DE102006020170A1

DE102006020170A1 - Zündspule, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006020170A1
Application number: DE102006020170A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Lindenthal; Thomas Breckle; Johannes Kappeler; Holger Raaf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-11-08
Also published as: EP2016653B1; JP2009535828A; US8439023B2; WO2007125008A1; CN101432937A; US20090301450A1; EP2016653A1; CN101432937B; JP4881431B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündspule (10), insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer auf einem Spulenkörper (13) angeordneten Sekundärwicklung (14) zur Erzeugung einer Hochspannung an einer Zündkerne, mit einer die Sekundärwicklung (14) elektrisch kontaktierenden Kontakthülse (18; 18a), die über einen Endbereich (17) des Spulenkörpers (13) überschiebbar ist und wenigstens ein Kontaktelement (22; 22a) für die Sekundärwicklung (14) aufweist, sowie mit einem über die Kontakthülse (18; 18a) überschiebbaren Niederhalteelement (25; 36), welches auf das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) der Kontakthülse (28; 18a) einwirkt, wobei das Niederhalteelement (25; 36), in axialer Richtung des Spulenkörpers (13) betrachtet, in seiner Endposition über das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) der Kontakthülse (18; 18a) hinausragt und das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) überdeckt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Zündspule, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Zündspule ist aus der DE 102 51 840 A1 bekannt. Bei der bekannten Zündspule ist der Endbereich eines Sekundärspulenkörpers zusammen mit einer Kontakthülse von einem becherartigen Endabschnitt eines Hochspannungsbolzens aufgenommen (4). Dabei ragt der Hochspannungsbolzen bis an einen Anschlag am Sekundärspulenkörper heran, der wiederum gleichzeitig als Anschlag für die Kontakthülse dient. Dadurch enden Kontakthülse und Hochspannungsbolzen in derselben Ebene. Nach der Montage der einzelnen Bauteile wird die Zündspule bzw. das Zündspulengehäuse mit einem Isolierharz gefüllt. Da die Kontakthülse in Folge ihrer Ausbildung als Stanzteil relativ scharfe Ecken und Kanten aufweist, können von diesen Bereichen beim Betrieb der Zündspule aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien unter wechselnden Temperaturen Risse ausgehen. Wenn sich die Risse über einen größeren Bereich im Zündspulengehäuse ausdehnen besteht die Gefahr, dass es zu Spannungsüberschlägen kommt, die die Funktionsfähigkeit der Zündspule beeinträchtigen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zündspule, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Ausdehnung von Rissen bei thermomechanischer Beanspruchung der Zündspule eingegrenzt bzw. beschränkt wird. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, dass das die Kontakthülse umgebende Niederhalteelement die Kontakthülse überragt bzw. abdeckt, so dass von Ecken oder Kanten der Kontakthülse ausgehende Risse noch innerhalb des Niederhalteelements enden, und sich nicht weiter außerhalb des Niederhalteelments im Gehäuse der Zündspule ausdehnen können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündspule, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläuter. Es zeigen:
1 einen stark vereinfachten Längsschnitt durch Teile einer Zündspule,
2 Bauteile des hochspannungsseitigen Anschlusses der Zündspule der 1 in Explosionsdarstellung,
3 den Bereich des Hochspannungsanschlusses in einem vergrösserten Längsschnitt und
4 eine Explosionsdarstellung bei einem modifizierten hochspannungsseitigen Anschluss der Zündspule.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der 1 sind Teile einer als Stabzündspule ausgebildeten Zündspule 10 dargestellt. Die Zündspule 10 weist ein aus Kunststoff bestehendes, im wesentlichen hülsenförmig ausgebildetes Gehäuse 11 aus. Im Gehäuse 11 ist unter anderem ein Sekundärspulenkörper 13 mit einer Sekundärwicklung 14 eingesetzt. Die Hochspannung tragende Sekundärwicklung 14 liefert die Zündenergie für eine nicht dargestellte Zündkerze einer Brennkraftmaschine. Der Sekundärspulenkörper 13 weist einen einen geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 16 auf, auf das auch das mit der Zündkerze kontaktierende eine Ende der Sekundärwicklung 14 aufgewickelt ist. Über den Endbereich 17 des Abschnitts 16 ist eine aus elektrisch leitendem Metall bestehende Kontakthülse 18 übergeschoben.
