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Zündanlage für Brennkraftmaschinen
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Stand er Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen
nach der attung des Hauptanspruchs. Bei einer aus der US-PS 3 84 677 bekannten Zündanlage
ist der Zündtransformator als Zündanker eines Magnetzünders ausgebildet Der Zündanker
wirkt mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, umlaufenden Magnetsystem
zusammen. wobei n der Primärwicklung vom Magnet system die elektrische Zündenergie
erzeugt wird. Ein Zündtransformator im Primärstromkreis wird durch eine Steuerschaltung
mit einer Steuereicklung In den stromleitenden Zustand durchgesteuert und um Zündzeitpunkt
gesperrt. Durch die Un terbrechnung des Primärstromes wird in der Sekundärwicklung
der Zündspule ein Hochspannungsimpuls erzeugt, der an einer Zündkerze einen Zündfunken
verursacht. Der Zündtransistor sowie die übrigen Bauelemente der Steuerschaltung
sind auf einer Montageplatte zusammengeschaltet und gemeinsam mit der Primär- und
Sekundärwicklung in einem Isolierstoffgehäuse in einer Vergußmasse eingebettet.
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Eine ähnliche Lösung zeigt das nE-GBM 7 003 143, bei der noch weitere
Generatorwicklungen im Isolierstoffgehäuse mit vergossen sind. Die elektronischen
Bauelemente sind dort auf einer Leiterplatte verschaltet und mit vergossen.
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Derartige Lösungen haben den Nachteil, daß die mit jedem Zündvorgang
im elektronischen Schaltelement des Primärstromkreises erzeugte Verlustleistung
nicht In ausreichendem Maße über die Vergußmasse nach außen abgeführt werden . Es
können daher bei solchen Ausführungen nur relativ teure, große thermische 3elastungen
aushaltende Schaltelemente verwendet werden. Zndanlagen, bei aenen die elektronischen
Bauelemente in Hybridscnaltung ausgeführt werden, sind zwar preisgünstig herstellbar.
Sie konnten bislang aber nicht gemeinsam mit den Wicklungen der Zündspule vergossen
werden, da die Verlustwärme der in IC-Schaltung ausgeführten elektronischen Schaltelemente
nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden kann.
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Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Wärmeabführung an
den vergossenen elektrischen Baue'ementen der Zündanlage so zu verbessern, daß die
elektronischen Schaltelemente in einem möglichst stabilen thermischen Zustand arbeiten.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber den eannzen Lösungen den Vorteil, daß
durch die anordnung eine, körpers im Isolierstoffgehäuse les Zündtransformators
mehr auch 7ündanlagen der eingangs genannten Ar hergestellt werden können, deren
elektrische Bauelemente
ender Hybridschaltung ausgeführt und verschaltet
sind. 3ei Verwendung einer elastischen, imprägnierfähigen Vergußmasse ?,ann ein
vorheriges Imprägnieren der Sekundärwicklung entfallen und der Hybridschaltkreis
kann außerdem gegen mechanische Beschädigung und gegen Feuchtigkeit geschützt werden.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die einbettung der Hybridschaltung
einerseits Warme von den Bauelementen der Zündanlage über den angrenzenden Kühlkörper
nach außen abgeführt wird und andererseits Temperatursprünge durch Spritzwasser
und dgl. von den elektrischen Bauelementen ferngehalten werden.Dadurch ergeben sich
relativ geringe Temperaturschwankungen und entsprechend geringe Änderungen der Arbeitspunkte
an den Schaltelementen der Zündanlage.
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urch d lie in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale mög;ich.
Besonders vorteilhaft ist es, einen Bereich eines Kühlbleches zwisehen der Isolierstoffplatte
der Hybridschaltung und dem damit kontaktierten elektronischen Schaltelement einzuschieben.
Auf diese Weise kann die in den Bauelementen auf der Isolierstoffplatte und den
elektronischen Schaltelement erzeugte Wärme vom Kühlblech beidseitig aufgenommen
und nach außen geführt werden, Zeichnung in Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es gen Figur 1 eine Magnet-Zündanlage mit einer eingegossenen, von einem Kühlblech
umgeben Hybridschaltung, Figur 2 zeigt die Draufsicht des Isollersoffgehäuses einer
Zündanlage nach Figur 1 mit einer
Primär- und Sekundärwicklung sowie
mit dem Hybridschal tkreis und den Kühlblech und Figur 3 zeigt das Kühlblech, die
Hybridschaltung und einen Isolierstoffrahmen zur Aufnahme in raumbildlicher Darstellung
vor dem Zusammenbau.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die in Figur 1 dargestellte
Magnet-Zündanlage f£ir eine Brennkraftmaschine besteht aus einem Zündanker 10 der
mi einem Ausbruch dargestellt ist und einem umlaufenden Magnet system 11. Das Magnetsystem
11 hat einen Dauermagneten 12 und zwei seitlich davon angeordnete Polschuhe 13.
