DE3428763A1 - Hochleistungszuendspule - Google Patents
HochleistungszuendspuleInfo
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- Power Engineering (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
HOFFMANN · EITLE & PARTNER
Dl PL.-1 NG. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MD NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)
— 5 —
BERTOS AG, Glarus / SCHWEIZ
Hochleistungszündspule
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungszündspule
für Brennkraftmaschinen, mit einem weichmagnetischen geschichteten Kern aus kornorientiertem Blech und
Luftspalt und einer den Hauptkern umgebenden Primär- und Sekundärwicklung.
Es ist bekannt, die Speicherfähigkeit von magnetischen Energiespeichern für pulsierenden Gleichstrom, insbesondere
Zündspulen, dadurch zu erhöhen, daß im magnetischen Kreis das Magnetmaterial durch einen Permanentmagneten
in umgekehrter Richtung wie der Hauptfluß des pulsierenden Gleichstromes vormagnetisiert und somit nicht mehr
einseitig vom pulsierenden Gleichstrom beaufschlagt wird. Damit kann bei gleichem Aufwand an Aktivmaterial — magnetischer
Kreis und Wicklung - entweder nahezu doppelt soviel elektrische Energie gespeichert werden, oder es kann
bei gleicher gespeicherter magnetischer Energie der Aktivteil entsprechend kleiner bemessen werden. Die Feldliniendichte,
d.h. die magnetische Induktion, kann bei derart bemessenen magnetisch vorgespannten Kreisen bis zu 35%
gegenüber herkömmlicher Dimensionierung erhöht werden, wobei trotzdem eine Proportionalität zwischen aufgeprägtem
Strom und magnetischem Fluß erreicht wird. Bei den in der Praxis zur Anwendung gelangenden magnetischen Induktionen
von 1,0 ... 1,4 T derart vorgespannter magnetischer Kreis herrscht im Luftspalt des magnetischen Kreises, wo
sich die magnetische Energie konzentriert, bereits eine derart hohe magnetische Feldstärke, daß die Permanentmagnete
in ihrer Koerzitivfeidstärke übersteuert werden.
Um eine solche Übersteuerung zu vermeiden, wird der Luftspalt
beispielsweise schräg im magnetischen Kreis angeordnet (DE-GM 79 24 989), oder aber der Luftspalt wird
an einer oder beiden Stirnseiten des Hauptkerns, der die
erregende Primärwicklung trägt, angeordnet (DE-AS 12 55
990) und/oder die Luftspaltfläche wird vergrößert. Infolge
der Anordnung der Permanentmagnete an einer oder beiden Stirnseiten des die Primärwicklung tragenden Hauptkerns
tritt eine unerwünschte magnetische Streuung auf, ."■ ■
denn der Hauptfluß verläßt die im magnetischen Kreis vorgegebenen Bahnen aufgrund des geringeren magnetischen Widerstandes
außerhalb der erregenden Primärwicklung. Der magnetische Hauptfluß ist somit nicht mehr vollständig mit
den einzelnen Windungen der Primärwicklung verkettet, die Rückschlußschenkel des magnetischen Kreises werden nicht
mehr voll ausgenutzt; der magnetische Kreis wird bei dieser Anordnung der Luftspalte örtlich übersättigt.
Die Permanentmagnete sind kostspielig und die Anordnung im magnetischen Kreis während der Fertigung erfordert
große Sorgfalt. Dauermagnetwerkstoffe aus Kobalt und seltenen Erden, insbesondere Kobalt-Samarium, zeichnen sich
zwar durch eine besonders große Koerzitivfeidstärke bei
gleichzeitig hoher Sättigung und guter Temperaturbeständigkeit aus. Der thermischen Beanspruchung sind jedoch
Grenzen gesetzt, deren Überschreitung einen Einbruch der Koerzitivfeidstärke mit sich zieht und somit die Speicherfähigkeit
einer Zündspule erheblich beeinträchtigt werden kann.
