DE10307458A1 - Coil assembly, especially for the ignition of an internal combustion engine has a cast mass to fix the coil and an elastic mass to bond the coil to the core, giving compensation for expansion - Google Patents

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Abstract

The electronic component group has at least one coil (1) e.g. for the ignition of an internal combustion engine, and a core (2). The coil is fixed in place by a cast mass (6) and is bonded to the core by an elastic mass (5). The coil structure has a primary (4) and a secondary (3) coil, formed by copper wires (3.2, 4.2) wound around carrier bodies (3.1, 4.1). The coils are of different diameters for one to fit within the other.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe aus mindestens einer Spule, die mittels einer Vergussmasse fixiert ist, und einem Spulenkern, sowie einem Verfahren zur Herstellung der elektronischen Baugruppe.The invention relates to an electronic Assembly of at least one coil, which is by means of a casting compound is fixed, and a coil core, and a method for manufacturing the electronic assembly.

Eine derartige elektronische Baugruppe bildet beispielsweise die Zündspule für das Zündsystem eines Ottomotors zum Generieren hoher Zündspannungen. Die elektronische Baugruppe besteht bei einer Zündspule aus einem zylindrischen Eisenkern, um den herum eine Sekundärspule angeordnet ist, und um die herum eine Primärspule angeordnet ist.Such an electronic assembly forms the ignition coil, for example for the ignition system of a gasoline engine for generating high ignition voltages. The electronic The assembly consists of an ignition coil a cylindrical iron core, around which a secondary coil is arranged, and around it a primary coil is arranged.

Die Primärspule und die Sekundärspule bestehen in der Regel jeweils aus einem Kupferdraht, der auf einem Tragkörper aufgewickelt ist, und der mit einer Vergussmasse fixiert ist. Diese Vergussmasse kann auch zum miteinander Verbinden von Primärspule, Sekundärspule und Eisenkern verwendet werden.The primary coil and the secondary coil exist usually each from a copper wire, which is wound on a support body and is fixed with a potting compound. This potting compound can also be used to connect the primary coil, secondary coil and Iron core can be used.

Bei Zündsystemen für Ottomotoren nach dem Einzelspulenkonzept wird für jede Zündkerze des Ottomotors eine separate Zündspule verwendet, die vorzugsweise in der Steckvorrichtung der Zündkerze angeordnet ist. Eine in der Steckvorrichtung der Zündkerze angeordnete Zündspule ist beispielsweise aus der DE 101 02 342 bekannt.In ignition systems for gasoline engines according to the single coil concept, a separate ignition coil is used for each spark plug of the gasoline engine, which is preferably arranged in the plug device of the spark plug. An ignition coil arranged in the plug device of the spark plug is, for example, from the DE 101 02 342 known.

Bei der Anordnung der Zündspule in dem direkt auf die Zündkerze aufzusetzenden Teil der Steckvorrichtung bestehen durch den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum besondere Anforderungen an die Abmessung der Zündspule. Zudem muss die Zündspule für extreme Temperaturschwankungen ausgelegt sein. Dabei stellen die Differenzen zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien der Zündspule, insbesondere zwischen dem der Vergussmasse und dem des Eisenkerns, ein großes Problem da.When arranging the ignition coil in which directly on the spark plug part of the plug-in device to be put on exist due to the low to disposal standing space special requirements for the dimensions of the ignition coil. In addition, the ignition coil for extreme Temperature fluctuations can be designed. Make the differences between the coefficient of expansion of the materials used for the ignition coil, especially between that of the potting compound and that of the iron core, a big Problem there.

