DE19720334C2

DE19720334C2 - Ignition coil for ignition systems of internal combustion engines

Info

Publication number: DE19720334C2
Application number: DE1997120334
Authority: DE
Inventors: Thomas Gross; Bernd Rothfuss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: DE19720334A1; EP0878810A2; EP0878810A3

Description

State of the art

Die Erfindung geht von einer Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung aus.The invention relates to an ignition coil for ignition systems Internal combustion engines according to the preamble of claim 1 specified genus.

Eine derartige Zündspule ist aus der DE 34 33 065 A1 be kannt. Die Zündspule weist eine Isolierstoffumhüllung von Primär- und Sekundärspule sowie einem Spulenkern auf, der mit wenigstens einem an der Außenseite der Isolierstoffum hüllung anliegenden Schenkel versehen ist, welcher Schenkel über ein Joch mit einem in die zentrale Öffnung der Primär spule eingreifenden Schenkel verbunden ist. Bei derartigen Zündspulen ist der auf Massepotential liegende äußere Schen kel in unmittelbarer Nähe zu den hochspannungsführenden Wicklungen der Sekundärspule angeordnet und nur durch die Isolierstoffumhüllung sowie einen aus fertigungstechnischen Gründen erforderlichen Luftspalt von diesen beabstandet. Insbesondere bei Sekundärspulen in Kammerausführung, bei denen sich die Spannung mit zunehmender. Kammerzahl vergrö ßert, kann eine Corona-Entladung in dem Luftspalt zwischen dem Kern und der Isolierstoffumhüllung stattfinden. Als be sonders nachteilig ist dabei anzusehen, daß die Corona- Entladung mit einer starken Abstrahlung von elektromagneti scher Störstrahlung, insbesondere im Mittelwellenbereich, verbunden ist, wodurch z. B. der Rundfunkempfang im Fahrzeug wesentlich behindert wird. Such an ignition coil is from DE 34 33 065 A1 knows. The ignition coil has an insulating jacket Primary and secondary coil and a coil core on the with at least one on the outside of the insulating material envelope adjacent leg is provided, which leg over a yoke with one in the central opening of the primary coil engaging leg is connected. With such Ignition coils is the outer shear which is at ground potential kel in close proximity to the high-voltage Windings of the secondary coil arranged and only through the Insulating material sheathing and one from manufacturing technology Required air gap spaced from these. Especially with secondary coils in chamber design, at which the tension increases with. Increase number of compartments eats, there may be a corona discharge in the air gap between the core and the insulating material cover take place. As be A particular disadvantage is that the corona Discharge with strong electromagnetic radiation shear radiation, especially in the medium wave range, is connected, whereby z. B. the radio reception in the vehicle is significantly hindered.

Es sind verschiedene Zündspulen bekannt, bei denen versucht wurde, eine Corona-Entladung im Luftspalt durch das Einbrin gen eines Silikon-Klebers oder durch Umspritzen des Kerns mit Kunststoff oder Graphit zu verhindern. Als nachteilig muß hierbei angesehen werden, daß die Isolierhülle der Zünd spule dabei mit dem Kern verklebt wird. Derartige Lösungen erlauben keine Demontage des Spulenkerns und sehen äußerlich unsauber verarbeitet aus.Various ignition coils are known to be tried a corona discharge in the air gap through the insertion silicone glue or by overmolding the core to prevent with plastic or graphite. As a disadvantage must be considered here that the insulating sleeve of the Zünd coil is glued to the core. Such solutions do not allow disassembly of the coil core and see externally improperly processed.

Weiterhin ist aus der DE-OS 16 38 885 eine Hochspannungsin duktionseinrichtung mit einer Anzahl von Wicklungen bekannt, bei der die am weitesten außen gelegenen Windungen der Wick lung die Form von leitenden Metallstreifen aufweisen, die um die Außenseite der letzten Wicklungslage gewickelt sind und eine Corona-Abschirmung der Wicklungslagen bilden.Furthermore, from DE-OS 16 38 885 a high voltage production device with a number of windings known, where the outermost turns of the wick tion in the form of conductive metal strips that around the outside of the last winding layer are wound and form a corona shielding of the winding layers.

Aus IBM Technical Disclsure Bulletin, Vol. 20 Nr. 3 vom Au gust 1977, Seite 1091 ist eine magnetische Abschirmung für elektrische Apparate bekannt, welche Abschirmung ein Pla stik-Matrixmaterial umfaßt, in das elektrisch leitende Par tikel und Ferrit-Pulverteilchen eingebettet sind.From IBM Technical Disclsure Bulletin, Vol. 20 No. 3 vom Au gust 1977, page 1091 is a magnetic shield for electrical apparatus known which shield a pla Stik matrix material includes, in the electrically conductive Par particles and ferrite powder particles are embedded.

