DE69402636T2

DE69402636T2 - Zündspule mit reduzierter transversaler Grösse

Info

Publication number: DE69402636T2
Application number: DE69402636T
Authority: DE
Inventors: Paolo Pignatti; Daniele Rossi
Original assignee: Cooper Industries LLC
Current assignee: Cooper Industries LLC
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: EP0638971A1; EP0638971B1; IT1260977B; ITTO930603A0; ES2102732T3; DE69402636D1; ITTO930603A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule, insbesondere für einen Mehrventil-Verbrennungsmotor, der mit einem Zünd system mit statischer Verteilung versehen ist.
Bekanntermaßen wird bei Mehrventilmotoren, die heutzutage in immer mehr verschiedenen Formen auftreten, beispielsweise als Typ mit vier Ventilen pro Zylinder, der am Zylinderkopf zur Verfügung stehende Platz zunehmend weniger. Dies ist auf das Vorhandensein der größeren Anzahl von Ventilen pro Zylinder und der entsprechenden Mechanismen zur Betätigung der Ventile zurückzuführen.
Wenn einzelne Spulen, d.h. eine für jede Zündkerze, direkt an der Zündkerze angebracht, des Typs eingesetzt werden sollen, die allgemein als Kerzenaufsatz (plug-top) bekannt sind, tritt das Problem auf, daß nicht ausreichend Platz für die erwähnten Zündkerzen zur Verfügung steht.
Eine Zündspule vom Zündkerzenaufsatztyp gemäß dem Stand der Technik wird beispielsweise in US-A-4 514 712 offenbart.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zündspule mit verringerter Querabmessung herzustellen, die es ermöglicht, den obenerwähnten Nachteil zufriedenstellend zu überwinden, und die dennoch eine Leistung aufweist, die der der Spulen nach dem Stand der Technik gleichkommt oder sie übertrifft.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Zündspule erfüllt, die die in den Ansprüchen aufgeführten Eigenschaften aufweist.
Weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die als nichteinschränkendes Beispiel dienen, wobei:
- Fig. 1 eine Seitenansicht des Kerns der Spule gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 2 eine axiale Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Kerns ist;
- Fig. 3 eine teilweise als Schnitt ausgeführte schematische Ansicht von Bauteilen der Spule gemäß der vorliegenden Erfindung in teilweise zusammengesetztem Zustand ist;
- Fig. 4 eine als Schnitt ausgeführte schematische Ansicht eines Bauteils der Spule gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 5 und 6 zwei axiale Ansichten des in Fig. 4 dargestellten Bauteils sind;
- Fig. 7 eine nicht als Schnitt ausgeführte schematische Ansicht von Bauteilen der Spule ist, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind;
- Fig. 8 eine nicht als Schnitt ausgeführte schematische Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Bauteils ist;
- Fig. 9 eine als Schnitt ausgeführte Ansicht eines weiteren Bauteils der Spule gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
- Fig. 10 eine als Schnitt ausgeführte Ansicht der vollständigen Spule gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 zu sehen ist, umfaßt die Spule gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kern 2, der aus ferromagnetischem Material besteht und eine im wesentlichen lineare Abwicklung aufweist. Der Kern 2 wird beispielsweise durch einen Zylinder mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet und besteht aus ferromagnetischem Material, das in einer Spirale gewickelt ist, beispielsweise Blech (0,2 mm dick).
Der Kern 2 wird in einen Spulenkörper 4 für die Sekundärwicklung, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, eingeführt. Der Sekundärspulenkörper 4 umfaßt eine Vielzahl von Zellen 5, die die Sekundär- bzw. Hochspannungswicklung aufnehmen können. Der Sekundärspulenkörper 4 besteht aus isolierendem Material, beispielsweise Kunststoffmaterial, wobei eine Buchse 6 aus elektrisch leitendem Material angeformt ist.
Die Buchse 6 ermöglicht die Verbindung der Anschlüsse 7 durch Verbindung mit der Zündkerze (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors. Der Anschluß 7 wird mittels eines Stiftes 13, der in Fig. 7 dargestellt ist, befestigt, der in einen Schlitz 14 eingreift, der in dem Anschluß 7 vorhanden ist. Dieser Aufbau ermöglicht es dem Anschluß 71 im Inneren einer Öffnung 15 in der Buchse 6 zu gleiten.