In der DE 198 24 642 A1 wird zur Kompensation der Differenzen des Ausdehnungskoeffizienten der bei einer Zündvorrichtung verwendeten Materialien vorgeschlagen, bei der Zündspule ein belastungsabsorbierendes Element anzuordnen, welches einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und welches die Differenzen zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse und des Eisenkerns kompensiert. Ein derartiges belastungsabsorbierendes Element kann beispielsweise von einem Aluminiumblock gebildet werden.In the DE 198 24 642 A1 To compensate for the differences in the expansion coefficient of the materials used in an ignition device, it is proposed to arrange a load-absorbing element in the ignition coil which has a linear expansion coefficient and which compensates for the differences between the expansion coefficients of the casting compound and the iron core. Such a load-absorbing element can be formed, for example, by an aluminum block.

Diese Lösung hat den Nachteil, dass sie für das belastungsabsorbierende Element zusätzlichen Bauraum benötigt, wodurch die Abmessungen der Zündvorrichtung zunehmen. Zudem ist diese Lösung durch den Aufwand für das belastungsabsorbierende Element sehr kostenintensiv.The disadvantage of this solution is that them for that load-absorbing element requires additional space, which the dimensions of the igniter increase. In addition, this solution is through the effort for the load-absorbing element is very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe aus mindestens einer Spule, die mittels einer Vergussmasse fixiert ist, und einem Spulenkern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie einem Verfahren zur Herstellung der elektronischen Baugruppe anzugeben, das kostengünstig herzustellen ist, und durch welches die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen verwendeten Materialien zuverlässig kompensiert werden.The invention has for its object a electronic assembly from at least one coil, which means a potting compound is fixed, and a coil core according to the preamble of claim 1, and a method for producing the specify electronic assembly that is inexpensive to manufacture, and by which the different coefficients of expansion of the different used materials reliably compensated become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 9 gelöst, wonach die mindestens eine Spule mittels einer elastischen Masse mit dem Spulenkern verbunden ist.This object is achieved by the Features in the characterizing part of the independent claims 1 and 9 solved, after which the at least one coil by means of an elastic mass is connected to the coil core.

Für die Zündspule des Zündsystems eines Ottomotors sind als mindestens eine Spule eine Primärspule und eine Sekundärspule notwendig. Die Primärspule und die Sekundärspule werden von auf einem Tragkörper aufgewickelte Kupferdrähten gebildet, wobei die Primärspule und die Sekundärspule einem unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Dadurch können die Primärspule und die Sekundärspule ineinander angeordnet werden, wobei die Sekundärspule die innere der zwei Spulen bildet. Das Verbinden der Primärspule und der Sekundärspule erfolgt durch die Vergussmasse, beispielsweise einem Giesharz.For the ignition coil of the ignition system of a gasoline engine are a primary coil and at least one coil a secondary coil necessary. The primary coil and the secondary coil be from on a supporting body wound copper wires formed, the primary coil and the secondary coil have a different diameter. This allows the primary coil and the secondary coil can be arranged one inside the other, the secondary coil being the inner of the two Forms coils. The primary coil and the secondary coil are connected by the casting compound, for example a casting resin.

Bei einer Zündspule werden der Spulenkern und die Sekundärspule mittels der elastischen Masse verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass der Spulenkern vollständig von der elastischen Masse umschlossen ist.In the case of an ignition coil, the coil core and the secondary coil connected by means of the elastic mass. It is provided that the coil core completely is enclosed by the elastic mass.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Spulenkern als Eisenkern ausgebildet ist, der aus mehreren Eisenblechen, einem sogenannten Blechpakte, zusammengesetzt ist.In an advantageous further training the invention provides that the coil core as an iron core is formed, which consists of several iron sheets, a so-called Tin packages, is composed.

Als elastische Masse können beispielsweise Materialien auf Kautschukbasis oder auf Silikonbasis verwendet werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass die elastisch Masse neben der Kompensation der Ausdehnungskoeffizienten den Spulenkern zuverlässig in seiner Position fixiert und beispielsweise Schwingungen des Spulenkerns gegenüber der Sekundärspule unterdrückt.Materials, for example, can be used as the elastic mass rubber-based or silicone-based. there it must be ensured that the elastic mass in addition to the compensation of the Coefficient of expansion fixed the coil core in its position and for example vibrations of the coil core against the secondary coil suppressed.

