DE4005843C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündspulenbaugruppe für eine Brennkraftmaschine zur Befestigung an einem Befestigungs­ abschnitt der die Brennkraftmaschine enthaltenden Konstruk­ tion gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE-OS 28 42 081 ist eine solche Zündspulenbaugruppe für eine Brennkraftmaschine zur Befestigung an Befesti­ gungsabschnitt einer die Brennkraftmaschine enthaltenden Konstruktion beschrieben. Diese Zündeinrichtung umfaßt ein rechteckiges Blechpaket mit einem Schenkel und einem parallel dazu verlaufenden Joch und eine um diesen Schenkel gewickelte Zündspulenbaugruppe, die eine Primärwicklung und eine Sekun­ därwicklung zur Erzeugung einer hohen Zündspannung aufweist. Dabei sind der Schenkel des Blechpakets und die Zündspulen­ baugruppe von einem Gehäuse aus Kunststoff aufgenommen. Wei­ terhin umfaßt diese Zündeinrichtung eine aus einem guten Wär­ meleiter bestehende plattenförmige Wärmesenke sowie eine an dieser Wärmesenke angeordnete Steuerschaltung zur Steuerung des durch die Primärwicklung der Zündspulenbaugruppe fließen­ den Primärstroms. Dabei sind die Wärmesenke und die Steuer­ schaltung im Inneren eines hohlen, dem Gehäuse aus Kunststoff zugeordneten Aufnahmeraums untergebracht bzw. befestigbar, wobei der Aufnahmeraum durch ein Gehäuse aus Metall gebildet ist, welches über eine Schraubverbindung oder dgl. an dem Gehäuse aus Kunststoff zu montieren ist.

Einen besonderen Nachteil dieser Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine stellt die Zweiteiligkeit des Gehäuses - zum einen aus Kunststoff und zum anderen aus Metall - und da­ mit eng zusammenhängend die räumliche Trennung von Zündspu­ lenbaugruppe und Steuerschaltung - zum einen im Gehäuse aus Kunststoff vollständig eingegossen und zum anderen im Aufnah­ meraum des Gehäuses aus Metall untergebracht - dar. Diese Zündeinrichtung besteht infolgedessen aus einer Vielzahl von einzelnen Bauteilen, die unter hohem Zeit- und Montageaufwand zu einer Baueinheit zusammenzufügen sind. Eine kostengünstige Herstellung dieser Zündeinrichtung läßt sich insofern nicht erreichen.

Die DE 39 33 302 A1 zeigt zwar ebenfalls eine Zündspulenbau­ gruppe für eine Brennkraftmaschine, ohne jedoch konstruktive Einzelheiten anzugeben, auf welche Weise der in den zweiten Hohlraum eingebrachte Steuerkreis an der Wärmesenke befestigt ist.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine kleine, leicht zu mon­ tierende und kostengünstige Zündspulenbaugruppe für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des neuen Anspruchs 1 gelöst.

Durch das einteilige Gehäuse aus Kunststoff, in welchem so­ wohl die Zündeinrichtung als auch die Steuerschaltung aufge­ nommen werden, kann die Anzahl der einzelnen Bauteile wesent­ lich reduziert werden. Gleichzeitig läßt sich damit der bis­ her erforderliche Zeit- und Montageaufwand verringern, so daß sich die erfindungsgemäße Zündspulenbaugruppe unter besonders kostengünstigen Herstellbedingungen montieren läßt. Außerdem wird durch die Einteiligkeit des Gehäuses eine noch kleinere und kompaktere Bauweise einer solchen Zündspulenbaugruppe erreicht.

Weiterhin vereinfacht sich der Montagevorgang dieser Zündspu­ lenbaugruppe dadurch, daß die sich durch den Aufnahmeraum be­ nachbart zur Zündspulenbaugruppe hindurch erstreckende Wärme­ senke zusammen mit einem außerhalb des Gehäuses liegenden Teil des Jochs des Blechpakets an dem Befestigungsabschnitt einer die Brennkraftmaschine enthaltenden Konstruktion fi­ xierbar ist. Hierdurch wird zusätzlich die Relativlage der Wärmesenke zum Gehäuse einerseits sowie zur Zündspulenbau­ gruppe andererseits festgelegt.

