DE4328089C2 - Verfahren zum Herstellen einer Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor sowie nach diesem Verfahren hergestellte Zündspuleneinheit - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor sowie nach diesem Verfahren hergestellte ZündspuleneinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor sowie eine nach
diesem Verfahren hergestellte Zündspuleneinheit, und zwar im
einzelnen eine solche Zündspuleneinheit, bei der die
Zündspule und ein Leistungsschalter zum Steuern eines
Primärstroms durch die Zündspule integral zu einer Einheit
verbunden sind.
Fig. 4 ist ein elektrischer Schaltplan einer bekannten
Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor. Die
Zündspuleneinheit umfaßt eine Zündspule A mit einer
Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 6 und einen
Leistungsschalter B, der mehrere elektrische und
elektronische Bauteile aufweist. Aus Fig. 4 geht ebenfalls
hervor, daß mit der Zündspuleneinheit sowohl eine elektrische
Stromquelle C als auch eine Zündsignalsteuerung D verbunden
sind.
Der Leistungsschalter B umfaßt einen Leistungstransistor 1
zum Schalten eines Primärstromes, der durch die
Primärwicklung 2 der Zündspule A fließt, eine
Strombegrenzungsschaltung 4 und eine Stromnachweisschaltung
3 zum Nachweisen einer Potentialdifferenz, die durch den
Primärstrom erzeugt wird und zum Übertragen eines
Primärstrom-Steuersignals zu der Strombegrenzungsschaltung
4.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht der bekannten
Zündspuleneinheit (vgl. DE 41 32 153 A1), bevor sie mit einem isolierenden
Kunststoff gefüllt wird und Fig. 6 ist eine geschnittene
Seitenansicht der Zündspuleneinheit gemäß Fig. 5, wobei die
Zündspule A und der Leistungsschalter B integral
miteinander kombiniert sind. In den Fig. 5 und 6 ist die
Sekundärwicklung der Zündspule A innerhalb eines Gehäuses 5
angeordnet und konzentrisch um die Primärwicklung 2 der
Zündspule A und um einen Eisenkern 7 herumgewickelt. Die
Zündspule A ist auf diese Weise aus der Primärwicklung 2,
der Sekundärwicklung 6 und dem Eisenkern 7 zusammengesetzt.
Der Eisenkern 7 ist ein im wesentlichen C-förmiges Teil mit
einem Paar von im wesentlichen U-förmigen Teilen, die am
Ende eines der Schenkel des U in einander
gegenüberliegender Stellung zusammengeschweißt sind.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Schenkeln der
U-förmigen Teile wird ein Luftspalt 7a gebildet. Ein
Schenkel 7b jedes U-förmigen Teiles ist viel länger als der
andere Schenkel 7c und der Luftspalt 7a ist in bezug auf
die Zündspule A nicht mittig angeordnet. Im Gehäuse 5 ist
ein Wärmeverteilungsblech 22 angeordnet, das beispielsweise
aus Aluminium besteht und an diesem Wärmeverteilungsblech
22 ist ein umhüllter Leistungsschalter 23 angebracht, der
in sich den Leistungsschalter B aufweist. Der umhüllte
Leistungsschalter 23 umfaßt einen Kunststoff 23a, der mit
Hilfe eines Spritzvorganges den Leistungsschalter B
hermetisch abdichtet und zu einem einzigen, einheitlichen
Teil umhüllt. Innerhalb des Gehäuses 5 ist eine
Steckverbindung 8 mit angespritzt. Wie dies in Fig. 6
dargestellt ist, ist in das Gehäuse 5 ein elektrisch
isolierender Kunststoff 9 eingefüllt worden.
