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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung, insbesondere für eine Zündspule, und insbesondere zur elektrischen Kontaktierung von dünnen, mit Lack umgebenden Drähten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündspule sowie ein Verfahren zur Herstellung einer kalten Kontaktierung an einer Zündspule.
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Zündspulen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Dabei sind gängige Kontaktierverfahren von dünnen Lackdrähten bei Zündspulen im Allgemeinen thermische Verfahren, wie z.B. Löten oder verschiedene Schweißverfahren. Weiterhin ist aus der
DE 10251841 A1 eine kalte Kontaktierung bekannt, bei der eine Kontaktierfeder über Wicklungen aus Lackdraht gehoben wird und dann durch eine federartige Ausgestaltung einschnappt, so dass die Elemente, die an der Kontaktfeder vorgesehen sind, eine Isolationsschicht der Lackdrähte für eine elektrische Verbindung durchbrechen. In manchen Fällen ist jedoch eine elektrische Kontaktierung mittels des Schnappvorgangs problematisch. Weiterhin ist es manchmal notwendig, weitere elektrische Bauteile, wie z.B. Dioden, an der Zündspule elektrisch zu verbinden. Auch hier wird üblicherweise eine Heiß-Kontaktierung vorgesehen, was zu einem zusätzlichen Arbeitsschritt bei der Kontaktierung der elektrischen Bauelemente führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine kalte Kontaktierung sowohl eines Lackdrahts als auch eines mit dem Lackdraht zu verbindenden elektrischen Anschlussdrahtes, über ein gemeinsames Kontaktelement möglich ist. Erfindungsgemäß kann hierbei ein gemeinsames Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung des Lackdrahts und des elektrischen Anschlussdrahtes verwendet werden. Ferner kann erfindungsgemäß durch die geschickte elektrische Kontaktierung eine reduzierte Baugröße in axialer Richtung erreicht werden. Ein weiterer Vorteil hinsichtlich des Bauraums liegt darin, dass durch die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung kein zusätzlicher Bauraum, beispielsweise für Schweißzangen und dgl., zur heißen Kontaktierung vorgehalten werden muss. Dadurch kann eine optimierte Anordnung von Bauteilen ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Kontaktelement eine erste und zweite Ausnehmung aufweist, welche zwischen sich einen Einschnürbereich bilden, um welchen der Lackdraht mehrfach herumgewickelt ist. Weiterhin ist eine Ausrichtung des Lackdrahts an einem Bodenbereich der ersten und zweiten Ausnehmung des Kontaktelements parallel zu einer Ausrichtung des elektrischen Anschlussdrahtes am Kontaktelement. Durch diese Maßnahme wird insbesondere die Kompaktheit der elektrischen Verbindungsanordnung bei einer bauteilschonenden kalten Kontaktierung sichergestellt. Die elektrische Verbindungsanordnung ist insbesondere eingerichtet, um eine kalte Kontaktierung eines Lackdrahts und eines elektrischen Anschlussdrahtes an einer Zündspule zu realisieren, z.B. für ein elektrisches Bauteil wie eine Diode.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Besonders bevorzugt ist das gemeinsame Kontaktelement eine Kontaktplatte, welche in einer Ebene verläuft und wobei der elektrische Anschlussdraht und der Lackdraht in der ersten und zweiten Ausnehmung senkrecht zur Ebene verlaufen.
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Weiter bevorzugt weist das gemeinsame Kontaktelement eine dritte Ausnehmung zur Aufnahme des elektrischen Anschlussdrahtes auf. Hierdurch kann der Anschlussdraht separat kalt kontaktiert werden und die erste und zweite Ausnehmung wicklungsoptimal ausgerichtet werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Alternative ist der elektrische Anschlussdraht in der ersten und/oder zweiten Ausnehmung angeordnet. Hierdurch ist es nicht notwendig, eine zusätzliche weitere Ausnehmung am gemeinsamen Kontaktelement vorzusehen, sondern es sind lediglich genau zwei Ausnehmungen am Kontaktelement notwendig, um den Lackdraht und den elektrischen Anschlussdraht kalt zu kontaktieren. Besonders bevorzugt ist dabei der elektrische Anschlussdraht an einer zur Außenseite gerichteten Seite des am Kontaktelement aufgewickelten Lackdrahts angeordnet und kontaktiert den Lackdraht. Hierdurch wird zusätzlich eine Lackschicht der äußeren Lackdrähte aufgebrochen und ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Anschlussdraht und dem Lackdraht hergestellt. Besonders bevorzugt wird der elektrische Anschlussdraht dabei von der Außenseite nach Innen auf den aufgewickelten Lackdraht aufgedrückt und beschädigt somit neben der Außenseite des Lackdrahts auch noch innenliegende Lackschichten am Lackdraht, um eine besonders sichere elektrische kalte Kontaktierung zu ermöglichen.