Schließlich läßt sich der Zeit- und Montageaufwand auch noch dadurch vermindern, daß die Steuerschaltung an der Wärmesenke mit einem von außerhalb des Gehäuses zu betätigenden Befesti­ gungselement, beispielsweise in Form einer Schraube, welche die den hohlen Aufnahmeraum bildende Seitenwand des Gehäuses durchsetzt, fixiert werden kann. Gleichzeitig wird die Wär­ mesenke auf diese Weise an einer weiteren Stelle mit dem Ge­ häuse mittelbar verbunden, wodurch eine zusätzliche Stabili­ tät der Zündspulenbaugruppe insgesamt erzielt wird.

Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild, das den elektrischen Schal­ tungsaufbau einer Zündspuleneinheit mit Zünd­ kreis zeigt; und

Fig. 2 und 3 eine Seiten- bzw. eine Vorderansicht der Zündspulenbaugruppe nach der Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 erläutert.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt die elektrische Schaltung der Zündspulenbaugruppe folgende Elemente: eine Zündspule 1 mit einer Primärwicklung 1a und einer Sekundärwicklung 1b sowie einen Zündkreis 2 mit einem Leistungstransistor 2a und einem Steuerteil 2b zur Steue­ rung des Ein-Aus-Betriebs des Leistungstransistors 2a. Der Leistungstransistor 2a wird aufgrund des Steuersignals von dem Steuerteil 2b ein- bzw. ausgeschaltet. Jedesmal, wenn der Leistungstransistor ausgeschaltet wird, wird der von der Batterie B über den Zündschalter S zugeführte und durch die Primärwicklung 1a und den Leistungstransistor 2a flie­ ßende Primärstrom unterbrochen, so daß eine hohe Zündspan­ nung an der Sekundärwicklung 1b der Zündspule 1 induziert wird und von dort einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) über einen Verteiler (nicht gezeigt) zuge­ führt wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Gehäusekonstruktion der Zünd­ spulenbaugruppe, deren Schaltbild in Fig. 1 gezeigt ist. Dabei ist Fig. 2 eine Seitenansicht der Zündspulenbaugruppe von links in Fig. 3 gesehen, und Fig. 3 ist eine Vorder­ ansicht derselben von rechts in Fig. 2 gesehen. Es sei zuerst der Aufbau der Zündspulenbaugruppe, die allgemein mit 3 bezeichnet ist, im montierten Zustand erläutert.