Diese Öffnung 15 ist mit einer Feder 16 versehen, so daß der Anschluß 7 in Richtung der Zündkerze gedrückt wird und die glockenförmige Aufnahme 17 stets in Kontakt mit dem positiven Anschluß der Zündkerze ist. Diese Anordnung ist besonders dort sinnvoll, wo unterschiedliche Abmessungen der Spule und der Zündkerze vorliegen. Das Maßinterval, bei dem die Spule gemäß der vorliegenden Erfindung ordnungsgemäß eingesetzt werden kann, wird durch die axiale Abmessung des Schlitzes 14 bestimmt.
Der Sekundärspulenkörper 4 weist einen axialen Hohlraum 8 auf, der den Kern 2 aufnehmen kann und an einer Fläche 9 im rechten Winkel zur Achse des Spulenkörpers 4 selbst endet, an der der Kern 2 anschlägt, wenn er eingeführt wird. Der Primärspulenkörper 20, der in Fig. 4, 5, 6 und 8 dargestellt ist, wird auf einen zylindrischen oberen Außenabschnitt 10 des Sekundärspulenkörpers 4 aufgepreßt. Ein Flansch 11, der ebenfalls an dem Sekundärspulenkörper 4 vorhanden ist, bildet einen Absatz, durch den der Primärspulenkörper 20 eine bestimmte gewünschte axiale Position einnimmt.
Der Primärspulenkörper 20, der ebenfalls aus isolierendem Material besteht, kann die Primär- bzw. Niedrigspannungswicklung aufnehmen. Letztere hat im wesentlichen die Form einer Röhre mit einer Bohrung, so daß sie, wie obenerwähnt, auf den Sekundärspulenkörper 4 aufgepaßt werden kann. Es liegt auf der Hand, daß die Außenfläche 21 des Primärspulenkörpers 20 die Primärwicklung der Spule aufnehmen kann.
Die beiden Enden der Außenfläche 21 des Primärspulenkörpers 20 weisen entsprechende radiale Vorsprünge 22, 23 auf, die als Absatz für die Primärwicklung dienen. Im Unterschied dazu weist die Innenfläche 24 des Primärspulenkörpers 20 radiale Vorsprünge 25 auf, die, wenn der Primärspulenkörper 20 auf dem Sekundärspulenkörper 4 angebracht wird, über eine Fläche 26 so zusammenwirken, daß sie an dem Flansch 11 des Sekundärspulenkörpers 4 anschlagen. Auf diese Weise wird dem Primärspulenkörper 20 eine vorgegebene axiale Position in bezug auf den Sekundärspulenkörper 4 verliehen.
An dem Primärspulenkörper 20 sind des weiteren Vorsprünge 27 vorhanden, die so bemessen sind, daß ihre Flächen 28, die der Achse zugewandt sind, einen Endabschnitt 10 des Sekundärspulenkörpers 4 geringfügig überlagern, wenn der Primärspulenkörper 20 auf dem Sekundärspulenkörper 4 angebracht ist.
Die Spule ist weiterhin mit einer in Fig. 10 dargestellten Kappe 30 versehen, die aus isolierendem Kunststoffmaterial besteht und folgende Funktionen hat:
- den Bereich um die Hochspannungsbuchse 6 herum zu isolieren;
- die Größe der Spule auf der der Zündkerze zugewandten Seite zu begrenzen;
- ein Ende eines Behälters 31 zu verschließen.
Der Behälter 31, der in Fig. 9 und 10 dargestellt ist und aus isolierendem Kunststoffmaterial besteht, vervollständigt die Spule und bestimmt die radiale Größe der Spule selbst. Des weiteren bildet der Behälter 31, der mit der Kappe 30 zusammenwirkt, ein Gehäuse, das Imprägnierharz enthalten kann.
Wenn die Spule zusammengesetzt ist, wird Imprägnierharz in die Spule gegossen und anschließend polymerisiert, so daß es fest wird.
Es liegt auf der Hand, daß die Spule mit elektrischen Verbindem versehen ist. Sie umfaßt einen Niederspannungsverbinder 32 mit elektrischen Speiseanschlüssen 33, 34, wobei der positive Anschluß 33 mit einem positiven Anschluß der Primärwicklung verbunden ist, und der negative Anschluß 34 mit den negativen Anschlüssen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung verbunden ist.
Ein Abschnitt 35 des Niederspannungsverbinders 32 ist so angeordnet, daß der Niederspannungsverbinder 32 auf den Hohlraum 8 in dem Sekundärspulenkörper 4 zentriert werden kann. Des weiteren ist der Abschnitt 35 dieses Verbinders so geformt, daß seine Abschlußfläche 36 an dem Kern 2 haftet. Ein Abschnitt 37 des Niederspannungsverbinders 32 hingegen ist so geformt, daß seine Außenabmessung kleiner ist als die Bohrung des Behälters 31 (wenigstens 4 mm), so daß das Imprägnierharz eingegossen werden kann.
Die auf diese Weise hergestellte Spule hat eine Querabmessung, die außerordentlich kompakt ist und ihren Einsatz in Motoren ermöglicht, bei denen der zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist, wobei sie jedoch kostengünstig und einfach herzustellen ist.
Natürlich können bei gleichbleibendem Prinzip der Erfindung die Merkmale von Ausführungen und Einzelheiten der Beschreibung von den beschriebenen und dargestellten stark abweichen, ohne den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Zündspule, die direkt an einer Zündkerze anzubringen ist und in funktionellen Kombinationen umfaßt:

- einen Kern (2), der elektromagnetischen Fluß leitet;

- einen ersten Spulenkörper (4), der eine Hochspannungswicklung trägt und den Kern (2) in einem axialen Innenhohlraum (8) aufnimmt;

- einen zweiten Spulenkörper (20), der eine Niederspannungswicklung trägt und an dem ersten Spulenkörper (4) angebracht wird;

- Verbindungseinrichtungen (6,7), die zu dem ersten Spulenkörper (4) gehören, und einen Anschluß der Hochspannungswicklung mit der Zündkerze verbinden;

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spulenkörper (4) an einem ersten Ende von den Verbindungseinrichtungen (6,7) entfernt mit einem Flansch (11)versehen ist, und die zweite Spule (20) an ihrer Innenfläche (24) mit radialen Vorsprüngen (25) versehen ist, die Anschlagflächen (26) aufweisen, die mit dem Flansch (11) zusammenwirken können, so daß eine axiale Montageposition des ersten Spulenkörpers (4) und des zweiten Spulenkörpers (20) zueinander bestimmt wird, wobei der zweite Spulenkörper (20) eine axiale Länge hat, die im wesentlichen kürzer ist als die axiale Länge des ersten Spulenkörpers (4).

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (24) des zweiten Spulenkörpers (20) mit weiteren Vorsprüngen (27) versehen ist, die über ihre Innenflächen (28) mit den Endabschnitten (10) des ersten Endes des ersten Spulenkörpers (4) so zusammenwirken sollen, daß der zweite Spulenkörper (20) auf den ersten Spulenkörper (4) paßt.

3. Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spulenkörper (4) eine Außenfläche hat, die als eine Vielzahl von Zellen (5) geformt ist, die die Hochspannungswicklung aufnehmen sollen.

4. Spule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spulenkörper (20) an seiner Außenfläche (21) mit vorsprüngen (22, 23) versehen ist, die an beiden Enden des zweiten Spulenkörpers (20) angeordnet sind und Absätze für die Niederspannungswicklung bilden sollen.

5. Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (6,7) eine Buchse (6) umfassen, die aus elektrisch leitendem Material besteht und an den ersten Spulenkörper (4) angeformt ist.

6. Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungenen (6,7) einen Hochspannungsanschluß (7) umfassen, der mit einem Verbindungsanschluß der Zündkerze in Kontakt kommen soll, wobei der Anschluß eine im wesentlichen glockenförmige Kontaktaufnahme (17) aufweist und beweglich mit der Buchse (6) verbunden ist.

7. Spule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsanschluß (7) so in der Buchse (6) gleiten kann, daß er an Systeme mit unterschiedlichen Abmessungen angepaßt werden kann.

8. Spule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine federnde Einrichtung (16) umfaßt, die sich funktionell zwischen der Buchse (6) und dem Hochspannungsanschluß (7) befindet, so daß sie den Anschluß (7) auf die Zündkerze zu drückt, um einen optimalen elektrischen Kontakt herzustellen.

9. Spule nach Anspruch 8, dadurch qekennzeichnet, daß die federnde Einrichtung eine Spiralfeder (16) umfaßt.

10. Spule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsanschluß (7) mit einer länglichen Öffnung (14) versehen ist, in die ein Stift (13) eingeführt werden soll, der in der Buchse (6) vorhanden ist, wobei die längliche Öffnung (14) und der Stift (13) so angeordnet sind, daß sie die axiale Bewegung des Hochspannungsanschlusses (7) in bezug auf die Buchse (6) bestimmen.

11. Spule nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der länglichen Öffnung (14) in der axialen Richtung die Länge der Bewegung des Hochspannungsanschlusses (7) bestimmt.

12. Spule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen im wesentlichen röhrenförmigen Behälter (31) umfaßt, der auf den zweiten Spulenkörper (20) aufgepaßt werden kann.

13. Spule nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kappe (30) umfaßt, die auf ein zweites Ende aufgepaßt werden kann, auf die Zündkerze und um die Buchse (6) herum gedreht werden kann.

14. Spule nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (31) und die Kappe (30) zusammen ein Gehäuse bilden, das es ermöglicht, ein isolierendes Material, das in flüssigem Zustand gegossen und anschließend verfestigt wird, in selbiges einzuleiten.

15. Spule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Niederspannungsverbindungseinrichtung (32) umfaßt, die in das erste Ende des ersten Spulenkörpers (4) eingeführt wird.

16. Spule nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) zylindrisch ist und aus einem gewickelten Blech aus ferromagnetischem Material besteht.