Dabei ist vorgesehen, dass die elektronische Baugruppe als Zündspule für das Zündsystem eines Ottomotors verwendet wird, die nach dem Einzelspulenprinzip beispielsweise in der Steckvorrichtung einer Zündkerze angeordnet ist.It is provided that the electronic assembly as an ignition coil for the ignition system of a gasoline engine is used, based on the single coil principle is arranged for example in the plug device of a spark plug.

Die Herstellung der elektronischen Baugruppe aus mindestens einer Spule und dem Spulenkern erfolgt in einer mindestens zwei Komponenten Spritztechnik.The manufacture of electronic Assembly consists of at least one coil and the coil core in at least two component spray technology.

Bei einer elektronischen Baugruppe mit einer einzelnen Spule wird als erste Komponente die Vergussmasse zum Fixieren der Spule gespritzt. Als zweite Komponente wird die elastische Masse zum Verbinden der Spule mit dem Spulenkern gespritzt.In the case of an electronic assembly with a single coil, the potting compound is injected as the first component to fix the coil. As second component, the elastic mass is injected to connect the coil to the coil core.

Bei einer elektronischen Baugruppe mit einer Primärspule und einer Sekundärspule wird als erste Komponente die Vergussmasse zum Verbinden der Primärspule mit der Sekundärspule gespritzt. Gegebenenfalls wird die Vergussmasse auch zum Fixieren der Primärspule mit der Sekundärspule verwendet. Als zweite Komponente wird die elastischen Masse zum Verbinden der Sekundärspule mit dem Spulenkern gespritzt wird.With an electronic assembly with a primary coil and a secondary coil as the first component, the potting compound for connecting the primary coil with the secondary coil injected. If necessary, the casting compound is also used to fix the primary coil with the secondary coil used. The second component is the elastic mass Connect the secondary coil is sprayed with the coil core.

Im folgenden soll die elektronische Baugruppe aus mindestens einer Spule und einem Spulenkern sowie das Verfahren zur Herstellung der elektronischen Baugruppe anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit drei Figuren dargestellt und erläutert werden.In the following, the electronic Assembly of at least one coil and a coil core as well the method for producing the electronic assembly based on of an embodiment are shown and explained in connection with three figures.

Es zeigen:Show it:

1 das Schnittbild einer Zündspule, bei der eine Primärspule und eine Sekundärspule den Spulenkern umschließend, der mittels einer elastischen Masse mit der Sekundärspule verbunden ist, 1 2 shows the sectional view of an ignition coil in which a primary coil and a secondary coil surround the coil core, which is connected to the secondary coil by means of an elastic mass,

2 und 3 eine Darstellung der Herstellungsschritte der Zündspule in einer zwei Komponenten Spritztechnik. 2 and 3 a representation of the manufacturing steps of the ignition coil in a two-component spray technology.

In der 1 ist in einem Schnittbild eine Zündspule 1 dargestellt. Die Zündspule 1 besteht aus einer Primärspule 4 und einer Sekundärspule 3, wobei die Sekundärspule 3 innerhalb der Primärspule 4 angeordnet ist. Die aus einem Tragkörper 4.1 und einer Wicklung 4.2 bestehende Primärspule 4 weist einen Außendurchmesser von 20 Millimetern und einen Innendurchmesser von 17 Millimetern auf. Die aus einem kleineren Tragkörper 3.1 und einer feineren Wicklung 3.2 bestehende Sekundärspule 3 weist einen Außendurchmesser von 15 Millimetern und einen Innendurchmesser von 12 Millimetern auf. Innerhalb der Sekundärspule 3 ist ein zylindrischer Spulenkern 2 angeordnet, der einen Durchmesser von 10 Millimetern und eine Länge von 52 Millimetern aufweist. Der Spulenkern 2 ist aus zirka 12 Eisenplatten zusammengesetzt, die ein sogenanntes Blechpaket bilden.In the 1 is an ignition coil in a sectional view 1 shown. The ignition coil 1 consists of a primary coil 4 and a secondary coil 3 , the secondary coil 3 inside the primary coil 4 is arranged. The one from a supporting body 4.1 and a winding 4.2 existing primary coil 4 has an outer diameter of 20 millimeters and an inner diameter of 17 millimeters. The one from a smaller supporting body 3.1 and a finer winding 3.2 existing secondary coil 3 has an outer diameter of 15 millimeters and an inner diameter of 12 millimeters. Inside the secondary coil 3 is a cylindrical coil core 2 arranged, which has a diameter of 10 millimeters and a length of 52 millimeters. The coil core 2 is composed of approximately 12 iron plates, which form a so-called laminated core.