Wie dies aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, hat die
Steckverbindung 8 mehrere Steckanschlüsse 11, 13, 15 und
18. Der erste Steckanschluß 11 ist elektrisch mit einer
Masseleitung 10 der Sekundärwicklung verbunden und der
zweite Steckanschluß 13 ist durch eine Stromleitung 12 mit
einem Ende der Primärwicklung 2 elektrisch verbunden. Der
dritte Steckanschluß 15 ist über eine Steuersignalleitung
14 mit einem Basisanschluß 16 des Leistungstransistors
(siehe Fig. 4) im Leistungsschalter B innerhalb des
umhüllten Leistungsschalters 23 verbunden. Der vierte
Steckanschluß 18 ist über eine Masseleitung 17 elektrisch
mit dem Masseanschluß 19 des Leistungsschalters B
verbunden. Ein Kollektoranschluß 21 des
Leistungstransistors 1 ist über eine Kollektorleitung 20
elektrisch mit dem anderen Ende der Primärwicklung 2
verbunden.
Bei der bekannten, oben beschriebenen Zündspuleneinheit
fließt der Primärstrom der Primärwicklung 2 durch die
Stromnachweisschaltung 3, wo das Stromniveau als
Potentialdifferenz nachgewiesen wird, aufgrunddessen ein
Steuersignal an die Strombegrenzungsschaltung 4 abgesandt
wird. Die Strombegrenzungsschaltung 4 steuert anhand dieses
Steuersignals den Primärstrom, der durch die Primärwicklung
2 der Zündspule A fließt. Auf diesen Primärstrom hin, der
durch die Primärwicklung 2 fließt, wird in der
Sekundärwicklung 6 der Zündspule A eine Hochspannung
erzeugt, die an einen nicht dargestellten Zündverteiler
weitergeleitet wird.
Bei der bekannten Zündspuleneinheit, wie sie oben
beschrieben worden ist, müssen die elektrischen
Verbindungen, wie zum Beispiel die Verbindungen der
Steckanschlüsse 11, 13, 15 und 18 der Steckverbindung 8,
der Primär- und Sekundärwicklungen 2, 6 der Zündspule A und
des Leistungsschalters B durch getrennte, elektrische
Leitungen 10, 12, 14, 17 und 20 innerhalb des begrenzten
Raumes des Gehäuses 5 durchgeführt werden, nachdem der
umhüllte Leistungsschalter 23 und die Primär- und
Sekundärwicklung 2, 6 im Gehäuse befestigt worden sind. Aus
diesem Grunde kann die Zündspuleneinheit nicht leicht und
schnell montiert werden und diese Verbindungsteile können
manchmal nicht eng und korrekt angeschlossen werden und
ferner können sie leicht beschädigt werden.
Aus der DE 41 34 256 A1 ist eine Zündspulenvorrichtung mit
einem Gehäuse bekannt, das einen darin gebildeten Hohlraum
aufweist, um darin die Zündspule und den Zünder zusammen mit
deren Anschlüssen aufzunehmen. Das Gehäuse weist außerdem
einen externen, integral darauf gebildeten Anschlußstecker
auf.
Aus der DE 41 32 851 A1 ist ferner eine Zündspuleneinheit
bekannt, bei der die integrierte Schaltung des Schalter-
Schaltkreises von Kunstharz in ihrer Position gehalten wird,
das in den inneren Raum eines Gehäuses eingefüllt ist.
Die DE 39 22 267 A1 beschreibt eine Zündvorrichtung mit einem
zweiteiligen Gehäuse, das aus einem ersten spritzgeformten
Teil und einem zweiten Teil aus Metall besteht. Ein
Öffnungsraum zwischen dem ersten Teil des Gehäuses, der
Primärspule und der Sekundärspule ist dabei mit einem
Epoxyharz gefüllt.
Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe),
ein Verfahren zum Herstellen einer Zündspuleneinheit zu
schaffen, das eine wirtschaftliche sowie leichte und
zuverlässige Montage erlaubt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die
Verfahrensschritte gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind durch die weiteren
Ansprüche gekennzeichnet.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die
eine Ausführungsform der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zündspuleneinheit
darstellt;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer
Zündspuleneinheit nach Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht der in den Fig. 1 und 2
dargestellten Zündspuleneinheit;
Fig. 4 ist ein Schaltbild einer bekannten
Zündspuleneinheit, bei der die vorliegende
Erfindung anwendbar ist;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht einer bekannten
Zündspuleneinheit, bevor diese mit einem
Füllkunststoff ausgefüllt worden ist; und
Fig. 6 ist eine Schnittansicht der in Fig. 5
dargestellten, bekannten Zündspuleneinheit.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Zündspuleneinheit
dargestellt, die einen elektrisch isolierenden
Spritzkunststoff 50 und eine Spulenanordnung 55 zeigt, die
innerhalb des Spritzkunststoffs 50 angeordnet ist.
Die Spulenanordnung 55 setzt sich aus einer Zündspule A und
einem Leistungsschalter 30 zusammen, die mechanisch und
elektrisch miteinander verbunden sind, wie dies in Fig. 3
dargestellt ist; dabei stellt die Fig. 3 eine
Schnittansicht der Zündspuleneinheit dar. Der
Leistungsschalter 30 umfaßt mehrere, nicht dargestellte
elektrische und elektronische Bauteile, die den
Leistungsschalter-Schaltkreis B bilden, wie er in Fig. 4
dargestellt ist, einschließlich des Leistungstransistors 1
und der Strombegrenzungsschaltung 4 und dergleichen. Der
Leistungsschalter 30 enthält zum hermetischen Abdichten der
in ihm enthaltenen elektrischen und elektronischen Bauteile
ebenfalls einen Spritzkunststoff. Bei dieser
Ausführungsform wird der Leistungsschalter 30 zunächst mit
dem Kunststoff umspritzt, das heißt, es wird ein umhüllter
Leistungsschalter 30 verwendet, wie er in den Fig. 1 und 3
dargestellt ist. Die Zündspule A hat eine Primärwicklung 2
und eine Sekundärwicklung 6, die konzentrisch um die
Primärwicklung 2 herumgewickelt ist.
In die Primärwicklung 2 ist ein Eisenkern 7 eingeschoben
und der im wesentlichen C-förmige Eisenkern 7 hat ein Paar
von im wesentlichen U-förmigen Teilen 70, 71, die an einem
Ende der Schenkel des U in einer Lage miteinander
verschweißt sind, in der sie einander gegenüberliegen. Wie
dies in Fig. 3 dargestellt ist, ist ein Schenkel 7b des
Eisenkernes 7 viel länger als der andere Schenkel 7c und
ein Luftspalt 7a zwischen den Schenkeln 7b und 7c liegt in
bezug auf die Zündspule A nicht mittig, sondern nahe an
einem der axialen Enden der Zündspule A. Da der umhüllte
Leistungsschalter 30 vom Luftspalt 7a relativ weit entfernt
ist, beeinflußt Wärme, die am Luftspalt 7a erzeugt wird,
den umhüllten Leistungsschalter 30 nicht.
Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist der umhüllte
Leistungsschalter 30 an einem Halter 35 befestigt und mit
Hilfe eines Paares von Tragblechen 36 abgestützt, die sich
vom Boden des Halters 35 aus längs einander
gegenüberliegenden Seitenflächen des umhüllten
Leistungsschalters 30 aus nach oben erstrecken. Zwischen
dem umhüllten Leistungsschalter 30 und dem Halter 35
befindet sich ein wärmeverteilendes Blech 34, das
beispielsweise aus Aluminium besteht und das am umhüllten
Leistungsschalter 30 angebracht ist. Wenn dies notwendig
erscheint, dann kann der umhüllte Leistungsschalter 30 mit
Hilfe einer Abdeckung 30a, beispielsweise mit einem
Silikonblatt, abgedeckt werden, um den Leistungsschalter
gegen eine Spannung zu schützen, die zwischen diesen Teilen
entstehen könnte und diese Spannung zu absorbieren. Der
umhüllte Leistungsschalter 30 hat einen Basisanschluß 31,
einen Masseanschluß 32 und einen Kollektoranschluß 33, die
sich aus dem Spritzkunststoff des umhüllten
Leistungsschalters 30 heraus nach außen erstrecken und die
durch Trennwände 37, die am Halter 35 vorgesehen sind,
voneinander getrennt sind. Die Trennwände 37 erstrecken
sich vom Halter 35 aus parallel zu den Anschlüssen 31, 32
und 33.
