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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, deren Hochspannungsanschluss über eine
Feder elektrisch mit einer Zündkerze
verbunden ist.
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Es
ist allgemein bekannt, eine aufsteckbare Zündspule über eine Feder unmittelbar
mit einer Zündkerze
zu verbinden, um eine elektrische Verbindung dazwischen zu schaffen.
Ein Hochspannungsgehäuse,
welches einen Hochspannungsanschluss und eine Feder enthält, ist
mit einem unteren Ende einer Zündspule
verbunden. Sowohl der Hochspannungsanschluss als auch die Feder
sind in das Gehäuse
eingesetzt und darin gehalten, bevor die Zündspule mit der Zündkerze
verbunden wird. Wenn die Zündspule
mit der Zündkerze
verbunden ist, ist die Feder zusammengedrückt und berührt den Hochspannungsanschluss,
wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Zündspule
und der Zündkerze geschaffen
wird. Weil der Hochspannungsanschluss und die Feder an der gleichen
Position in dem Gehäuse
gehalten sind, besteht die Möglichkeit,
dass die Feder zwischen dem Hochspannungsanschluss und dem Gehäuse eingeklemmt
wird, wenn die Feder zusammengedrückt wird. Wenn dies auftritt,
wird die Feder unpassend oder ungeeignet verformt und kann brechen.
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Eine
Zündspule
gemäß der
DE 196 11 220 A1 hat
einen Hochspannungserzeugungsabschnitt, ein mit einem unteren Ende
des Hochspannungserzeugungsabschnitts verbundenes Hochspannungsgehäuse, einen
in dem Hochspannungsgehäuse
befestigten und mit dem Hochspannungserzeugungsabschnitt elektrisch
verbundenen Hochspannungsanschluss und eine in dem Hochspannungsgehäuse angeordnete
Feder. Das Hochspannungsgehäuse weist
dabei eine Einrichtung zum getrennten Halten des Hochspannungsanschlusses
und eines Endabschnitts der Feder auf, wenn der Hochspannungsanschluss
und die Feder in dem Hochspannungsgehäuse eingebaut sind. Bei dieser
Anordnung wird die Feder zusammengedrückt und berührt den Hochspannungsanschluss,
wenn eine Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse
eingesetzt wird, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen der Zündkerze
und dem Hochspannungsanschluss über
die Feder hergestellt wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine zuverlässigere
Zündspule
bereitzustellen, die eine kompakte Bauweise aufweist und durch einen
vereinfachten Zusammenbauvorgang hergestellt werden kann, bei der
ein Einklemmen der Feder zwischen dem Hochspannungsanschluss und
dem Gehäuse
vermieden ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Zündspule
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine
stabförmige
Zündspule
besteht aus einem Hochspannungserzeugungsabschnitt und einem Hochspannungsgehäuse, in
welchem ein Hochspannungsanschluss, der mit dem Hochspannungserzeugungsabschnitt
verbunden ist, und eine Feder zur elektrischen Verbindung der Zündspule
mit einer Zündkerze
aufgenommen sind. Das Hochspannungsgehäuse ist aus Harz oder Kunststoff
gemacht und einstückig
mit dem Bodenabschnitt des Hochspannungserzeugungsabschnitts verbunden.
Das Hochspannungsgehäuse
ist allgemein zylinderförmig ausgebildet
und hat einen darin ausgebildeten Ansatz oder Fortsatz zum Halten
des Hochspannungsanschlusses und der Feder.
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In
dem Verfahren zur Montage des Hochspannungsgehäuses wird zunächst die
Feder in das Hochspannungsgehäuse
eingeführt
und dann wird der Hochspannungsanschluss eingeführt. Sowohl die Feder als auch
der Hochspannungsanschluss sind so ausgelegt, dass sie von der oberen Öffnung des
Hochspannungsgehäuses
her darin eingebaut werden können.
