DE19623399C2 - Zündspule für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündspule für Brennkraftmaschinen mit einem mittigen Stabkern, einem diesen umgebenden Spulensystem mit Sekundär- und Primärspule sowie einem das Spulensystem samt Stabkern umgebenden Gehäuse, wobei in das Gehäuse Isolierstoffmasse mindestens zwischen Spulensystem und Gehäusewandung sowie an der offenen Kopfseite des Zündspulengehäuses eingebracht ist, wobei vorzugsweise radial außenliegend die Primärspule, radial innenliegend dazu die Sekundärspule und in dieser der Stabkern angeordnet ist und ferner vorzugsweise in das Gehäuse zwischen Mantel und Primärspule eine rohrförmige Hülse aus magnetisierbarem Material eingesetzt ist, die einen Längstrennungsschlitz aufweist, wobei schließlich am zündkerzenseitigen Ende des Gehäuses Anschlußmittel zum elektrischen Anschluß an eine Zündkerze und Kontaktmittel zur elektrischen Verbindung von Spulensystem und Anschlußmitteln ausgebildet oder angeordnet sind.

Aus der DE 39 15 113 A1 ist eine Zündspule bekannt, die zylindrisch ausgebildet ist, radial außenliegend die Primärwicklung, innenliegend die Sekundärwicklung und mittig einen Stabkern aufweist, wobei die Zündspule innerhalb eines topfförmigen Gehäuses aus magnetisch leitfähigem, insbesondere weichmagnetischem Material angeordnet ist. Sie ist allseitig auf Abstand von der Wandung bzw. dem Boden des Gehäuses mittels eines Isolierstoffes gehaltert. Die Zündkerze ist mit der Mittelelektrode zentrisch in die Mündung des Gehäuses einsetzbar und die Mittelelektrode mit d ein Stabkern lösbar verbunden, der mit dem das Hochspannungspotential führenden Ende der Wicklung der Sekundärspule verbunden ist.

Das Gehäuse ist vorzugsweise dabei mit elastomerer Isoliermasse, insbesondere Silicon-Kautschuk, als Isolierstoff ausgegossen. Es kommt auch Epoxydharz als Isolierstoff in Betracht. Durch den koaxialen Grundaufbau ist ein derartiges Bauteil geeignet, bei modernen Motorenkonzepten, bei denen der Zündkerzenschacht im Zylinderkopf sehr eng ausgebildet ist, einsetzbar. Aufgrund des topfartig ausgebildeten Gehäuses ist es möglich, das Spulensystem lediglich von der offenen Seite her in das Gehäuse einzusetzen, wobei diese offene Seite auch zum Anschluß der Zündkerze genutzt wird. Dies bedeutet aber, daß das Gehäuse in diesem Bereich im Durchmesser relativ groß ausgebildet sein muß, damit die entsprechenden Komponenten einzubringen sind. Zudem ist es dabei erforderlich, das Gehäuse am Zylinderkopf des Motors im Bereich der Zündkerzeneinsatzöffnung zu befestigen, da eine starre Verbindung zwischen Zündkerze und Zündspule nicht vorgesehen ist.

Aus der DE 35 44 870 A1 ist eine Zündspule bekannt, bei der zwischen dem Stabkern und den Anschlußmitteln mindestens ein formstabiler Verbinder, z. B. ein Kontaktbügel, angeordnet ist, welcher das Kontaktmittel zwischen Spulensystem und dem Anschlußmittel bildet und der Stützmittel in der Art eines Gewindes aufweist, die sich an der Stirnseite des Stabkernes abstützen. Dabei ist das Gehäuse an der Zündkerze abgewandten Ende offen und das Spulensystem samt Kern vom offenen Ende einschiebbar.

Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der ein formstabiles Isolierstoffgehäuse zum Einsatz kommt, wobei die Gehäuseabmessung (Durchmesser) im Bereich des Zündkerzenanschlußes kleiner als im Bereich der Anordnung des Spulensystems vorgesehen sein kann, eine starre Verbindung mit einer Zündkerze erfolgen kann und die Montage des vorgefertigten Spulensystems einschließlich Stabkern und Kontaktmitteln in einfacher Weise und mit hoher Sicherheit in dem Gehäuse vorgenommen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß zwischen dem Stabkern und den Anschlußmitteln ein formstabiler Verbinder angeordnet ist, der das Kontaktmittel bildet oder in dem die Kontaktmittel angeordnet sind, daß der Verbinder als Abwinklungen geformte Stützmittel aufweist, die sich an der Stirnseite des Stabkerns und/oder am Primär- und/oder am Sekundärspulenkörper abstützen, und Anschluß- oder Rastmittel aufweist, die mit dem am zündkerzenseitigen Ende des Gehäuses angeordneten, dieses axial durchsetzenden Anschlußmittel steck- oder rastverbindbar sind, wobei das Gehäuse am der Zündkerze abgewandten Ende offen ist und das Spulensystem samt Kontaktmitteln in das Gehäuse vom offenen Ende her einschiebbar ist, und daß der Verbinder (11) aus einer Hülse besteht, die koaxial zum Stabkern (1) ausgerichtet ist und sich mit den Abwinklungen (12) an der Stirnfläche des Stabkerns (1) und/oder des Primär- und/oder des Sekundärspulenkörpers abstützt.