Die Primärspule 4 und die Sekundärspule 3 sind mit einem Giesharz 6 als Vergussmasse vergossen. Der Eisenkern 2 ist mit einer elastischen Masse vergossen, die aus einem Kautschukmaterial 5 besteht.The primary coil 4 and the secondary coil 3 are with a casting resin 6 potted as potting compound. The iron core 2 is potted with an elastic mass made of a rubber material 5 consists.

In den 2 und 3 ist die Abfolge der Herstellungsschritte der Zündspule 1 für eine zwei Komponenten Spritztechnik dargestellt.In the 2 and 3 is the sequence of steps in making the ignition coil 1 shown for a two-component spraying technique.

2 zeigt das Spritzwerkzeug 7, dass zur Herstellung der Zündspule 1 in der zwei Komponenten Spritztechnik in einer Drehtechnik ausgebildet ist. Dabei werden in zwei getrennten Formnestern bei jedem Zyklus gleichzeitig jeweils ein Vorspritzling und ein Fertigspritzling hergestellt. Dazu weist das aus einem Werkzeugboden 7.1 und einem Werkzeugdeckel 7.2 bestehende Formwerkzeug 7 zwei unterschiedliche Kavitäten auf. Als Kavität wird der Hohlraum im Spritzwerkzeug 7 bezeichnet, der während dem Spritzvorgang gefüllt wird. 2 shows the injection mold 7 that to manufacture the ignition coil 1 in which two components spray technology is designed in a turning technique. A pre-molded part and a pre-molded part are produced in two separate mold nests for each cycle. To do this, it points from a tool bottom 7.1 and a tool lid 7.2 existing mold 7 two different cavities. The cavity in the injection mold becomes a cavity 7 referred to, which is filled during the spraying process.

Zur Herstellung des Vorspritzlings werden jeweils ein Eisenkern 2, eine Sekundärspule 3 und eine Primärspule 4 in einem Formnest des Spritzwerkzeugs 7 angeordnet. Dabei weist ein Formest bei geschlossenem Spritzwerkzeug 7 eine Kavität auf, welche den Eisenkern 2 vollständig bis zur Innenseite der Sekundärspule 4 umfasst. Diese Kavität wird als erste Komponente über die erste Spritzdüse 8 mit dem Kautschukmaterial 5 gefüllt.An iron core is used to manufacture the pre-molded part 2 , a secondary coil 3 and a primary coil 4 in a mold cavity of the injection mold 7 arranged. A form test shows with the injection mold closed 7 a cavity on which the iron core 2 all the way to the inside of the secondary coil 4 includes. This cavity is the first component through the first spray nozzle 8th with the rubber material 5 filled.

Zur Herstellung des Fertigspritzlings wird das Spritzwerkzeug 7 gedreht. Bei nunmehr geschlossenem Formwerkzeug 7 ist über dem derzeitigen Vorspritzling eine Kavität ausgebildet, welche die gesamte Primärspule bis zur Innenseite der Sekundärspule reicht. Diese Kavität wird als zweite Komponente über die zweite Spritzdüse 9 mit Giesharz 6 gefüllt.The injection mold is used to produce the finished molded part 7 turned. With the mold now closed 7 a cavity is formed over the current pre-molded part, which extends the entire primary coil to the inside of the secondary coil. This cavity is the second component via the second spray nozzle 9 with resin 6 filled.

