DE4318124A1 - Zündspule für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündspule für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Zündspule ist durch die DE-AS 12 55 990 bekannt, wobei deren ferromagnetischer Kern aus einem im Innern der Primärspule angeordneten Mittelschenkel als zentralem Magnetkern und anderer­ seits aus einem, den Mittelschenkel umgebenden Mantelkern als Rück­ fluß-Magnetkern besteht. Zwischen den Endteilen des Mittelschenkels und dem Mantelkern, die sich als plane Flächen gegenüberstehen, liegen Luftspalte, die zur Vormagnetisierung des Kerns mit Dauer­ magneten gefüllt sein können. In Anbetracht der Fertigungstoleranzen des aus geschichteten Blechen zusammengesetzten Kerns ist es schwierig, für die Breite dieser Luftspalte genau festgelegte Werte einzuhalten.

Die Breite eines Luftspaltes wirkt sich jedoch auf die allgemeine Funktion der Zündspule aus, denn dadurch wird die magnetische Energie der Zündspule maßgeblich bestimmt. Wenn sich die Breite der Luftspalte im Laufe der Fertigung ändert, weisen die Zündspulen­ unterschiedliche Leistungscharakteristiken auf, so daß unter diesen Umständen der Hersteller der Zündspulen die Lieferung einer Spulenserie mit reproduzierbaren Leistungsmerkmalen nur mit großem Aufwand gewährleisten kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündspule mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnte Unzulänglichkeit in zufriedenstellendem Maß vermieden wird. Dazu weist die Zündspule in den Bereichen des Mantelkerns, die den End­ teilen stirnseitig gegenüberliegen, Ausnehmungen auf, in die die Endteile des Mittelschenkels zumindest teilweise hineinragen.

Mit dieser Formgebung wird die Länge der Luftspalte und die Über­ trittsfläche der magnetischen Feldlinien zwischen dem Mantelkern und den Endteilen des Mittelschenkels vergrößert. Somit kann gegenüber einer herkömmlichen Ausführung des Luftspaltes dieser, unter Zu­ grundelegung eines gleichen magnetischen Widerstandes des Magnet­ kreises, verbreitert werden. Bei einer vorgegebenen konstanten Fertigungstoleranz der Breite der Luftspalte wird bei einem ver­ breiterten Luftspalt der störende Einfluß der Fertigungstoleranz geringer, so daß dadurch die Reproduzierbarkeit der Funktionswerte einer Zündspulenserie verbessert wird.

Zudem kann durch die größeren Luftspalte die Energiespeicherfähig­ keit der Zündspule erhöht werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Reali­ sierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt den Kern einer Zündspule in der Draufsicht.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Ein in schematisierter Form dargestellter Kern 11 einer Zündspule für Brennkraftmaschinen setzt sich aus einem rahmenförmig geschlos­ senen Mantelkern 12 und einem, in dem Mantelkern 12 symmetrisch angeordneten, in der Grundform stabförmigen Mittelschenkel 13 zusammen. In bekannter Art besteht der Kern 11 aus hochpermeablem Material in Form von ausgestanzten und geschichtet montierten Eisen­ blechen und der Mittelschenkel 13 trägt in einem Mittelteil 14 in koaxialer Anordnung, nicht näher dargestellt, eine Primärspule und eine Sekundärspule.

An den Mittelteil 14 schließen sich in Richtung einer Längsachse 16 beidseitig Endteile 17 an, die gegenüber dem Mittelteil 14 eine ver­ größerte Querschnittsfläche aufweisen, welche sich in einer symme­ trisch zur Längsachse 16 erstreckenden polschuhartigen Verbreiterung der Endteile 17 gegenüber dem Mittelteil 14 zeigt.

Die Endteile 17 sind stirnseitig durch je einen Spalt 18 aus niedrig permeablem Material von dem Mantelkern 12 getrennt. Das niedrig permeable Material ist bei diesem Ausführungsbeispiel Luft; alter­ nativ können aber auch in die Spalte 18 zur Vormagnetisierung des Kerns 11 elektrisch nicht leitende Dauermagnete eingesetzt werden.

Der Mantelkern 12 des Ausführungsbeispiels kann unterteilt werden in je zwei, sich parallel gegenüberliegende Seitenschenkel 19 bzw. Querjoche 21, die einstückig zu einem Quadrat angeordnet sind und die, wie auch der Mittelschenkel 13, das gleiche Höhenmaß aufweist.

Dabei verlaufen die Querjoche 21 parallel und die Seitenschenkel 19 senkrecht zu der Längsachse 16. Zudem sind an zwei, sich diametral gegenüberliegenden, an der Verbindungsstelle zwischen je einem Quer­ joch 21 und einem Seitenschenkel 19 gebildeten Ecken Ausbuchtungen 22 angebracht, die je eine Bohrung 23 zur nicht dargestellten Fixie­ rung des Kerns 11 in der Zündspule aufweisen.

