DE3423524C2 - Zündspule - Google Patents

Abstract

Eine Zündspule für Brennkraftmaschinen weist einen magnetischen Kern (6) umgebende Primär- und Sekundärwicklungen (1, 2) und genormte Anschlüsse (12, 13, 14) für die Wicklungen (1, 2) an einem Gehäuse auf. Um bei gleichbleibenden Leistungsdaten der Zündspule eine möglichst kompakte Zündspule mit minimalem Aufwand an Gießharz und Kernmaterial und somit eine Zündspule mit geringem Gewicht zu erhalten, sind die Wicklungen (1, 2) als ein Vollrundteil (3) aus Gießmasse vergossen bzw. in ein Vollrundteil (3) eingesetzt und mit diesem mit Gießmasse vergossen und ein Hauptschenkel (5) des Kerns (6) mit Luftspalt (7) in eine von den Wicklungen (1, 2) umgebene Ausnehmung (4) des Vollrundteils (3) kraftschlüssig eingesetzt, ist die Höhe (c1) der Joche (9, 10) und die Breite (c) des Rückschlußschenkels (11) des Kerns (6) erheblich geringer als die Quadratwurzel aus dem Eisenquerschnitt des den Hauptfluß (øH) führenden Hauptschenkels (5), weist das Vollrundteil (3) einen Bund (17) zum Aufsetzen einer Abdeckkappe (18) mit einer Höhe (h1) etwa gleich der Höhe (c1) der Joche (9, 10) mit einer äußeren oberen Stirnfläche etwa in der Ebene der Oberfläche des der Abdeckkappe (18) zugekehrten Jochs (9) auf, und ist der Radius des den Bund (17) umschreibenden Kreises größer als der Radius des das geschichtete Kernpaket (6) umschreibenden Kreises um die Mittellängsachse des Hauptschenkels (5).

Description

dadurch gekennzeichnet.

e) daß die Schichthöhe (d) des Kerns (6) etwa das l,5fache der Hauptschenkelbreite (a)\st und

f) daß die Höhe (c_u c,/2) der Joche (9,10) und die Breite (c, e/2) der (des) Rückschlußschenke^s) (11, 19) des Kerns (6) bei einem Kerntyp etwa das 0,9fache und bei einem Manteltyp etwa das 0,45fache der Hauptschenkelbreite (a)s\nd.

2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Joche (9,10) mit einem im wesentlichen U-förmigen Isolierstoffteil (16) abgedeckt ist.

3. Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rückschlußschenkel (11) von einem dreiseitig über seine Höhe (h) und die doppelte Jochhöhe (2ci, c{) verlaufenden, U-förmigen Blechteil (15) überdeckt ist, das mit den Jochen (9,10) bzw. dem Rückschlußschenkel (11) verbunden, vorzugsweise vernietet ist.

4. Zündspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem U-förmigen Blechteil (15) eine Anschlußlasche (20) der Zündspule über eine Höhe von höchstens der Rückschlußschenkelhöhe (h) zuzüglich der einfachen jochhöhe (c\, C\I2) und mit einem Abstand von wenigstens einer Jochhöhe (c\, C\I2) von der oberen Jochfläche befestigt ist.

5. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kerntyp mit z. B. UU-, Ul- oder LL-Teilen die Jochhöhe (ei) und die Rückschlußschenkelbreite (c) etwa das 0,85fache der Hauptschenkelbreite (absind.

6. Zündspule nach eir.sm der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Manteltyp mit z. B. EE- oder £7-Teilen die Jochhöhe (c\l2) und die Rückschlußschenkelbreite (c/2) etwa das 0,425fache der Hauptschenkelbreite ^ sind.

7. Zündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Halterungsund Verdrehschutzteile der Anschlüsse (12, 13, 14) innerhalb der Höhe (h\) eines Bundes (17) des Vollrundteils (3) in der Gießmasse eingebettet sind.

8. Zündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (7) einen Permanentmagneten (8) zur Vormagnetisierung aufweist und etwa mittis; zur Primärwicklung (1) liegt

9. Zündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (7) mit Gießmasse ausgefüllt ist.

10. Zündspule nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoiierstoffteile (16) durch eine weitere Gießmasse mit dem Kern (6) verbunden sind.

11. Zündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (1,2) samt Kern (6) als das Vollrundteil (3) mit der Gießmasse rüttelfest vergossen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Zündspulen sind in den Kraftfahrzeugen, in die sie eingebaut werden, hohen thermischen, elektrisehen und mechanischen Beanspruchungen, insbesondere infolge von Vibrationen, ausgesetzt und sollen in dem Kraftfahrzeug lange Standzeiten möglichst ohne jegliche Wartung haben. Die Zündspulen sind daher an den jeweils günstigsten Stellen im Kraftfahrzeug einzubauen.

Die genormten Anschlüsse der Primär- und Sekundärwicklungen sind bei derartigen Zündspulen in einer Ebene angeordnet, in welcher sich auch der magnetische Kreis über Joche und Rückschlußschenkel schließt, wobei Primäranschlüsse und Hochspannungsanschluß meist auf gegenüberliegenden Seiten des entsprechenden Jochs angeordnet sind. Von den Anschlüssen, insbesondere von Hochspannungsanschluß, müssen zum Kern Mindestabstände für die Luft- und Kriechwege eingehalten werden. Der Hochspannungsanschluß ist daher in einer als bekannt vorausgesetzten Ausführung einer Zündspule in einer radialen Entfernung von dem die Primär- und Sekundärwicklung aufnehmenden Gießharzteil angeordnet, die zu einer aufgrund der Wicklungen selbst an sich nicht erforderlichen Vergrößerung des Durchmessers des Gießharzkörpers geführt hat.

Nach der nicht veröffentlichten DE-OS 33 36 773 der Anmelderin sind zwecks Schaffung einer Zündspule der eingangs genannten Art, die einfach und sicher in Massenfertigung herzustellen und möglichst kompakt aufgebaut ist, die Wicklungen als ein Vollrundteil aus Gießmasse vergossen bzw. in ein Rundteil eingesetzt und mit diesem mit Gießmasse vergossen und ist ein Hauptschenkel des Kerns mit Luftspalt in eine von den Wicklungen umgebene Ausnehmung des Vollrundteils kraftschlüssig eingesetzt. Hierbei ist der Hochspannungsanschluß innerhalb der Peripherie des Vollrundteils angeordnet, wobei das Vollrundteil in der die Anschlüsse tragenden Ebene über die entsprechende Jochhöhe des Kerns axial verlängert ist. Durch diese Ausgestaltung läßt sich die Abmessung der Gießharzzündspule im Durchmesser minimieren, die Bauhöhe der Gießharzzündspule muß jedoch mindestens um die Höhe des Jochs verlängert sein und bei Verwendung einer zusätzlichen Abdeckkappe für die Gießharzzündspule um den hierfür auszubildenden Bund zur Aufnahme der Abdeckkappe zusätzlich verlängert werden. Außer der

Vergrößerung der Bauhöhe ist damit kostspielige Gießmasse aufzuwenden und das Gesamtgewicht der Gießhar/.zündspule ist erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Einhaltung der vorgegebenen Leistungsdaten derart bemessen und ausgestaltet ist. dr«3 die Abmesungen sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung optimiert sind, so daß eine kompakte Ausführung mit möglichst geringem Materialeinsatz, insbesondere an kostspieliger Gießmasse, und somit auch möglichst geringem Gewicht erhalten wira.

Diese Aufgabe wird mit einer Zündspule der eingangs beschriebenen Art eriindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch diese Ausbildung der Zündspule wird die Höhe der Joche des Kerns verringert Damit wird sowohl die axiale Höhe der Zündspule und damit deren Gewicht verringert und somit wertvolle Gießmasse eingespart als auch an teurem Kernmaterial gespart, ohne daß sich die vorgegebenen Leistungsdaten der Zündspule ändern.

Die Wickelfensterbreite ist unverändert Der Querschnitt der Eisenfläche des Hauptschenkels ist damit rechteckig, die Hauptschenkelbreite im Vergleich zu einem quadratischen Querschnitt verringert und die Jochhöhe und Rückschlußschenkelbreite nochmals zur Hauptschenkelbreite verringert, so daß sich eine erheblich verringerte Jochhöhe und damit erheblich verringerte axiale Höhe der Zündspule ergibt Die Wickelfensterbreite bleibt praktisch gleich, Primärwicklung und Sekundärwicklung sind in einer dem Vollrundteil angepaßten Form angeordnet und der Radius des das geschichteten Kernpaket umschreibenden Kreises ist minimiert.

Zweckmäßig ist wenigstens eines der Joche mit einem im wesentlichen U-förmigen Isolierstoffteil abgedeckt. Ein Isolierstoffteil benachbart dem Hochspannungsanschluß vergrößert die Luft- und Kriechwege sowohl zu dem Hochspannungsanschluß als auch zu den Primäranschlüssen und sorgt somit für eine noch größere Betriebssicherheit der Zündspule.