Eine erste Schulter zum Halten des Hochspannungsanschlusses daran
und eine zweite Schulter zum Halten der Feder daran sind in dem Halteansatz
ausgebildet. Die Zündkerze
wird mit der Zündspule
durch Einführen
der Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse
von dessen unterer Öffnung
her verbunden. Wenn die Zündkerze
eingeführt wird,
wird die Feder durch die Zündkerze
zusammengedrückt
und berührt
den Hochspannungsanschluss, wodurch eine elektrische Verbindung
zur Zuführung von
Hochspannung zu der Zündkerze
geschaffen ist. Kurz gesagt, die Feder ist in dem Hochspannungsgehäuse an einer
von dem Hochspannungsanschluss axial getrennten Position gehalten,
bevor die Zündkerze
eingeführt
ist, und die Feder wird zusammengedrückt und berührt den Hochspannungsanschluss, wenn
die Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse eingeführt wird.
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Somit
wird die Feder ordnungsgemäß zusammengedrückt, ohne
ausgelenkt oder zwischen dem Hochspannungsanschluss und dem Hochspannungsgehäuse eingeklemmt
zu werden, wenn die Zündkerze
mit der Zündspule
verbunden ist. Zudem können
sowohl die Feder als auch der Hochspannungsanschluss in der gleichen
Richtung bei dem Zusammenbauvorgang in das Hochspannungsgehäuse eingesetzt
werden, wodurch der Zusammenbauvorgang vereinfacht ist.
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Der
Halteansatz kann so ausgelegt sein, dass der Hochspannungsanschluss
in die innere Bohrung des Halteansatzes eingeführt ist. Alternativ kann der
Halteansatz so ausgelegt sein, dass der Hochspannungsanschluss die
zylindrische Außenfläche des
Halteansatzes umschließend
angeordnet ist. Die axialen Positionen der ersten und der zweiten Schulter
in dem Hochspannungsgehäuse
sind willkürlich
gewählt,
solange sie voneinander getrennt angeordnet sind.
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Andere
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen deutlicher. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die eine stabförmige
Zündspule
zur Verbindung mit einer Zündkerze über eine
Feder zeigt;
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2 eine
Schnittansicht, die einen Bodenabschnitt der Zündspule als ein Vergleichsbeispiel zeigt;
und
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3 eine
Schnittansicht, die einen Bodenabschnitt der Zündspule als ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein
Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
Zunächst
wird unter Bezugnahme auf 1 der Gesamtaufbau
einer Zündspule 10 beschrieben.
Die Zündspule 10 ist in
ein Loch eingesetzt, welches in einem Motorblock für jeden
Zylinder ausgebildet ist, und ist elektrisch und mechanisch mit
einer Zündkerze
an ihrem unteren Abschnitt verbunden. Die Zündspule 10 umfasst ein
längliches
zylindrisches Spulengehäuse 11 und ein
Hochspannungsgehäuse 12,
die beide aus Harz gemacht sind. In dem Spulengehäuse 11 sind
Komponenten zur Erzeugung von Hochspannung aufgenommen. Diese sind:
ein innerer Kern 15, ein Paar von Permanentmagneten 16, 17,
ein Sekundärspulenkörper 20 eine
Sekundärspule 21,
ein Primärspulenkörper 23,
eine Primärspule 24,
ein äußerer Kern 25,
und dgl. Epoxydharz 26 füllt Räume zwischen diesen Komponenten
und andere Räume
innerhalb der Zündspule 10,
um die Isolation zwischen den Komponenten zu verbessern.
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Der
innere Kern 15 ist durch Laminieren dünner Siliziumstahlbleche gebildet,
die eine längliche Zylinderform
ausbilden. Die Permanentmagnete 16, 17 sind an
beiden Enden des inneren Kerns 15 angeordnet und sind in
der Richtung entgegengesetzt zur Richtung des durch die Primärstufe 24 erzeugten
Magnetfelds magnetisiert. Die Außenzylinderfläche des inneren
Kerns 15 ist durch einen isolierenden Gummischlauch 18 bedeckt.