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Besonders bevorzugt weist die Ausnehmung, in welcher der elektrische Anschlussdraht angeordnet ist, eine größere Tiefe auf, als eine Tiefe der anderen Ausnehmung. Hierdurch wird sichergestellt, dass der elektrische Anschlussdraht nicht in unerwünschter Weise über einen äußeren Umfang des Kontaktelements vorsteht.
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Um eine besonders sichere kalte Kontaktierung zu gewährleisten, weisen die erste und zweite Ausnehmung wenigstens jeweils eine scharfe Kante auf. Die scharfe Kante ist besonders bevorzugt am Bodenbereich, vorzugsweise an beiden freiliegenden Kanten am Bodenbereich, vorgesehen.
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Weiter bevorzugt umfasst die elektrische Verbindungsanordnung eine Diode, wobei der elektrische Anschlussdraht die Diode mit dem Kontaktelement verbindet (Kalt kontaktiert).
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Besonders bevorzugt ist ein Durchmesser des elektrischen Anschlussdrahtes größer als ein Durchmesser des Lackdrahtes. Weiter bevorzugt ist eine Breite der Ausnehmung, in welcher der elektrische Anschlussdraht angeordnet ist, gleich einem Durchmesser des elektrischen Anschlussdrahtes. Hierdurch wird eine sichere kalte Kontaktierung zwischen dem elektrischen Anschlussdraht und dem Kontaktelement ermöglicht. Ferner wird dadurch sichergestellt, dass der elektrische Anschlussdraht in der Ausnehmung klemmen kann, so dass keine zusätzlichen Einrichtungen zur Fixierung des elektrischen Anschlussdrahtes in der Ausnehmung notwendig sind.
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Weiter bevorzugt weist die erste und/oder zweite Ausnehmung einen sich verjüngenden Einführbereich und einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Lackdrahts und insbesondere auch zur Aufnahme des elektrischen Anschlussdrahtes auf. Hierdurch wird ein einfaches Umwickeln des Einschnürbereichs durch den Lackdraht und somit eine fehlerfreie Herstellung sichergestellt.
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Weiter bevorzugt sind die erste und zweite Ausnehmung vertikal ausgerichtet. Vorzugsweise liegen sich die erste und zweite Ausnehmung am Kontaktelement an einander gegenüberliegenden Seiten gegenüber.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Zündspule, umfassend eine erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung. Vorzugsweise ist dabei das elektrische Kontaktelement an einem Spulenkörper angeordnet. Weiter bevorzugt umfasst die Zündspule eine Diode, welche über den elektrischen Anschlussdraht mit dem Lackdraht kalt kontaktiert ist. Vorzugsweise ist eine Mittelachse der Diode dabei koaxial zu einer Mittelachse des elektrischen Anschlussdrahtes. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau sichergestellt werden. Weiter bevorzugt ist eine Mittelachse der Diode senkrecht zu einer Längsachse der Zündspule vorgesehen.
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Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindungsanordnung einer Zündspule, welche ausschließlich kalte Kontaktierungen aufweist, wobei in einem ersten Schritt ein Lackdraht an einem Kontaktelement an einer ersten und zweiten Ausnehmung an einem Einschnürbereich mehrfach herumgewickelt wird und anschließend ein elektrischer Anschlussdraht, vorzugsweise mit größerem Durchmesser als der Lackdraht, von außen auf den herumgewickelten Lackdraht in wenigstens eine der Ausnehmungen am Kontaktelement eingebracht wird und auf den aufgewickelten Lackdraht drückt. Hierdurch wird eine verbesserte kalte Kontaktierung erreicht, da der Lackdraht einerseits durch das Herumwickeln am Einschnürbereich aufgebrochen wird und eine kalte Kontaktierung ermöglicht, und andererseits durch den zusätzlichen Schritt des Einführens des elektrischen Anschlussdrahtes von außen eine zusätzliche Kraft auf den aufgewickelten Lackdraht ausgeübt wird, welcher zusätzliche Lackabschürfungen fördert, um eine verbesserte kalte Kontaktierung zu ermöglichen. Gleichzeitig wird dabei auch eine kalte Kontaktierung zwischen dem elektrischen Anschlussdraht und dem Lackdraht bzw. dem Kontaktelement, insbesondere durch Vorsehen einer Presspassung zwischen dem elektrischen Anschlussdraht und der Ausnehmung, bereitgestellt.
