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Die Erfindung geht von einer Stabzündspule für Zündanlagen,
insbesondere von einer Stabzündspule
zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges,
gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.
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Eine derartige Stabzündspule
ist aus der
DE 697
02 036 T2 bekannt und dient zur Hochspannungsversorgung
einer Zündkerze
einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine. Diese Stabzündspule
hat einen im wesentlichen konzentrischen Aufbau und umfaßt einen
zentral angeordneten Stabkern aus einem magnetisierbaren Material.
Um den Stabkern ist ein innerer Spulenkörper, der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet,
auf welchem wiederum eine als Sekundärspule dienende Wicklung angeordnet
ist. Diese Wicklung steht in Verbindung mit einem Hochspannungsanschluß, der mit
der Zündkerze elektrisch
verbindbar ist. Die Sekundärspule
und der Sekundärspulenkörper sind
von einem Isolierharz umgeben und bilden als Baueinheit einen Primärspulenkörper, der
eine als Primärwicklung
ausgeführte zweite
Wicklung trägt.
Die Primärwicklung
ist über eine
Steuerelektronik mit einem Anschluß zur Verbindung mit einer
Niederspannungsquelle verbunden.
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Eine Stabzündspule ist auch aus der
DE 199 27 820 C1 bekannt
und dient zur Hochspannungsversorgung einer Zündkerze einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine.
Diese Stabzündspule
hat einen im Wesentlichen konzentrischen Aufbau und umfasst einen
zentral angeordneten Stabkern aus einem magnetisierbaren Material.
Um den Stabkern ist ein innerer Spulenkörper, der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet,
auf welchem wiederum eine als Sekundärspule dienende Wicklung angeordnet
ist. Diese Wicklung steht in Verbindung mit einem Hochspannungsanschluß, 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 über
eine Steuerelektronik mit einem Anschluß zur Verbindung mit einer
Niederspannungsquelle verbunden. Die aus dem Sekundärspulenkörper, der
Sekundärwicklung,
dem Primärspulenkörper und
der Primärwicklung
bestehende Baugruppe ist mit einem Gießwerkstoff, der beispielsweise aus
Epoxidharz gebildet ist, vergossen und in einem Spulengehäuse angeordnet,
welches an seiner Außenseite zum
Schließen
eines den Stabkern umfassenden Magnetkreises mit einem Rückschlußblech versehen
ist, das einen die Primärwicklung
umgebenden Luftspalt begrenzt.
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Eine Stabzündspule ist ebenfalls aus der deutschen
Gebrauchsmusterschrift
DE
299 18 100 U1 bekannt. Bei dieser Stabzündspule besteht das Gehäuse zumindest
teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff, so daß das Gehäuse und
das Rückschlußblech auf
dem gleichen elektrischen Potential liegen und beim Betrieb der
Stabzündspule elektrische
Teilentladungen zwischen einem Zentralabschnitt des Gehäuses und
dem Rückschlußblech ausgeschlossen
sind.
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Bekannt ist ebenfalls durch die
DE 198 31 196 A1 ,
eine Stabzündspule
mit umlaufenden elastischen Rippen zur Fixierung im Zylinderkopf
zu versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
besonders kompakte Ausführungsform
einer Stabzündspule
zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
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Dabei wird eine Baueinheit gebildet,
die den ersten Spulenkörper,
die erste Spulenwicklung und eine Vergußmasse für die erste Spulenwicklung
umfaßt,
wobei in der beispielsweise aus Epoxidharz gebildeten Vergußmasse Kontaktierungen
für die
erste Wicklung eingebettet sind, so daß die Kontaktierungen ebenfalls
Bestandteil der Baueinheit sind, die den zweiten Spulenkörper bildet
bzw. einen sogenannten Sekundär
gießling
darstellt.
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Dies hat den Vorteil, daß die Stabzündspule mit
einem geringeren Durchmesser ausgeführt sein kann und mithin einen
kleineren Einbauraum in einer Brennkraftmaschine erfordert.
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Die Stabzündspule nach der Erfindung
hat mithin gegenüber
dem Stand der Technik einen vereinfachten Aufbau, weniger Bauteile,
einen geringeren Stoffeinsatz und eine optimierte Baugröße. Dies führt wiederum
zu geringeren Herstellungskosten. Auch weist die Stabzündspule
nach der Erfindung gegenüber
den oben beschriebenen bekannten Stabzündspulen optimierte elektrische
Eigenschaften und eine verbesserte Dauerhaltbarkeit im Temperaturbereich
zwischen –50°C und +150°C auf.
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Wie bei Stabzündspulen üblich, bildet der erste Spulenkörper der
Stabzündspule
nach der Erfindung, welcher den Stabkern umschließt, den
sogenannten Sekundärspulenkörper, auf
dem die als Sekundärwicklung
ausgebildete erste Spulenwicklung angeordnet ist. Die Sekundärwicklung
ist dann mit den als Hochspannungsanschlüsse ausgebildeten Kontaktierungen
verbunden, die zur Verbindung mit der betreffenden Zündkerze
dienen.