Der Sekundärspulenkörper 20,
der aus Harz gemacht ist, ist außerhalb des Gummischlauchs 18 angeordnet
und die Sekundärspule 21 ist
um den Sekundärspulenkörper 20 gewickelt. Eine
Blind- oder Hilfsspule 22, welche eine Windung hat und
die Sekundärspule 21 mit
einer Anschlussplatte 40 verbindet, ist an dem unteren
Ende der Sekundärspule 21 angeordnet.
Indem die Sekundärspule 21 mittels
der Hilfsspule 22 mit der Anschlussplatte 40 verbunden
wird, ist eine große
elektrische Kontaktfläche
dazwischen sichergestellt und folglich ist eine Konzentration des
elektrischen Felds vermieden.
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Der
Primärspulenkörper 23,
der aus Harz gemacht ist, ist außerhalb der Sekundärspule 21 angeordnet
und die Primärspule 24 ist
um den Primärspulenkörper 23 gewickelt.
Der äußere Kern 25,
der durch Walzen eines dünnen
Siliziumstahlblechs gebildet ist, ist außerhalb der Primärspule 24 angeordnet.
Weil die Kanten des gewalzten Stahlblechs nicht mit dem Kernkörper verbunden
sind, gibt es einige Längsspalten.
Der äußere Kern 25 bedeckt
eine gesamte Länge
zwischen beiden Permanentmagneten 16, 17, die
an beiden Längsenden
des inneren Kerns 15 angeordnet sind. Ein Verbinder 30 ist
am oberen Ende der Zündspule 10 angeordnet,
so dass er sich auswärts
von dem Einsteckloch erstreckt, wenn die Zündspule 10 in dem
Einsteckloch eingebaut ist. Ein Zünder 27 zum Schalten
von einem der Primärspule 24 zuzuführendem
Strom ist in dem oberen Abschnitt des Spulengehäuses 11 angeordnet.
Eine Vielzahl von Anschlüssen 31 zum
Zuführen
von Steuersignalen zu dem Zünder 27 und
zum Anschluss von Masseanschlüssen
der Primärspule 24 und
der Sekundärspule 21 sind
in den Verbinder 30 eingesetzt.
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Ein
Hochspannungsanschluss 41 ist in die obere Mitte des aus
Harz gemachten Hochspannungsgehäuses 12 eingepresst.
Ein Zentralvorsprung des Hochspannungsanschlusses 41 ist
fest in die Anschlussplatte 40 eingesetzt, um den Hochspannungsanschluss 41 über die
Anschlussplatte 40 elektrisch mit der Sekundärspule 21 zu
verbinden. Ein Hochspannungsende der Hilfsspule 22 ist
elektrisch mit der Anschlussplatte 40 durch Löten oder Schweißen verbunden.
Eine Feder 42 ist unterhalb des Hochspannungsanschlusses 41 angeordnet,
so dass die Zündkerze
und der Hochspannungsanschluss 41 elektrisch miteinander
verbunden sind, wenn die Zündspule 10 mit
der Zündkerze
verbunden ist. Eine aus Gummi gemachte Steckkappe 19 oder ein
Kerzenstecker, in welche die Zündkerze
eingeführt
ist, ist an dem unteren Ende des Hochspannungsgehäuses 12 angeordnet.
Eine in der Sekundärspule 21 durch
Schalten des der Primärspule 24 zugeführten Stroms
erzeugte Hochspannung wird über
die Hilfsspule 22, die Anschlussplatte 40, den Hochspannungsanschluss 41 und
die Feder 42 auf die Zündkerze
aufgebracht.
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird der Aufbau des Hochspannungsgehäuses 12,
in welchem der Hochspannungsanschluss 41 und die Feder 42 aufgenommen
sind, genau beschrieben. Das Hochspannungsgehäuse 12 ist aus Harz
bzw. Kunststoff gemacht und allgemein zylinderförmig. Ein Halteansatz 13,
der sich aufwärts
erstreckt, ist in dem Hochspannungsgehäuse 12 ausgebildet.
