-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule mit einem verbesserten elektrischen Kontakt zu einer Zündkerze.
-
Zündspulen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei bekannten Zündspulen besteht einen Hochspannungsabgang, von welchem aus eine elektrische Verbindung zu einer Zündkerze hergestellt wird, aus einer Vielzahl von einzelnen Teilen. Insbesondere umfasst der Hochspannungsabgang üblicherweise einen metallischen Anbindepfosten, an welchem ein Wickelende mittels einer Endhülse verschweißt ist. Weiterhin ist für eine Verbindung mit einer Hochspannungsbuchse, an welcher eine Feder oder dergleichen für einen Kontakt mit der Zündkerze angeordnet ist, eine Vielzahl von Kontaktblechen notwendig, welche die Verbindung zwischen der Endhülse, welche mit dem Wickelende verschweißt ist, und der Hochspannungsbuchse herstellt. Somit wird im Stand der Technik eine Vielzahl von einzelnen Teilen am Hochspannungsabgang einer Zündspule verwendet, was die Herstellung der Zündspule verteuert. Darüber hinaus benötigen die Vielzahl der Einzelteile auch einen relativ großen Bauraum, was den Bestrebungen einer Verkleinerung der Zündspulen aufgrund reduzierter Bauraumanforderungen zuwiderläuft. Es wäre daher wünschenswert, einen verbesserten Hochspannungsabgang einer Zündspule bereitzustellen.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Zündspule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Teilezahl am Hochspannungsabgang signifikant verringert werden kann. Dabei kann ferner eine Bauraumreduzierung im Bereich des Hochspannungsabgangs realisiert werden, ohne dass dabei die elektrische Kontaktfähigkeit verschlechtert wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein Wicklungsende einer Wicklung direkt mit einem einzigen Kontaktbauteil verbunden ist. Dabei stellt das einzige Kontaktbauteil eine direkte Verbindung mit einer Zündkerze oder mit einem Verbindungselement, welches eine elektrische Verbindung zwischen dem einzigen Kontaktbauteil der Zündspule und der Zündkerze bereitstellt, bereit.
-
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Vorzugsweise ist das Kontaktbauteil ein topfförmiges Bauteil. Hierdurch kann das Wicklungsende einfach im Inneren des topfförmigen Bauteils angeordnet werden, sodass ein sehr guter elektrischer Kontakt zwischen dem Wicklungsende und dem topfförmigen Bauteil als einzigem Kontaktbauteil möglich ist. Vorzugsweise ist das Wicklungsende dabei um ein Zylinderelement gewickelt, sodass zwischen dem topfförmigen Bauteil und dem Wicklungsende eine Presspassung ausgebildet ist.
-
Weiter bevorzugt weist das topfförmige Bauteil an einer Öffnungsseite eine Vielzahl von vorstehenden Bereichen auf. Dadurch weist das topfförmige Bauteil an der Öffnungsseite eine kronenartige Form auf, an welcher sich vorstehende und zurückgezogene Bereiche abwechseln. Besonders bevorzugt weisen dabei die vorstehenden Bereiche jeweils einen nach außen gerichteten Anschlagbereich auf, um bei der Montage des topfförmigen Bereiches ein zu tiefes Eindringen des topfförmigen Bereiches in eine vorgesehene Montageöffnung zu vermeiden.
-
Bevorzugt ist zwischen dem einzigen Kontaktbauteil und einer Montageöffnung eine Presspassung ausgebildet. Die Montageöffnung ist besonders bevorzugt in einem Gehäuse der Zündspule vorgesehen.
-
Weiter bevorzugt umfasst die Spulenanordnung der Zündspule einen ersten und einen zweiten Wicklungsbereich, welche jeweils ein eigenes Wicklungsende aufweisen. Hierbei ist jedes Wicklungsende jeweils mit einem einzigen Kontaktbauteil verbunden. Dadurch kann eine Zündspule bereitgestellt werden, welche zwei Hochspannungsabgänge aufweist und somit zwei Zündkerzen mit Zündspannung versorgen kann.
-
Besonders bevorzugt sind dabei der erste und zweite Wicklungsbereich auf einem gemeinsamen Spulenkörper angeordnet.
-
Weiter bevorzugt ist zwischen dem ersten und zweiten Wicklungsbereich eine Trennwand angeordnet.
-
Besonders bevorzugt ist die Spulenanordnung der Zündspule eine Sekundärspule.
