DE19506589C2 - Elektrische Zündspule - Google Patents

Elektrische Zündspule

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DE19506589C2 DE19506589A DE19506589A DE19506589C2 DE 19506589 C2 DE19506589 C2 DE 19506589C2 DE 19506589 A DE19506589 A DE 19506589A DE 19506589 A DE19506589 A DE 19506589A DE 19506589 C2 DE19506589 C2 DE 19506589C2
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    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12Ignition, e.g. for IC engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Zündspule gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2 und 7, die insbesondere zur Verwendung bei einem Verbrennungsmotor geeignet ist.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Zündspule eines Verbrennungsmotors zeigt. In Fig. 3 ist eine Primärspule 1 in Form eines Zylinders aus einem Harzmaterial wie PBT (Polybutylenterephthalat) hergestellt. Eine Primär­ wicklung 2 ist durch das Aufwickeln eines Leiterdrahtes um den Umfang der Primärspule 1 gebildet. Eine Sekundärspule 3 ist in Form eines Zylinders aus einem Harzmaterial, wie z. B. PBT, hergestellt und umgibt die Primärspule 1, zu der sie konzen­ trisch bzw. koaxial ist. Der äußere Umfang der Sekundärspule 3 ist aus kreisförmigen einspringenden und vorspringenden Ab­ schnitten gebildet, die kammartig abwechselnd aufeinander­ folgen.
Eine Sekundärwicklung 4 ist durch Aufwickeln von Leiterdraht in den kreisförmigen einspringenden Abschnitten um die Sekun­ därspule 3 gebildet, wobei dieser Leiterdraht im Vergleich zur Primärwicklung 2 eine wesentlich höhere Zahl von Windungen aufweist. Die Sekundärwicklung 4 ist in einem Block in jedem kreisförmigen einspringenden Abschnitt um den Umfang der Se­ kundärspule 3 gewickelt; demnach sind in Fig. 3 entlang der Sekundärspule 3 Blöcke vom äußersten rechten, einspringenden Abschnitt zum äußersten linken einspringenden Abschnitt gebil­ det.
Das eine Ende der Primärwicklung 2 endet in einem Primäran­ schluß 5, und das andere Ende der Primärwicklung 2 endet in einem Primäranschluß 6. Der Primäranschluß 5 ist mit einer (nicht gezeigten) Energieversorgung verbunden, und der Primäranschluß 6 ist mit einem (nicht gezeigten) Schaltelement verbunden. Das eine Ende der Sekundärwicklung 4 endet in einem Sekundäranschluß 7, an dem eine Hochspannung induziert wird. Der andere (nicht gezeigte) Sekundäranschluß, mit dem das an­ dere Ende der Primärwicklung 4 verbunden ist, ist mit dem Pri­ märanschluß 5 der Primärwicklung 2 verbunden.
Ein Gehäuse 8 nimmt sowohl die Primärspule 1, um die die Pri­ märwicklung 2 gewickelt ist, als auch die Sekundärspule 3 auf, um die die Sekundärwicklung 4 gewickelt ist, wobei die Sekun­ därspule 3 zur Primärspule 1 konzentrisch bzw. koaxial ist. Das aus einem Harz, wie PBT, hergestellte Gehäuse 8 ist mit einem Träger 8a zum Stützen des Sekundäranschlusses 7 an der linken Seite und einem Träger 8b zum Stützen der Primäran­ schlüsse 5, 6 an der rechten Seite versehen. Ein (Eisen-)Kern 9 besteht aus einem inneren Bereich 9a, der sich durch die Primärspule 1 und das Gehäuse erstreckt, aus einem äußeren Be­ reich 9b, der außerhalb des Gehäuses 8 liegt, sowie einem Ringverbindungsbereich, der den inneren Bereich 9a und den äußeren Bereich 9b verbindet. Der Kern 9 koppelt die Primär­ wicklung 2 magnetisch mit der Sekundärwicklung 4. Das Gehäuse 8 ist mit einem elektrisch isolierenden Harz 10, wie einem Epoxidharz ge­ füllt, so daß leitende Bauteile, wie die Primärwicklung 2 und der Kern 9 gegen die Hochspannungsbauteile, wie die Sekundär­ wicklung 4 und den Sekundäranschluß 7, elektrisch isoliert sind.