Bei bekannten magnetischen Kreisen von Zündspulen kommen bei Anwednung weichmagnetischen Materials Kernbleche in
E-, I-Form, U-, I-Form oder M-Form, wie sie beispielsweise
in DIN 41302 genormt sind, zur Anwendung. Diese Kernbleche haben als gemeinsames Merkmal, daß die magnetische
Induktion über den gesamten magnetischen Kreis praktisch gleich groß ist. Auch beim Einsatz von kornorientiertem
Elektroblech (gemäß DIN 46400) werden Kernbleche für Zündspulen
gemäß DIN 41302 oder in ähnlicher symmetrischer Bemessung zur Anwendung gebracht.
Kornorientiertes Elektroblech zeichnet sich gegenüber den übrigen weichmagnetischen Werkstoffen durch eine ausgeprägte
magnetische Vorzugsrichtung in Walzrichtung (Längsrichtung) aus und hat in dieser Längsrichtung eine
etwa zehnmal bessere Magnetisierbarkeit als herkömmliche nicht kornorientierte Elektrobleche. Quer zur Walzrichtung
hat kornorientiertes Elektroblech allerdings etwa die gleichen magnetischen Eigenschaften wie nicht kornorientierte
Elektrobleche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den weichmagnetischen Kern einer Hochleistungszündspule der eingangs beschriebenen
Art derart auszubilden und aufzubauen, daß bei unveränderter Primär- und Sekundärwicklung und somit unveränderter
magnetischer Induktion im Hauptkern und ohne
Anordnung eines Permanentmagneten eine unverändert große magnetische Energie speicherbar ist und dementsprechend
unveränderte Leistungsdaten der Zündspule erbringbar sind.
Diese Aufgabe wird mit einer Hochleistungszündspule der
eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kern derart ausgebildet und aufgebaut ist,
a) daß der von der Primärwicklung erzeugte Hauptfluß im Hauptkern in der Vorzugsrichtung kornorientierten
Bleches verläuft, und
b) daß die magnetische Induktion in den Jochteilen des Kerns derart reduziert ist, daß in sämtlichen Teilabschnitten
des magnetischen Kreises ein etwa gleich großer Magnetisierungsbedarf herrscht.
Zweckmäßig sind die Jochteile des Kerns quer zur Vorzugsrichtung des kornorientierten Bleches in der magnetischen
Induktion entsprechend der zugeordneten größtmöglichen Permeabilität bemessen.
Vorteilhaft beträgt die Querschnittsfläche der quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten Teile des Kerns etwa das
1,5— bis 1,8-fache der Querschnittsfläche des in Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kerns ist es
möglich, unter Beibehaltung der Windungszahl der Primär- und Sekundärwicklung sowie der Querschnittsfläche der in
der Vorzugsrichtung, d.h. Walzrichtung der magnetisierten Teile des Kerns, lediglich durch geringfügig mehr Materialaufwand
bei Vergrößerung der Querschnittsfläche der quer
zur Vorzugsrichtung magnetisierten Teile des Kerns die
gleichen Eigenschaften und Leistungsdaten der Zündspule zu erreichen, wie sie mit der Anbringung eines Permanentmagneten
zu r magnetischen Vorspannung erreicht werden können.
Mit geringfügig mehr Materialaufwand für den magnetischen Kreis kann also bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ein kostspieliger
Permanentmagnet eingespart und darüber hinaus die Fertigung wesentlich vereinfacht werden, da keine erhöhte
Sorgfalt und Aufmerksamkeit dem richtigen Einbau und der richtigen Polarisierung des spröden Permanentmagneten gewidmet werden muß.