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Zeichnung
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Nachfolgend werden bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind in den Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische Draufsicht einer Zündspule gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 eine perspektivische Detailansicht eines Kontaktelements von 1,
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3 eine schematische Schnittansicht des Kontaktelements von 2,
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4 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Verbindungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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5 eine schematische Ansicht einer elektrischen Verbindungsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine elektrische Verbindungsanordnung 2 für eine Zündspule 1 im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Zündspule 1 eine elektrische Verbindungsanordnung 2 und einen Spulenkörper 20 mit einer Vielzahl von umlaufenden Kammern 21, in welchen ein Lackdraht 3 mehrfach aufgewickelt wird.
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Die elektrische Verbindungsanordnung 2 umfasst ein plattenförmiges Kontaktelement 4, welches ausschließlich in einer Ebene E angeordnet ist. Das Kontaktelement 4 weist eine erste Ausnehmung 11 und eine zweite Ausnehmung 12 auf, welche zwischen sich eine Einschnürung 14 bilden. Die erste Ausnehmung 11 und die zweite Ausnehmung 12 sind dabei einander gegenüberliegend angeordnet und weisen die gleiche Tiefe auf. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Lackdraht 3 mehrfach um die Einschnürung 14 herumgewickelt und dann zum Spulenkörper 20 geführt. Dabei sind an der ersten Ausnehmung 11 und der zweiten Ausnehmung 12 jeweils ein erster Einführbereich 15 und ein zweiter Einführbereich 16 für ein einfacheres Aufwickeln des Lackdrahts an der Einschnürung 14 vorgesehen. Die erste Ausnehmung 11 und die zweite Ausnehmung 12 weisen jeweils noch einen Aufnahmebereich 17, 18 auf, in welchem der Lackdraht 3 sowie der elektrische Anschlussdraht 7 angeordnet sind.
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Ein Durchmesser des elektrischen Anschlussdrahts 7 ist dabei derart gewählt, dass der elektrische Anschlussdraht 7 in der ersten Ausnehmung 11 fest eingepresst werden kann. Wie insbesondere aus der Schnittansicht von 3 ersichtlich ist, sind somit nach dem Umwickeln des Lackdrahts 3 an der Einschnürung 14 mehrere einzelne Lackdrähte mit den Kanten der Einschnürung 14, welche alle scharfkantig ausgebildet sind, in Kontakt, so dass die Lackschicht insbesondere im Bereich der Kanten, aufgerissen wird, um eine kalte Kontaktierung sicherzustellen. Dabei drückt der elektrische Anschlussdraht 7 zusätzlich auf die äußersten Lackdrähte 3 in der ersten Ausnehmung 11, so dass hier zusätzlich kalte Kontaktierungen geschaffen werden. Gleichzeitig ergibt sich eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Anschlussdraht 7 und den obersten äußersten Lackdrähten 3 sowie direkt mit dem Kontaktelement 4.
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Wie weiter insbesondere aus 1 ersichtlich ist, ist dabei eine Ausrichtung des elektrischen Anschlussdrahtes 7 derart, dass eine Mittelachse Y-Y des elektrischen Anschlussdrahtes 7 senkrecht zu einer Mittelachse X-X der Zündspule 1 ist (vgl. 1). Weiterhin ist auch eine Diode 8, welche über den elektrischen Anschlussdraht 7 mit dem Kontaktelement 4 verbunden wird, derart ausgerichtet, dass eine Längsachse der Diode 8, welche mit der Mittelachse Y-Y des elektrischen Anschlussdrahtes 7 zusammenfällt, senkrecht zur Mittelachse X-X der Zündspule 1 ist. Dadurch kann eine sehr kompakte Anordnung der Diode 8 oder auch anderen elektronischen Bauteilen, welche an der Zündspule 1 angeordnet sind, vorgenommen werden.
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Wie somit insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist somit eine Ausrichtung des Lackdrahtes 3 an einem Bodenbereich 41, 42 der ersten und zweiten Ausnehmung 11, 12 am Kontaktelement parallel zu einer Ausrichtung des elektrischen Anschlussdrahtes 7 am Kontaktelement 4. Weiter verläuft der elektrische Anschlussdraht 7 sowie der Lackdraht 3 am Bodenbereich 41, 42 senkrecht zu der Ebene E, in welcher das Kontaktelement 4 liegt. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung macht es somit möglich, eine besonders kompakte Anbindung einer Diode 8 oder eines anderen elektrische Bauteils an der Zündspule 1 vorzunehmen.