Gemäß dieser Ausbildung ist das Gehäuse formstabil und an seinem der Zündkerze abgewandten Ende offen ausgebildet, so daß das gesamte Spulensystem samt Stabkern und Kontaktmitteln vom offenen Ende her in das Gehäuse einschiebbar ist. Die Verbindung zwischen dem Spulensystem und dem Anschlußmittel zum Anschluß an eine Zündkerze wird durch den formstabilen Verbinder erreicht, der einerseits Stützmittel aufweist, die sich an der Stirnseite des Stabkerns oder des Primär- oder Sekundärspulenkörpers abstützen und andererseits Anschluß- oder Rastmittel aufweist, die mit dem im Gehäuse angeordneten Anschlußmittel steck- oder rastverbindbar sind. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, daß beim Einschieben der vormontierten Einheit in das Gehäuse Beschädigungen im Bereich der Verbindung zwischen der Baueinheit und dem Anschlußmittel vermieden werden, da die zur Montage erforderlichen Druckkräfte auf den Stabkern oder den Spulenkörper aufgebracht werden können, der sich dann wiederum unmittelbar auf den Stützmitteln des Verbinders abstützt, diesen also in die Sollage zwingt und in die Verrastungsposition überführt. Das Anschlußmittel zum Anschluß an eine Zündkerze kann beispielsweise den SAE- Nippel einer Zündkerze direkt aufnehmen, oder es kann auch die Kontaktierung über eine Schraubenfeder des Anschlußmittels erfolgen. Bei der Montage wird zwischen dem Anschlußmittel und dem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Hochspannungspotential führenden Stabkern oder zwischen dem Anschlußmittel und der Sekundärspule eine elektrische Verbindung hergestellt. Die Zündspule kann zudem zwischen Primärspule und zylindischem Gehäuse einen metallischen Zylinder mit einem Längsschnitt zur Schließung des Magnetkreises aufweisen. Nach erfolgtem Montagevorgang kann die Zündspule von ihrer offenen Stirnseite her mit Isolierstoff, beispielsweise Epoxydharz oder Siliconmaterial, vergossen und elektrisch isoliert werden.

Durch die besondere Ausbildung des Verbinders wird eine besonders stabile Form des Verbinders erreicht, der die axialen Eindruckkräfte bzw. Montagekräfte hervorragend aufnehmen kann.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, daß das Gehäuse in dem Bereich, in dem der Verbinder angeordnet ist, im Durchmesser schlanker ausgebildet ist als im das Spulensystem samt Stabkern umgebenden Bereich.

Hierdurch wird die erwünschte schlanke Bauweise am zündkerzenseitigen Ende bevorzugt erreicht.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß das Gehäuse aus Kunststoff besteht.

Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, daß der Verbinder mit dein Ende des Spulenkörpers einer den Stabkern umgebenden Spule verbunden, insbesondere rastverbunden, oder einstückig damit ausgebildet ist.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann auch vorteilhaft sein, daß der Verbinder aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff, besteht.

Bei alternativen Ausführungsformen kann vorteilhaft sein, daß der Verbinder aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise leitfähigem Kunststoff, besteht.

Desweiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, daß im Hohlraum des hülsenförmigen Verbinders ein Entstörelement, insbesondere ein Widerstand, oder eine Diode oder ein Halbleiterelement, insbesondere zum steileren Anstieg der Zündspannung, angeordnet ist, welcher oder welches mit Hochspannungspotential führenden Teilen verbunden ist.

Dabei kann auch vorgesehen sein, daß die Diode oder das Halbleiterelement am dem Stabkern zugewandten Ende eine durch eine Öffnung des Verbinders nach radial außen geführte Anbindung zum elektrischen Anschluß der Wicklung der Sekundärspule aufweist.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß der aus leitendem Material bestehende Verbinder oder die elektrisch leitenden Elemente, die in dem nicht leitenden Verbinder angeordnet sind, mit den Anschlußmitteln elektrisch leitend verbunden sind.

Bevorzugt ist zudem, daß die Anschlußmittel und der Verbinder stirnseitig an den einander gegenüberliegenden Endbereichen Rastmittel, Klemm- oder Steckmittel aufweisen.