Außerdem können Zündspulen mit einem gemäß der Erfindung
ausgebildeten und aufgebauten Kern, die praktisch das halbe Leistungsgewicht verglichen mit Stabzündspulen haben,
nun ohne Permanentmagnet kurzfristig thermisch bis über 1500C belastet werden, ohne daß die magnetischen Eigenschäften
und somit die Leistungsdaten der Zündspule beeinflußt werden. '
Zweckmäßig beträgt bei einem Kern vom Kerntyp bei gleicher Kernschichthöhe die Höhe der quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten
Joche etwa das 1,5- bis 1,8-fache der Breite des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns. Bei
einem Kern vom Manteltyp dagegen beträgt vorteilhaft bei gleicher Kernschichthöhe die Höhe der quer zur Vorzugsrichtung
magnetisierten Joche etwa das 0,75- bis 0,9-fache der Breite des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns
Der Luftspalt ist zweckmäß im Hauptkern etwa mittig zur
Primärwicklung angeordnet. Dies bringt insbesondere den
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Vorteil einer optimalen Abführung der entstehenden Wärme über den Hauptkern und den gesamten Kern.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß bei einem aus EI-Blechen geschichteten Kern bei gleicher
Kernschichthöhe die Höhe des quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten Jochs etwa das 0,75- bis 0,9-fache und die
Höhe des in der Vorzugsrichtung :nagn&tifeiertdnr.31-förmigen--Jochs
etwa das 0,5-fache der Breite des in derVorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns beträgt.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht bei einem aus UU-Blechen geschichteten Kern
der Kern aus zwei gleichen U-Teilen bzw. bei einem aus EE-Blechen geschichteten Kern aus zwei gleichen E-Teilen.
Weiter kann der Kern vorteilhaft aus UU-Blechen und einem in der Vorzugsrichtung magnetisierten I-förmigen Hauptkern
aufgebaut sein, der mit vier Keilflächen durch einen Schräggärungsschnitt an die UU-Bleche anschließt, wobei an wenigstens
einer Stirnseite des Hauptkerns symmetrisch der Luftspalt angeordnet ist.
Es kann auch vorgesehen werden, daß in dem Luftspalt ein Permanentmagnet zwecks magnetischer Vorspannung des magnetischen
Kreises eingefügt ist. Hiermit können unter vol-r
ler Materialausnutzung bei Ausgewogenheit in allen magnetischen Teilstücken des Kerns hinsichtlich der Magnetisierung
in bezug auf die Vorzugsrichtung des Kernmaterials entweder die Leistungsdaten der Zündspule zusätzlich gesteigert
werden,oder es kann bei unveränderten Leistungsdaten weniger Material zum Einsatz gebracht werden.
Schließlich können zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften die gestanzten Kernbleche nach dem Stanzen
vorteilhaft nachgeglüht werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen
und anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kernaufbau für einen
.10 Kern vom Kerntyp in Seitenschnittansicht,
Fig. 2 einen Kernaufbau wie in Fig. 1 in Stirnschnittansicht ,
Fig. 3 einen Kernaufbau wie in Fig. 1 in Querschnittsansicht,
Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Kernaufbau mit einem
Kern vom Manteltyp in Seitenschnittansicht, 20
Fig. 5 einen Kernaufbau wie in Fig. 4 in Stirnschnittansicht,
Fig. 6 einen Kernaufbau wie in Fig. 4 in Querschnittsansicht,
Fig. 7 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Kernaufbaus
aus EI-Blechen,
Fig. 8 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Kernaufbaus
aus UU-Blechen und I-förmigem Hauptkern mit Schrägschnitt an den Stirnseiten,
Fig. 9 eine Darstellung der Gleichfeld-Kommutierungskurve (Permeabilitätskurve),
und
Fig. 10 eine Darstellung der Kennlinie Hauptfluß
über Erregerstrom.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Kernaufbau mit einem weichmagnetischen geschichteten Kern 1 vom Kerntyp, geschich-
tet aus UU-Blechen gleicher Form, dargestellt. Eine Primärwicklung
2 mit der Windungszahl W1 und eine Sekundärwicklung
3 mit der Windungszahl W2 umgeben den Hauptkern 4.
Die Kernbleche sind derartig gestanzt, daß sowohl der Hauptlerm 4 als auch der Rückschlußschenkel 5 in der magnetischen
Vorzugsrichtung (Walzrichtung) des kornorientierten Bleches magnetisiert werden, während Joche 6 und 7 quer zur
magnetischen Vorzugsrichtung magnetisiert werden. Ein Luftspalt Δ ist im Hauptkern 4 etwa mittig zur Primärwicklung 2
angeordnet.