Als nächstes wird die Betriebsweise der Zündspule erörtert. Ein Strom wird über den Primäranschluß 5 durch die Primär­ wicklung 2 geführt, so daß in dem Kern 9 ein magnetischer Fluß hervorgerufen wird. Wird der durch die Primärwicklung 2 gelei­ tete Strom gemäß der Zündzeitpunktsteuerung des Ver­ brennungsmotors unter Steuerung durch das mit dem Primäran­ schluß 6 verbundene Schaltelement ein- und ausgeschaltet, so entwickelt sich aufgrund der elektromagnetischen Induktion am Sekundäranschluß 7 der Sekundärwicklung 4 in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Zahl der Windungen der Primärwicklung zur Zahl der Windungen der Sekundärwicklung 4 eine Hochspannung. An einer mit dem Sekundäranschluß 7 verbundenen Zündkerze fin­ det eine Entladung statt, so daß der Verbrennungsmotor in Be­ trieb gesetzt wird.
Das zwischen leitende Bauteile, wie die Primärwicklung 2 und den Kern 9, und Hochspannungsbauteile, wie die Sekundärwick­ lung 4 und den Sekundäranschluß 7, gefüllte elektrisch isolierende Harz 10 dient als Isolator zur Isolierung der leitenden Bauteile gegen die Hochspannungsteile. Das zwischen die Hochspan­ nungsbauteile, wie die Sekundärspule 4, den Sekundäranschluß 7 und das Gehäuse 8, gefüllte elektrisch isolierende Harz 10 dient ebenfalls als Iso­ lator zwischen leitenden Einrichtungen, die in der Nach­ barschaft der Zündspule angeordnet sind, und den Hochspan­ nungsbauteilen.
Allerdings leidet bei der oben beschriebenen herkömmlichen Zündspule das elektrisch isolierende Harz 10 unter einer lokalen Entladung, die ihren Ursprung in Hohlräumen hat, die in ge­ ringer Menge in dem elektrisch isolierenden Harz 10 vorhanden sein kön­ nen, wenn sich an der Sekundärwicklung 4 und dem Sekun­ däranschluß 7 eine Hochspannung entwickelt. Wiederholen sich die lokalen Entladungen, dann schreitet die Verschlech­ terung des Materials aufgrund lokal Entladungen von der Sekundärwicklung 4 oder dem Sekundäranschluß 7 zu der Primärwicklung 2 und dem Kern innerhalb des Gehäuses 8 fort, was dann zu einem dielektrischen Durchschlag zwischen den Hochspannungsbauteilen, wie der Sekundärwicklung 4 und dem Sekundäranschluß 7, und den Niederspannungsbauteilen, wie der Primärwicklung 2 und dem Kern 9, führt.
Demnach zeigt das elektrisch isolierende Harz 10 bei der herkömmlichen Zündspule eine relativ geringe Beständigkeit gegenüber lokalen Entladungen, so daß die Zuverlässigkeit der Vorrichtung gegenüber einem Durchschlag gesenkt wird. Die re­ lative geringe Beständigkeit des elektrisch isolierenden Harzes 10 gegen eine lokale Entladungsverschlechterung bedeutet, daß die Hochspannungsbauteile und andere Bauteile weiter voneinander getrennt werden müssen. Dies macht es schwierig, eine kompakte Konstruktion zu erhalten.
Eine elektrische Zündspule der eingangs genannten Art ist aus der DE 41 32 153 A1 bekannt, wobei eine Reihe von Komponenten in ein elektrisch isolierendes Kunstharz eingebettet sind. Dieser Druckschrift lassen sich jedoch keine weiteren Einzel­ heiten entnehmen, wie die Isolierung bei einer derartigen Zündspule im einzelnen auszubilden ist und welche speziellen Materialien hierfür besonders geeignet sind.