In an sich bekannter Weise kann auch vorgesehen sein, daß auf das zündkerzenseitige Ende des Gehäuses eine Tülle aus elastomerem Werkstoff, insbesondere Silikon, aufgesteckt ist.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß das Anschlußmittel aus elektrisch leitfähigem Kunststoff, insbesondere Elastomer, besteht.

Hierdurch wird eine mechanische Schwingungsentkopplung, insbesondere beim Einsatz elastomerer Werkstoffe, erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Die Figur eine erfindungsgemäße Zündspule im Mittellängsschnitt gesehen.

In der Zeichnung ist eine Zündspule für Brennkraftmaschinen, insbesondere für nach dem Ottoprozeß arbeitende Brennkraftmotore von Kraftfahrzeugen, gezeigt. Sie weist einen mittigen Stabkern 1 auf, der vorzugsweise aus Einzellamellen von Trafoblech gebildet sein kann. Auf den Kern ist ein Sekundärspulenkörper 2 aufgesteckt, der die Sekundärwicklung 3 trägt. Radial außenliegend dazu ist ein Primärspulenkörper 4 angeordnet, der die Primärwicklung 5 trägt. Diese Baueinheit ist von einer rohrförmigen Hülse 6 umgeben, die aus magnetisierbarem Material besteht und die ein Längsschlitz aufweist. Diese Einheit ist in ein Gehäuse 7 aus Kunstsstoff eingesetzt. Es handelt sich dabei um ein formstabiles Gehäuseteil. Am zündkerzenseitigen Ende (in der Zeichnungsfigur unten) des Gehäuses 7 sind Anschlußmittel 8 zum elektrischen Anschluß an eine Zündkerze 9 und Kontaktmittel 10 zur elektrischen Verbindung von Spulensystem und Anschlußmitteln 8 ausgebildet bzw. angeordnet.

Zwischen dem Stabkern 1 und den Anschlußmitteln 8 ist ein formstabiler Verbinder 11 angeordnet, der das Kontaktmittel 10 bildet, oder in dem die Kontaktmittel 10 angeordnet sind. Der Verbinder 11 weist als Abwinklungen geformte Stützmittel 12 auf, die sich an der unteren Stirnseite des Stabkerns 1 abstützen. Ferner weist der Verbinder 11 Rastmittel 13 auf, die mit dem am zündekerzenseitigen Ende des Gehäuses 7 angeordneten, dieses axial durchsetzenden Anschlußmittel 8 rastverbindbar sind. Das Anschlußmittel 8 kann eine metallische Hülse sein.

Das Gehäuse 7 ist am der Zündkerze 9 abgewandten Ende offen, so daß das Spulensystem samt Kontaktmittel in das Gehäuse 7 vom offenen Ende her (in der Zeichnung von oben) einschiebbar ist. Nach Beendigung des Montagevorganges kann der Hohlraum des Gehäuses 7 mit elektrisch isolierender Vergußmasse gefüllt werden, beispielsweise Epoxydharz oder Silicon.

Das Gehäuse 7 ist in dem Bereich, in dem der Verbinder 11 angeordnet ist, im Durchmesser schlanker ausgebildet als in dem Bereich, in welchem das Spulensystem samt Stabkern 1 angeordnet ist. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Kunststoff.

Der Verbinder 11 besteht aus einer Hülse, die koaxial zum Stabkern 1 ausgerichtet ist und sich mit den Abwinklungen 12 an der Stirnfläche des Stabkerns 1 abstützt. Durch die Hülsenform ist eine hohe Stabilität des Verbinders 11 gewährleistet. Der Verbinder 11 kann mit dem Ende des Spulenkörpers 2 der den Stabkern 1 umgebenden inneren Spule verbunden oder wie im Ausführungsbeispiel einstückig damit ausgebildet sein. Der Verbinder 11 kann aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff, bestehen. Es ist auch möglich, den Verbinder 11 als elektrisch leitendes Element einzusetzen, wobei dieser dann aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus leitfähigem Kuststoff bestehen kann.

Im Ausführungsbeispiel ist im Hohlraum des hülsenförmigen Verbinders 11 eine Diode 14 gehalten. Diese ist am dem Stabkern 1 zugewandten Ende mit einer nach radial außen geführten Anbindung 15 versehen, an die die Wicklung der Sekundärspule 3 angeschlossen werden kann. Die Diode 14 ist ferner mit dem Anschlußmittel 8 in elektrisch leitender Verbindung.

Auf das Gehäuse 7 ist am zündkerzenseitigen Ende noch eine Tülle 16 aus elastomeren Werkstoff, insbesondere Silicon, als Feuchte- und Isolierschutz aufgesteckt.