Das Wicklungsfenster hat eine Breite b und eine Höhe e. Die Kernschichthöhe ist d, die Breite des Hauptkerns 4 ist
a, die Breite des Rückschlußschenkels 5 etwa a. Die Höhe der Joche 6 und 7 ist c. Die Walzrichtung der Bleche
ist mit Pfeilen angedeutet. Mit F„T ist die Querschnittsfläche des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns
4, mit F„„ die Querschnittsfläche der quer zur Vorzugsrichtung
magnetisierten Joche 6, 7 bezeichnet.
Der Kern 1 ist derart ausgebildet und aufgebaut, daß das Verhältnis von Jochhöhe c zu Kernbreite a 1,5 bis 1,8, vorzugsweise
1,7, beträgt.
In den Fig. 4 bis 6 ist ein bevorzugter Kernaufbau vom Manteltyp mit einem Kern 8 dargestellt. Joche 9 und 10
haben hier eine Höhe c/2 während Rückschlußschenkel 11 und 12 eine Breite etwa a/2 aufweisen. Hier beträgt das
Verhältnis der Höhe c/2 der Joche 9, 10 zur Breite a des Hauptkerns 4 0,75 bis 0,9, vorzugsweise 0,85.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen
Kernaufbaus vom Manteltyp mit einem Kern 13, der aus
E- und I-Blechen geschichtet ist. Das Verhältnis der Höhe
c/2 des einen Jochs 10 zur Breite a des Hauptkerns 4 beträgt
hier wieder 0,75 bis 0,9, vorzugsweise 0,85, während die Höhe a/2 des Joches 9 etwa die Hälfte der Breite
a des Hauptkerns 4 beträgt. Das Joch 9 ist aus I-Blechen geschichtet, die in Vorzugsrichtung magnetisiert sind.
Die Höhen und Breiten des in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kernaufbaus vom Manteltyp mit Kern 14 sind die gleichen wie bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 6.
Die Kernbleche sowohl des Kerns 6 vom Kerntyp als auch
der Kerne 8, 13, 14 vom Manteltyp sind derart gestanzt, daß in Walzrichtung der magnetischen Vorzugsrichtung des
kornorientierten Bleches der magnetische Hauptfluß 0„ bei Beaufschlagung durch den Strom I der Primärwicklung
aufgebaut wird. Vorzugsweise ist der magnetische Kreis etwa mittig der Primärwicklung 2 durch den Luftspalt A,
dem Hauptsitz des magnetischen Feldes, unterbrochen.
Das magnetische Feld ist ein Energiespeicher. Nach der Theorie ist die gesamte im Magnetfeld einer vom Strom I
durchflossene Spule vorhandene Energie
W = 1/2 W · 0„ · I = 1/2 L I2.
In dieser Gleichung ist vorausgesetzt, daß die Induktivität L konstant und die Spulenflüsse den erregenden
Strömen proportional sind, also kein Eisen vorhanden oder wenigstens das Eisen ungesättigt ist. Bei einer
Spule mit Eisenkern ist der magnetische Fluß eine Funktion des Stromes selbst, so daß bei Sättigung des Eisenkernes
der magnetische Fluß 0 mit dem Strom I zunimmt; die Spuleninduktivität L nimmt ab, und somit die Speicherfähigkeit
für magnetische Energie.
Es ist bekannt, daß der Magnetisierungsbedarf kornorientierter Elektrobleche in Walzrichtung, der magnetischen
Vorzugsrichtung, etwa nur 1/10 desjenigen Bedarfs beträgt, der erforderlich ist, um die Elektrobleche quer zur Walzrichtung
zu magnetisieren. Kalt- und warmgewalzte, nicht kornorientierte Elektrobleche und Bänder haben etwa den
gleichen Magnetisierungsbedarf wie kornorientierte Bleche quer zur Walzrichtung. In Walzrichtung kann also das kornorientierte
Blech mit magnetischen Induktionen von 1,5 ... 1,7 T spezifisch belastet werden, ohne einen größeren Magnetisierungsbedarf
zu benötigen als die herkömmlichen Elektrobleche .
