DE4040604A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von spulen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Spulen, insbesondere von Zündspulen nach der Gattung des An­ spruchs 1.

Bei bekannten Zündspulen wird für deren Primärwicklung und Sekundär­ wicklung jeweils ein Wickelkörper verwendet. Um bei einer Zündspule bei vorgegebener Baugröße eine möglichst hohe Leistungsausbeute zu erhalten, muß die bei Betrieb in ihren Wicklungen entstehende Wärme wirksam abgeführt werden. Dies gilt insbesondere für die von der Sekundärwicklung überdeckte Primärwicklung, deren maximale Betriebs­ temperatur letztlich die Leistungsfähigkeit der Zündspule begrenzt.

Dabei ist es von Nachteil, wenn die Abgabe der beim Betrieb in der Primärwicklung entstehende Verlustwärme in den der Primärwicklung benachbarten Eisenkern durch die Trennwirkung des die Wärme schlecht leitenden Primärwicklungskörpers behindert wird.

Durch die DE-OS 34 33 065 ist bekannt, den Wärmeübergang von der Primärwicklung zum Eisenkern dadurch zu verbessern, daß die äußeren Lamellen des Eisenkerns aus Aluminium, das eine bessere Wärmeleit­ fähigkeit als das Eisen aufweist, gefertigt sind.

Diese Art der Wärmeabführung steht einer wirtschaftlichen Fertigung der Zündspule entgegen und ist zuweilen noch unzulänglich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Spulen nach dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vor­ teil, daß die Primärwicklung der Zündspule ohne Wickelkörper er­ stellt werden und der Wärmeübergang von der Primärwicklung auf den unmittelbar benachbarten Eisenkern besonders wirksam erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, bei einer solchen Zündspule mit vorgegebenen Außendurchmesser, eine, gegenüber einer Zündspule konventionellen Aufbaus, erhöhte Leistungsausbeute zu erzielen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 ange­ gebenen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung und der Zündspule möglich.

So ist nach den Ansprüchen 2 bis 4 die Möglichkeit gegeben, den An­ schlußstecker mit dem Dorn mitzuführen, und dessen Anschlußelemente nach dem Wickeln der Primärwicklung ohne weitere Montage- und Sicherungsvorgänge mit den Enden der Primärwicklung zu kontaktieren.

Unter Berücksichtigung von Anspruch 5 ist eine fertigungstechnisch günstige Verbindung des Endes der Sekundärwicklung mit dem Hoch­ spannungsanschluß geschaffen.

Zeichnung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Wickelmaschine, sowie die Zündspule, sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 4 die einzelnen Teilschritte des Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Zeichnung ist in Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Teilschnitt durch eine Wickelmaschine 11 dargestellt, mit einem, in der Grundform zylinderförmigen Antriebsorgan 12, und einem daran achsgleich angesetzten wellenstumpfförmigen Dorn 13, der gegenüber dem Antriebsorgan 12 abgesetzt ist.

Der Dorn 13 weist an beiden Enden flanschartige Begrenzungen als Bund 14 und Anschlag 16 auf, die den Wickelbereich für eine, auf den Dorn zu wickelnde Primärwicklung 17 für eine angedeutet gezeichnete Zündspule 18 begrenzen und die einen zumindest gleichgroßen Durch­ messer aufweisen als der Außendurchmesser der Primärwicklung 17.

Der Bund 14 ist Teil eines Anschlußsteckers 21, der vor dem Wickeln der Primärwicklung 17 über den Dorn 13 geschoben wird und in einer in dem Antriebsorgan 12 angebrachten Axialnut 22 verdrehfest ge­ lagert ist.

Der Anschlag 16 ist an dem freien Ende des Dorns 13 durch nicht dargestellte Mittel reversibel angefügt.

Durch Drehungen des Antriebsorgans 12 mit dem Dorn 13 wird in be­ kannter Weise mit nicht näher dargestellten Mitteln die Primär­ wicklung 17 auf den Dorn 13 zwischen dem Bund 14 und dem Anschlag 16 in Form einer Lagenwicklung aufgewickelt und der Anfang der Primär­ spule 17, wie in Fig. 1a als Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 gezeigt, der Anfang der Primärspule 17 mit einem ersten An­ schlußelement 23 und das Ende der Primärspule 17 mit einem zweiten Anschlußelement 24 durch Schweißen verbunden, wobei auch andere Ver­ bindungstechniken, wie zum Beispiel Löten oder Klemmen anwendbar sind.

Die beiden Anschlußelemente 23, 24 sind in üblicher Weise voneinander elektrisch isoliert.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Sekundärwicklung 26 gefertigt und koaxial zur Primärwicklung 17 montiert, wie in Fig. 2 dargestellt.

Der die Sekundärwicklung 26 tragende hohlzylindrische Wickelkörper 27 ist durch radial gerichtete, vom Dorn 13 wegweisende Stege 28 in mehrere Kammern 29 unterteilt. Durch die in Reihe verbundenen Kammerwicklungen wird die Spannungsdifferenz zwischen den einzelnen Kammern 29 begrenzt und so Spannungsüberschläge innerhalb der Se­ kundärwicklung 26 vermieden.

Nach der Montage des Wickelkörpers 27 mit der Fixierung am Anschluß­ stecker 21 wird der Anfang der Sekundärwicklung 26 mit dem zweiten Anschlußelement 24 verbunden.