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Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, ist eine Tiefe T1 der ersten Ausnehmung 11 gleich einer Tiefe T2 der zweiten Ausnehmung 12. Dabei ist der Aufnahmebereich 17 der ersten Ausnehmung 11 derart gewählt, dass sowohl der mehrfach umwickelte Lackdraht 3 als auch der elektrische Anschlussdraht 7 vollständig in dem ersten Aufnahmebereich 17 aufgenommen werden kann. Dadurch weist das Kontaktelement 4 im Wesentlichen eine H-Form mit einem Anbindungsbereich 22 an den Spulenkörper 20 auf. Weitere elektrische Bauelemente können dabei beispielsweise an der zweiten Ausnehmung 12 oder auch von der anderen Richtung zusätzlich noch an der ersten Ausnehmung 11 mit einem weiteren elektrischen Anschlussdraht vorgenommen werden. Somit ist das erfindungsgemäße Kontaktelement 4 eingerichtet, neben dem Lackdraht 3 mehrere elektrische Bauteile, wie z.B. die Diode 8, kalt zu kontaktieren. Eine elektrische Kontaktierung des Anschlussdrahtes 7 kann dabei einfach durch eine Presspassung zwischen dem Anschlussdraht 7 und der ersten Ausnehmung 11 erreicht werden.
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Somit wird erfindungsgemäß eine einfach zu realisierende Lösung für eine kalte Kontaktierung von Lackdrähten und elektrischen Anschlussdrähten an einem gemeinsamen Kontaktelement 4 gezeigt, welche insbesondere in Verbindung mit Zündspulen besonders vorteilhaft ist. Insbesondere können durch die erfindungsgemäße Idee Kontaktierungsfehler minimiert werden. Auch kann erfindungsgemäß eine schnelle und einfache Sichtprüfung der vorgenommenen Kontaktierung erfolgen. Dabei kann das Kontaktelement 4 als einfaches Blechstanzteil vorgenommen werden, wodurch auch automatisch schon scharfe Kanten zum Aufreißen der Lackschicht am Lackdraht 3 erhalten werden. Hierdurch können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden. Insbesondere ist erfindungsgemäß kein vorgehendes Entfernen der isolierenden Lackschicht am Lackdraht 3 notwendig. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, dass kein freies Drahtende, sowohl am Lackdraht 3 als auch am elektrischen Anschlussdraht 7, vorstehen muss. Hierdurch kann insbesondere eine elektrische Feldüberhöhung bei der an der Zündspule herrschenden Hochspannung vermieden werden. Ferner können zusätzliche elektrische Bauteile, wie z.B. eine Diode 8, bauraumoptimiert und ebenfalls mittels kalter Kontaktierung eingebunden werden.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Tiefe T2 der zweiten Ausnehmung 12 kleiner als die Tiefe T1 der ersten Ausnehmung 11 ausgebildet ist. Dies ist deshalb möglich, da die zweite Ausnehmung 12 nur den mehrfach umwickelten Lackdraht 3 aufnehmen muss. Ferner ist die zweite Ausnehmung 12 lediglich mit einem Aufnahmebereich 18 gebildet, welcher sich verjüngend ausgebildet ist. Somit können insbesondere die Abmessungen des Kontaktelements 4 in vertikaler Richtung optimiert werden und eine weitere Bauraumeinsparung ist möglich.
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5 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements 2, welches im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen eine dritte Ausnehmung 13 aufweist. Die dritte Ausnehmung 13 dient dabei dazu, den elektrischen Anschlussdraht 7 separat aufzunehmen. Ferner sind eine erste und eine zweite Ausnehmung 11, 12 vorgesehen, welche zwischen sich die Einschnürung 14 bilden, um welche der Lackdraht 3 umgewickelt ist. Ferner ist am Kontaktelement 4 ein Fuß 40 vorgesehen, mit welchem das Kontaktelement 4 am Spulenkörper 20 fixiert ist. Dabei liegen sowohl der Fuß 40 als auch das restliche Kontaktelement 4 wieder in einer gemeinsamen Ebene. Weiter sind der elektrische Anschlussdraht 7 und der Lackdraht 3 im Bereich der Einschnürung 14 wieder derart am Kontaktelement 4 angeordnet, dass ihre Ausrichtung senkrecht zur Ebene E ist. Der Fuß 40 ist dabei derart ausgestaltet, dass er lediglich durch Stecken an den Spulenkörper 2 mit diesem fest verbunden werden kann.
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Somit zeigen alle beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine vorteilhafte Zündspule 1, bei der mittels kalter Kontaktierung sowohl ein Lackdraht 3 als auch weitere elektrische Bauteile miteinander verbunden werden können. Ein Schweißvorgang oder ein Lötvorgang oder dgl. ist somit nicht mehr notwendig, so dass insbesondere Fertigungskosten deutlich reduziert werden können. Weiterhin kann durch die geschickte Ausgestaltung des plattenförmigen Kontaktelements 4 eine Bauraumoptimierung bei der Anbringung zusätzlicher elektrischer Bauteile ermöglicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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