Die Kernbleche herkömmlicher und handelsüblicher Art sind so bemessen, daß der Querschnitt des Rückflusses etwa
gleich groß ist, wie der. Querschnitt des Hauptflusses.
Wird bei Anwendung dieser Art von Elektroblechen magnetisches Material mit ausgeprägter Vorzugsrichtung, z.B. kornorientiertes
Blech mit der Vorzugsrichtung in Walzrichtung
zur Anwendung gebracht, so kann zwar der den magnetischen
Hauptfluß führende Teil des magnetischen Kreises entsprechend spezifisch hoch belastet werden, diejenigen
Teile des Kernbleches, in denen der magnetische Fluß quer zur Walzrichtung getrieben werden muß, erfordern jedoch
einen entsprechend hohen Magnetisierungsbedarf.
In Fig. 9 ist für ein handelsübliches kornorientiertes
Blech gemäß DIN 40600 der Magnetisierungsbedarf H (A/cm) der spezifischen Materialbeanspruchung, der magnetischen
Induktion B (T), zugeordnet. Die Kurve a) zeigt den Magnetisierungsbedarf
in Walzrichtung, die Kurve b) quer zur Walzrichtung. Der Magnetisierungsbedarf und die Sättigungseigenschaften dieses Materials sowohl in Walzrichtung als
auch quer zur Walzrichtung werden durch die Kurven a) und b) der relativen Permeabilität μ veranschaulicht: In
Walzrichtung ist die relative Permeabilität etwa zehnmal größer als in Querrichtung.
in Fig. 10 zeigt die Kurve I die bekannte Scherung bei
Übersättigung des magnetischen Kreises. In bekannt gewordenen Ausgestaltungen von Zündspulen mit Kernblechen der
DIN-mäßigen Bemessung rührt die Scherung der Kennlinie I
etwa bei der Induktion von 1,0 ... 1,2 T einzig und allein . von dem erhöhten Magnetisierungsbedarf quer zur Walzrichtung
der Teilstücke des magnetischen Kreises her. Die Anbringung eines Permanentmagneten im Luftspalt des magnetischen
Kreises vermeidet diesen Nachteil der Ausscherung und somit der Speicherfähigkeit der Induktivität, weil durch
die Gleichstromvormagnetisierung entgegen der Flußrichtung der Zündspule der Induktionshub bekanntlich vergrößert wird
und die Speicherfähigkeit direkt quadratisch mit dem beaufschlagten
Strom zunimmt.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kernbleche
für Kernmaterialien mit magnetischer Vorzugsrichtung werden diejenigen Teilstücke des magnetischen Kreises, die
quer zur Walzrichtung magnetisiert werden, bis höchstens derjenigen Induktion bemessen, die etwa der maximalen
relativen Permeabilität entspricht. In Fig. 9 ist an einem Bemessungsbeispiel für das Kernblech aus der relativen
Perraeabilitätskurve b) bei der maximalen Permeabilität (Punkt A) eine spezifische Materialbeanspruchung von etwa
1,0 T zu entnehmen. Um den magnetischen Hauptfluß 0„ durch
JtI
diese Teilstücke quer zur Walzrichtung zu treiben, sind etwa 1 ,8 A/cm erforderlich (Punkt B). Bei dem erfindungsgemäßen
Kernaufbau ist der gesamte magnetische Kreis hinsichtlich der Magnetisierung etwa dann ausgewogen, wenn
für diejenigen Teile des magnetischen Kreises, die in Walzrichtung magnetisiert werden, bis.", etwa der gleiche
Magnetisierungsbedarf für diese Teile aufgewendet wird. In diesem Ausführungsbeispiel für die Bemessung ist dies
in der Magnetisierungskurve a) für das Blech in Walzrichtung etwa der Fall, wenn die magnetischen- Teilstücke in
Walzrichtung mit etwa der Induktion 1,7 T (Punkt C) spezifisch beansprucht werden. In den Ausführungsbeispielen gemäß
Fig. 1 bis 6 sind die Teilstücke der Längs- und Quermagnetisierung etwa gleich lang.