Am Gehäuse 50 ist gemäß Fig. 2 eine Steckverbindung 8
integral angespritzt. Die Steckverbindung 8 hat mehrere
Steckanschlüsse 40, 41, 42, 43 und 44. Die erste
Steckverbindung 40 ist mit einem Ende der Sekundärwicklung
6 elektrisch verbunden und der zweite Steckanschluß 41 ist
mit einem Ende der Primärwicklung 2 elektrisch verbunden;
der dritte Steckanschluß 42 ist mit dem Basisanschluß 31
des umhüllten Leistungsschalters 30 elektrisch verbunden.
Der vierte Steckanschluß 43 ist mit dem Masseanschluß 32
des umhüllten Leistungsschalters 30 elektrisch verbunden.
Der Anschluß 44 verbindet den Kollektoranschluß 33 des
umhüllten Leistungsschalters 30 elektrisch mit dem anderen
Ende der Primärwicklung 2. Wie dies in Fig. 3 dargestellt
ist, ist ein zweiter Anschluß 45 mit dem anderen Ende der
Sekundärwicklung 6 elektrisch verbunden, um Hochspannung,
die in der Sekundärwicklung 6 erzeugt worden ist, einem
nicht dargestellten Zündverteiler zuzuleiten. Der
Zweitanschluß 45 umfaßt ein äußeres Gehäuse 45a, wie dies
in Fig. 2 dargestellt ist, das durch einen
Spritzgießvorgang gleichzeitig dann hergestellt werden
kann, wenn das Gehäuse 50 spritzgegossen wird. Auf diese
Weise werden der umhüllte Leistungsschalter 30 und die
Zündspule A elektrisch miteinander über dies Anschlüsse
verbunden.
Gemäß Fig. 1 hat der Halter ein ausgeschnittenes
Kupplungsteil 46 zum Aufnehmen eines Vorsprunges 47, der an
der Zündspule A vorgesehen ist. Der Vorsprung hat einen im
wesentlichen T-förmigen Querschnitt und paßt eng in den
ausgeschnittenen Kupplungsteil so hinein, daß eine relativ
feste, mechanische Verbindung zwischen dem Halter 35 und
der Zündspule A erreicht wird. Auf diese Weise sind die
Zündspule A und der umhüllte Leistungsschalter 30 über den
Halter 35 mechanisch miteinander verbunden.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der oben
beschriebenen Zündspuleneinheit werden zunächst der
umhüllte Leistungsschalter 30 und die Zündspule A
mechanisch miteinander mit Hilfe des ausgeschnittenen
Kupplungsteils 46 des Halters 35 und des Vorsprunges 47 der
Zündspule A verbunden. Als nächstes werden die Anschlüsse
31, 32 und 33 des umhüllten Leistungsschalters 30, die
Primär- und Sekundärwicklungen 2, 6 der Zündspule A, die
Steckanschlüsse 40, 41, 42, 43 und 44 und der Zweitanschluß
45 elektrisch miteinander verbunden, um die Spulenanordnung
55 zu montieren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die
vereinigte Spuleneinheit 55 wird in einer nicht
dargestellten Spritzform angeordnet und in geeigneter Weise
so abgestützt, daß ein elektrisch isolierender Kunststoff
55 rund um die Spulenanordnung 55 eingespritzt werden kann.
