DE4001968C2 - Verfahren zur Herstellung einer Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer 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 werden, die Wicklungen der Sekundärspule mit Vergußmasse imprägniert wird, die Vergußmasse mit den Wicklungen ein lufteinschlußfreies Paket bildet, und die Primärspule, die Sekundärspule und die mechanischen Anschlußmittel durch eine duroplastische oder thermoplastische Masse, insbesondere Spritzmasse, zur Bildung der Zündspule umhüllt werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 37 30 291 A1 ist eine Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt, bei der die Wicklungen der Sekundärspule, die Primärspule und die mechanischen Anschlußmittel durch eine duroplastische Masse zur Bildung der Zündspule umhüllt sind, wobei infolge von Vakuumtränkung die Vergußmasse, mit der mindestens die Wicklung der Sekundärspule imprägniert ist, mit den Wicklungen ein lufteinschlußfreies Paket bilden.

Im Stand der Technik sind auch Zündspulen bekannt, deren Raumform mittels sogenannter Wiederholformen hergestellt wird, in welche die Elemente der Zündspule eingesetzt und kontaktiert werden und nachfolgend Vergußmasse in die Form eingefüllt wird. Dabei ist es aufgrund der Eigenschaften der Vergußmasse erforderlich, den Gießvorgang taktweise in mehreren Stufen, mindestens zwei Stufen durchzuführen, um eine weitestgehende Formfüllung zu erreichen (siehe z. B. DE 25 14 107 A1).

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 gefertigten Zündspulen weisen eine relativ geringe mechanische Festigkeit auf, so daß sie erheblich bruchgefährdet sind.

Auch ist es aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Vergußmasse und Spulenwerkstoff möglich, daß sich temperatur- und/oder erschütterungsbedingte feinste Risse in dem Vergußmaterial bilden, worunter die Hochspannungsfestigkeit leidet. Im 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 sogenannter 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 verlorenen Formen ist die Wartezeit bis zum Aushärten der Vergußmasse nicht mehr für den Fertigungszyklus bestimmend, da nach ordnungsgemäßer Füllung der verlorenen 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, und welche anschließend mit Vergußmasse ausgefüllt wird.

Gleichgültig für die Herstellungsweise ist die Ausbildung 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, ein Verfahren der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem eine Zündspule hergestellt werden kann, die neben hoher Hochspannungsfestigkeit eine einfache Herstellung mit einfachen Materialien und in kurzen Zykluszeiten ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Sekundärspule einmal oder mehrmals in eine Gießmasse eingetaucht und wieder herausgehoben wird, bis die Wicklungen vollständig mit Gießmasse umhüllt und durchtränkt sind, daß die aus Sekundärspule, Primärspule und Anschlußmitteln gebildete Montageeinheit in einer Gießform mit duro- und/oder thermoplastischer Masse umhüllt wird, daß die Sekundärspule so lange bewegt wird, bis die Vergußmasse - mindestens teilweise - ausgehärtet ist, und daß der Umhüllungswerkstoff (duro- oder thermoplastische Masse) mindestens annähernd den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie die Sekundärspule.

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 Vergußmasse eine erhebliche Ersparnis gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen erreicht wird und zusätzlich erheblich kürzere Verarbeitungs- und Umspritzzeiten realisierbar sind, weil die relativ geringe Menge an Vergußmasse schnell aushärten kann. Die anschließende Umhüllung der Sekundärspule, Primärspule und Anschlußmittel mit duroplastischer oder thermoplastischer Masse ist sehr einfach durchzuführen, indem die Montageeinheit, gebildet aus den Funktionsteilen, in eine entsprechende Gießform eingelegt wird und im Wege des Spritzgießens die duro- oder thermoplastische Masse eingebracht wird. Hierbei sind relativ kurze Zykluszeiten im Vergleich zu den bisherigen Herstellungsverfahren erreichbar.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Sekundärspule unter Vakuum in die Gießmasse eingetaucht wird.

Die Imprägnierung im Autoklaven unter Vakuum und weitere Formung von Zündspulen mit Epoxidharzen ist an sich aus der DE 25 14 107 A1 bekannt.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise als Gießmasse insbesondere Epoxidharz verwendet wird.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die Gießmasse niedrigviskos eingestellt wird.

Hierdurch wird erreicht, daß die Gießmasse zwischen die Wicklungen der Sekundärspule erleichtert eindringen und die dort vorhandenen Hohlräume vollständig zu füllen vermag.

Besonders vorteilhaft und bevorzugt ist vorgesehen, daß die Sekundärspule unter Vakuum in die niedrigviskose Vergußmasse eingetaucht und dann das Vakuum verringert oder aufgehoben wird.

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

Dadurch, daß nach dem Eintauchen der Sekundärspule in die niedrigviskose Vergußmasse das Vakuum aufgehoben wird, beispielsweise dadurch, daß der Raum belüftet wird, in welchem der Tauch- und Aushärtvorgang stattfindet, ist sichergestellt, daß die Freiräume zwischen den Wicklungen der Sekundärspule mit Vergußmasse gefüllt werden und Lufteinschlüsse 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 Herausheben aus der Vergußmasse, insbesondere langsam rotierend, bewegt wird, um ein Abtropfen von Vergußmasse zu vermeiden.

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

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 schematisierten 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 angeordnet, 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. Erfindungsgemäß sind die Wicklungen 6 der Sekundärspule 3 mit Vergußmasse derart imprägniert, daß sämtliche Hohlräume zwischen den einzelnen Lagen der Wicklungen 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 Sekundärspule 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 Lufteinschlüsse 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 so lange durchgeführt, bis die Vergußmasse mindestens teilweise 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.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer 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 werden, die Wicklungen der Sekundärspule (3) mit Vergußmasse imprägniert wird, die Vergußmasse mit den Wicklungen (6) ein lufteinschlußfreies Paket bildet, und die Primärspule (1), die Sekundärspule (3) und die mechanischen Anschlußmittel (2, 4) durch eine duroplastische oder thermoplastische Masse, insbesondere Spritzmasse, zur Bildung der Zündspule umhüllt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sekundärspule einmal oder mehrmals in eine Gießmasse eingetaucht und wieder herausgehoben wird, bis die Wicklungen vollständig mit Gießmasse umhüllt und durchtränkt sind, daß die aus Sekundärspule, Primärspule und Anschlußmitteln gebildete Montageeinheit in einer Gießform mit duro- und/oder thermoplastischer Masse umhüllt wird,
daß die Sekundärspule so lange bewegt wird, bis die Vergußmasse - mindestens teilweise - ausgehärtet ist,
und daß der Umhüllungswerkstoff (duro- oder thermoplastische Masse) mindestens annährend den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie die Sekundärspule.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule unter Vakuum in die Gießmasse eingetaucht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmasse Epoxidharz verwendet wird.

4. Verfahren nach einer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmasse niedrigviskos eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch die niedrigviskose Vergußmasse eingetaucht und dann das Vakuum verringert oder aufgehoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule nach dem Herausheben aus der Vergußmasse, insbesondere langsam 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.