DE4314444A1

DE4314444A1 - Ignition coil for internal combustion engines

Info

Publication number: DE4314444A1
Application number: DE4314444A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Behnke
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1993-05-03
Publication date: 1994-11-10
Also published as: ITRM940238A1; GB2277836A; ITRM940238A0; FR2706219A1; GB9407746D0

Abstract

An ignition coil has a ferromagnetic core 4 around whose central core leg a coil former 8 with one internal primary winding 2 and one external secondary winding 3 is arranged, a primary winding connection part 6 and at least one high-voltage connection dome 5, which are partially encapsulated together in insulating resin as one unit. In order to achieve a very compact design of the ignition coil, the high-voltage connection dome 5 is arranged in a peripheral zone adjacent the coil former 8 and the core 4, and is bounded by the coil former 8 and core 4 external dimensions, it extends at least over the external dimension of the encapsulated coil former 8 and is integrated therein by means of the insulating resin 7. The primary and secondary windings may both be connected to the high-voltage connection 5.2. A plurality of ignition coils may be encapsulated into a single block. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an ignition coil according to the preamble of Claim 1.

Derartige Zündspulen sind als Einzelfunkenspulen bekannt (DE-Z.: KRAFT HAND, 26.03.1988, Heft 6, Seiten 398 bis 403, insb. Seite 400; DE 37 27 458 A1) oder auch als Mehrfunkenspulen mit senkrecht zur Spulenkernoberfläche abgehenden Hochspannungs- Anschlußdomen (DE-Z.: KRAFT HAND; DE 37 30 291 A1) oder mit in Richtung der Spulenkörperachse abgehenden Hochspannungs-An schlußdomen, welche in der Regel nach der hierfür geltenden ISO-Norm ausgebildet sind.Such ignition coils are known as single spark coils (DE-Z .: KRAFT HAND, March 26, 1988, Issue 6, pages 398 to 403, esp. Page 400; DE 37 27 458 A1) or as multi-spark coils high-voltage outgoing perpendicular to the coil core surface Connection domes (DE-Z .: KRAFT HAND; DE 37 30 291 A1) or with in Direction of the coil body axis outgoing high-voltage on final domes, which are usually according to the applicable ISO standard are trained.

Gemeinsam ist allen bekannten Zündspulen, daß ihre konstruk tiven Abmessungen, insbesondere durch die Hochspannungs-An schlußdome mit ihrer von der Norm geforderten Hochspannungsab dichtung in Form einer flexiblen Gummikappe bedingt, relativ groß sind, so daß sich nicht unerhebliche Probleme bezüglich ihrer Positionierung im Motorbereich ergeben.Common to all known ignition coils is that their construct tive dimensions, especially through the high-voltage An final domes with their high-voltage Seal in the form of a flexible rubber cap, relative are large, so that there are not insignificant problems regarding their positioning in the engine area.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zündspule unter Si cherstellung der Hochspannungsfestigkeit kompakter auszubilden.The object of the invention is therefore an ignition coil under Si making the high-voltage strength more compact.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Zündspule mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst, wobei vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen durch die Merkmale der Unteransprüche gekenn zeichnet sind. According to the invention, this object is achieved with an ignition coil Features of the claim solved, wherein advantageous training and Developments characterized by the features of the subclaims are drawn.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt in schematischer DarstellungAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows in schematic representation

Fig. 1a eine Zündspule in Vorderansicht, FIG. 1a is a front view of the ignition coil,

Fig. 1b in Draufsicht, FIG. 1b in plan view,

Fig. 1c in Seitenansicht und die Fig. 1c in side view and

Fig. 2-5 alternative Gestaltungen einer Zündspule. Fig. 2-5 alternative designs of an ignition coil.

