stabförmigen, im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen Kern (12) ausbilden, mit einem an wenigstens einer der Stirnseiten des Kerns (12) angeordneten Dämpfungselement (16), mit einer den Kern (12) und das Dämpfungselement (16) umschließenden Umhüllung (18) und mit einer Entlüftungseinrichtung, um in den Zwischenräumen des Kerns (12) befindliche Luft aus der Kernbaugruppe (15) auszuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung als halbdurchlässige Schicht (49) ausgebildet ist.
Kernbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht die Umhüllung (18) der Kernbaugruppe (15) ist.
Kernbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht als plättchenförmige Membran (49) ausgebildet und an zumindest einer der Stirnseiten der Kernbaugruppe (15) angeordnet ist.
Kernbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (49) auf der dem Kern (12) gegenüberliegenden Seite des Dämpfungslements (46) aufliegt, dass das Dämpfungselement (46) aus geschäumtem Silikonwerkstoff besteht und dass aufgrund des Herstellprozesses des Dämpfungselements (46) sich gebildete Hautschichten auf der Seite des Kerns (12) und der Seite der Membran (49) entfernt sind.
Kernbaugruppe (15), insbesondere für eine Zündspule (10) einer Brennkraftmaschine, bestehend aus mehreren, vorzugsweise streifenförmigen, aus ferromagnetischem Material bestehenden Blechen (13), die einen stabförmigen, im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen Kern (12) ausbilden, mit einem an wenigstens einer der Stirnseiten des Kerns (12) angeordneten Dämpfungselement (16), mit einer den Kern (12) und das Dämpfungselement (16) umschließenden Umhüllung (18) und mit einer Entlüftungseinrichtung, um in den Zwischenräumen des Kerns (12) befindliche Luft aus der Kernbaugruppe (15) auszuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung eine aus mehreren Bauteilen zusammengesetzte Ventileinrichtung (52; 55) mit einem Ventilschließglied (53) ausgebildet ist, das auf der dem Kern (12) gegenüberliegenden Seite des Dämpfungselements (46) angeordnet ist.
Kernbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (55) aus mehreren Kunsstoffschichten besteht, welche übereinander angeordnet sind.
Kernbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (52; 55) einen starren Ventilkörper aufweist, welcher mit einem als Membran oder als starrem Ventilkörper ausgebildete Schließglied (53) zusammenwirkt.
Zündspule (10) mit einer Kernbaugruppe (15) nach einem der Ansprüche 1–9.