Aus der Druckschrift DD-WP 29 015 ist eine Lagenisolation für Feindrahtwicklungen bekannt, die mit Gießharz imprägniert und umgossen sind, wobei zwischen den einzelnen Wicklungslagen Einlagen eines großmaschigen Gewebes vorgesehen sind. Zwischen jeweils einer Wicklungslage ist eine Isolierstoffbahn, vor­ zugsweise eine Kunststoff-Folie oder Kabelpapier derart einge­ legt, daß ihre Breite nahezu der Breite der Wicklungslage ent­ spricht, während die Gewebeeinlage auf beiden Seiten in axialer Richtung die Wicklungslage und die Isolierstoffbahn überragt. Weitere Einzelheiten im Hinblick auf den Aufbau einer kompakten und zuverlässigen elektrischen Zündspule las­ sen sich dieser Druckschrift nicht entnehmen.
In der Literaturstelle "Leistungsfähiges Isolationssystem", veröffentlicht in der DE-Z elektrotechnik 60, Heft 9 vom 12. Mai 1978, Seiten 32 und 33, ist die Verwendung von Epoxid­ harz-Feinglimmer-Glasseidenband für verschiedene Zwecke ange­ geben, beispielsweise zur Herstellung der Hauptisolierung von Formspulen oder zum Umpressen der Ständerstäbe von Turbogene­ ratoren. Die Herstellung von kompakten und zuverlässigen elek­ trischen Zündspulen ist dort nicht angesprochen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Zündspule der eingangs genannten Art anzugeben, die eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der dielektrischen Durchschlags­ festigkeit besitzt und die eine hohe Beständigkeit gegenüber Verschlechterungen durch lokale Entladungen bietet, wobei der zur Sicherstellung der Isolierung gegenüber Hochspannungs­ teilen erforderliche Abstand minimiert ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine elektrische Zündspule in der Weise auszubilden, wie es in den Ansprüchen 1, 2 und 7 angegeben ist. Mit derartigen Zündspulen wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Zündspule sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Aus­ führungsform der Zündspule gemäß der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer zweiten Aus­ führungsform der Zündspule gemäß der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Zünd­ spule zeigt.
Ausführungsform 1
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die die erste Ausfüh­ rungsform der Zündspule gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 sind diejenigen Bauteile, die der unter Bezug auf Fig. 3 beschriebenen herkömmlichen Zündspule entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet; diese Bauteile wer­ den nicht erneut erläutert.
In Fig. 1 ist ein erstes Glimmerblatt 11 in Form eines dünnen Zylinders innerhalb eines elektrisch isolierenden Harzes 10 angeordnet, das den Raum zwischen dem Innenumfang einer Sekundärspule 3, um die eine Sekundärwicklung 4 gewickelt ist, und einer Pri­ märwicklung 2 ausfüllt. Zusätzlich ist ein zweites Glimmer­ blatt 12 in Form eines dünnen Rings innerhalb des isolierenden Harzes 10 angeordnet, das den Raum zwischen einem Endbereich 3a der Sekundärspule 3, um die die Hochspannungsseite der Se­ kundärwicklung 4 gewickelt ist, und einem Gehäuse 8 füllt. Darüberhinaus ist ein drittes Glimmerblatt 13 innerhalb des elektrisch isolierenden Harzes 10 angeordnet, das den Raum zwischen dem Außenumfang der Sekundärspule 3, um die die Sekundärwicklung 4 gewickelt ist, und dem Gehäuse 8 füllt. Das dritte Glimmer­ blatt 13 befindet sich dort, wo der Außenumfang der Sekundär­ spule 3 nahe dem Gehäuse 8 liegt. Der Vorgang des Füllens des elektrisch isolierenden Harzes 10 wird durchgeführt, nachdem das erste, das zweite und das dritte Glimmerblatt 11, 12 und 13 innerhalb des Gehäuses 8 angebracht worden sind.