Aufgabe der Erfindung ist es, ohne aufwendige Abänderung des Aufbaus einer Zündspule und durch eine möglichst einfach zu montierende Abschirmung eine Corona-Entladung im Spalt zwi schen Isolierstoffumhüllung und Spulenkern und eine daraus resultierende elektromagnetische Störabstrahlung in einer Zündspule zu verhindern.The object of the invention is without extensive modification of the Construction of an ignition coil and one as simple as possible mounting shield a corona discharge in the gap between insulation and coil core and one of them resulting electromagnetic interference radiation in a To prevent ignition coil.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündspule mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine Corona-Entladung in dem Luftspalt zwischen der Isolier stoffumhüllung und dem wenigstens einen äußeren Kernschenkel auf sehr einfache und preisgünstige Weise vermieden wird. The ignition coil according to the invention with the characteristic note paint of claim 1 has the advantage that a Corona discharge in the air gap between the isolators fabric covering and the at least one outer core leg is avoided in a very simple and inexpensive manner.

Es ist vorgesehen, die im Stand der Technik bekannten Spulen mit einer in den Luftspalt eingesetzten Ferrit-Folie zu ver sehen, welche aus einem Verbundwerkstoff aus Ferritpartikeln und Kunststoff besteht. Die abschirmende Folie verhindert vorteilhaft eine Corona-Entladung im Luftspalt sowie die da mit verbundene Abstrahlung von elektromagnetischer Stör strahlung. Die Folien werden einfach vor der Montage des Kerns an der Isolierstoffumhüllung befestigt, beispielsweise durch Kleben. Die so hergestellten Zündspulen erlauben eine unproblematische Demontage des Magnetkerns und sehen darüber hinaus äußerlich sauber verarbeitet aus.It is provided that the coils known in the prior art ver with a ferrite foil inserted into the air gap see which is made of a composite of ferrite particles and plastic. The shielding foil prevents advantageous a corona discharge in the air gap and there with associated radiation from electromagnetic interference radiation. The foils are easy to assemble before Kerns attached to the insulating jacket, for example by gluing. The ignition coils thus produced allow one unproblematic disassembly of the magnetic core and see about it externally clean processed.

Vorteilhaft ist es, die Folie um die Ränder der Isolier stoffumhüllung herumzuführen, so daß auch der Kern eine Ver bindung mit der Folie hat. It is advantageous to insulate the film around the edges carry around the wrapping, so that the core is a ver bond with the film.

Besonders vorteilhaft ist, es eine selbstklebende Ferrit- Folie zu verwenden, welche auf die Isolierstoffumhüllung aufgeklebt wird.It is particularly advantageous to use a self-adhesive ferrite To use foil, which on the insulating material is stuck on.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail in the following description explained. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht einer im Stand der Technik bekann ten Zündspule, Fig. 1 is a side view of th ignition coil known in the art,

Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1, Fig. 2 shows a cross section through Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zündspule mit Schutzfolie aber ohne den Kern, Fig. 3 is a side view of the ignition coil according to the invention with protective film but without the core,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Zündspule aus Fig. 3. Fig. 4 is a top view of the ignition coil in FIG. 3.

