DE9205183U1

DE9205183U1 - High voltage coil for an ignition transformer

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Publication number: DE9205183U1
Application number: DE9205183U
Authority: DE
Original assignee: BERU RUPRECHT GmbH and CO KG 7140 LUDWIGSBURG DE
Current assignee: BERU RUPRECHT GmbH and CO KG 7140 LUDWIGSBURG DE
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1992-10-22
Anticipated expiration: 2002-04-15

Description

WILHELMS · KILIAN & PARTNERWILHELMS · KILIAN & PARTNER

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DR. RER. NAT. ROLF E. WILHELMS DR. RER. NAT. HELMUT KILIAN DIPL-PHYS. ECKART POHLMANNDR. RER. NAT. ROLF E. WILHELMS DR. RER. NAT. HELMUT KILIAN DIPL-PHYS. ECKART POHLMANN

DIPL. ING. LEONHARD HAINDIPL. ING. LEONHARD HAIN

Eduard-Schmid-Straße D-8000 München 90 Telefon (O 89) 65 20 Telex 523 467 (wilp-d) Telefax (0 89) 6 51 62 Electronic Mailbox: X400: C = DE, A = DBP, S = Wilhelms Kilian + PartnerEduard-Schmid-Straße D-8000 Munich 90 Telephone (O 89) 65 20 Telex 523 467 (wilp-d) Fax (0 89) 6 51 62 Electronic Mailbox: X400: C = DE, A = DBP, S = Wilhelms Kilian + Partner

PG/GP 5837-DE BERU Ruprecht GmbH & Co. KG PG/GP 5837-DE BERU Ruprecht GmbH & Co. KG

D-7140 LudwigsburgD-7140 Ludwigsburg

Hochspannungsspule für einen ZündtransformatorHigh voltage coil for an ignition transformer

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsspule für einen Zündtransformator einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high-voltage coil for an ignition transformer of an ignition system of an internal combustion engine according to the generic term of patent claim 1.

Bei einer derartigen Hochspannungsspule, die beispielsweise aus der DE-3504298A1 oder der DE-3937828C1 bekannt ist, sind die Kammerdurchbrüche zur Verbindung der einzelnen Wicklungskammern bezüglich der geraden Seiten des hohlzylinderförmigen Spulenkörpers etwa mittig angeordnet. Da beim Zündvorgang die Zündspannung innerhalb von Nano- oder sogar Picosekunden von ca. 15kV auf ca. 800V zusammenfällt, ergibt sich eine schnell veränderliche Spannung, die als StoßwelleIn such a high-voltage coil, which is known for example from DE-3504298A1 or DE-3937828C1, the chamber openings for connecting the individual winding chambers are arranged approximately centrally with respect to the straight sides of the hollow-cylindrical coil body. Since the ignition voltage drops from approx. 15kV to approx. 800V within nanoseconds or even picoseconds during the ignition process, a rapidly changing voltage is produced which acts as a shock wave.

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in den Zündtransformator hineinläuft. Durch die elektrischen, dynamisch verlaufenden Felder tritt eine hohe Feldbeanspruchung in axialer Richtung der Sekundär- oder Hochspannungswicklung des Zündtransformators auf.into the ignition transformer. Due to the dynamic electrical fields, a high field stress occurs in the axial direction of the secondary or high-voltage winding of the ignition transformer.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, die Hochspannungsspule nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß sie eine hohe Spannungsfestigkeit in axialer Richtung hat.The object underlying the invention is therefore to design the high-voltage coil according to the generic term of patent claim 1 in such a way that it has a high dielectric strength in the axial direction.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
angegeben ist.This object is achieved according to the invention by the design which is defined in the characterizing part of claim 1
is specified.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochspannungsspule sind Gegenstand der Patentansprüche 2-4.Particularly preferred developments and embodiments of the high-voltage coil according to the invention are the subject of patent claims 2-4.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenA particularly preferred embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. They show

Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hochspannungsspule undFig. 1 is a side view of the embodiment of the high-voltage coil according to the invention and

Fig. 2 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 sowie Ansichten in Richtung der Pfeile A-A und B-B jeweils.Fig. 2 is an enlarged partial side view of the embodiment according to Fig. 1 as well as views in the direction of arrows A-A and B-B respectively.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochspannungsspule für einen Zündtransformator umfaßt einen Spulenkörper, der etwa in Form eines Hohlzylinders mit geraden Seiten und abgerundeten Kanten ausgebildet ist. Die Abrundung der Kanten ist insbesondere in Fig. 2 in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles B-B dargestellt, wobei der Abrundungsradius mit R bezeichnet ist. Radial vorstehende, umlaufende Trennstege 3 sind dazu vorgesehen, Wicklungskammern 1 zu begrenzen, die Wicklungsgruppen 6 der Hochspannungswicklung aufnehmen. Die Wicklungsgruppen 6 bestehen jeweils aus einer bestimmten Anzahl von Windungen.The embodiment of the high-voltage coil according to the invention for an ignition transformer shown in the drawing comprises a coil body which is designed approximately in the form of a hollow cylinder with straight sides and rounded edges. The rounding of the edges is shown in particular in Fig. 2 in a view in the direction of the arrow B-B, with the rounding radius being designated R. Radially projecting, circumferential separating webs 3 are provided to delimit winding chambers 1 which accommodate winding groups 6 of the high-voltage winding. The winding groups 6 each consist of a certain number of turns.