Das erste, das zweite und das dritte Glimmerblatt 11, 12, 13 wird jeweils durch Verklebung einer Vielzahl von Glimmerstrei­ fen, die ein anorganisches Isoliermaterial sind, in Form einer Folie gebildet, wobei ein elektrisch isolierendes Klebematerial, wie z. B. Epoxidharz verwendet wird. In diesem Fall wird die Vielzahl von Glimmerstreifen unter Verwendung von Epoxidharz zu einer einheitlichen Folie verklebt, so daß die Richtung senkrecht zu der Oberfläche von jedem des ersten, des zweiten und des drit­ ten Glimmerblatts 11, 12 und 13 der Richtung senkrecht zu der Oberfläche jedes Glimmerstreifens entspricht. Die Glimmerblät­ ter werden durch Bearbeitung oder Biegung der so herge­ stellten, 0,2 bis 0,3 mm dicken Glimmerfolie gebildet.
Nun wird die Wirkungsweise des ersten, zweiten und dritten Glimmerblatts 11, 12, 13 im Betrieb erläutert. Wird ein Strom im Ein-/Aus-Betrieb durch die Primärwicklung 2 geleitet, um in der Sekundärwicklung 4 im Ein-/Aus-Betrieb eine Hochspannung zu entwickeln, dann findet aufgrund von Hohlräumen, die in ge­ ringer Zahl in der Sekundärspule 3 vorhanden sind, in der Se­ kundärspule 3 eine lokale Entladung statt. Durch wieder­ holte lokale Entladungen wird eine lokale Entla­ dungsschädigung in der Sekundärspule 3 und in dem elektrisch isolierenden Harz 10 verursacht. Die lokal Entladungsschädigung schreitet innerhalb des elektrisch isolierenden Harzes 10 zu der Primär­ wicklung 2 voran und erreicht das erste Glimmerblatt 11.
In jedem Glimmerstreifen ist die Leitfähigkeit in Richtung entlang seiner Oberfläche wesentlich höher als die Leitfä­ higkeit in Richtung senkrecht zu seiner Oberfläche; damit ist bei dem ersten Glimmerblatt 11, das aus einer Vielzahl von Glimmerstreifen hergestellt ist, die Leitfähigkeit in Richtung entlang der Oberfläche des ersten Glimmerblatts 11 wesentlich höher als die Leitfähigkeit in Richtung senkrecht zur Ober­ fläche des ersten Glimmerblatts 11.
Die lokale Entladungsschädigung schreitet eher entlang der Oberfläche des ersten Glimmerblatts 11 als in Richtung senkrecht zu der Oberfläche des ersten Glimmerblatts 11 fort. Die lokale Entladungsschädigung breitet sich nämlich in dem elektrisch isolierenden Harz 10 entlang der Oberfläche des ersten Glimmerblatts 11 aus, und die Primärspule 2 wird von der Schä­ digung fast nicht erreicht. Es besteht eine geringere Möglich­ keit des Auftretens eins Durchschlags zwischen der Sekundär­ wicklung 4 und der Primärwicklung 2, und damit ist die dielek­ trische Festigkeit der Zündspule erhöht. Damit wird die Zuver­ lässigkeit der Zündspule bezüglich eines Durchschlags erhöht. Da sich aus der Verwendung des ersten Glimmerblatts 11 eine erhöhte Beständigkeit gegen eine lokale Entladung zwi­ schen der Sekundärspule 3 und der Primärwicklung 2 ergibt, kann die Sekundärspule 3 näher bei der Primärwicklung 2 ange­ ordnet werden. Damit wird für die Zündspule eine kompakte Kon­ struktion realisiert.