Der größte Teil der Zündspulenbaugruppe 3 ist von einem rechteckigen Blechpaket 4 aus weichmagnetischem Werkstoff und einer auf einen Schenkel des Blechpakets 4 gewickelten (Zünd-) Spuleneinheit 5 eingenommen, die gemeinsam die Zündspule 1 der in Fig. 1 gezeigten Schaltung bilden. Das rechteckige Blechpaket 4 hat ein Joch 4a (das den Magnetkreis der Zünd­ spule komplettiert, aber keine Wicklung trägt), das paral­ lel zu dem die Spuleneinheit 5 tragenden Schenkel verläuft; die Spuleneinheit 5 umfaßt eine Primärwicklung 1a und eine Sekundärwicklung 1b (Fig. 1). Die Spuleneinheit 5 und der sie tragende Schenkel des Blechpakets 4 sind in einem Gehäuse 6 aufgenommen, das zur Außenseite wenigstens einen Abschnitt des Jochs 4a des Blechpakets 4 freiläßt. (Im Fall dieses Ausführungsbeispiels liegt das gesamte Joch 4a außerhalb des Gehäuses 6 und ist daher nach außen expo­ niert.) Das Gehäuse 6, das z.B. aus einem Kunstharz be­ steht, ist in zwei Teile geteilt, und zwar einen im wesent­ lichen becherförmigen Hauptteil 6A, der sich in einer Axialrichtung der Spuleneinheit 5 öffnet (nach rechts in Fig. 2) und rechteckige Wärmeabstrahlungsfenster bzw. -öffnungen 65 und 66 aufweist, durch die ein Teil der Wär­ mesenke 7 freiliegt, und ein Deckelteil 6B, das einen Hochspannungs-Sekundäranschluß 64 (der mit der Sekundär­ wicklung 1b von Fig. 1 gekoppelt ist) sowie einen elektri­ schen Verbinder 63 mit mehreren Anschlüssen für die Steuer­ schaltung 8 (die den Zündkreis 2 der Schaltung von Fig. 1 umfaßt) trägt. Zwischen einer Seitenwand (links in Fig. 3) des Gehäuses 6 und der gegenüberstehenden Seitenfläche der Spuleneinheit 5 ist ein rechteckiger Zwischenraum gebildet, der einen hohlen Aufnahmeraum 61 zur Aufnahme der Steuerschaltung 8 darstellt, wie noch erläu­ tert wird. Eine plattenförmige Wärmesenke 7, die an dem Joch 4a des Blechpakets 4 an einem L-förmigen unteren End­ abschnitt (Fig. 3) anliegt, und seitliche Fortsätze mit Löchern 12, die in Überdeckung mit den durch das Blechpaket 4 gehenden Löchern 12 (Fig. 2) liegen, verlaufen durch den genannten rechteckigen Zwischenraum entlang der Seiten­ fläche der Spuleneinheit 5 zur Bildung des hohlen Aufnahme­ raumes 61 innerhalb des Zwischenraums zwischen den ge­ genüberstehenden Flächen der Wärmesenke 7 und der Seiten­ wände des Gehäuses 6; der Teil der Wärmesenke 7 innerhalb des Aufnahmeraumes 61 bildet einen Befestigungsteil 72 für die Steuerschaltung 8, die den Zündkreis 2 der Schal­ tung von Fig. 1 umfaßt. Ferner sind Teile der Wärmesenke 7 an den Fenstern 65 und 66 im Gehäuse 6 direkt der Außenluft ausgesetzt, um die Wärmeabstrahlung zu verbessern. Die Wärmesenke 7 ist mittels einer Presse aus einem Blech eines guten Wärmeleiters, z.B. Aluminium, Kupfer oder einer Le­ gierung dieser Metalle, gebildet. Die Steuerschaltung 8 mit einem Leistungstransistor 2a zur Steuerung des Primärstroms in der Spuleneinheit 5 ist an dem Befestigungsteil 72 der Wärmesenke 7 z.B. mittels einem Befestigungselements bzw. einer Befestigungsschraube 81 befestigt, die ein Loch 62 in der Seitenwand des Hauptteils 6A des Gehäuses 6 durchsetzt. Der im Gehäuse 6 über der Spuleneinheit 5 gebildete Zwischenraum 9 ist mit einem Epoxidharz ausgefüllt, und der Aufnahmeraum 61 ist mit einem Silikongel ausgefüllt. Die Öffnung 62 ist durch ein Schild 10 verschlossen, das den Typ, den Hersteller und die Seriennummer der Zündspulenbaugruppe angibt.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Zündspulenbaugruppe 3 an einem Befestigungsabschnitt 11 montiert, der an einem geeigneten Ab­ schnitt des die Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahr­ zeugs oder an einem Teil der Maschine selbst gebildet ist. Dabei sind Bolzen 13, die durch die das Blechpaket 4 und die Wärmesenke 7 durchsetzenden Löcher 12 geführt sind, in Gewindebohrungen 11a in dem Befestigungsabschnitt 11 ge­ schraubt, so daß die Zündspulenbaugruppe 3 an dem Befesti­ gungsabschnitt 11 so montiert ist, daß die Befestigungs­ fläche 73 der Wärmesenke 7 einer Fläche 71 gegenübersteht, die an dem Joch 4a des Blechpakets 4 anliegt.

Nachstehend sei der Montagevorgang der Zündspulenbaugruppe 3 nach den Fig. 2 und 3 erläutert.