Vorteilhaft ist wenigstens ein Rückschlußschenkel von einem dreiseitig über seine Höhe und die doppelte Jochhöhe verlaufenden U-förmigen Blechteil überdeckt, das mit den Jochen bzw. dem Rückschlußschenkel verbunden, vorzugsweise vernietet, ist. Damit kann die Breite der Rückschlußschenkel und die Jochhöhe zusätzlich verringert werden, wodurch wiederum teueres Kernmaterial eingespart wird.

An dem U-förmigen Blechteil ist zweckmäßig eine Anschlußlasche der Zündspule über eine Höhe von höchstens der Rückschlußschenkelhöhe zuzüglich der einfachen Jochhöhe und mit einem Abstand von wenigstens einer Jochhöhe von der oberen Jochfläche befestigt Eine derart angebrachte Anschlußlasche befindet sich somit unterhalb eines Bundes für das Aufsetzen einer Abdeckkappe und behindert deren Aufsetzen in keiner Weise.

Durch die DE-OS 25 14 107 ist diesbezüglich eine in isolierendes Kunstharz eingekapselte Stabkernzündspule mit einem Mantel aus ferromagnetischem Material bekanntgeworden, der jedoch weder zu einem geschlossenen magnetischen Kreis führen kann noch in direktem wärmeleitenden Kontakt mit dem Kern steht. Der Mantel wird mittels eines mit einem Kragen versehenen Bügels um die Zündspule gehalten, wobei der Bügel die Halterung der Zündspule am Fahrgestell gestattet. Mit dem oben erwähnten U-förmigen Blechteil mit Anschlußlaschc ist der Mantel mit Bügel weder vom Aufbau noch von der Wirksamkeit bezüglich Wärmeleitung und Befestigung der Zündspule vergleichbar.
Wird ein U-förmiges Blechteil am Rückschlußschenkel angebracht so kann die Jochhöhe und Rückschlußschenkelbreite vorteilhaft sogar auf etwa 0,85- bzw. 0,425fache der Hauptschenkelbreite verringert werden, wodurch weiter teueres Kernmaterial und wertvolle Gießmasse eingespart und die Zündspulenhöhe sowie deren Gewicht verringert wird.

Halterungs- und Verdrehschutzteile der Anschlüsse sind zweckmäßig innerhalb der Höhe eines Bundes des Vollrundteils in der Gießmasse eingebettet

Vorteilhaft weist der Luftspalt einen Permanentmagneten zur Vormagnetisierung auf und liegt etwa mittig zur Primärwicklung.

Der Luftspalt des magnetischen Kreises im Hauptschenkel ist zweckmäßig mit Gießmasse ausgefüllt, wodurch der die Zündspule tragende Hauptschenkel kr aftschlüssig mit der Zündspule verbunden ist

Vorteilhaft sind die U-förmigen Isolierstoffteile auf den Jochen durch eine weitere Gießmasse mit dem Kern verbunden. Damit werden insbesondere die Gerausche der Zündspule vermindert und es ist ein zusätzlicher guter Korrosionsschutz des gesamten Kerns gegeben.

Schließlich sind vorteilhaft die Wicklungen samt Kern als das Voilrundteil mit der Gießmasse rüttelfest ver-

gössen.

Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündspule mit UU-Kern,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Zündspule nach F i g. 1, F i g. 3 eine Schnittansicht der Zündspule nach F i g. 1 gesehen von links in F i g. 1,

Fig.4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündspule mit EE-Kern,

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Zündspule nach F i g. 4, Fig.6 eine Teilquerschnittsansicht der Zündspule nach F i g. 1, und

F i g. 7 eine Teilquerschnittsansicht der Zündspule nach F i g. 4.

Bei dem in den F i g. 1 bis 3 und 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündspule für Brennkraftmaschinen sind eine Primärwicklung 1 mit der Windungszahl W\ und eine Sekundärwicklung 2 mit der Windungszahl W2 in einem Vollrundteil 3 aus Gießmasse angeordnet. In eine von den Wicklungen 1,2 umgebene Ausnehmung 4 des Vollrundteils 3 ist der Hauptschenkel 5 eines geschichteten magnetischen Kerns 6 eingesetzt Der Kern ist als £/i/-Kern ausgebildet, wobei sich ein Luftspalt 7 mit eingeführtem Permanentmagneten 8 zur Vormagnetisierung etwa mittig der Primärwicklung 1 quer zum Hauptschenkel 5 befindet. Der Luftspalt 7 hat die Breite Δ, der Hauptschenkel 5 führt den Hauptfluß θη· Der als UU-Kem ausgebildete Kern 6 weist weiter Joche 9,10 sowie einen die Joche 9, 10 verbindenden Rückschlußschenkel 11 auf.