Der Fertigspritzling, die fertige Zündspule 1, wird dem Formwerkzeug 7 entnommen, wonach das Formnest wieder mit einem Eisenkern 2, einer Sekundärspule 3 und einer Primärspule 4 zur Herstellung eines Vorspritzlings bestückt wird.The pre-molded part, the finished ignition coil 1 , the molding tool 7 removed, after which the mold nest again with an iron core 2 , a secondary coil 3 and a primary coil 4 for the production of a pre-molded part.

Grundsätzlich kann zur Herstellung der Zündspule auch zuerst die zweite Komponente zum Verbinden der Primärspule mit der Sekundärspule gespritzt werden, und anschließend die erste Komponente zum Verbinden der Sekundärspule mit dem Eisenkern gespritzt werden.Basically can be used to manufacture the ignition coil also first the second component for connecting the primary coil injected into the secondary coil and then injection molded the first component to connect the secondary coil to the iron core become.

Je nach Ausgestaltung der Formnester des Spritzwerkzeugs werden die in den Formnestern fixierten Bereiche des Eisenkerns, der Sekundärspule und der Primärspule mit der Kautschukmasse oder dem Giesharz nachbearbeitet.Depending on the design of the mold nests of the injection mold are the areas fixed in the mold nests of the iron core, the secondary coil and the primary coil reworked with the rubber compound or the casting resin.

Beispielsweise der Eisenkern kann mit einem aus der Kautschukmasse bestehenden Abschlussstück abgedeckt werden, sofern der Eisenkern durch die Fixierung im Formnest auf einer Stirnseite nicht von Kautschukmasse umgeben ist.For example, the iron core can covered with an end piece consisting of the rubber compound provided that the iron core due to the fixation in the mold cavity one end face is not surrounded by rubber compound.

Die Wicklungen der Sekundärspule und der Primärspule können bereits in einem vorangegangenen Herstellungsprozess mit Giesharz vergossen sein, oder das Vergießen der Wicklungen der Sekundärspule und der Primärspule erfolgt zeitgleich mit der Herstellung der Zündspule beim Vergießen der Sekundärspule mit der Primärspule.The windings of the secondary coil and the primary coil can already in a previous manufacturing process with casting resin be shed, or shedding the windings of the secondary coil and the primary coil takes place simultaneously with the manufacture of the ignition coil when the secondary coil is cast the primary coil.

Bei dem Ausbilden der Erregerspule mit einem die Primärspule umfassenden Flussleitblech kann diese in einem weiteren Herstellungsschritt mit einer weiteren Komponente verspritzt werden.When forming the excitation coil with one the primary coil comprehensive flow guide plate can this in a further manufacturing step be sprayed with another component.

Durch das Kautschukmaterial zum Vergießen des Eisenkerns mit der Sekundärspule werden die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen verwendeten Materialien zuverlässig kompensiert. Zudem ist das Vergießen des Eisenkerns mit der Sekundärspule kostengünstig durchzuführen.The rubber material for casting the iron core with the secondary coil reliably compensates for the different expansion coefficients of the different materials used. In addition, the casting of the iron core with the secondary coil can be carried out inexpensively to lead.

Claims (11)