In einem weiteren Arbeitsgang wird der Anschlag 16 entfernt und an das nun freie Ende des Dorns 13 ein Eisenkern 31 achsgleich ange­ schlagen, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Eisenkern 31 ist elektrisch isolierend hautförmig umspritzt und der umspritzte Eisenkern 31 weist die gleiche, vorzugsweise quadratische oder rechteckige Quer­ schnittsform wie der Dorn 13 auf. Der umspritzte Eisenkern 31 und der Dorn 13 haben gleiche Außenmaße; die Außenmaße des umspritzten Eisenkerns 31 könnten aber auch um ein Fügespiel kleiner sein als die Außenmaße des Dorns 13.

Entsprechend den Pfeilen 32 wird der aus der Primärwicklung 17, Sekundärwicklung 26 und Anschlußstecker 21 bestehende Verband 33 in Achsrichtung des Dorns 13 über dessen freies Ende auf einen Teil des Eisenkerns 31 aufgeschoben, wodurch der Eisenkern die Stützwirkung für die Primärwicklung 17 übernimmt.

Der Eisenkern 31 ist in einem topfförmigen Gehäuse 34, dessen offene Deckelseite 36 zum Antriebsorgan 12 zeigt und dessen Mantelfläche 37 parallel zum Dorn 13 gerichtet ist, festgelegt, so daß mit dem Auf­ schieben des Verbandes 33 auf den Eisenkern dieser soweit in das Gehäuse 34 eintaucht, daß nur noch ein Teil des Anschlußsteckers 21 dieses überragt.

Die Sekundärwicklung 26 wird an ihrem Ende mit einem Hochspannungs­ anschluß 38 verbunden, der das Gehäuse 34 an dessen Bodenseite 39 durchdringt. Die Verbindung erfolgt über einen Leitkleber 41; sie könnte aber auch anders, beispielsweise gesteckt sein. Der Eisenkern 31 wird um ein Querjoch 42 ergänzt und die Deckelseite 36 des Ge­ häuses 34 so verschlossen, daß der Teil des Anschlußsteckers 21, der das Gehäuse 34 überragt, zu einem, nun durch das Gehäuse 34 um­ schlossenen Innenraum 43 hin abgedichtet ist.

Das allseitig geschlossene Gehäuse 34 wird durch nicht dargestellte Mittel einseitig getrocknet und mit Giesharz ausgegossen, das um den Verband 33 einen Kunststoffblock bildet und dessen Anordnung stabi­ lisiert.

Bei der so fertiggestellten Zündspule 18 können alternativ vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Dorn 13 und der Eisenkern 31 eine abweichende Querschnittsfläche haben, beispielsweise mit einer runden Querschnittsfläche.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, bei der herge­ stellten Zündspule 18 unter Beibehaltung des wegen der erforder­ lichen Hochspannungsüberschlagsfestigkeit erforderlichen Wickel­ körpers 27 für die Sekundärwicklung 26 den Wickelkörper für die Primärwicklung 17 einzusparen, die Verlustwärme der Primärwicklung 17 mittels des direkt an der Primärwicklung 17 anliegenden Eisen­ kerns 31 rasch abzuleiten und so einer Zündspule 18 zu schaffen, die gegenüber einer Zündspule mit konventionellem Aufbau mit je einem Wickelkörper für die Primärwicklung 17 und die Sekundärwicklung 26 eine, bezogen auf das Bauvolumen der Zündspule 18, erhöhte Leistungsausbeute ermöglicht.

Dabei kann beispielsweise, bei feststehender Leistungsabgabe der Zündspule 18, deren Baugröße verringert werden, was der Tendenz im Fahrzeugkomponentenbau entspricht.

Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spulen, insbeson­ dere von Zündspulen (18) für die Zündanlage einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (34), in dem ein Eisenkern (31) festgelegt ist, mit einer zumindest einen Teil des Eisenkerns (31) umfassenden Primärwicklung (17), mit einer der Primärwicklung (17) zugeordneten Sekundärwicklung (26) und mit einem, zumindest die Primärwicklung (17) umschließenden Kunststoffblock, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (17) auf einem Dorn (13) einer Wickelmaschine (11) gewickelt wird, daß die auf einem Wickelkörper (27) angeordnete Sekundärwicklung (26) koaxial über die Primärwicklung (17) geschoben wird, daß mit dem Herausziehen des Dornes (13) aus der Primär­ wicklung (17) der achsgleich zum Dorn (13) angeordnete Eisenkern (31) in die Primärwicklung (17) eingeführt wird und das mit dem Eisenkern (31) mitgeführte und die Zündspule (18) umschließende Gehäuse (34) mit Giesharz, einen Kunststoffblock bildend, ausge­ gossen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (13) die axiale Wicklungsbreite der Primärwicklung (17) beidseitig überragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (17) axial begrenzt wird, einerseits von einem Bund (14) und andererseits von einem Anschlag (16) und die Außenmaße der Primärwicklung (17) gleich oder kleiner sind als die zugeordneten Außenmaße von Bund (14) und Anschlag (16).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bund (14) ein, Anschlußelemente (23, 24) enthaltender Anschluß­ stecker (21) ausgebildet ist und der Anfang der Primärwicklung (17) mit einem ersten Anschlußelement (23) und das Ende der Primär­ wicklung (17) mit einem zweiten Anschlußelement (24) verbunden ist und die beiden Anschlußelemente (23, 24) voneinander elektrisch isoliert sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (26) an ihrem Ende mit einem in dem Gehäuse (34) angebrachten Hochspannungsanschluß (38) vermittelt eines Leitklebers (41) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (26) an ihrem Anfang mit dem zweiten Anschluß­ element (24) verbunden ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (31) elektrisch isolierend umspritzt ist und der umspritzte Eisenkern (31) in den Außenmaßen gleich oder kleiner ist als die zugeordneten Außenmaße des Dorns (13).