Ähnlich wie bei der Wirkungsweise des ersten Glimmerblatts 11 im Betrieb blockiert das zweite Glimmerblatt 12 das Fort­ schreiten von Schädigungen durch lokal Entladungen unmittelbar vor dem Gehäuse 8, nachdem die lokale Entladung aus dem Hochspannungs-Sekundäranschluß 7 der Sekundärwicklung 4 über den Endbereich 3a der Sekundärspule 3 und das elektrisch isolierende Harz 10 angewachsen ist. Durch diese Anordnung wird die Mög­ lichkeit des Auftretens eines Durchschlags zwischen der Sekun­ därwicklung 4 und dem äußeren Bereich des Kerns 9 außerhalb des Gehäuses 8 oder der in der Nachbarschaft der Zündspule an­ geordneten leitenden Einrichtungen reduziert, und damit wird durch diese Anordnung eine erhöhte Zuverlässigkeit der Zünd­ spule gegen Durchschlag erreicht. Da sich aus der Verwendung des zweiten Glimmerblatts 12 eine erhöhte Beständigkeit gegen eine lokale Entladung zwischen dem Endbereich 3a der Sekundärspule 3 und dem Gehäuse 8 ergibt, kann der Endbereich 3a der Sekundärspule 3 näher an dem Gehäuse 8 angeordnet sein. Damit wird für die Zündspule eine kompakte Konstruktion er­ reicht. Die Wirkungsweise des dritten Glimmerblatts 13 ist im Betrieb identisch mit derjenigen des ersten Glimmerblatts 11 oder des zweiten Glimmerblatts 12.
Da die an der Sekundärwicklung 4 am anderen Endbereich 3b der Sekundärspule 3 entwickelte Spannung nahezu gleich der Span­ nung an der Primärwicklung 2 ist, kann ein weiteres Glimmer­ blatt 12 außerhalb des anderen Endbereichs 3b der Sekundär­ spule 3 entfallen. Reicht die zwischen der Sekundärwicklung 4 und das Gehäuse 8 eingefüllte Menge an elektrisch isolierendem Harz 10 aus, um die Isolierung der Sekundärwicklung 4 sicherzustellen, dann kann auch das dritte Glimmerblatt 13 außerhalb der Sekun­ därwicklung 4 weggelassen werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird für jedes Glimmerblatt eine Glimmerfolie mit einer Dicke von 0,2 bis 0,3 mm verwendet. Zwei oder mehrere solche Glimmerfolien können jeweils zu einem Glimmerblatt laminiert werden. Mit einem sol­ chen Folienlaminat läßt sich eine noch weiter verstärkte Be­ ständigkeit gegen lokale Entladungen erreichen. Durch die Verwendung einer Vielzahl von dünnen laminierten Glimmerfolien lassen sich die anorganischen isolierenden Glimmerblätter beim Herstellungsverfahren leichter biegen und dann zusammenfügen. Als Ergebnis lassen sich bei hoher Produktivität hochzuverläs­ sige Zündspulen herstellen, die gegenüber lokaler Entladung beständig sind.
Ausführungsform 2
Bei der ersten Ausführungsform werden zur Herstellung jedes Glimmerblatts eine Vielzahl von Glimmerstreifen unter Ver­ wendung von Epoxidharz zu einer Folie verklebt, und das Glim­ merblatt wird in das elektrisch isolierende Harz 10 eingefügt. Dagegen sind bei der Ausführungsform 2 die auf ähnliche Weise herge­ stellten Glimmerblätter durch Verwendung einer Ein­ satzformtechnik einstückig an dem Gehäuse 8 und der Sekun­ därspule 3 angebracht.
Bei der zweiten Ausführungsform wird eine zweite Spule 3 mit dem integral im Inneren angeformten Glimmerblatt hergestellt, indem ein Glimmerblatt, wie das erste Glimmerblatt 11, in eine Form eingelegt und PBT in die Form eingebracht wird. Ebenso wird eine Einsatzformtechnik zur Herstellung des Gehäuses 8 verwendet, das integral geformte Glimmerblätter aufweist, die jeweils dem Endbereich 3a der Sekundärspule 3 und dem äußeren Umfang der Sekundärspule 3 zugewandt sind. Die so hergestellte Spule 3 und das Gehäuse 8 bilden eine Zündspule.
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verhindern die an das Gehäuse 8 und die Sekundärspule 3 ein­ satz geformten Glimmerblätter den sich aus einer lokale Entladung ergebenden Durchschlag und bieten einen identischen Vorteil wie die erste Ausführungsform, bei der das erste, zweite und dritte Glimmerblatt ebenfalls innerhalb des elektrisch isolie­ renden Harzes 10 vorgesehen sind.