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Die zweite Spulenwicklung bildet
dann die sogenannte Primärwicklung,
die mit einer Niederspannungsquelle verbunden ist.
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Die Herstellung der Stabzündspule
nach der Erfindung kann beispielsweise derart erfolgen, daß zunächst die
Baueinheit aus erstem Spulenkörper, erster
Spulenwicklung und Vergußmasse
gefertigt und diese Baueinheit dann mit der zweiten Spulenwicklung
versehen und zusammen mit einem Stabkern in ein Kunststoffgehäuse montiert
wird. Komplettiert wird die Stabzündspule mit einem Rückschlußblech,
einem Schutzmantel für
die Zündkerze, einer
am Umfang angeordneten Dichtung, die in Einbaulage mit dem Motorblock
der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, einem Stecker zur Verbindung mit
einer Niederspannungsquelle und weiteren erforderlichen, hier nicht
näher beschriebenen
und üblichen
Bauteilen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
der Stabzündspule
nach der Erfindung bildet eine Rückschlußeinrichtung,
die in der Regel als hülsenförmiges Rückschlußblech ausgebildet
ist, das Gehäuse. Das
Gehäuse
bzw. das Rückschlußblech ist
dann über
einen Luftspalt von der zweiten Spulenwicklung beabstandet, die
auf der Baugruppe aus dem ersten Spulenkörper, der ersten Spulenwicklung
und der Vergußmasse
angeordnet ist.
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Bei einer speziellen Ausführungsform
der Stabzündspule
nach der Erfindung ist die Baueinheit, die den ersten Spulenkörper, die
erste Spulenwicklung und die Vergußmasse umfaßt und auf der die zweite Spulenwicklung
angeordnet ist, mittels eines Elastomers fixiert. Dieses Elastomer
kann des weiteren auch den Stabkern fixieren, einen Schutzmantel für eine mit
der Stabzündspule
zu verbindende Zündkerze,
einen Haltering bzw. Schutzring für die Stabzünspule und auch eine mechanische
Fixierung für das
Rückschlußelement
und/oder einen Anschlußsteckverbinder
bilden.
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Die Herstellung dieser das Elastomer
aufweisenden Stabzündspule
erfolgt derart, daß die
mit der Primärwicklung
versehene Baueinheit auf einen Stabkern, beispielsweise einen Eisenkern
oder einen Magnetkern, geschoben und mit dem Anschlußsteckverbinder
und dem Rückschlußelement
komplettiert wird. Hierbei werden alle elektrischen Verbindungen
hergestellt. Die so entstandene Baugruppe wird dann in ein Werkzeug
eingelegt und mit einem Elastomer ausgefüllt und/oder umhüllt. Bei
diesem Arbeitsschritt entsteht die Einbettung für den Stabkern bzw. Eisenkern
sowie dessen mechanische Fixierung, der Schutzmantel für die Zündkerze,
die Dichtung bzw. der Haltering, eine zumindest teilweise Einbettung
der Primärwicklung
in das Elastomer sowie die mechanische Fi xierung des Rückschlußelements
und des Anschlußsteckverbinders.
Bei dieser Ausführungsform
kann auf einen sonst üblichen Schrumpfschlauch
und auf einen Puffer verzichtet werden, welche zur Entkopplung des
Eisenkerns eingesetzt wurden. Man erhält mithin eine Stabzündspule
mit weniger Bauteilen bei gleichen elektrischen Eigenschaften. Dies
führt wiederum
zu geringeren Kosten.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung,
der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Drei Ausführungsbeispiele einer Stabzündspule
nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
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1 einen
Teilschnitt einer Stabzündspule nach
der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung des
in 1 gestrichelt umrandeten
Bereichs II;
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3 einen
Sekundärgießling der
Stabzündspule
nach 1;
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4 den
Sekundärgießling nach 3 mit einer Primärwicklung;
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5 eine
zweite Ausführungsform
einer Stabzündspule
nach der Erfindung in einer 2 entsprechenden
Darstellung;
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6 einen
Längsschnitt
durch eine dritte Ausführungsform
einer Stabzündspule
nach der Erfindung; und
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7 die
Stabzündspule
nach 6 vor dem Ausfüllen bzw.
Umhüllen
mit einem Elastomer.
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In den 1 bis 4 ist eine Stabzündspule 10 dargestellt,
die zur Verbindung mit einer hier nicht näher dargestellten Zündkerze
ausgelegt und in einen Schacht im Zylinderkopf einer hier ebenfalls
nicht näher
dargestellten Brennkraftmaschine einsetzbar ist.
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Die Stabzündspule 10 umfaßt in koaxialer Anordnung
zu einer Längsachse 12 einen
in zentraler Lage angeordneten, langgezogenen Stabkern 14, der
aus Eisen oder auch einem Magnet gebildet ist.