Der Halteansatz 13 hat eine große Bohrung 13a, eine
kleine Bohrung 13b und Rippen 13c, die von oben
beginnend in dieser Reihenfolge ausgebildet sind. Eine erste Schulter 13d ist
an der Grenze zwischen der großen
Bohrung 13a und der kleinen Bohrung 13b ausgebildet
und eine zweite Schulter 13e ist an der Grenze zwischen der
kleinen Bohrung 13b und den Rippen 13c ausgebildet.
Die Rippen 13c sind abgeschrägt, so dass ihr Innendurchmesser
in Richtung auf das untere Ende des Hochspannungsgehäuses 12 zunimmt.
In dem Montage- oder Zusammenbauvorgang wird zunächst die Feder 42 von
der oberen Öffnung
her in das Hochspannungsgehäuse 12 eingesetzt,
sitzt auf der zweiten Schulter 13e auf und ist von dieser
gehalten. Dann wird der Hochspannungsanschluss 41 in die große Bohrung 13a eingepresst,
bis er an der ersten Schulter 13d anliegt. Die Feder 42 umfasst
ein Federende 42a mit einem vergrößerten Durchmesser, das auf
der zweiten Schulter 13e aufsitzt. Der Außendurchmesser
der Feder 42 selbst, mit Ausnahme des vergrößerten Endes 42a,
ist so gemacht, dass die Feder 42 von der oberen Öffnung des
Hochspannungsgehäuses 12 frei
eingesetzt werden kann.
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Der
Hochspannungsanschluss 41 hat einen abgesenkten oder ausgesparten
Innenraum 41a. Wenn eine Zündkerze in das Hochspannungsgehäuse 12 von
seinem unteren Ende her eingesetzt wird, wird die Feder 42 zusammengedrückt und
in Richtung auf den Innenraum 41a nach oben gedrückt, bis die
Feder 42 den Hochspannungsanschluss 41 berührt. Weil
der andere Durchmesser des Federendes 42a kleiner als der
Innendurchmesser des Innenraums 41a ist, kann sich das
Federende 42a aufwärts bewegen.
Somit ist die Zündkerze
elektrisch über
die Feder 42 mit dem Hochspannungsanschluss 41 verbunden.
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Weil
der Hochspannungsanschluss 41 und die Feder 42 getrennt
in dem Hochspannungsgehäuse 12 gehalten
sind, wenn sie zusammengebaut sind, und weil die Feder 42 zusammengedrückt wird und
sich in den Innenraum 41a bewegt, um den Hochspannungsanschluss
zu berühren,
wenn die Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse 12 eingeführt wird,
wird die Feder 42 niemals zwischen dem Hochspannungsanschluss 41 und
dem Hochspannungsgehäuse 12 eingeklemmt.
Folglich wird die Feder 42 ordnungsgemäß zusammengepresst, ohne die
durch das Einführen
der Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse 12 erzeugte
Kraft ausgelenkt oder beschädigt
zu werden. Zudem besteht keine Gelegenheit, dass die Feder 42 aus
dem Hochspannungsgehäuse 12 herausfällt, bevor
die Zündkerze eingesetzt
ist, weil die Feder 42 an der zweiten Schulter 13e gehalten
ist. Ferner können
die Feder 42 und der Hochspannungsanschluss 41 aus
der gleichen Richtung, nämlich
von der oberen Öffnung des
Hochspannungsgehäuses 12 her,
in das Hochspannungsgehäuse 12 eingebaut
werden. Folglich kann der Zusammenbauvorgang vereinfacht und auf einfache
Weise automatisiert werden.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel
gleicht dem Vergleichsbeispiel mit Ausnahme davon, dass der Hochspannungsanschluss
an die Außenfläche des
Halteansatzes aufgeprest ist und dass die zweite Schulter an dem
oberen Ende des Halteansatzes ausgebildet ist. Teile und Komponenten,
die gleich denen des Vergleichsbeispiels sind, sind mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet und deren Erläuterung wird hier nicht wiederholt.