Dies bedeutet in diesem Ausführungsbeispiel, daß, um den
magnetischen Hauptfluß durch den gesamten Magnetkreis zu treiben, etwa gilt:
BL FEQ c
BQ FEL a
BQ FEL a
Für die bisher bekannt gewordenen Kernmaterialien mit mag-
netischer Vorzugsrichtung ergibt sich je nach Einsatz der Sorte für die Vergrößerung des Querschnitts in Querrichtung
etwa der Faktor 1,5 ... 1,8. Versuche haben bestätigt, daß beispielsweise beim Einsatz der Sorte VM
111-35 gemäß DIN 40600 mit einer Vergrößerung des Joches
bei einem EE-Blech auf das 1,7-fache des Querschnittes
des Hauptflusses ein Optimum hinsichtlich der magnetischen Speicherfähigkeit erzielt worden ist.
Fig. 10 verdeutlich darüber hinaus die Erfindung. In diesem
Diagramm ist in einem Ausführungsbeispiel bei gegebener Primärwicklung mit der Windungszahl W1 und dem Eisenquerschnitt
FEL der magnetische Fluß 0 in Abhängigkeit
von der magnetischen Durchflutung, dem aufgeprägten Strom
I dargestellt. In der Koordinate ist die Induktion B 1, also bezogen auf die spezifische Beanspruchung in Walzrichtung
dargestellt; diese ist dem magnetischen Hauptfluß 0H
direkt proportional. Die Kurve II gilt für ein Kernblech herkömmlicher Art, ohne Querschnittsverstärkung quer zur
Walzrichtung. Zunächst steigt der Fluß 0 proportional mit dem beaufschlagen Strom I an, bis in den magnetischen Teilstücken
mit der Magnetisierung quer zur Walzrichtung die Sättigung erreicht ist. Mit der weiteren Steigerung des
Stromes nimmt der magnetische Fluß kaum noch zu; die Kennlinie ist stark gekrümmt. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des magnetischen Kreises dagegen ergibt sich bei dem maximal zu beaufschlagenden Spulenstrom noch ein
direkt proportionaler Zusammenhang, so daß die maximale magnetische Energie bei diesem Strom der Zündspule (Permanentmagnet)
gespeichert werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung und Aufbau des Kerns
ist es möglich, unter Beibehaltung der gleichen Windungs-
zahl und des gleichen Querschnitts F in Walzrichtung Ie-
diglich mit etwas mehr Materialaufwand durch Verstärkung der Fläche quer zur Walzrichtung die gleichen Eigenschaften
und Leistungsdaten der Zündspule zu erreichen wie bei einer Spule mit der Anbringung eines Permanentmagneten
zur magnetischen Vorspannung.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kerns hat also den
Vorteil, daß mit geringfügig mehr Materialaufwand des magnetischen Kreises ein kostspieliger Permanentmagnet
eingespart werden kann und darüber hinaus die Fertigung wesentlich vereinfacht wird, weil keine erhöhte Sorgfalt
und Aufmerksamkeit dem richtigen Einbau und der richtigen Polarisierung des spröden Permanentmagneten gewidmet werden
muß. Außerdem können derart bemessene Zündspulen mit praktisch halbem Leistungsgewicht gegenüber Stabzündspulen
ohne Permanentmagnet auch kurzfristig thermisch bis über 1500C belastet werden, ohne die magnetischen Eigenschaften
und somit die Leistungsdaten der Zündspule negativ zu beeinflussen.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Kerns ist nicht nur für
Zündspulen, sondern auch allgemein für magnetische Energiespeicher anwendbar, beispielsweise für Schaltnetzteile,
Drosseln in Gleichstromteilern der Leistungselektronik etc,
- Leerseite -
Claims (12)
1.) Hochleistungszündspule für Brennkraftmaschinen, mit einem weichmagnetischen geschichteten Kern aus kornorientiertem
Blech und Luftspalt und einer den Hauptkern umgebenden Primär- und Sekundärwicklung,
dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (1, 8, 13, 14) derart ausgebildet und aufgebaut ist,
a) daß der von der Primärwicklung (2) erzeugte Hauptfluß (0„) im Hauptkern (4) in der Vorzugsrichtung
des kornorientierten Bleches verläuft, und
b) daß die magnetische Induktion in den Jochteilen
(6, 7, 9, 10) des Kerns derart reduziert ist, daß in sämtlichen Teilabschnitten (4, 5, 6, 7, 9, 10,
11, 12) des magnetischen Kreises ein etwa gleich
großer Magnetisierungsbedarf herrscht.
2. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die
Jochteile (6, 7, 9, 10) des Kerns (1, 8, 13, 14) quer zur Vorzugsrichtung des kornorientierten Bleches
in der magnetischen Induktion entsprechend der zugeordneten größtmöglichen Permeabilität bemessen sind.
3. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die
Querschnittsfläche (FEq) der quer zur Vorzugsrichtung
magnetisierten Teile (6, 7, 9, 10) des Kerns (1, 8, 13, 14) etwa das 1,5- bis 1,8-fache der Querschnittsfläche (F„T) des in der Vorzugsrichtung magnetisierten
Ji Ij
Hauptkerns (4) beträgt.
15
15
4. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem
Kern (1) vom Kerntyp bei gleicher Kernschichthöhe Cd) die Höhe (c) der quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten
Joche (6, 7) etwa das 1,5- bis 1,8-fache der Breite (a) des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns
(4) beträgt.
5. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Kern (8, 14) vom Manteltyp bei gleicher Kernschichthöhe
(d) die Höhe (c/2) der quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten Joche (9, 10) etwa das 0,75- bis 0,9-fache
der Breite (a) des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns (4) beträgt.
6. Hochleistungszündspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , daß der Luftspalt (Δ) im Hauptkern (4) mittig zur Primärwicklung
(2) angeordnet ist.
7. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem aus EI-Blechen geschichteten Kern (13) bei gleicher
Kernschichthöhe (d) die Höhe (c/2) des quer zur Vorzugsrichtung magnetisierten Jochs (10) etwa das 0,75-bis
0,9-fache und die Höhe (a/2) des in der Vorzugsrichtung magnetisierten I-förmigen Jochs ^(9) etwa das
0,5-fache der Breite (a) des in der Vorzugsrichtung magnetisierten Hauptkerns (4) beträgt.
10
8. Hochleistungszündspule nach einem der Ansprüche
1,2,4 oder 6,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem
aus üU-Blechen geschichteten Kern (1) der Kern aus
zwei gleichen U-Teilen besteht.
9. Hochleistungszündspule nach einem der Ansprüche 1,2, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet , daß bei einem
aus EE-Blechen geschichteten Kern (8) der Kern aus zwei gleichen Ε-Teilen besteht.
10. Hochleistungszündspule nach Anspruch 1, 2 oder 5,
dadurch gekennzeichnet , daß der Kern
(14) aus UU-Blechen und einem in der Vorzugsrichtung
magnetisierten I-förmigen Hauptkern (4) aufgebaut ist, der mit vier Keilflächen durch einen Schräggärungsschnitt
an die UU-Bleche anschließt, und daß an wenigstens einer Stirnseite des Hauptkerns (4) symmetrisch
der Luftspalt (Δ) angeordnet ist.
11. Hochleistungszündspule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , daß in dem
Luftspalt (Δ) ein Permanentmagnet zwecks magnetischer Vorspannung des magnetischen Kreises vorgesehen ist.
12. Hochleistungszündspule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , daß die Kernbleche nach dem Stanzen nachgeglüht sind.
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