Mit dem Formverfahren des Gehäuses 8 und der Sekundärspule 3 wird die Anbringung der Glimmerblätter abgeschlossen. Damit sind komplizierte Anbringungsverfahren für das erste, zweite und dritte Glimmerblatt 11, 12, 13 entbehrlich. Daraus ergibt sich für die Zündspule eine höhere Produktivität.
Bei der zweiten Ausführungsform sind das Gehäuse 8 und die Se­ kundärspule 3 einsatzgeformt. Ein Glimmerblatt kann entweder an das Gehäuse 8 oder die Sekundärspule 3 einsatzgeformt sein, und die restlichen aus den ersten, zweiten und dritten Glim­ merblättern können in das elektrisch isolierende Harz 10 eingefügt wer­ den.
Ausführungsform 3
Bei der ersten Ausführungsform wird zur Herstellung jedes Glimmerblatts eine Vielzahl von Glimmerstreifen unter Ver­ wendung von Epoxidharz zu einer Folie verklebt, und das Glim­ merblatt wird in das elektrisch isolierende Harz 10 eingefügt. Bei der dritten Ausführungsform einer Zündspule sind das Gehäuse 8 und die Sekundärspule 3 dagegen aus PBT in Mischung mit Glimmer­ streifen unter Verwendung einer Spritzgußtechnik hergestellt.
Bekanntlich zeigt PBT in Mischung mit einem Glimmerstrei­ fengehalt von 15 Gew.-% im Vergleich zu PBT ohne einen Glim­ meranteil eine erhöhte Durchschlagsspannung.
Da das Gehäuse 8 und die Sekundärspule 3 bei der dritten Aus­ führungsform unter Verwendung einer Spritzgußtechnik aus PBT in Mischung mit Glimmerstreifen hergestellt werden, bietet die sich ergebende Zündspule den gleichen Vorteil wie bei der ersten Ausführungsform, bei der ein erstes, zweites und drit­ tes Glimmerblatt 11, 12, 13 in das elektrisch isolierende Harz 10 einge­ fügt werden.
Das Gehäuse 8 und die zweite Spule 3 weisen bereits eine hohe dielektrische Festigkeit auf; demnach sind komplizierte An­ bringungsverfahren für das erste, zweite und dritte Glimmer­ blatt 11, 12, 13 entbehrlich. Daraus ergibt sich eine bessere Produktivität für die Zündspule. Bei der dritten Ausführungs­ form sind das Gehäuse 8 und die Sekundärspule 3 unter Verwen­ dung einer Spritzgußtechnik aus PBT in Mischung mit Glimmer­ streifen hergestellt. Alternativ kann entweder das Gehäuse 8 oder die Sekundärspule 3 unter Verwendung einer Spritzgußtech­ nik aus PBT in Mischung mit Glimmerstreifen hergestellt sein, und das erste, zweite und dritte Glimmerblatt 11, 12, 13 kann gegebenenfalls in das isolierende Harz 10 eingefügt werden.
Ausführungsform 4
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer vierten Aus­ führungsform der Zündspule gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 sind diejenigen Bauteile, die denen der unter Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Zündspule entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und sie werden nicht erneut erläutert.
Die Zündspule weist in dem Gehäuse 8 ein Schaltelement 20 als elektronisches Bauteil auf, das den durch die Primärwicklung 2 geführten Strom ein- und ausschaltet. Die Zündspule weist fer­ ner zwischen dem Schaltelement 20 und dem äußeren Umfang der Sekundärwicklung 4 ein viertes Glimmerblatt 14 auf. Der Aufbau und die Wirkungsweise des Glimmerblatts 14 im Betrieb sind mit dem ersten, zweiten und dritten Glimmerblatt 11, 12 und 13 identisch.