Die den Endteilen 17 stirnseitig gegenüberliegenden Bereiche der Seitenschenkel 19 weisen je eine Ausnehmung 24 derart auf, daß die teilweise in die Ausnehmung 24 hineinragenden Endteile 17 so von den Seitenschenkeln 19 getrennt sind, daß die Spalte 18 über ihren Längsverlauf eine optimale Breite im Sinne eines möglichst geringen Einflusses der Fertigungstoleranz auf die Funktionswerte der Zünd­ spule aufweisen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jedes der Endteile 17 stirnseitig einen in der Ausnehmung 24 verlaufenden ersten Abschnitt 26 auf, der normal zur Längsachse 16 gerichtet ist und von ihr hälftig geteilt wird. Beidseitig an die Enden des ersten Abschnitts 26 schließen sich Abschrägungen 27 an, die zum ersten Abschnitt 26 mit einem innenliegenden Winkel von etwa 150° geneigt sind. Diese Abschrägung 27, die symmetrisch zur Längsachse 16 verlaufen, sind dabei so gerichtet, daß sie an ihren von dem ersten Abschnitt 26 abgewandten Enden bereits geringfügig aus der Ausnehmung 24 heraus­ ragen. An diese Enden schließen sich, mit den Abschrägungen 27 einen innenliegenden Winkel von etwa 40° bildend, zweite Abschnitte 28 an, die in ihrem Endverlauf bogenförmig in die längsgerichteten äußeren Begrenzungen des Mittelteils 14 einmünden.

Alternativ können die Endteile stirnseitig beispielsweise auch so ausgeformt sein, daß der erste Abschnitt 26 und die Abschrägung 27 zusammen einen gekrümmten Verlauf haben. Unter Zugrundelegung einer konstanten Breite des Spaltes 18 weist die Ausnehmung 24 dann eine entsprechend angepaßte Ausformung auf.

Des weiteren kann alternativ der Mantelkern 12 eine kreisringförmige Querschnittsfläche aufweisen, so daß der Mittelschenkel 13 im Durch­ messer angeordnet ist.

Zur Erzielung eines möglichst langgestreckten Spaltes 18 zwischen je einem Endteil 17 und dem Mantelkern 12 erstreckt sich die Tiefe der Ausnehmung 24 in dem, dem ersten Abschnitt 26 gegenüberliegenden Bereich des Mantelkerns 12 auf etwa 70% der Breite des Seiten­ schenkels 19 des Mantelkerns 12. Diese Einschnürung der Quer­ schnittsfläche des Mantelkerns 12 ist für den Magnetfluß, der durch den Stromfluß in den, um den Mittelteil 14 angeordneten Spulen in dem Kern 11 hervorgerufen wird, unerheblich, da sich der Magnetfluß in dem Mittelteil 14 in dem einen der Endteile 17 verzweigt und unter Bildung von zwei gegenläufigen Magnetflußkreisen weitgehend über die Abschrägungen 27 bogenförmig in die zugeordneten Teile des einen der Seitenschenkel 19 übergeht, um dann über den anderen der Seitenschenkel 19 wieder weitgehend über die Abschrägungen 27 an dem anderen der Endteile 17 in den Mittelteil 14 einzutreten. Durch diese über die Abschrägungen 27 stattfindenden Magnetflußführungen ist gewährleistet, daß der ganze Querschnitt des Mantelkerns 12 für den Magnetfluß zur Verfügung steht. Mit der Verlängerung der Spalte 18 zwischen den Mittelschenkeln 13 und dem Mantelkern 12 durch die in die Ausnehmungen 24 des Mantelkerns 12 hineinragenden Endteile 17 des Mittelschenkels 13 kann unter einem vorgegebenen magnetischen Widerstand des Kerns 11, der unter anderem von der sich entlang des Spaltes 18 erstreckenden Fläche und der Breite des Spaltes 18 ab­ hängig ist, die Breite des Spaltes 18 erhöht werden. Damit können Zündspulen erstellt werden, die bei einer Serienfertigung in den Funktionswerten nur eine geringe Streuung aufweisen und die eine hohe Energiespeicherfähigkeit besitzen.

Claims (8)

1. Zündspule für Brennkraftmaschinen, mit einem Kern (11) aus hoch­ permeablem Material, dessen einer Teil als ein zumindest annähernd geschlossener Mantelkern (12) und dessen anderer Teil als ein den Mantelkern (12) querender Mittelschenkel (13) ausgebildet ist, wobei ein, je eine Primärspule und eine Sekundärspule tragender Mittelteil (14) des Mittelschenkels (13) einen kleineren Querschnitt aufweist als jener von einem von zwei Endteile (17) des Mittelschenkels (13), die stirnseitig durch mindestens einen, mit niedrig permeablem Material versehenen Spalt (18) von dem Mantelkern (12) getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die den Endteilen (17) stirnseitig gegenüberliegenden Bereiche des Mantelkerns (12) Ausnehmungen (24) aufweisen, in die die Endteile (17) zumindest teilweise hineinragen.

2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (18) als Luftspalte ausgebildet und zu einer Längsachse (18) des Mittelschenkels (13) symmetrisch angeordnet sind.

3. Zündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalte (18) im wesentlichen konstant ist.

4. Zündspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (18) bereichsweise normal und bereichsweise in davon abweichenden Winkeln zur Längsachse (18) des Mittelschenkels (13) angeordnet sind.

5. Zündspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (18) gekrümmt verlaufen.

6. Zündspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Spalten (18) Permanentmagnete angeordnet sind.

7. Zündspule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelkern (12) rahmenförmig ist.

8. Zündspule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelkern eine kreisringförmige Querschnittsfläche aufweist.