-
Weiter bevorzugt ist das Kontaktbauteil derart eingerichtet, dass während einer Montage an ein anderes Bauteil, insbesondere einer Montageöffnung, z. B. in einem Gehäuse, eine elektrische Verbindung mit dem Wicklungsende hergestellt wird. Hierdurch kann auf aufwändige Verbindungstechniken zwischen dem Wicklungsende und dem Kontaktbauteil verzichtet werden. Insbesondere ist kein Schweißvorgang mehr notwendig.
-
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündanordnung mit einer erfindungsgemäßen Zündspule, einer Zündkerze und einem elektrischen Verbindungselement zur elektrischen Verbindung zwischen der Zündspule und der Zündkerze. Dabei kontaktiert das elektrische Verbindungselement direkt das Kontaktbauteil der Zündspule. Das elektrische Verbindungselement ist vorzugsweise ein Federelement oder dergleichen. Bevorzugt ist nur ein einziges elektrisches Verbindungselement vorgesehen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung werden gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer Zündanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
2 eine schematische Ansicht eines Kontaktbauteils von 1 und
-
3 eine schematische Schnittansicht einer Zündanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Zündanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
-
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündanordnung 1 eine Zündspule 2, zwei Zündkerzen 3 und zwei elektrische Verbindungselemente 4 in Form von Federn, welche eine elektrische Verbindung zwischen Hochspannungsabgängen der Zündspule 2 und den Zündkerzen 3 herstellen.
-
Die Zündspule 2 ist eine Kompaktzündspule und umfasst eine Primärspule 11, welche zur Stromversorgung mit einem Primärstecker 10 verbunden ist, und eine Sekundärspule 12. Die Sekundärspule 12 umfasst einen ersten Wicklungsbereich 121 und einen zweiten Wicklungsbereich 122. Die beiden Wicklungsbereiche 121, 122 sind über einen Verbindungsdraht 123 miteinander verbunden. Die Primärspule 11 und die Sekundärspule 12 sind auf einem gemeinsamen Spulenkörper 15 angeordnet, welcher einen ersten Aufnahmeabschnitt 151 zur Aufnahme der Primärspule 11 und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 152 zur Aufnahme der Sekundärspule 12 aufweist. Am zweiten Aufnahmeabschnitt 152 ist eine Trennwand 16 vorgesehen, um die Sekundärspule 12 in den ersten Wicklungsbereich 121 und den zweiten Wicklungsbereich 122 zu unterteilen. Durch diese Maßnahme können maximale Spannungsspitzen an der Sekundärspule reduziert werden.
-
Die Zündspule 2 umfasst ferner einen inneren Kern 18 und einen äußeren Kern 17, wobei der innere Kern 18 vorzugsweise eine I-Form aufweist und der äußere Kern 17 vorzugsweise eine C-Form aufweist.
-
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Sekundärspule 12 ein erstes Wicklungsende 13 und ein zweites Wicklungsende 14 auf. Das erste Wicklungsende 13 wird hierbei während des Wickelvorgangs durch den Anfang der Wicklung gebildet und das zweite Wicklungsende 14 wird durch das Ende der Wicklung gebildet. Durch das Vorsehen der beiden Wicklungsenden 13, 14 an der Sekundärspule 12 kann die Sekundärspule 12 somit zwei Zündkerzen 3 mit entsprechender Zündspannung versorgen.
-
Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, sind am Spulenkörper 15 zwei Zapfen 6 vorgesehen. Die beiden Zapfen 6 sind parallel zueinander angeordnet und sind radial zu den beiden Aufnahmeabschnitten 151, 152 Spulenkörpers 15 jeweils an den äußeren Endbereichen des zweiten Aufnahmeabschnitts 152 angeordnet. Hierbei ist das erste Wicklungsende 13 mehrfach um einen der Zapfen 6 herumgewickelt. Der derart umwickelte Zapfen 6 ist in einem einzigen Kontaktbauteil 5 angeordnet, wobei das Kontaktbauteil 5 einen elektrischen Kontakt mit dem elektrischen Verbindungselement 4 herstellt.
-
Das Kontaktbauteil 5 ist im Detail in 2 gezeigt. Das Kontaktbauteil 5 weist im Wesentlichen eine topfförmige Form auf und umfasst einen topfförmigen Grundkörper 50 mit einem Mantelbereich und einem Bodenbereich sowie vier vorstehende Bereiche 51. Die vorstehenden Bereiche 51 stehen dabei an einer Öffnungsseite des topfförmigen Grundkörpers 50 in axialer Richtung des topfförmigen Grundkörpers 50 vor. Ein Innendurchmesser D des kronenartigen Kontaktbauteils 5 ist dabei derart gewählt, dass er ungefähr einem Außendurchmesser des mit dem Wickelende umwickelten Zapfens 6 entspricht, wobei bevorzugt eine leichte Presspassung zwischen dem Außendurchmesser am Wicklungsende und dem Innendurchmesser D des Kontaktbauteils 5 vorgesehen ist. Hierdurch kann eine einfache Montage des Kontaktbauteils 5 auf den umwickelten Zapfen 6 erfolgen.