Description of the embodiments

In Fig. 1 und Fig. 2 ist der Aufbau einer im Stand der Tech nik bekannten Zündspule in Seitenansicht und im Querschnitt dargestellt. Die Zündspule weist eine Primärspule 3 mit An schlußmitteln 25 zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle niedriger Spannung auf. Die Anschlußmittel 25 sind über zwei Kabel 31 mit einer Endstufe 30 verbunden. Eine Sekundärspule 4 ist konzentrisch um die Primärspule 3 herum angeordnet und weist elektrische Anschlußmittel 21 zum Anschluß beispielsweise an einen Zündverteiler oder an ein Schaltgerät auf. Die Hoch spannung führenden Wicklungen der Sekundärspule 4 sind in Form einer Kammerwicklung angeordnet, bei der sich das Kam merpotential der einzelnen Kammern 5 mit wachsender Kammer zahl erhöht. Die Kammer 5' mit dem höchsten Kammerpotential ist mit einer Kontakthülse 21 elektrisch verbunden, die in einem nach oben offenen Dom 20 auf der Oberseite der Zünd spule angeordnet ist (Fig. 4). Die Primärspule 3 und die Se kundärspule 4 sind bis auf die jeweiligen Anschlüsse 25, 21 in bekannter Weise z. B. durch Umspritzen vollständig in ei ner Isolierstoffumhüllung 8 eingebettet. Weiterhin ist ein lamellenartig aufgebauter, zweiteiliger Eisenkern 10 vorge sehen, der aus zwei im wesentlichen E-förmigen Teilkernen 10a und 10b besteht, die jeweils einen ersten, mittleren Schenkel 12 und zwei dazu parallel verlaufende zweite Schen kel 13 aufweisen, die mit dem mittleren Schenkel 12 über je ein Joch 14 verbunden sind. Die Teilkerne werden auf der Ober- und Unterseite derart auf die Isolierstoffum hüllung 8 aufgeschoben, daß der jeweils mittlere Schenkel 12 in die zentrale Öffnung der Primärspule 3 eingreift und die äußeren Schenkel 13 getrennt durch einen Luftspalt 17 an der Außenseite der Isolierstoffumhüllung 8 anliegen. Der Luft spalt 17 ist aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich, um Bauteiletoleranzen auszugleichen. Im zusammengebauten Zu stand berühren sich die Endflächen der zweiten Schenkel 13 der beiden Teilkerne 10a und 10b, während die in die zentra le Öffnung 15 (Fig. 4) der Primärspule 3 eingeschobenen er sten Schenkel 12 durch einen schmalen Spalt 11 getrennt sind (Fig. 2). Der auf Massepotential liegende Spulenkern 10 ist auf der Ober- und Unterseite der Zündspule, in der zentralen Öffnung 15, auf der Außenseite durch die Isolierstoffumhül lung 8 von den Spulen 3, 4 isoliert.In Fig. 1 and Fig. 2, the structure of a prior art ignition coil technology is shown in side view and in cross section. The ignition coil has a primary coil 3 with connection means 25 for connection to a DC voltage source of low voltage. The connection means 25 are connected to an output stage 30 via two cables 31 . A secondary coil 4 is arranged concentrically around the primary coil 3 and has electrical connection means 21 for connection, for example, to an ignition distributor or to a switching device. The high-voltage windings of the secondary coil 4 are arranged in the form of a chamber winding in which the chamber potential of the individual chambers 5 increases as the number of chambers increases. The chamber 5 'with the highest potential chamber is electrically connected to a contact sleeve 21, the spool in an open-topped dome 20 on the upper side of the ignition is arranged (Fig. 4). The primary coil 3 and the secondary coil 4 are up to the respective connections 25 , 21 in a known manner, for. B. completely encapsulated by encapsulation in egg ner 8 insulating material. Furthermore, a lamellar, two-part iron core 10 is easily seen, which consists of two substantially E-shaped partial cores 10 a and 10 b, each having a first, central leg 12 and two parallel legs 13 , which with the middle leg 12 are each connected via a yoke 14 . The partial cores are pushed onto the top and bottom of the insulation 8 so that the middle leg 12 engages in the central opening of the primary coil 3 and the outer legs 13 are separated by an air gap 17 on the outside of the insulation 8 . The air gap 17 is required for manufacturing reasons to compensate for component tolerances. In the assembled To stand the end faces of the second leg 13 of the two partial cores 10 a and 10 b, while the inserted into the central opening 15 ( Fig. 4) of the primary coil 3 he most leg 12 are separated by a narrow gap 11 ( Fig. 2). The coil core 10, which is at ground potential, is isolated from the coils 3 , 4 on the top and bottom of the ignition coil, in the central opening 15 , on the outside by the insulating jacket 8 .