Auf der Stirnseite des Vollrundteils 3, die im wesentlichen in einer Ebene mit der Stirnseite des Jochs 9 liegt, sind beidseitig des Joches 9 Anschlüsse 12, 13 für die Primärwicklung 1 und ein Anschluß 14 für die Sekun-

därwicklung 2 (Hochspannungsanschluß) angeordnet.

Die Schichthöhe des Kerns 6 ist d, die Breite des Hauptschenkels 5 ist a. Erfindungsgemäß ist d etwa gleich 1,5 a, wodurch sich bei einem vorgegebenen Eisenquerschnitt FE des Hauptschenkels 5 ein rechteckiger Eisenquerschnitt und verglichen mit einem quadratischen Eisenquerschnitt eine kleinere Hauptschenkelbreite a ergibt

Die Wickelfensterbreite b bleibt gegenüber der Wikkelfensterbreite bei quadratischem Querschnitt des Hauptschenkels 5 praktisch unverändert. Die Wickelfensterhöhe beträgt h. Die Höhe c\ der Joche 9,10 und die Breite cdes Rückschlußschenkels 11 kann bei unveränderten Leistungsdaten der Zündspule etwa 0,88 bis 0,9 der Breite a des Hauptschenkels 5 betragen. Gegenüber einem quadratischen Querschnitt des Hauptschenkels 5 ist somit sowohl die Rückschlußschenkelbreite c als auch die Jochhöhe C\ erheblich verringert und damit sowohl der Radius r des das geschichtete Kernpaket umschreibenden Kreises um die Mittellängsachse des Hauptschenkels 5 als auch die axiale Höhe des Vollrundteils 3 (H-C]) erheblich verringert

Der Rückschlußschenkel 11 ist von einem dreiseitig über seine Höhe h und die doppelte Jochhöhe 2 c\ verlaufenden, U-förmigen Blechteil 15 überdeckt. Das Blechteil 15 ist mit den Jochen 9, 10 bzw. dem Rückschlußschenkel 11 verbunden, vorzugsweise vernietet. Durch das Vorsehen des Blechteils 15 kann die Jochhöhe Ci und die Rückschlußschenkelbreite c bei gleichbleibenden Leistungsdaten der Zündspule auf etwa das 0,85fache der Hauptschenkelbreite a verringert werden, was eine zusätzliche Verringerung der axialen Höhe des Vollrundteils 3 bedeutet An dem U-förmigen Blechteil 15 ist eine Anschlußlasche 20 der Zündspule über eine Höhe von höchstens der Rückschlußschenkelhöhe h zuzüglich der einfachen Jochhöhe c_t und mit einem Abstand von wenigstens einer Jochhöhe C\ von der oberen Stirnfläche des Jochs 9 befestigt.

Das dem Anschluß 14 der Sekundärwicklung 2 (Hochspannungsanschluß) benachbarte Joch 9 und gegebenenfalls das dem Hochspannungsanschluß abgewandte Joch 10 ist weiter mit einem im wesentlichen U-förmigen Isolierstoffteil 16 mit einer Stärke s abgedeckt Die isoüerstoffteüe 16 dienen der Vergrößerung der Luft- und Kriechstrecken bzw. dem verbesserten Korrosionsschutz des gesamten Kerns 6.

Ausgehend von der oberen Stirnfläche des Vollrundteils 3, welche etwa in der Ebene der Stirnfläche des Jochs 9 liegt ist am Vollrundteil 3 ein Bund 17 zum Aufsetzen einer Abdeckkappe 18 ausgebildet der eine Höhe Λι etwa gleich der Summe der Jochöhe c, und der Stärke s des Isolierstoffteils 16 hat Der Radius r des den Bund 17 umschreibenden Kreises ist nur geringfügig größer als der Radius r des den Kern 3 umschreibenden Kreises um die Mittellängsachse des Hauptschenkels 5. Der Bund 17 kann einen kreisrunden Umriß wie in F i g. 5 und 7 gezeigt haben, oder er kann einen polygonen, vorzugsweise sechseckigen Umriß wie in Fig.2 und F i g. 6 gezeigt aufweisen.

