DE4001968A1 - Zuendspule fuer zuendanlagen von brennkraftmaschinen, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündspule für Zünd­ anlagen von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge mit einer Primärspule nebst Anschlußmitteln zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle niedriger Spannung und einer Sekundärspule mit Anschluß­ mitteln zum Anschluß an ein Schaltgerät, z.B. Zündverteiler, wobei die Spulen vollständig elektrisch isoliert in Isolierstoff eingebettet sind.

Derartige Zündspulen sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Dabei gibt es Zündspulen, deren Raumform mittels sogenannter Wiederholformen her­ gestellt wird, in welche die Elemente der Zünd­ spule eingesetzt und kontaktiert werden und nachfolgend Vergußmasse in die Form eingefüllt wird.

Dabei ist es aufgrund der Eigenschaften der Verguß­ masse erforderlich, den Gießvorgang taktweise in mehreren Stufen, mindestens zwei Stufen durchzuführen, um eine weitestgehende Formfüllung zu erreichen. Nachteilig bei dieser Herstellungsart ist, daß neben der Positionierung der Einzelteile in der Form eine lange Aushärtzeit der Vergußmasse abgewartet werden muß, bis die Werkzeugbacken der Form geöffnet und die Zündspule entnommen werden kann. Die so ge­ fertigten Zündspulen weisen eine relativ geringe mechanische Festigkeit auf, so daß sie erheblich bruch­ gefährdet sind.

Auch ist es aufgrund der unterschiedlichen Ausdeh­ nungskoeffizienten von Vergußmasse und Spulenwerkstoff möglich, daß sich temperatur- und/oder erschütterungs­ bedingte feinste Risse in dem Vergußmaterial bilden, worunter die Hochspannungsfestigkeit leidet. lm extremen Fall kann es sogar zu Zerstörungen der Sekundärspule kommen. Desweiteren ist äußerst problematisch, daß in der Vergußmasse keine Lufteinschlüsse im Bereich der Sekundärspule vorhanden sein dürfen, da ansonsten die Funktion der Zündspule nicht dauerhaft gesichert ist.

Es gibt auch andere Zündspulen, die mittels soge­ nannter verlorener Formen hergestellt werden. Dabei werden in eine topfartige Form die Einzelelemente auch in mechanisch gekoppelter Form eingesetzt und die Form mit Vergußmasse gefüllt. Bei diesen ver­ lorenen Formen ist die Wartezeit bis zum Aushärten der Vergußmasse nicht mehr für den Fertigungszyklus bestimmend, da nach ordnungsgemäßer Füllung der ver­ lorenen Form mit Vergußmasse diese nicht mehr weiter für die Herstellung von Zündspulen benötigt wird. Allerdings setzt diese Herstellungsweise voraus, daß zunächst eine verlorene Form hergestellt, insbesondere mittels eines Spritzwerkzeuges gespritzt wird, in die dann die Einzelteile lagerichtig eingebracht werden müssen, um anschließend mit Vergußmasse ausgefüllt werden zu können.

Gleichgültig für die Herstellungsweise ist die Aus­ bildung der sekundärseitigen Spule in Form einer Lagenwicklung oder in Form einer Kammerwicklung. Beide Möglichkeiten sind grundsätzlich brauchbar.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule gattungsgemäßer Art zu schaffen, die neben hoher Hochspannungsfestigkeit eine einfache Herstellung mit einfachen Materialien und kurzen Zykluszeiten ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gegenständlich vorge­ schlagen, daß die Wicklungen der Sekundärspule mit Vergußmasse imprägniert sind, die Vergußmasse mit den Wicklungen ein lufteinschlußfreies Paket bildet, und daß die Primärspule die Sekundärspule und die mechanischen Anschlußmittel durch eine duro­ plastische oder thermoplastische Masse, insbesondere Spritzmasse, zur Bildung der Zündspule umhüllt sind.