Wie am besten aus der 2 ersichtlich ist, weist die Kontakthülse 18 einen kreis- bzw. ringförmigen Bereich 19 auf, von dem umgebogene Kontaktlaschen 20 ausgehen. Die Kontakthülse 18 ist vorzugsweise durch einen Stanzprozess hergestellt, bei dem nach dem Stanzen die Kontaktlaschen 20 vom Bereich 19 umgebogen werden. Auf der dem Abschnitt 16 zugewandten Seite weisen die Kontaktlaschen 20 Kontaktbereiche 21 auf, welche nach dem Überschieben der Kontakthülse 18 auf den Endbereich 17 des Sekundärspulenkörpers 13 in Überdeckung mit der im Abschnitt 16 angeordneten Sekundärwicklung 14 sind. Die Kontaktlaschen 20 sind auf der dem Bereich 19 abgewandten Seite der Kontaktbereiche 21 radial etwas nach außen aufgebogen und enden in Niederhalteabschnitten 22. Vom Bereich 19 der Kontakthülse 18 ragen in gleichmäßigen Winkelabständen im Ausführungsbeispiel drei dreiecksförmige Kontaktrippen 24 nach innen.
Über die Kontakthülse 18 ist ein hülsenförmiges Niederhalteelement 25 überschiebbar. Das Niederhalteelement 25 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Blech durch einen spanlosen Umformvorgang hergestellt, und weist auf der der Kontakthülse 18 zugewandten Seite einen radial nach außen erweiterten Einführbereich 26 auf. Im Einführbereich 26 ist das Material des Niederhalteelements 25 umgebördelt, so dass sich eine gerundet ausgebildete Einlaufkante 27 ohne scharfe Ecken oder Kanten ergibt. Wesentlich ist, dass die Länge des Niederhalteelements 25 derart bemessen ist, dass beim Erreichen der in der 3 dargestellten Endposition des Niederhalteelements 25 der Einführbereich 26 mit seiner Einlaufkante 27 in Richtung des Sekundärspulenkörpers 13 betrachtet hinter den Kontaktlaschen 20 angeordnet ist. Insbesondere sind die Kontaktlaschen 20 vom Niederhalteelement 25 nicht nur überdeckt, sondern das Niederhalteelement 25 reicht noch um eine bestimmte Länge, beispielsweise um ein Drittel oder die Hälfte der Länge der Kontaktlaschen 20 über die Kontaktlaschen 20 hinaus.
Beim Überschieben des Niederhalteelements 25 auf die Kontakthülse 18 werden die zunächst gegebenefalls zur Sekundärwicklung 14 noch etwas beabstandeten Kontaktlaschen 20 durch eine entsprechende Bemaßung des Innendurchmessers des Niederhalteelements 25 über die Niederhalteabschnitte 22 der Kontaktlaschen 20 in Richtung der Sekundärwindung 14 gedrückt, so dass die Kontaktbereiche 21 unter Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung an der Sekundärwicklung 14 anliegen.
In das hülsenförmige Ende des Endbereichs 17 des Sekundärspulenkörpers 13 ist ein stiftförmiger Entstörwiderstand 31 einführbar. Der Enstörwiderstand 31 ist einstückig mit einem Hochspannungsanschluss 32 verbunden, welcher wiederum die nicht dargestellte Zündkerze elektrisch kontaktiert. Das Zusammenführen von Entstörwiderstand 31 und Sekundärspulenkörper 13 erfolgt bei auf dem Sekundärspulenkörper 13 montierter Kontakthülse 18 und Niederhalteelement 25. Dabei durchdringt der Entstörwiderstand 31 zunächst die eine Öffnung 33 des Niederhalteelements 25, um anschließend durch den ringförmigen Bereich 19 der Kontakthülse 18 zu dringen. Wesentlich dabei ist, dass die Ausbildung der Kontaktrippen 24 auf dem Bereich 19 der Kontakthülse 18 derart ist, dass die Kontaktrippen 24 in Wirkverbindung mit dem Umfang des Entstörwiderstands 31 gelangen und dabei dessen äußere Schutzschicht durchdringen, so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Kontakthülse 18 und dem Hochspannungsanschluss 32 über den Entstörwiderstand 31 erfolgt.
Nach der Montage der Bauteile der Zündspule 10 wird das Gehäuse 11 mit einem aushärtenden Isolierharz befüllt, welches die Zwischenräume in der Zündspule 10 ausfüllt und dabei insbesondere für eine elektrische Isolierung zwischen den Spannung tragenden Bauteilen sorgt. Dieses Isolierharz füllt unter anderem auch den ringförmigen Raum 35 zwischen dem Niederhalteelement 25 und dem Sekundärspulenkörper 13 aus (3). Aufgrund des Stanzprozesses weist die Kontakthülse 18 üblicherweise eine Vielzahl von relativ scharfen Ecken bzw. Kanten auf, dabei insbesondere die Kontaktlaschen 22. Von diesen Bereichen geht bei thermomechanischen Beanspruchungen eine Rissgefahr im Isolierharz aus. Wenn sich diese Risse zwischen unterschiedlichem Spannungsniveau aufweisenden Bauteilen erstrecken, besteht die Gefahr von Spannungsüberschlägen, die die Funktion der Zündspule 10 beeinträchtigen. Dadurch, dass der Mantel des Niederhalteelements 25 die Kontaktlaschen 22 erfindungsgemäß deutlich überdeckt, enden von den Kontaktlaschen 22 oder anderen Bereichen der Kontakthülse 18 ausgehende Risse im Isolierharz innerhalb des Niederhalteelements 25, ohne dass sie sich außerhalb des Niederhalteelements 25 zu anderen Bauteilen ausweiten können. Durch die gerundet ausgebildete Einlaufkante 27 des Niederhaltelements 25 geht auch von diesem Bereich eine relativ geringe Rissgefahr aus.