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Konzentrisch um den Stabkern 14 ist
ein erster Spulenkörper 16,
der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet.
Auf den Spulenkörper 16 ist eine
erste Spulenwicklung 18, die sogenannte Sekundärwicklung,
aufgebracht. Die Sekundärwicklung 18 ist
ausgangsseitig zur Hochspannungsversorgung mit der Zündkerze
verbindbar und zusammen mit Kontaktierungen 20 und 22 in
einer Form mit einer Vergußmasse 24 vergossen,
so daß eine
eine sogenannte Sekundärgießung darstellende
Baueinheit aus dem Sekundärspulenkern 16,
der Sekundärwicklung 18 und
der Vergußmasse 24 gebildet
ist, die einen zweiten Spulenkörper,
den sogenannten Primärspulenkörper, für eine zweite
Spulenwicklung 26, die sogenannte Primär wicklung, darstellt. Die zweite Spulenwicklung 26 ist
mit einem in 1 dargestellten
Steckverbinder 28 verbunden, der zum Anschluß der Stabzündspule 10 an
eine Niederspannungsquelle des betreffenden Kraftfahrzeuges dient.
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Die Primärwicklung 26 ist von
einem Luftspalt 30 umgeben, der radial außen von
einem aus Kunststoff bestehenden Zündspulengehäuse 32 begrenzt ist,
an dem wiederum ein hülsenförmiges Rückschlußblech 34 anliegt,
das als Rückschlußelement
eines den Stabkern 14 umfassenden Magnetkreises der Stabzündspule 10 dient.
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Die Herstellung der in 1 im zusammengesetzten Zustand
dargestellten Stabzündspule 10 erfolgt
derart, daß zunächst auf
den Sekundärspulenkörper 16 die
Sekundärwicklung 18 aufgebracht und
zusammen mit den Kontaktierungen 20 und 22 in einer
Form mit der aus Epoxidharz bestehenden Vergußmasse 24 zu dem Sekundärgießling vergossen wird,
so daß die
in 3 dargestellte Baueinheit
entsteht. Diese Baueinheit dient nun als Primärwickelkörper für die Primärwicklung 26 zur Herstellung
der in 4 dargestellten
Baugruppe. Letztgenannte Baugruppe wird dann in das Kunststoffgehäuse 32 montiert.
Des weiteren werden das Rückschlußblech 34,
ein Schutzmantel 36, eine Dichtung 38, der Steckverbinder 28 sowie
sonstige erforderliche, aber hier nicht näher erläuterte Bauteile montiert.
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In 5 ist
eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer Stabzündspule 50 dargestellt,
die im wesentlichen derjenigen nach den 1 bis 4 entspricht,
sich von dieser aber dadurch unterscheidet, daß sie kein Kunst stoffgehäuse aufweist. Vielmehr
ist das Rückschlußblech 34 direkt über dem die
Primärwicklung 26 umgebenden
Luftspalt 30 montiert, was zu einer weiteren Reduzierung
des für die
Stabzündspule 50 erforderlichen
Bauraums in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine führt.
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In den 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform
einer Stabzündspule 60 dargestellt,
deren Aufbau wiederum weitgehend demjenigen der Stabzündspule
nach den 1 bis 4 entspricht, sich von diesem
aber dadurch unterscheidet, daß sie
mit einem Elastomer 62 ausgebildet ist, das sowohl funktionelle
Eigenschaften als auch Fixiereigenschaften hat.
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Das Elastomer 62 füllt eine
die elektrischen bzw. magnetischen Bauteile umfassende Baugruppe der
Stabzündspule 60 aus
und umhüllt
diese zumindest teilweise. Diese Baugruppe ist in 7 näher dargestellt
und umfaßt
zentral die in 4 dargestellte
Baugruppe, welche aus dem Sekundärspulenkörper 16,
der Sekundärwicklung 18,
der Vergußmasse 24,
der Primärwicklung 26 sowie
Kontaktierungen 20 und 22 besteht. In diese Baugruppe
bzw. diesen Wicklungssatz ist der Eisenkern 14 eingesteckt.
Des weiteren ist dieser Wicklungssatz mit dem Steckverbinder 28 verbunden
sowie von dem Rückschlußblech 34 umgeben.
Die so zusammengesetzte und elektrisch bzw. magnetisch verbundene
Baugruppe wird bei der Herstellung in ein Werkzeug eingelegt und
dann mit dem Elastomer 62 ausgefüllt bzw. umhüllt. Bei
diesem Arbeitsschritt entsteht eine Fixierung bzw. Einbettung 64 für den Eisenkern 14,
ein Schutzmantel 66 für
eine mit der Stabzündspule 60 zu
verbindende Zündkerze,
eine Dichtung bzw.
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Halterung 68, welche in
Einbaulage der Zündspule 60 an
dem Motorblock der Brennkraftmaschine anliegt, eine Einbettung 70 für die Primärwicklung 26 sowie
eine mechanische Fixierung des Rückschlußblechs 34 und
des Steckverbinders 28.