Vor dem Zusammenbau kann das rechteckige Blechpaket 4 in zwei U-förmige Hälften zerlegt werden (wobei die Schenkel der beiden U-Hälften in entgegengesetzte horizontale Rich­ tungen verlaufen). So wird der im wesentlichen becherför­ mige Hauptteil 6A des Gehäuses 6 integral mit der einen U-Hälfte des Blechpakets 4, wobei die Schenkel des U nach rechts in Fig. 2 verlaufen, und zusammen mit der Wärmesenke 7 formgepreßt, wobei das L-förmige Ende der Wärmesenke wäh­ rend des Formpreßvorgangs gegen das Joch 4a des Blechpakets 4 gepreßt gehalten wird. Der Deckelteil 6B kann integral mit der Spuleneinheit 5 oder als gesonderter Teil formgepreßt werden. Der formgepreßte becherförmige Hauptteil 6A öffnet sich nach rechts in Fig. 2; daher werden die Spuleneinheit 5 und die Steuerschaltung 8 in entsprechende Lagen inner­ halb des Hauptteils 6A des Gehäuses 6 eingefügt, und die Steuerschaltung 8 wird mittels einer Befestigungsschraube 81 gesichert, die durch das Loch 62 im Gehäuse 6 geführt ist, wonach das Loch 62 durch ein Schild verschlossen wird. Nach der Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen der Spuleneinheit 5 und der Steuerschaltung 8 im Hauptteil 6A des Gehäuses 6 sowie dem Verbinder 63 und dem Hochspannungs-Sekundäranschluß 64 des Deckelteils 6B des Gehäuses 6 werden der Zwischenraum 9 und der Aufnahmeraum 61 mit einem Epoxidharz bzw. einem Silikongel aus­ gefüllt. Danach wird der Deckelteil 6B auf die Öffnung des Hauptteils 6A des Gehäuses 6 aufgesetzt, und die andere U-Hälfte des Blechpakets 4 wird an der mit dem Hauptteil 6A des Gehäuses 6 formgepreßten Hälfte des Blechpakets 4 be­ festigt. Damit ist der Montagevorgang der Zündspulenbau­ gruppe 3 beendet; die montierte Zündspulenbaugruppe 3 wird in der beschriebenen Weise an dem Befestigungsabschnitt 11 befe­ stigt.

Die Funktionsweise der Zündspulenbaugruppe der Fig. 1-3 ist wie folgt. In bekannter Weise erhält der Steuerteil 2b des Zündkreises 2 von Fig. 1 (wobei der Zündkreis 2 von der Steuerschaltung 8 von Fig. 3 umfaßt ist) von einem im Ver­ teiler (nicht gezeigt) angeordneten Signalgeber (nicht ge­ zeigt) ein impulsförmiges Signal, das dem Rotationswinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine entspricht; der Steuerteil 2b der Schaltung von Fig. 1 steuert den Ein-Aus- Betrieb des Leistungstransistors 2a nach Maßgabe dieses die Drehlage der Kurbelwelle bezeichnenden Signals. Jedesmal, wenn der Leistungstransistor 2a ausgeschaltet wird, um den durch die Primärwicklung 1a der Zündspule 1 fließenden Strom zu unterbrechen, wird an der Sekundärwicklung 1b eine impulsförmige hohe Spannung induziert. Die Spuleneinheit 5 von Fig. 3 umfaßt die Primär- und die Sekundärwicklung 1a und 1b von Fig. 1. Somit wird die in der Spuleneinheit 5 induzierte hohe Spannung über den Sekundäranschluß 64 dem Verteiler (nicht gezeigt) auf einer Hochspannungsleitung (nicht gezeigt), die mit dem Sekundäranschluß 64 elektrisch verbunden ist, zugeführt. Die während dieser Vorgänge im Leistungstransistor der Steuerschaltung 8 erzeugte Wärme sowie die in der Spuleneinheit 5 etc. erzeugte Wärme wird zur Wärmesenke 7 übertragen, von der ein Teil der aufge­ nommenen Wärme durch die Fenster 65 und 66 des Gehäuses 6 zur Außenluft abgestrahlt wird, während ein anderer Teil zum Befestigungsabschnitt 11 über die Befestigungsfläche 73 der Wärmesenke 7 übertragen wird. Ferner wird ein Teil der in der Steuerschaltung 8 erzeugten Wärme durch das den Auf­ nahmeraum 61 ausfüllende Harzmaterial (d. h. Silikon­ gel) wirksam zum Gehäuse 6 übertragen und von dessen Außen­ fläche abgestrahlt.

Bei der Gehäusekonstruktion der Zündspuleneinheit gemäß diesem Ausführungsbeispiel ergeben sich folgende Vorteile: Da die Steuerschaltung 8 und die Spuleneinheit 5 in einem einzigen Gehäuse 6 untergebracht sind, kann die Zündspulen­ baugruppe kleiner gebaut werden. Ferner ist der Hauptteil 6A des Gehäuses 6 integral mit einer Hälfte des Blechpakets 4 zusammen mit der Wärmesenke 7 formgepreßt, und außerdem ist die Steuerschaltung 8 in einem Aufnahmeraum 61 innerhalb des Gehäuses 6 aufgenommen, wobei das Loch 62 nach Durchstecken der Befestigungsschraube 81 zum Befesti­ gen der Steuerschaltung 8 an der Wärmesenke 7 einfach mit einem Schild 10 verschlossen ist; daher ist der Montagevor­ gang der Zündspulenbaugruppe einfach und kann leicht und schnell ohne Zeitverlust und großen Arbeitsaufwand durch­ geführt werden.