Verfahrensmäßig wird vorgeschlagen, daß die Sekundär­ spule mindestens einmal, insbesondere unter Vakuum, in eine Gießmasse eingetaucht und wieder herausge­ hoben wird, bis die Wicklungen vollständig mit Gieß­ masse umhüllt sind, und daß die aus Sekundärspule, Primärspule und Anschlußmitteln gebildete Montageein­ heit in einer Gießform mit duro- und/oder thermo­ plastischer Masse umhüllt wird.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß lediglich die minimal erforderliche Menge an Vergußmasse zur vollständigen Umhüllung der Sekundärspule bzw. deren Wicklungen genutzt wird, so daß bezüglich der Verguß­ masse eine erhebliche Ersparnis gegenüber bisher be­ kannten Ausführungsformen erreicht wird und zusätz­ lich erheblich kürzere Verarbeitungs- und Umspritz­ zeiten realisierbar sind, weil die relativ geringe Menge an Vergußmasse schnell aushärten kann. Die an­ schließende Umhüllung der Sekundärspule, Primär­ spule und Anschlußmittel mit duroplastischer oder thermoplastischer Masse ist sehr einfach durchzu­ führen, indem die Montageeinheit, gebildet aus den Funktionsteilen, in eine entsprechende Gießform ein­ gelegt wird und im Wege des Spritzgießens die duro­ oder thermoplastische Masse eingebracht wird. Hier­ bei sind relativ kurze Zykluszeiten im Vergleich zu den bisherigen Herstellungsverfahren erreichbar.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, daß in ansich bekannter Weise als Gießmasse insbesondere Epoxid­ harz verwendet wird.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die Gießmasse niedrig­ viskos gemacht wird.

Hierdurch wird erreicht, daß die Gießmasse zwischen die Wicklungen der Sekundärspule erleichtert ein­ dringen und die dort vorhandenen Hohlräume voll­ ständig zu füllen vermag.

Besonders vorteilhaft und bevorzugt ist vorgesehen, daß die Sekundärspule unter Vakuum in die niedrig­ viskose Vergußmasse eingetaucht und dann das Vakuum mindestens teilweise aufgehoben wird.

Durch diese Verfahrensweise wird einerseits sicher­ gestellt, daß keine oder jedenfalls keine merkbaren Lufteinschlüsse in der Sekundärspule vorhanden bleiben, da die Luft durch das Vakuum weitest­ gehend entfernt ist.

Dadurch, daß nach dem Eintauchen der Sekundärspule in die niedrigviskose Vergußmasse das Vakuum aufge­ hoben wird, beispielsweise dadurch, daß der Raum belüftet wird, in welchem der Tauch- und Aushärt­ vorgang stattfindet, ist sichergestellt, daß die Freiräume zwischen den Wicklungen der Sekundär­ spule mit Vergußmasse gefüllt werden und Luftein­ schlüsse nicht mehr dort verbleiben können. Um zu vermeiden, daß Vergußmasse nach dem Herausheben aus der Vergußmasse von dem Sekundärspulenkörper abtropft und somit wieder Hohlräume gebildet werden, ist es vorteilhaft, wenn die Sekundärspule nach dem Heraus­ heben aus der Vergußmasse, insbesondere langsam rotierend, bewegt wird, um ein Abtropfen von Verguß­ masse zu vermeiden.

Besonders bevorzugt ist, daß die Sekundärspule um eine quer, insbesondere rechtwinklig, zur Lotrechten gerichtete Achse rotierend bewegt wird.

Desweiteren ist bevorzugt, daß die Sekundärspule solange bewegt wird, bis die Vergußmasse -mindestens teilweise­ ausgehärtet ist.

Desweiteren wird als besonders vorteilhaft ange­ sehen, daß der Umhüllungswerkstoff (duro- oder thermoplastische Masse) mindestens annähernd gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie die Sekundärspule.

Es bleibt noch zu bemerken, daß der Anschlußdom für die Hochspannungsanschlußteile bei der Formung des Spulenkörpers im Wege des Urformens mit angeformt werden kann, also kein separates Werkzeug für diesen Dom notwendig ist und auch keine separate Befestigung dieses Doms am Spulenkörper erforderlich ist.