Das vierte Glimmerblatt 14 hat die Funktion, die Schädigung durch lokale Entladung zu blockieren, die innerhalb des elektrisch iso­ lierenden Harzes 10 von der Sekundärwicklung 4 zu dem Schalt­ element 20 fortschreitet, sowie einen Durchschlag zu verhin­ dern, der von der Sekundärwicklung 4 zum Schaltelement 20 stattfinden könnte. Damit wird durch die Verwendung des vier­ ten Glimmerblatts 14 eine erhöhte dielektrische Festigkeit der Zündspule erreicht, woraus sich eine höhere Zuverlässigkeit ergibt. Darüberhinaus kann das Schaltelement 20 durch die Ver­ wendung des vierten Glimmerblatts 14 näher bei der Sekundär­ wicklung 4 angeordnet sein. Dies führt zu einer kompakten Kon­ struktion der Zündspule. Da das Schaltelement 20 in dem Ge­ häuse 8 angebracht und mit der Zündspule vereinigt ist, läßt sich die Zündspule leicht an einem Verbrennungsmotor anbrin­ gen. Der Grund dafür liegt darin, daß ein individuelles An­ bringen des Schaltelements 20 und eine Anschlußoperation zwi­ schen dem Schaltelement 20 und der Zündspule entfallen kann.
Das Schaltelement 20 besteht beispielsweise aus einem Leistungstransistor und ist mit einem beliebigen Leiter ver­ bunden, der dem Primäranschluß 6 in Fig. 1 entspricht.
Bei der vierten Ausführungsform ist das Schaltelement 20 in dem Gehäuse 8 untergebracht. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich, wenn weitere elektronische Bauteile, wie z. B. Widerstände und Dioden, in dem Gehäuse 8 untergebracht werden, wobei das vierte Glim­ merblatt 14 zwischen der Sekundärwicklung 4 und den Widerstän­ den und Dioden angeordnet ist.
Ausführungsform 5
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Glim­ merblätter bzw. Glimmer-Flächenkörper als anorganisches Iso­ liermaterial verwendet. Ein ähnlicher Effekt läßt sich errei­ chen, wenn als anorganisches Isoliermaterial Glasblättchen bzw. Flächenkörper aus Glas verwendet werden, wobei die Glas­ blättchen durch die Verklebung von Glasstreifen zu einem dün­ nen Körper unter Verwendung von Epoxidharz hergestellt werden. Ein Glasstreifen zeigt wie ein Glimmerstreifen eine wesentlich höhere Leitfähigkeit in Richtung entlang der Oberfläche des Glasstreifens als in Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Glasstreifens. Damit bietet ein Glasblättchen den gleichen Ef­ fekt wie ein Glimmerblatt. Ebenso kann das Harz des Gehäuses 8 und der Sekundärspule 3 mit Glasstreifen gemischt werden; dann ergeben sich die gleichen Effekte wie bei mit Glimmer ge­ mischtem PBT.

Claims (11)

1. Elektrische Zündspule, umfassend
  • - eine Primärwicklung (2), durch die gemäß einer Zünd­ zeitpunktsteuerung im Ein-/Aus-Betrieb ein Primärstrom geleitet wird;
  • - eine über einen Kern (9) magnetisch mit der Primärwick­ lung (2) gekoppelte Sekundärwicklung (4), damit eine Hochspannung zur Zündung durch Ein- und Ausschalten des Primärstromes entwickelt wird;
  • - ein Gehäuse (8), das die Primär- und Sekundärwicklung (2, 4) aufnimmt; und
  • - ein in das Gehäuse gefülltes elektrisch isolierendes Harz (10),
gekennzeichnet durch ein in das elektrisch isolierende Harz (10) eingebettetes anorganisches Isoliermaterial in Form eines Flächenkör­ pers (11, 12, 13, 14), der durch die Verklebung einer Vielzahl von Streifen aus Glimmer oder Glas zu einer Folie oder einer dünnen Schicht unter Verwendung eines elektrisch isolierenden Verklebungsharzes aufgebaut ist,
wobei der Flächenkörper in der Ausdehnungsrichtung ent­ lang seiner Oberfläche eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit als senkrecht zu dieser Oberfläche auf­ weist,
wobei der Flächenkörper derart in das Gehäuse (8) einge­ setzt ist, daß er eine elektrische Isolierung zwischen dem Hochspannungsbereich der Sekundärwicklung (4) und den anderen leitenden Bauteilen innerhalb des Gehäuses (8) gewährleistet.