Elektronische Baugruppe aus mindestens einer Spule, die mittels einer Vergussmasse (6) fixiert ist, und einem Spulenkern (2), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spule mittels einer elastischen Masse (5) mit dem Spulenkern (2) verbunden ist.Electronic assembly consisting of at least one coil, which is sealed by means of a casting compound ( 6 ) and a coil core ( 2 ), characterized in that the at least one coil by means of an elastic mass ( 5 ) with the coil core ( 2 ) connected is. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spule als eine Primärspule (4) und eine Sekundärspule (3) ausgebildet ist.Electronic assembly according to claim 1, characterized in that the at least one coil as a primary coil ( 4 ) and a secondary coil ( 3 ) is trained. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (4) und die Sekundärspule (3) als auf einem Tragkörper (3.1, 4.1) aufgewickelte Kupferdrähte (3.2, 4.2) ausgebildet sind, dass die Primärspule (4) und die Sekundärspule (3) mit einem unterschiedlichen Durchmesser ausgebildet sind, so dass die Primärspule (4) und die Sekundärspule (3) ineinander zu platzieren sind, und dass die Primärspule (4) und die Sekundärspule (3) durch die Vergussmasse (6) miteinander verbunden sind, wobei die Sekundärspule (3) die innere der zwei Spulen (3, 4) bildet.Electronic assembly according to claim 2, characterized in that the primary coil ( 4 ) and the secondary coil ( 3 ) than on a supporting body ( 3.1 . 4.1 ) wound copper wires ( 3.2 . 4.2 ) are designed so that the primary coil ( 4 ) and the secondary coil ( 3 ) are designed with a different diameter so that the primary coil ( 4 ) and the secondary coil ( 3 ) must be placed one inside the other and that the primary coil ( 4 ) and the secondary coil ( 3 ) by the sealing compound ( 6 ) are connected to each other, the secondary coil ( 3 ) the inside of the two coils ( 3 . 4 ) forms. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (2) und die Sekundärspule (3) mittels der elastischen Masse (5) verbunden sind.Electronic assembly according to claim 3, characterized in that the coil core ( 2 ) and the secondary coil ( 3 ) by means of the elastic mass ( 5 ) are connected. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (2) vollständig von der elastischen Masse (5) umschlossen ist.Electronic assembly according to claim 4, characterized in that the coil core ( 2 ) completely from the elastic mass ( 5 ) is enclosed. Elektronische Baugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (2) als Eisenkern ausgebildet ist, der aus mehreren Eisenblechen zusammen gesetzt ist.Electronic assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coil core ( 2 ) is designed as an iron core, which is composed of several iron sheets. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Masse (5) auf Kautschukbasis oder auf Silikonbasis hergestellt ist.Electronic assembly according to claim 5 or 6, characterized in that the elastic mass ( 5 ) is made of rubber or silicone. Elektronische Baugruppe als Zündspule (1) nach dem Einzelspulenprinzip für einen Ottomotor.Electronic assembly as an ignition coil ( 1 ) according to the single coil principle for a gasoline engine. Verfahren zur Herstellung der elektronischen Baugruppe nach Anspruch 1 in einer mindestens zwei Komponenten Spritztechnik.Process for manufacturing the electronic assembly according to claim 1 in at least two components spraying technology. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektronischen Baugruppe mit einer einzelnen Spule als erste Komponente die Vergussmasse (6) zum Fixieren der Spule gespritzt wird, und dass als zweite Komponente die elastische Masse (5) zum Verbinden der Spule mit dem Spulenkern (2) gespritzt wird.A method according to claim 9, characterized in that in an electronic assembly with a single coil as the first component, the potting compound ( 6 ) is injected to fix the coil, and that as a second component the elastic mass ( 5 ) to connect the coil to the coil core ( 2 ) is injected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektronischen Baugruppe mit einer Primärspule (4) und einer Sekundärspule (3) als erste Komponente die Vergussmasse (6) zum Fixieren der Primärspule (4) mit der Sekundärspule (3) und/oder zum Verbinden der Primärspule (4) mit der Sekundärspule (3) gespritzt wird, und als zweite Komponente die elastischen Masse (5) zum Verbinden der Sekundärspule (3) mit dem Spulenkern (2) gespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of an electronic assembly with a primary coil ( 4 ) and a secondary coil ( 3 ) the first component is the sealing compound ( 6 ) to fix the primary coil ( 4 ) with the secondary coil ( 3 ) and / or to connect the primary coil ( 4 ) with the secondary coil ( 3 ) is injected, and as a second component the elastic mass ( 5 ) for connecting the secondary coil ( 3 ) with the coil core ( 2 ) is injected.
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