Der eingespritzte Kunststoff 50 wird zu einer Form
ausgebildet, die dem Gehäuse 5 der Einheit gemäß den Fig. 5
und 6 entspricht und enthält einen Hauptkörperteil, der die
Zündspule A und den Leistungsschalter 30 aufnimmt, einen
Anschlußteil, der die Steckverbindung 8 zu einer äußeren
Verbindung und einen turmförmigen Teil umfaßt, der den
Zweitanschluß 45 bildet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Da bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Zündspuleneinheit,
wie sie oben beschrieben worden ist, der
umhüllte Leistungsschalter mit der Zündspule A über
Anschlüsse verbunden und mechanisch zu der Spulenanordnung
55 montiert wird, bevor sie mit dem Kunststoff 50 umspritzt
werden, können alle elektrischen Verbindungen zwischen
diesen Teilen sehr leicht durchgeführt werden. Die
elektrischen Verbindungsvorgänge zwischen diesen Teilen
werden auf diese Weise sehr einfach und die
Verbindungsabschnitte können ordnungsgemäß und eng
verbunden werden. Aus diesem Grunde kann die
Zündspuleneinheit gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht
und zuverlässig montiert werden. Darüber hinaus sind die
Verbindungsvorgänge sehr wirtschaftlich.
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen einer Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor,
umfassend die folgenden Schritte:
Vorbereiten einer Zündspule (A) und eines Leistungsschalters (30), der seinerseits mehrere elektrische und elektronische Bauteile zum Unterbrechen eines elektrischen Stromes enthält, der durch die Zündspule (A) fließt;
Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsschalter (30), der Zündspule (A) und Steckanschlüssen (40 bis 45), um eine Spulenanordnung (55) zu bilden;
Anordnen der Spulenanordnung (55) in einer Spritzform, welche die Form eines Gehäuses besitzt, das ein Hauptkörperteil zur Aufnahme der Zündspule (A) und des Leistungsschalters (30), ein Anschlußteil, das eine Steckverbindung (8) bildet, und ein Hochspannungsteil (45a) zur Aufnahme eines Hochspannungssteckers aufweist; und
Einspritzen eines elektrisch isolierenden Kunststoffes (50) um die Spulenanordnung (55) herum in die Spritzform.
Vorbereiten einer Zündspule (A) und eines Leistungsschalters (30), der seinerseits mehrere elektrische und elektronische Bauteile zum Unterbrechen eines elektrischen Stromes enthält, der durch die Zündspule (A) fließt;
Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsschalter (30), der Zündspule (A) und Steckanschlüssen (40 bis 45), um eine Spulenanordnung (55) zu bilden;
Anordnen der Spulenanordnung (55) in einer Spritzform, welche die Form eines Gehäuses besitzt, das ein Hauptkörperteil zur Aufnahme der Zündspule (A) und des Leistungsschalters (30), ein Anschlußteil, das eine Steckverbindung (8) bildet, und ein Hochspannungsteil (45a) zur Aufnahme eines Hochspannungssteckers aufweist; und
Einspritzen eines elektrisch isolierenden Kunststoffes (50) um die Spulenanordnung (55) herum in die Spritzform.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündspule (A) und der Leistungsschalter (30) vor dem
Herstellen der elektrischen Verbindungen miteinander
mechanisch verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Leistungsschalter (30) mit der Zündspule (A)
mechanisch über einen Halter (35) mit Hilfe von
Befestigungsmitteln (46, 47) verbunden wird, die am
Halter (35) und an der Zündspule (A) vorgesehen sind.
4. Zündspuleneinheit für einen Verbrennungsmotor,
hergestellt nach einem der vorstehenden Ansprüche.
5. Zündspuleneinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Leistungsschalter (30) eine Kunststoffumhüllung (50)
aufweist, in der die elektrischen und elektronischen
Bauteile des Leistungsschalters (30) hermetisch
abgedichtet sind.
6. Zündspuleneinheit nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Halter (35) am Leistungsschalter (30) befestigt ist.
7. Zündspuleneinheit nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Befestigungsmittel aus folgenden Teilen bestehen:
- 1. einem Einschubteil (47), das an der Zündspule (A) vorgesehen ist;
- 2. einem Aufnahmeteil (46), das am Halter (35) zum Aufnehmen des Einschubteiles (47) vorgesehen ist;
- 3. wobei das Einschubteil (47) und das Aufnahmeteil (46) ineinander passen.
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