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Ein
Halteansatz 51 ist in einem Hochspannungsgehäuse 50 ausgebildet,
welches allgemein zylinderförmig
ist. Der Halteansatz 51 umfasst eine zylindrische Wand 51a und
eine kegelförmige
oder abgeschrägte
Wand 51b. Eine erste Schulter 51c ist an der Grenze
zwischen der zylindrischen Wand 51a und der abgeschrägten Wand 51b ausgebildet
und eine zweite Schulter 51d ist an dem oberen Ende der zylindrischen
Wand 51a ausgebildet. Die Rippen 13c sind auf
die gleiche Weise ausgebildet wie in dem Vergleichsbeispiel. In
dem Zusammenbauvorgang wird zunächst
die Feder 42, die das vergrößerte Federende 42a hat,
in den Halteansatz 51 eingeführt und ist an der zweiten
Schulter 51d gehalten. Dann wird ein Hochspannungsanschluss 53 auf
die zylindrische Außenfläche der
zylindrischen Wand 51a aufgeprest, bis er an der ersten
Schulter 51c anliegt. Der Außendurchmesser der Feder 42 mit
Ausnahme des vergrößerten Endes 42a ist
kleiner gemacht als der Innendurchmesser der zylindrischen Wand 51a,
so dass die Feder 42 von der oberen Öffnung her in den Halteansatz 51 eingesetzt
werden kann. Der vergrößerte Durchmesser
des Federendes 42a ist größer als der Innendurchmesser
der zylindrischen Wand 51a und kleiner als der Innendurchmesser
des Hochspannungsanschlusses 53. Wenn eine Zündkerze
in das Hochspannungsgehäuse 50 von
seinem unteren Ende her eingeführt
wird, wird die Feder 42 zusammengedrückt und berührt den Hochspannungsanschluss 53,
wodurch sie die Zündkerze
und den Hochspannungsanschluss 53 elektrisch miteinander verbindet.
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Weil
der Hochspannungsanschluss 53 und die Feder 42 an
jeweils verschiedenen Positionen in dem Hochspannungsgehäuse 50 gehalten
sind, wird die Feder 42 niemals zwischen dem Hochspannungsgehäuse 50 und
dem Hochspannungsanschluss 53 eingeklemmt, wenn die Feder 42 zusammengedrückt wird,
um den Hochspannungsanschluss 53 zu berühren. Die gleichen Vorteile
wie jene des Vergleichsbeispiels sind in dem ersten Ausführungsbeispiel
ebenfalls verwirklicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist zudem auf andere Zündspulen als die zuvor beschriebene
aufsteckbare Zündspule
anwendbar, solange es Zündspulen
sind, die über
eine Feder elektrisch mit einer Zündkerze zu verbinden sind.
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das vorhergehende bevorzugte Ausführungsbeispiel
gezeigt und beschrieben wurde, ist für den Fachmann offensichtlich,
dass Veränderungen
der Form und von Einzelheiten gemacht werden können, ohne den Bereich der
Erfindung zu verlassen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert
ist.
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Eine
aufsteckbare Zündspule 10 ist über eine Feder 42 unmittelbar
mit einer Zündkerze
verbindbar. Ein Hochspannungsgehäuse 12, 50,
welches einen Hochspannungsanschluss 41, 53 und
eine Feder 42 enthält,
ist einstückig
mit dem unteren Ende eines Hochspannungserzeugungsabschnitts 11, 15 bis 18, 20 bis 25 der
Zündspule
verbunden. Der Hochspannungsanschluss und die Feder sind separat
in dem Hochspannungsgehäuse
gehalten, bevor die Zündkerze
mit der Zündspule
verbunden ist. Wenn die Zündkerze
verbunden wird, wird die Feder zusammengedrückt und berührt den Hochspannungsanschluß, wodurch
ein elektrischer Kontakt zwischen der Zündspule und der Zündkerze
hergestellt ist. Weil die Feder und der Hochspannungsanschluss an
separaten Positionen in dem Gehäuse
gehalten sind, kann die Feder ordnungsgemäß zusammengedrückt werden,
ohne ausgelenkt oder zwischen dem Hochspannungsanschluss und dem
Gehäuse
eingeklemmt zu werden.