Die höchste Potentialdifferenz tritt in der Zündspule zwi schen der Spulenkammer 5 mit der höchsten Spannung (in Fig. 2 die oberste Kammer 5') und den auf niedrigem Potential liegenden Kernschenkeln 13 auf. Diese sind zwar durch die Isolierung 8 und den Luftspalt 17 voneinander getrennt, bei sehr hohen Spannungen kann es aber dennoch zum Durchschlag der Spannung durch die Isolierstoffhülle 8 kommen. Dabei entsteht in dem Luftspalt 17 beispielsweise an den in Fig. 1 und Fig. 2 mit S gekennzeichneten Stellen eine Corona- Entladung, die mit der Abstrahlung von elektromagnetischer Störstrahlung verbunden ist. Die Entladung kann aber auch in dem in Fig. 2 nicht dargestellten schmalen Spalt zwischen den Jochschenkeln 14 auf der Oberseite der Zündspule und der Isolierung 8 über der Kammer 5' auftreten. Diese Corona- Entladungen werden durch die Verwendung einer Fo lie vermieden, die aus einer organischen Polymer-Matrix be steht, in der ein ferritmagnetischer Füllstoff enthalten ist. Derartige Verbundwerkstoffe aus Kunststoff und Ferrit werden im Handel unter der Bezeichung FPC (Ferrite Polymer Composite) in Folienform angeboten. Die Folien sind ela stisch verformbar, weisen eine elektrische Leitfähigkeit auf und sind auch als selbstklebende Folien erhältlich. Die Fo lien weisen eine um 40% niedrigere Dichte auf als herkömmli che Ferrite und haben deshalb auch ein geringeres Gewicht. Aus der Folie werden zwei rechteckförmige Streifen 40 ausge schnitten, die an ihren Enden mit zwei Laschen 40' versehen sind. Wie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt ist werden die Strei fen 40 bei demontiertem Spulenkern auf die Isolierstoffum hüllung 8 derart aufgeklebt, daß die Folie bei anschließen den Aufsetzen der beiden Kernstücke 10a und 10b in dem Luftspalt 17 zwischen den Schenkeln 13 und der Isolierhülle 8 angeordnet ist. Wie Fig. 4 für die Oberseite der Zündspule gezeigt, können die Laschen 40' an der Oberseite und Unter seite der Zündspule umgebogen werden, so daß auch der Be reich zwischen den Jochschenkeln 14 und den Enden der Spule geschützt ist und gleichzeitig an diesen Stellen der Kern die Folie kontaktiert. Durch die Verwendung der Folie werden Corona-Entladung und Störabstrahlung wirksam vermieden.The highest potential difference occurs in the ignition coil between the coil chamber 5 with the highest voltage (in FIG. 2 the uppermost chamber 5 ') and the core legs 13 which are at a low potential. Although these are separated from one another by the insulation 8 and the air gap 17 , at very high voltages, however, the voltage can break through through the insulating sleeve 8 . A corona discharge occurs in the air gap 17, for example at the points marked S in FIG. 1 and FIG. 2, which is associated with the radiation of electromagnetic interference radiation. However, the discharge can also occur in the narrow gap (not shown in FIG. 2) between the yoke legs 14 on the top of the ignition coil and the insulation 8 above the chamber 5 '. These corona discharges are avoided by the use of a film consisting of an organic polymer matrix in which a ferrite-magnetic filler is contained. Such composite materials made of plastic and ferrite are commercially available under the name FPC (Ferrite Polymer Composite) in foil form. The films are elastically deformable, have electrical conductivity and are also available as self-adhesive films. The foils have a 40% lower density than conventional ferrites and are therefore also lighter in weight. From the film two rectangular strips 40 are cut out, which are provided at their ends with two tabs 40 '. As shown in Fig. 3 and Fig. 4, the Strei fen 40 are glued to the insulating sleeve 8 when the coil core is dismantled such that the film when connecting the two core pieces 10 a and 10 b in the air gap 17 between the legs 13 and the insulating sleeve 8 is arranged. As shown in Fig. 4 for the top of the ignition coil, the tabs 40 'on the top and bottom of the ignition coil can be bent so that the loading area between the yoke legs 14 and the ends of the coil is protected and at the same time at these points Kern contacted the film. Corona discharge and interference radiation are effectively avoided by using the film.

Claims

1. Ignition coil for ignition systems of internal combustion engines with egg ner primary coil ( 3 ), a secondary coil surrounding the primary coil ( 4 ) and one of the coils ( 3 , 4 ) except for their electrical connections ( 21 , 25 ) completely surrounding insulating material coating ( 8 ) and a coil core ( 10 ) placed on the insulating material covering ( 8 ) with at least one first leg ( 12 ) guided in the primary coil ( 3 ) and with at least one via a yoke ( 14 ) connected to the first leg ( 12 ) the outside of the ignition coil is arranged th second leg ( 13 ) which is spaced by an air gap ( 17 ) from the insulating jacket ( 8 ), characterized in that at least in the air gap ( 17 ) between the second leg ( 13 ) and the insulating jacket ( 8 ) a film ( 40 ) is arranged, which consists of an organic polymer matrix in which a ferrite magnetic filler is contained, so that a corona discharge i n the air gap ( 17 ) is to be prevented.

2. Ignition coil according to claim 1, characterized in that the film ( 40 ) is a self-adhesive film which is glued to the insulating material ( 8 ).

3. Ignition coil according to claim 1 or 2, characterized in that the film ( 40 ) is seen at the ends with two tabs ( 40 '), which are arranged between the yoke leg ( 14 ) and the Iso lierstoffumhüllung ( 8 ).