Gemäß den Fig. 1a bis 1c besteht eine Zündspule 1 aus einem Spulenkörper 8 mit einer Primärwicklung 2 und einer Sekundär wicklung 3 und einem Spulenkern 4. Die Primärwicklung 2 hat eine Wicklungsschichtstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durchmesser von ca. 0,7 mm in mehreren Lagen auf einen z. B. aus thermoplastischem Kunstharz gegossenen, auf dem Kernmittel schenkel 4.5 angeordneten Primärspulenkörper 2.1 gewickelt ist, wobei jede Wicklungslage aus einigen zehn Windungen besteht und die Wicklungsstruktur insgesamt ca. 100-200 Windungen umfaßt. Die Sekundärwicklung 3 ist auf dem Außenumfang der Primärwick lung 2 vorgesehen und hat eine Wicklungsstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durchmesser von ca. 0,06-0,1 mm mit ca. 10 000 Windungen auf einen Sekundärspulenkörper 3.1 gewickelt ist, der ebenfalls aus thermoplastischem Kunstharz besteht. Die Se kundärwicklung 3 ist vom Wicklungsanfang her seriell in 5-15 Abschnitte unterteilt und auf den in Kammern unterteilten Se kundärspulenkörper 3.1 gewickelt.Referring to Figs. 1a to 1c, there is an ignition coil 1 comprises a bobbin 8 with a primary winding 2 and a secondary winding 3 and a coil core 4. The primary winding 2 has a winding layer structure in which a magnet wire with a diameter of about 0.7 mm in several layers on a z. B. cast from thermoplastic resin, on the core means leg 4.5 arranged primary coil body 2.1 is wound, each winding layer consists of several ten turns and the winding structure comprises a total of about 100-200 turns. The secondary winding 3 is provided on the outer circumference of the primary winding 2 and has a winding structure in which a magnet wire with a diameter of approximately 0.06-0.1 mm is wound with approximately 10,000 turns on a secondary coil former 3.1, which is also consists of thermoplastic synthetic resin. The secondary winding 3 is divided serially from the start of the winding into 5-15 sections and wound on the secondary coil former 3.1 divided into chambers.

Ein Wicklungsanfang 3.2 der Sekundärwicklung 3 ist bei dieser als Einzelfunkenspule ausgebildeten Zündspule an Masse oder alternativ an das Wicklungsende 2.3 der Primärwicklung 2 ge legt, während das Wicklungsende 3.3 der Sekundärwicklung 3 elektrisch mit einem im Boden 5.1 des Hochspannungs-Anschluß domes 5 angeordneten Kontaktteil 5.2 verbunden ist, an welches ein Zündkabel kontaktiert wird. Der Wicklungsanfang 2.2 und das Wicklungsende 2.3 der Primärwicklung 2 sind mit einem Primär wicklungs-Anschlußteil 6 verbunden.A winding start 3.2 of the secondary winding 3 is in this ignition coil designed as a single coil to ground or alternatively to the winding end 2.3 of the primary winding 2 , while the winding end 3.3 of the secondary winding 3 is electrically connected to a contact part 5.2 arranged in the bottom 5.1 of the high-voltage connection dome 5 to which an ignition cable is contacted. The winding start 2.2 and the winding end 2.3 of the primary winding 2 are connected to a primary winding connector 6 .

Sowohl die Wicklungsanschlüsse, die Primär- und Sekundärwick lung, der Spulenkern als auch der Hochspannungs-Anschlußdom und das Primärwicklungs-Anschlußteil sind mit Isolierharz 7 umgossen und gegeneinander isoliert, jedoch derart, daß die äußeren Schenkel 4.1 bis 4.4 des Spulenkerns 4 von dem Isolierharz-Verguß freibleiben.Both the winding connections, the primary and secondary winding development, the coil core as well as the high-voltage connection dome and the primary winding connection part are encapsulated with insulating resin 7 and insulated from one another, but in such a way that the outer legs 4.1 to 4.4 of the coil core 4 from the insulating resin Pouring free.

Alternativ können auch die Wicklungsanschlüsse, die Primär- und Sekundärwicklung und der Spulenkern in ein becherförmiges Kunststoffisolierteil, das die äußere Form der Zündspule dar stellt, eingebracht und dann vergossen werden, wobei dann der Hochspannungs-Anschlußdom und das Primärwicklungs-Anschlußteil Teile des Kunststoffisolierteiles sind und an diesem ausgeformt sind.Alternatively, the winding connections, the primary and Secondary winding and the coil core in a cup-shaped Plastic insulating part that represents the outer shape of the ignition coil poses, introduced and then shed, the then High-voltage connecting dome and the primary winding connector Parts of the plastic insulating part are molded on this are.

Ersichtlich ist nun der Hochspannungs-Anschlußdom 5 in einem peripheren Quadranten I zwischen dem Spulenkörper 8 und dem Spulenkern 4 angeordnet und zwar derart, daß er sich entlang des Spulenkörpers 8 erstreckt - im Ausführungsbeispiel parallel zur Spulenachse - , an seinem hochspannungsseitigen Ende (bei 5.1) in etwa bündig mit dem Spulenkörper 8 abschließt und mit seinem offenen Ende 5.3 über den Spulenkörper 8 hinausragt, wobei der Hochspannungs-Anschlußdom 5 gegenüber der Oberfläche des Spulenkerns 4 noch so distanziert ist, daß auf das offene Ende 5.3 noch eine lediglich einer Abdichtung dienende Gummi kappe aufgesetzt werden kann.It can now be seen that the high-voltage connection dome 5 is arranged in a peripheral quadrant I between the coil former 8 and the coil core 4 in such a way that it extends along the coil former 8 - in the exemplary embodiment parallel to the coil axis - at its high-voltage end (at 5.1 ) terminates approximately flush with the coil body 8 and projects with its open end 5.3 over the coil body 8 , the high-voltage connection dome 5 being still spaced from the surface of the coil core 4 in such a way that a rubber serves only to seal the open end 5.3 cap can be put on.