Vorstehend wurde ein bestimmtes Ausführungsbeispiel erläu­ tert; selbstverständlich können dabei eine Reihe von Modi­ fikationen vorgesehen werden. Beispielsweise ist das Ge­ häuse 6 zwar in den becherförmigen Hauptteil 6A und den Deckelteil 6B unterteilt, aber dies stellt keine Einschrän­ kung dar. Ebenso ist die Erfindung nicht auf den speziellen Typ des Blechpakets 4, das in zwei U-förmige Hälften zer­ legbar ist, und auch nicht auf den speziellen Schaltungs­ aufbau (vgl. Fig. 1) der Steuerschaltung 8 beschränkt. Außerdem können die der Wärmeabstrahlung dienenden Fenster 65 und 66 entfallen.

Claims (4)

1. Zündspulenbaugruppe für eine Brennkraftmaschine zur Befestigung an einem Befestigungsabschnitt einer die Brennkraftmaschine enthaltenden Konstruktion, umfassend ein rechteckiges Blechpaket mit einem Schenkel und ei­ nem parallel dazu verlaufenden Joch;
eine um den Schenkel des rechteckigen Blechpakets ge­ wickelte Zündspuleneinheit, die eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung zur Erzeugung einer hohen Zünd­ spannung aufweist;
ein Gehäuse, in dem die Zündspuleneinheit und der Schenkel des Blechpakets aufgenommen sind;
eine aus einem guten Wärmeleiter bestehende plattenför­ mige Wärmesenke, die im Inneren eines hohlen, dem Ge­ häuse zugeordneten Aufnahmeraums befestigbar ist; und eine Steuerschaltung zur Steuerung des durch die Pri­ märwicklung der Zündspuleneinheit fließenden Primär­ stroms, wobei die Steuerschaltung an der Wärmesenke in­ nerhalb des hohlen Aufnahmeraums angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Aufnahmeraum (61) innerhalb des Gehäuses (6) vorgesehen ist, daß sich die Wärmesenke (7) durch den Aufnahmeraum (61) benachbart zur Zündspuleneinheit (5) hindurcherstreckt und zusammen mit wenigstens einem Teil des Jochs (4a) des Blechpaktes, welcher außerhalb des Gehäuses (6) liegt, an dem Befestigungsabschnitt (11) anbringbar ist, und daß die Steuerschaltung (8) an der Wärmesenke (7) mit einem von außerhalb des Gehäuses (6) zu betätigenden Befestigungselement (81) fixierbar ist, das die den hohlen Aufnahmeraum (61) bildende Sei­ tenwand des Gehäuses (6) durchsetzt.

2. Zündspulenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (81) zum Befestigen der Steuerschaltung (8) an der Wärmesenke (7) ein in der Seitenwand des Gehäuses (6), die den hohlen Aufnahmeraum (61) bildet, vorgesehenes Loch (62) durchsetzt, das mit einem am Gehäuse (6) außenseitig anbringbaren Schild (10) verschließbar ist.

3. Zündspulenbaugruppe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand des Gehäuses (6) im Bereich der Wärmesenke (7) Fenster (65, 66) gebildet sind, durch die Teile der Wärmesenke (7) zur Gehäuseaußenseite hin freiliegen.

4. Zündspulenbaugruppe nach wenigstens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) einen becherförmigen Hauptteil (6A), der die Zündspuleneinheit (5) und den Schenkel des Blechpakets (4) umschließt und eine in eine Axial­ richtung der Zündspuleneinheit (5) gerichtete Öffnung hat, und einen Deckelteil (6B), der die Öffnung des Hauptteils (6A) abschließt und elektrische Anschluß­ mittel (64, 63) für elektrische Anschlüsse an die Zünd­ spuleneinheit (5) und die Steuerschaltung (8) trägt, aufweist.