Die in den Fi g. 1. 2, 3 und 6 dargestellte Zündspule weist bezüglich des Aufwandes an Gießmasse optimiert radiale und axiale Abmessungen des Vollrundteils 3 auf, wobei gleichzeitig auch der Anteil an teuerem Kernmaterial minimiert ist so daß sich insgesamt eine kompakte Zündspule mit geringem Anteil an teueren Materialien und möglichst geringem Gewicht bei unveränderten Leistungsdaten der Zündspule ergibt

Der Luftspalt 7 ist zweckmäßig mit Gießmasse ausgefüllt, wodurch der die Zündspule tragende Hauptschcnkel 5 kraftschlüssig mit der Zündspule verbunden ist. Auch die U-förmigen Isolierteile 16 an den Jochen 9,10 sind zweckmäßig zusätzlich durch die Gießmasse mil dem Kern 6 verbunden, wodurch die Geräusche der Zündspule vermindert werden und sich ein zusätzlicher guter Korrosionsschutz des gesamten Kerns 6 ergibt. Die Wicklungen 1, 2 samt Kern 6 sind zweckmäßig als Vollrundteil 3 vollständig mit Gießmasse rüttelfest vergössen.

Die rechteckige Bemessung des Kernquerschnitts des Hauptschenkels 5 bringt weiter den Vorteil mit sich, daß die Joche 9 und 10 sowie der Rückschlußschenkel 11 in breiten planparallelen Flächen an dem Vollrundteil 3 anzuliegen kommen, wodurch die elektrische Beanspruchung in der Grenzfläche Gießmasse/Kernpaket in einer planen Fläche geringen Abstandes auftritt. Hierdurch und durch das Einbringen von Gießmasse in den Luftspalt 7 wird auch eine gute Wärmeableitung von den Wicklungen 1,2 zum Kern 6, dessen Oberfläche als Kühlfläche wirkt, erzielt.

Die Zündspule kann in einem einzigen Guß ohne verlorene Formen hergestellt werden, so daß insbesondere für den Hochspannungsanschluß 14 keine separaten Isolierstoffteile benutzt werden müssen. Im übrigen sind Halterungs- und Verdrehschutzteile der Anschlüsse 12, 13 und 14 innerhalb der Höhe h\ des Bundes 17 in Gießmasse eingebettet.
In den Fig.4, 5 und 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündspule mit EE-Kem dargestellt Der Kern 6 weist in diesem Falle einen Rückschlußschenkel 11 sowie einen weiteren Rückschlußschenkel 19 auf. Die Breite a des Hauptschenkels 5 kann hier etwa gleich der der Schichthöhe ddes Kerns 6 sein, die Höhe C|/2 der Joche 9,10 sowie die Breite c/2 der Rückschlußschenkel 11, 19 beträgt hier etwa das 0,44- bis 0,45fache der Breite a des Hauptschenkels 5. Mit einem U-förmigen Blechteil 15 läßt sich die Höhe ci/2 der Joche 9,10 sowie die Breite c/2 der Rückschlußschenkel 11,19 auf etwa das 0,425fache der Breite a des Hauptschenkels 5 verringern. Die axiale Abmessung des Vollrundteils 3 ist hier gegenüber der Ausführungsform der Zündspule mit UU-Kzrn nochmals verringert.

Im übrigen sind Aufbau und Anordnung der Zündspule ähnlich den im Zusammenhang mit der Zündspule nach Fig. 1, 2, 3 und 6 beschriebenen. Auch hier kann die Schichthöhe d des Kerns 6 etwa das l,5fache der Breite a des Hauptschenkels 5 sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zündspule für Brennkraftmaschinen, aufweisend

a) einen magnetischen Kern (6) aus einem Hauptschenkel (5) mit einem Luftspalt (7), mindestens einem Rückschlußschenkel (11, 19) und diese verbindenden Jochen (9,10),

b) den Hauptschenkel (5) des Kerns (6) umgebende Primär- und Sekundärwicklungen (1,2),

c) ein Gehäuse mit genormten Anschlüssen (12, 13, 14) für die Wicklungen (1, 2), welches ein Vollrundteil (3) aus Gießmasse ist, in das beide Wicklungen (1,2) eingegossen bzw. in ein Rundteil eingesetzt und mit diesem mit Gießmasse vergossen sind,

d) wobei das Vollrundteil (3) aus Gießmasse Ausnehmungen zur Aufnahme des Hauptschenkels (5) mit Luftspalt (7) und der Joche (9, 10) des Kerns (6) zum kraftschlüssigen Einsetzen aufweist,