Zur Montage kann die vormontierte Einheit, bestehend aus Stabkern 1 den Spulen 2, 3 bzw. 4, 5 und dem Verbinder 10, von oben in das Gehäuse 7 eingesteckt werden, wobei durch Druckausübung auf den Stabkern 1 die Verrastung des Verbinders 10 mit dem Anschlußmittel 8 erfolgt. Diese Verrastung ist sehr sicher und ohne Beschädigung der Einzelelemente durchzuführen, da der Verbinder 10 formstabil ist und die axialen Druckkräfte über den Stabkern 1 aufgebracht werden können.

Claims (12)

1. Zündspule für Brennkraftmaschinen mit einem mittigen Stabkern, einem diesen umgebenden Spulensystem mit Sekundär- und Primärspule sowie einem das Spulensystem samt Stabkern umgebenden Gehäuse, wobei in das Gehäuse Isolierstoffmasse mindestens zwischen Spulensystem und Gehäusewandung sowie an der offenen Kopfseite des Zündspulengehäuses eingebracht ist, wobei vorzugsweise radial außenliegend die Primärspule, radial innenliegend dazu die Sekundärspule und in dieser der Stabkern angeordnet ist und ferner vorzugsweise in das Gehäuse zwischen Mantel und Primärspule eine rohrförmige Hülse aus magnetisierbarem Material eingesetzt ist, die einen Längstrennungsschlitz aufweist, wobei schließlich am zündkerzenseitigen Ende es Gehäuses Anschlußmittel zum elektrischen Anschluß an eine Zündkerze und Kontaktmittel zur elektrischen Verbindung von Spulensystem und Anschlußmittel ausgebildet oder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stabkern (1) und den Anschlußmitteln (8) ein formstabiler Verbinder (11)angeordnet ist, der das Kontaktmittel (10) bildet oder in dem die Kontaktmittel (10) angeordnet sind, daß der Verbinder (11) als Abwinklungen geformte Stützmittel (12) aufweist, die sich an der Stirnseite des Stabkerns (1) und/oder am Primär- und/oder am Sekundärspulenkörper abstützen, und Anschluß- oder Rastmittel (13) aufweist, die mit dem am zündkerzenseitigen Ende des Gehäuses (7) angeordneten, dieses axial durchsetzenden Anschlußmittel (8) steck- oder rastverbindbar sind, wobei das Gehäuse (7) am der Zündkerze (9) abgewandten Ende offen ist und das Spulensystem samt Kontaktmitteln (10) in das Gehäuse (7) vom offenen Ende her einschiebbar ist, und daß der Verbinder (11) aus einer Hülse besteht, die koaxial zum Stabkern (1) ausgerichtet ist und sich mit den Abwinklungen (12) an der Stirnfläche des Stabkerns (1) und/oder des Primär- und/oder des Sekundärspulenkörpers abstützt.

2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) in dem Bereich, in dem der Verbinder (11) angeordnet ist, im Durchmesser schlanker ausgebildet ist als im das Spulensystem samt Stabkern (1) umgebenden Bereich.

3. Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) aus Kunststoff besteht.

4. Zündspule nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (11) mit dem Ende des Spulenkörpers einer den Stabkern (1) umgebenden Spule verbunden, insbesondere rastverbunden, oder einstückig damit ausgebildet ist.

5. Zündspule nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (11) aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff, besteht.

6. Zündspule nach nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise leitfähigem Kunststoff, besteht.

7. Zündspule nach nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum des hülsenförmigen Verbinders (11) ein Entstörelement, insbesondere Widerstand, oder eine Diode (14) oder ein Halbleiterelement, vorzugsweise zum steileren Anstieg der Zündspannung, angeordnet ist, welcher oder welches mit Hochspannungspotential führenden Teilen verbunden ist.

8. Zündspule nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (14) oder das Halbleiterelement am dem Stabkern (1) zugewandten Ende eine durch eine Öffnung des Verbinders (11) nach radial außen geführte Anbindung (15) zum elektrischen Anschluß der Wicklung (3) der Sekundärspule aufweist.

9. Zündspule nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der aus leitendem Material bestehende Verbinder (11) oder die elektrisch leitenden Elemente, die in dem nichtleitenden Verbinder (11) angeordnet sind, mit den Anschlußmitteln (8) elektrisch leitend verbunden sind.

10. Zündspule nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel (8) und der Verbinder (11) stirnseitig an den einander gegenüberliegenden Endbereichen Rastmittel, Klemm- oder Steckmittel aufweisen.

11. Zündspule nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß auf das zündkerzenseitige Ende des Gehäuses (7) eine Tülle (16) aus elastomerem Werkstoff, insbesondere Silicon, aufgesteckt ist.

12. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußmittel (8) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff, insbesondere Elastomer, besteht.