2. Elektrische Zündspule, umfassend
  • - eine Primärwicklung (2), durch die gemäß einer Zünd­ zeitpunktsteuerung im Ein-/Aus-Betrieb ein Primärstrom geleitet wird;
  • - eine über einen Kern (9) magnetisch mit der Primärwick­ lung (2) gekoppelte Sekundärwicklung (4), damit eine 018029Hochspannung zur Zündung durch Ein- und Ausschalten des Primärstromes entwickelt wird;
  • - elektronische Bauteile, einschließlich eines Schaltele­ mentes (20) zum Ein- und Ausschalten des Primärstromes;
  • - ein Gehäuse (8), das die Primär- und Sekundärwicklung (2, 4) und die elektronischen Bauteile aufnimmt; und
  • - ein in das Gehäuse (8) gefülltes elektrisch isolieren­ des Harz (10),
gekennzeichnet durch
ein in das elektrisch isolierende Harz (10) eingebettetes anorganisches Isoliermaterial in Form eines Flächenkör­ pers (11, 12, 13, 14), der durch die Verklebung einer Vielzahl von Streifen aus Glimmer oder Glas zu einer Folie oder einer dünnen Schicht unter Verwendung eines elektrisch isolierenden Verklebungsharzes aufgebaut ist, wobei der Flächenkörper in der Ausdehnungsrichtung ent­ lang seiner Oberfläche eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit als senkrecht zu dieser Oberfläche auf­ weist,
wobei der Flächenkörper derart in das Gehäuse (8) einge­ setzt ist, daß er eine elektrische Isolierung zwischen dem Hochspannungsbereich der Sekundärwicklung (4) und den anderen leitenden Bauteilen innerhalb des Gehäuses (8) gewährleistet.
3. Elektrische Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Verklebungsharz ein Epoxidharz oder Polybutylenterephthalat (PBT) ist.
4. Elektrische Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenkörper (11, 12, 13, 14) aus Glimmer oder Glas an dem Gehäuse (8) und einem harzgeformten Bauteil innerhalb des Gehäuses (8) einsatzgeformt ist.
5. Elektrische Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Isolatormaterial ein aus einer Viel­ zahl von Glas- oder Glimmerschichten gebildetes Laminat ist, derart, daß jeweils die Vielzahl von Glas- oder Glimmerstreifen unter Verwendung des elektrisch isolie­ renden Verklebungsharzes miteinander verklebt ist.
6. Elektrische Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenkörper (11, 12, 13, 14) aus Glas oder Glimmer durch Spritzgießen in dem elektrisch isolierenden Harz in dem Gehäuse (8) eingeformt ist.
7. Elektrische Zündspule, umfassend
  • - eine Primärwicklung (2), durch die gemäß einer Zünd­ zeitpunktsteuerung im Ein-/Aus-Betrieb ein Primärstrom geleitet wird;
  • - eine über einen Kern (9) magnetisch mit der Primärwick­ lung (2) gekoppelte Sekundärwicklung (4), damit eine Hochspannung zur Zündung durch Ein- und Ausschalten des Primärstromes entwickelt wird;
  • - ein Gehäuse (8), das die Primär- und Sekundärwicklung (2, 4) aufnimmt; und
  • - ein in das Gehäuse (8) gefülltes elektrisch isolieren­ des Harz (10),
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) und ein harzgeformtes Bauteil (3) in­ nerhalb des Gehäuses (8) durch Spritzgießen eines Gemi­ sches gebildet sind, das aus einem elektrisch isolieren­ den Harz und Streifen aus Glas oder Glimmer besteht, die in Richtung entlang ihrer Oberfläche eine wesentlich hö­ here elektrische Leitfähigkeit haben als in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche.
8. Elektrische Zündspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Harz ein Epoxidharz oder Polybutylenterephthalat (PBT) ist.
DE19506589A 1994-02-25 1995-02-24 Elektrische Zündspule Expired - Lifetime DE19506589C2 (de)

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