-
Das Kontaktbauteil 5 ist jeweils in einer ersten Montageöffnung 21 bzw. einer zweiten Montageöffnung 22 eines Gehäuses 20 der Zündspule 2 angeordnet. Hierbei sind die Durchmesser der Montageöffnungen 21, 22 derart gewählt, dass eine Presspassung zwischen den Montageöffnungen 21, 22 und dem äußeren Mantelbereich des Kontaktbauteils 5 bereitgestellt wird. Um eine Fehlmontage zu vermeiden, weist das Kontaktbauteil 5 dabei an den vorstehenden Bereichen 51 radial nach außen gerichtete Anschlagbereiche 52 auf. Diese Anschlagbereiche 52 kommen mit einem äußeren Rand der Montageöffnungen 21, 22 im Gehäuse 20 in Kontakt, sodass ein zu tiefes Einführen der Kontaktbauteile 5 in die Montageöffnungen 21, 22 verhindert wird. Bei der Montage des Kontaktbauteils 5 in die Montageöffnungen erfolgt auch eine Verformung topfförmigen Grundkörpers 50, sodass die Wicklungsenden fest in den Kontaktbauteilen angeordnet sind.
-
Somit ist über ein einziges Kontaktbauteil 5 ein elektrischer Kontakt zwischen der Zündspule 2 und dem elektrischen Verbindungselement 4 hergestellt. Das einzige Kontaktbauteil 5 ist dabei kleinbauend, sodass für die elektrische Kontaktierung der Zündspulen nur ein sehr geringer Platzbedarf notwendig ist. Indem der Zapfen 6 vollständig in das Kontaktbauteil 5 eingesteckt wird, werden auch mehrere Windungen des Wicklungsendes 14 mit dem Innenwandbereich des Kontaktbauteils 5 in Kontakt gebracht, sodass eine sichere elektrische Kontaktierung möglich ist.
-
Somit kann über ein einziges Bauteil, nämlich das Kontaktbauteil 5 jeweils eine Verbindung zwischen der Sekundärspule 12 und einer Zündkerze 3 über ein elektrisches Verbindungselement 4 hergestellt werden. Damit kann auf eine Vielzahl von bisher dem Stand der Technik notwendigen Bauteile wie anzuschweißende Endhülsen oder Buchsen im Gehäuse verzichtet werden. Auch ist eine Montage der erfindungsgemäßen Zündspule im Bereich des Hochspannungsabgangs deutlich vereinfacht, da lediglich die Wicklungsenden 13, 14 um jeweils einen Zapfen 6 herumgewickelt werden müssen und die derart umwickelten Zapfen 6 dann in einzelne Kontaktbauteile 5 eingeführt werden müssen. Bei der anschließenden Montage der Kontaktbauteile 5 im Gehäuse 20 erfolgt dann eine sichere Fixierung der Wicklungsenden 14, 15 im Inneren der Kontaktbauteile 5 wie auch eine sichere Fixierung der Kontaktbauteile 5 in den Montageöffnungen 21, 22 durch die Presspassung. In diesem Ausführungsbeispiel weist die beschrieben Zündspule 2 somit zwei Hochspannungsabgänge auf. Es sei jedoch angemerkt, dass es auch möglich ist, dass die Zündspule lediglich einen Hochspannungsabgang oder drei oder vier Hochspannungsabgänge aufweist.
-
Da das jeweils einzige Kontaktbauteil 5 an den Hochspannungsabgängen der Zündspule am topfförmigen Grundkörper 50 relativ viele Flächenbereiche für ein elektrischen Kontakt aufweist, kann auch eine sichere elektrische Kontaktierung des elektrischen Verbindungselements 4 zur Zündkerze 3 ermöglicht werden.
-
Bei dem in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Zündspule gibt es im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel keine getrennten Wicklungsbereiche mehr auf, sondern die Sekundärspule 12 ist durch eine einzige Wicklung 120 mit zwei Wicklungsenden gebildet.
-
Weiterhin kann bei der erfindungsgemäßen Zündanordnung durch den Entfall von Metallteilen an der Zündspule auch eine Gefahr von thermomechanischen Spannungen in der Zündspule reduziert werden. Ferner muss zur Montage kein kritischer Verfahrensschritt wie Schweißen oder dergleichen ausgeführt werden, welcher im Stand der Technik häufig zur Beschädigung der Zündspule geführt hat.