3auermagnet 12 und Polschuhe 13 sind am Umfang einer von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Scheibe 14 bzw. im Lüfterrad des Motors eingebettet, von der nur ein
Ausbruch dargestellt ist. Am Außenumfang der Scheibe 14 ist der Zündanker 10 durch
Befestigungslöcher 15 am Motorgehäuse oder dgl. festgeschraubt. Der Zündanker 10
dient gleichzeitig zur Erzeugung der Zündenergie und als Zündtransformator zur Erzeugung
eines Hochspannungsimpulses zum Zündzeitpunkt. Zu diesem weck sind auf dem mittleren
Schenkel 16a eines E-förmigen Eisenkernes 16 eine Primärwicklung 17 und eine Sekundärwicklung
18 konzentrisch zueinander angeordnet. Die Sekundarwicklung hat außen einen Hochspannungsanschluß
19, an dem eine symbolisch dargestellte Zündkerze 20 über ein Zündkabel 21 anzuschließen
ist. Die Primärwicklung 17 ist an einen nicht dargestellten Primärstromkreis angeschlossen,
der ein elektronisches Schaltelement enthält, welches mit weitere Bauelementen einer
Steuerschaltung zur Umschaltung des elektronischen Schaltelementes in einer Hybridschaltung
2 zusammengefaßt is.
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Die Hybridschaltung 22 ist auf eIner Isolierstoffplatte, im vorliegenden
Fall auf einer Keramikplatte 23 angeordnet.
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In Figur 2 ist erkennbar, daß die Primärwicklung 17 und die Sekundärwicklung
18 gemeinsam mit der Hybridschaltung 22 und einem Kühlblech 24 in einem Isolierstoffgehäuse
25 eingesetzt sind. Beim fertigen Zündanker gemäß Figur 1 ist as Isolierstoffgehäuse
25 mit einer Vergußmasse 26 ausgefüllt, so da.3 die elektrischen Bauelemente 29
der Zündanlage darin vollständig vergossen sind. Aus Figur 2 ist ferner erkennbar,
daß das Kühlblech 24 im unmittelbaren Bereich der Keramikplatte 23 der Hybridschaltung
22 liegt und daher ebenfalls im Isolierstoffgehäuse 25 vergossen ist. Dabei ist
ein Bereich 24a des Kühlblechs 24 zwischen ,der Keramikplatte 23 und einem mit der.
Leiterbahnen,der Keramikplatte 23 kontaktierten elektronischen Schaltelement 27
eingeschoben, welches hier ein Darlington-Zündtransistor 27 in IC-Ausführung ist.
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In figur 3 sind Kühlblech 24, Hybridschaltung 22 und ein Isolierstoffrahmen
28 zur Aufnahme der Hybridschaltung 22 und des Kühlblechs 24 übereinander raumbildlich
dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß das aus Messing hergestelle Kühlblech 2h mehrfach
abgewinkelt ist. Der Isolierstoffrahmen 23 nimmt außerdem die Primär- und Sekundärwicklung
17, 18 auf und ermöglicht die Verschaltung br Primärwicklung 17 mit der Hybridschaltung
22. Dss Kühl blech 24 grenzt, wie Figur 2 zeigt, mit dem größten Teil seiner Oberfläche
unmittelbar an der Innenseite des solierstoffgehäuses 25 an. Da es mit der Hybridschaltung
22 in einer am umfang der konzentrisch angeordneten Drimär- und Sekundärwicklung
17, 18 befindlichen Ausformung 25a es isolierstoffgehäuses 25 liegt, ergibt sich
eine befriedigende Wärmeabführung durch die Wandung des Isolierstoffgehäuses 25
nach außen
Die Erfindung ist nicht auf das argestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt, da Hybridschaltungen auch bei anderen Zündanlagen verwendbar sind. So
können beispielsweise bei Batterie-Zündanlagen die Primär- und Sekundärwicklungen
einer Zündspule zusammen mit einer Hybridschaltung und einem Kühlkörper vergossen
werden. Bei der Hybridschaltung ist es außerdem möglich, anstelle von in den Figuren
1, 2 und 3 angedeuteten diskreten Bauelementen 29 au der Keramikplatte 23 diese
in einem IC-Baustein zusammenzufassen und mit weIteren elektrischen Bauelementen
in Hybridschaltung zu verbinden. Selbstverständlich ist es Rahmen der Erfindung
auch möglich, nur einen Tell ler Schaltungselemente in der Hybridschaltung zusammenzufassen.
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Schließlich kann auch anstelle des Kühlblechs 24 ein anders gestalteter
Kühlkörper verwendet werden, welcher die in der Hybridschaltung entstehende Verlustwärme
von den wärmeempfindlichen Schaltelemente rasch abführt.