Durch die Erfindung werden kurze Zykluszeiten im Herstellungsverfahren ermöglicht, wobei eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit und auch eine sehr hohe mechanische Festigkeit der Zündspule erreicht werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines schema­ tisierten Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Zündspule in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 die Einzelheit II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die Zündspule für Zündanlagen für Brennkraftmaschinen weist eine Primärspule 1 nebst Anschlußmitteln 2 zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle niedriger Spannung auf. Konzentrisch um die Primärspule ist eine Sekundärspule 3 in Form einer Kammerwicklung an­ geordnet, welche Anschlußmittel 4 zum Anschluß an ein Schaltgerät, beispielsweise einen Zündverteiler aufweist. Die Anschlußmittel 4 sind über einen in der Zeichnung oben offenen Dom 5 zugänglich. Er­ findungsgemäß sind die Wicklungen 6 der Sekundär­ spule 3 mit Vergußmasse derart imprägniert, daß sämt­ liche Hohlräume zwischen den einzelnen Lagen der Wick­ lungen 6 in axialer und radialer Richtung vollständig mit Vergußmasse ausgefüllt sind. Die Vergußmasse bildet somit mit den Wicklungen 6 ein lufteinschlußfreies Paket. Die aus Primärspule 1, Sekundärspule 3 und Anschlußmitteln 2 bzw. 4 bestehenden elektromechanischen Bauteile sind durch eine Hülle 7 aus duroplastischer oder thermoplastischer Masse umgeben, welche der Zündspule ihre äußere Form gibt. Die Herstellung erfolgt in der Weise, daß die Sekundärspule 3 unter Vakuum in niedrigviskose Gießmasse, beispielsweise Epoxidharz, eingetaucht wird und nach Belüftung des evakuierten Raumes die Sekundär­ spule 3 aus der Gießmasse herausgehoben wird, so daß dann unter der Druckeinwirkung des Atmosphärendruckes gegebenenfalls auch eines Überdruckes die Vergußmasse in alle Hohlräume zwischen den Wicklungen 6 eingedrungen ist, so daß sie hochspannungsfest ist und keine Luft­ einschlüsse mehr vorhanden sind. Um zu vermeiden, daß die Gießmasse nach dem Herausheben aus der Masse von der Sekundärspule 3 wieder abtropft, wird die Sekundärspule 3 um eine quer zur Lotrechten gedachte Achse langsam rotierend bewegt, so daß eventuell heraustropfende Vergußmasse wieder eingefangen und in den Sekundärspulenkörper 3 zurückgeführt wird. Die Bewegung der Sekundärspule 3 wird solange durchgeführt, bis die Vergußmasse mindestens teil­ weise ausgehärtet ist. Anschließend erfolgt die Zusammenfügung der mechanischen Einzelteile der Zündspule. Diese Einzelteile werden dann in eine Spritzform eingesetzt und mit duroplastischer oder thermoplastischer Masse umspritzt. Es wird so die Hülle 7 gebildet.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel und das im Ausführungsbeispiel beschriebene Her­ stellungsverfahren beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (9)

1. Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer Primärspule nebst Anschlußmitteln zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle niedriger Spannung und einer Sekundärspule mit Anschlußmitteln zum Anschluß an ein Schaltgerät, z.B. Zündverteiler, wobei die Spulen vollständig elektrisch isoliert in Isolierstoff eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Sekundärspule (3) mit Verguß­ masse imprägniert sind, die Vergußmasse mit den Wicklungen (6) ein lufteinschlußfreies Paket bildet, und daß die Primärspule (1), die Sekundärspule (3) und die mechanischen Anschlußmittel (2, 4) durch eine duroplastische oder thermoplastiscne Masse, insbe­ sondere Spritzmasse, zur Bildung der Zündspule um­ hüllt sind.

2. Verfahren zur Herstellung einer Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule mindestens einmal, insbesondere unter Vakuum, in eine Gießmasse eingetaucht und wieder herausgehoben wird, bis die Wicklungen vollständig mit Gießmasse umhüllt und durchtränkt sind, und daß die aus Sekundärspule, Primärspule und Anschluß­ mitteln gebildete Montageeinheit in einer Gießform mit duro- und/oder thermoplastischer Masse umhüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmasse insbesondere Epoxidharz ver­ wendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gießmasse niedrigviskos gemacht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule unter Vakuum in die niedrigviskose Vergußmasse eingetaucht und dann das Vakuum mindestens teilweise aufgehoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule nach dem Herausheben aus der Vergußmasse, insbesondere lang­ sam rotierend, bewegt wird, um ein Abtropfen von Vergußmasse zu vermeiden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule um eine quer, insbesondere rechtwinklig, zur Lotrechten gerichtete Achse rotierend bewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sekundärspule solange bewegt wird, bis die Vergußmasse -mindestens teilweise­ ausgehärtet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umhüllungswerk­ stoff (duro- oder thermoplastische Masse) mindestens annähernd gleichen thermischen Ausdehnungskoeffi­ zienten aufweist wie die Sekundärspule.