Ergänzend wird erwähnt, dass das Niederhalteelement 25 nicht nur, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, aus einem elektrisch leitenden oder nicht leitenden Metall bestehen kann, sondern beispielsweise auch aus Kunststoff hergestellt sein kann.
Bei dem in der 4 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind das Niederhalteelement und der Hochspannungsanschluss als kombiniertes, einteiliges, aus leitendem Metall bestehendes Bauteil 36 ausgebildet. In diesem Fall entfällt der stiftförmige Entstörwiderstand 31. Um hier eine elektrische Kontaktierung der Sekundärwicklung 14 zum Bauteil 36 und somit zur Zündkerze zu bewirken, sind an der Kontakthülse 18a Kontaktrippen 24a vorgesehen, die radial nach außen ragend an der Kontakthülse 18a angeordnet sind. In diesem Fall wird die elektrische Verbindung derart hergestellt, dass beim Überschieben des Bauteils 36 auf die Kontakthülse 18a die Kontaktrippen 24a das Bauteil 36 an seiner Innenwandung elektrisch kontaktieren. Erfindungsgemäß ist jedoch auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Länge des Bauteils 36 derart bemessen, dass dessen Einführbereich 37 die Kontaktlaschen 22a der Kontakthülse 18a in der Endposition des Bauteils 36 deutlich überdecken und eine von der Kontakthülse 18a ausgehende Ausbreitung von Rissen in dem Isolierharz außerhalb des Bauteils 36 somit vermieden werden kann.

Claims

Zündspule (10), insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer auf einem Spulenkörper (13) angeordneten Sekundärwicklung (14) zur Erzeugung einer Hochspannung an einer Zündkerze, mit einer die Sekundärwicklung (14) elektrisch kontaktierenden Kontakthülse (18; 18a), die über einen Endbereich (17) des Spulenkörpers (13) überschiebbar ist und wenigstens ein Kontaktelement (22; 22a) für die Sekundärwicklung (14) aufweist, sowie mit einem über die Kontakthülse (18; 18a) überschiebbaren Niederhalteelement (25; 36), welches auf das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) der Kontakthülse (28; 18a) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederhalteelement (25; 36) in axialer Richtung des Spulenkörpers (13) betrachtet in seiner Endposition über das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) der Kontakthülse (18; 18a) hinausragt und das wenigstens eine Kontaktelement (22; 22a) überdeckt.
Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederhalteelement (25; 36) auf der dem Spulenkörper (13) zugewandten Seite in seinem Eintrittsbereich (26; 37) gerundet ausgebildet ist.
Zündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederhalteelement (25) aus Metall besteht und dass der Eintrittsbereich (26) umgebördelt ausgebildet ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthülse (18) wenigstens ein von einem ringförmigen Bereich (19) der Kontakthülse (18) radial nach innen ragendes Kontaktelement (24) aufweist und dass das wenigstens eine Kontaktelement (24) elektrisch in Wirkverbindung mit einem Entstörwiderstand (31) steht, welcher wiederum mit einem mit der Zündkerze koppelbaren Hochspannungsanschluss (32) verbunden ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederhalteelement integraler Bestandteil eines Hochspannungsanschlusses (36) für die Zündkerze ist.
Zündspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthülse (18a) wenigstens ein radial nach außen ragendes Kontaktelement (24a) aufweist, das mit dem Hochspannungsanschluss (36) elektrisch kontaktierbar ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthülse (18; 18a) laschenartige Kontakte (22; 22a) für die Sekundärwicklung (14) aufweist und dass das Niederhalteelement (25; 36) in seiner Endposition die Kontakte (22; 22a) in Richtung des Spulenkörpers (13) betrachtet überragt, insbesondere dass der die Kontakte (22; 22a) überragende Bereich des Niederhalteelements (25; 36) die Kontakte (22; 22a) um ein Drittel bis zur Hälfte ihrer Länge überragt.