Dem Hochspannungs-Anschlußdom 5 gegenüberliegend ist in einem weiteren peripheren Quadranten II das Primärwicklungs-An schlußteil 6 angeordnet. Sowohl dieses als auch der Hochspan nungs-Anschlußdom sind hierbei mittels des Isolierharzes 7 in den Spulenkörper 8 integriert, ohne daß es einer separaten Be festigung derselben am Spulenkörper oder Spulenkern bedarf. The high-voltage connection dome 5 opposite the primary winding connection part 6 is arranged in a further peripheral quadrant II. Both this and the Hochspan voltage connection dome are integrated here by means of the insulating resin 7 in the coil body 8 , without it requiring a separate fastening of the same on the coil body or coil core.

Bezogen auf die Hochspannungsfestigkeit weist die vorstehend beschriebene Ausbildung folgende Besonderheiten auf:
dadurch, daß sich der Hochspannungs-Anschlußdom 5 mindestens über die gesamte Länge des Spulenkörpers 8 erstrecken kann und das Kontaktteil 5.2 unmittelbar im Boden 5.1 des Anschlußdomes 5 angeordnet ist, ergibt sich eine sehr große Isolationsstrecke L zur Sicherstellung der Hochspannungsfestigkeit, derart, daß das offene Ende 5.3 des Anschlußdomes 5 in etwa mit der Außen kontur der Zündspule 1 enden kann, also - wenn überhaupt - nur geringfügig über den Spulenkern 4 hinausragt;
dadurch, daß das hochspannungsführende Wicklungsende 3.3 un mittelbar auf das benachbarte Kontaktteil 5.2 des Anschlußdomes 5 geführt ist, ergibt sich gegenüber den übrigen Bauteilen der Zündspule eine erhöhte Hochspannungs- und Isolationsfestigkeit;
dadurch, daß das Primärwicklungs-Anschlußteil 6 auf der Seite des Wicklungsanfanges 3.2 der Sekundärwicklung 3 liegt, liegt es auf der Seite mit niedrigem Spannungspotential;
dadurch, daß der Anschlußdom 5 an seinem Außenumfang mit von dem Isolierharz 7 umgeben ist, ist die radiale Hochspannungs festigkeit durch das sich aus der Materialstärke des Anschluß domes plus der Isolierharzschicht ergebende Maß R bestimmt, so daß auch der Durchmesser des Anschlußdomes kleiner gehalten werden kann.Regarding the high voltage strength, the training described above has the following special features:
the fact that the high-voltage connection dome 5 can extend at least over the entire length of the coil body 8 and the contact part 5.2 is arranged directly in the bottom 5.1 of the connection dome 5 , there is a very large insulation distance L to ensure the high-voltage strength, such that the open End 5.3 of the connecting dome 5 may end approximately with the outer contour of the ignition coil 1 , that is to say - if at all - only protrudes slightly beyond the coil core 4 ;
by the fact that the high-voltage winding end 3.3 is guided un directly onto the adjacent contact part 5.2 of the connecting dome 5 , there is an increased high-voltage and insulation strength compared to the other components of the ignition coil;
in that the primary winding connection part 6 is on the side of the winding start 3.2 of the secondary winding 3 , it is on the side with a low voltage potential;
characterized in that the connecting dome 5 is surrounded on its outer circumference by the insulating resin 7 , the radial high-voltage strength is determined by the resulting dimension R from the material thickness of the connecting dome plus the insulating resin layer, so that the diameter of the connecting dome can be kept smaller .

Ersichtlich ist also eine sehr kompakte Zündspule geschaffen, deren Außenmaße durch das Primärwicklungs-Anschlußteil und den Hochspannungs-Anschlußdom nicht oder nur unwesentlich vergrö ßert werden.Obviously, a very compact ignition coil is created whose outer dimensions by the primary winding connector and High-voltage connection dome does not increase or increases only insignificantly be eats.

Natürlich ist die Ausbildung nicht auf eine Einzelfunkenspule beschränkt, vielmehr kann auch eine Mehrfunkenspule derart aus gebildet sein, wobei dann in Abweichung zu Fig. 1a der Wick lungsanfang 3.2 der Sekundärwicklung 3 als Wicklungsende ebenfalls auf ein Kontaktteil eines zweiten Hochspannungs-An schlußdomes 5.0 gelegt ist.Of course, the training is not limited to a single spark coil, rather a multi-spark coil can be formed from, in which case, in deviation from Fig. 1a, the winding beginning 3.2 of the secondary winding 3 as the winding end is also placed on a contact part of a second high-voltage connection dome 5.0 .

So zeigtSo shows

Fig. 2 einen im I- und II-Quadranten angeordneten Hochspannungs-Anschlußdom 5 und 5.0, Fig. 2 is a arranged in quadrants I and II high voltage connection dome 5 and 5.0,

Fig. 3 einen im I- und I′-Quadranten angeordneten Hochspan nungs-Anschlußdom 5 und 5.0, Fig. 3 is a arranged in the I and I'-quadrant high-voltage clamping connection dome 5 and 5.0,

Fig. 4 einen im I- und II′-Quadranten angeordneten Hochspan nungs-Anschlußdom 5 und 5.0 und Fig. 4 an arranged in the I- and II'-quadrant Hochspan voltage connection dome 5 and 5.0 and

Fig. 5 einen im I- und III′-Quadranten angeordneten Hochspan nungs-Anschlußdom 5 und 5.0,
wobei die Quadranten I′ etc. auf der den Quadranten I etc. ge genüberliegenden Seite des Spulenkerns liegen und wobei ferner die Anschlußdome mit ihrem offenen Ende gleichsinnig oder ge gensinnig liegen können. Fig. 5 a disposed in the quadrant I and III'-high-voltage clamping connection dome 5 and 5.0,
wherein the quadrants I 'etc. on the quadrant I etc. ge opposite side of the coil core and furthermore the connecting domes with their open end can be in the same direction or in the same direction.

In weiterer Ausgestaltung können auch mehrere Zündspulen als 2 ×- oder 3 × Mehrfunkenspulen zu einem Kompaktblock verbunden und gemeinsam mit Isolierharz vergossen sein.In a further embodiment, several ignition coils can also be used as 2 × or 3 × multi-spark coils connected to a compact block and be potted together with insulating resin.

Claims

1. Ignition coil for a fully electronic ignition system with rest of the high voltage distribution for internal combustion engines

- With a ferromagnetic coil core, around the core central leg, a coil body with an internal primary and an external secondary winding is arranged,
with a primary winding connection part and at least one high-voltage connection dome,
- which are partly cast in insulating resin ,

that the high-voltage connection dome ( 5 ) is arranged in a peripheral quadrant (I...) between the coil former ( 8 ) and the coil core ( 4 )
and extends at least over the outer dimension of the cast spool body ( 8 ).

2. Ignition coil according to claim 1, characterized in that a in the bottom ( 5.1 ) of the high-voltage connecting dome ( 5 ) arranged contact part ( 5.2 ) the high-voltage end ( 3.3 ) of the secondary winding ( 3 ) is adjacent and connected to the sem.

3. Ignition coil according to claim 1, characterized in that further the primary winding connecting part ( 6 ) in a further peripheral quadrant (II...) Between the coil body ( 8 ) and the coil core ( 4 ) is arranged.

4. Ignition coil according to claim 1 or 3, characterized in that the high-voltage connection dome ( 5 ) and / or the primary winding connection part ( 6 ) in the coil body ( 8 ) by means of the insulating resin ( 7 ) is integrated.

5. Ignition coil according to claim 1, characterized in that the longitudinal extent of the high-voltage connecting dome ( 5 ) through the insulation path (L) is determined to ensure the high voltage strength.

6. Ignition coil according to claim 4, characterized in that the radial high-voltage strength (R) - starting from the contact part ( 5.2 ) - is determined by the high-voltage connection dome and the surrounding insulating resin.

7. Ignition coil according to claim 1, characterized in that a further high-voltage connection dome ( 5.0 ) is arranged in another peripheral quadrant between the coil former ( 8 ) and the coil core ( 4 ).

8. Ignition coil according to claim 7, characterized in that the two high-voltage connection domes ( 5 , 5.0 ) on the same side or on different sides of the Spu handlebars ( 4 ).

9. Ignition coil according to claim 1 or 7, characterized in that a plurality of ignition coils ( 1 ) are connected to form a compact block and are cast together with insulating resin ( 7 ).

10. Ignition coil according to claim 1 or 3, characterized in that the high-voltage connection dome ( 5 ) or the primary winding connection part ( 6 ) is part of a plastic insulating part in which the winding connections, the primary and secondary winding and the coil core are cast with insulating resin are.