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Die Trennstege 3 sind mit Kammerdurchbruchen 4 jeweils versehen, die benachbarte Wicklungskammern 1 miteinander verbinden. Die Wicklungsgruppen 6 sind über einen durch die Kammerdurchbrüche 4 führenden Wickeldrahtübergang elektrisch miteinander verbunden.The separating webs 3 are each provided with chamber openings 4 that connect adjacent winding chambers 1 to one another. The winding groups 6 are electrically connected to one another via a winding wire transition leading through the chamber openings 4.

Der Spulenkörper kann aus einem thermoplastischen Material bestehen und als Wicklungsdraht kann ein Kupferlackdraht mit Imprägnierharz verwandt werden, der in die Wicklungskammern 1 auf den Kammerboden 5 jeweils gewickelt ist.The coil body can be made of a thermoplastic material and a copper enamel wire with impregnating resin can be used as the winding wire, which is wound into the winding chambers 1 on the chamber floor 5.

Wie es insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Kammerdurchbrüche 4 an einer bestimmten Stelle bezüglich der abgerundeten Kanten des Spulenkörpers angeordnet. Die Kam
merdurchbrüche 4 gehen in Wickelrichtung von einer Stelle am Anfang der Abrundung einer Spulenkante aus, d.h. beginnen am Nullpunkt des jeweiligen Umfangsradius R des Kammerbodens 5.As shown in particular in Fig. 2, the chamber openings 4 are arranged at a specific location with respect to the rounded edges of the coil body. The chamber
The perforations 4 start in the winding direction from a point at the beginning of the rounding of a coil edge, i.e. they start at the zero point of the respective circumferential radius R of the chamber bottom 5.

Die Ausbildung der Kammerdurchbrüche 4 ist insbesondere so gewählt, daß der Wickeldraht 2 im Bereich des Drahtüberganges in den Kammerdurchbrüchen 4 einen tangentialen Verlauf an den Kreisbogen der Abrundung des Spulenkörpers mit dem Radius A nimmt. Bei einer derartigen Ausbildung der Kammerdurchbrüche 4 innerhalb der Trennstege 3 und der Anordnung am Radius A wird der Draht auf den Kammerboden geführt. The design of the chamber openings 4 is selected in particular so that the winding wire 2 in the area of the wire transition in the chamber openings 4 takes a tangential course to the circular arc of the rounding of the coil body with the radius A. With such a design of the chamber openings 4 within the separating webs 3 and the arrangement at the radius A, the wire is guided to the chamber floor.

Im Bereich der Kammerdurchbrüche 4 ist eine Rampe 7 ausgebildet, die radial verläuft und so dimensioniert ist, daß die Gefahr eines Kurzschließens von Windungen innerhalb einer Wicklungsgruppe 6 gering ist. Um die einzelnen Wicklungsgruppen 6 voneinander zu trennen, sind der Spaltwinkel &agr; sowie die zugehörigen Radien so gewählt, daß die die Kammerdurchbrüche 4 begrenzenden Teile der Trennstege 3 einander von der Unterkante bis zur Oberkante der Kammerdurchbrüche 4 in radialer Richtung überlappen. Durch diese Ausbildung werden elektrische Überschläge im Drahtübergangsbereich ausgeschlossen, da der Draht so geführt ist, daßIn the area of the chamber openings 4, a ramp 7 is formed which runs radially and is dimensioned such that the risk of short-circuiting of turns within a winding group 6 is low. In order to separate the individual winding groups 6 from one another, the gap angle α and the associated radii are selected such that the parts of the separating webs 3 which delimit the chamber openings 4 overlap one another in the radial direction from the lower edge to the upper edge of the chamber openings 4. This design prevents electrical arcing in the wire transition area, since the wire is guided in such a way that

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sich der Isolierabstand analog zur Eintauchtiefe vergrößert.the insulation distance increases analogously to the immersion depth.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochspannungsspule für einen Zündtransformator kann insbesondere so ausgebildet sein, daß bei einem Spulenkörper aus einem thermoplastischen Material die Trennstege 3 eine Dicke von 1,0 bis 1,7 mm haben.The above-described embodiment of the high-voltage coil according to the invention for an ignition transformer can in particular be designed such that, in the case of a coil body made of a thermoplastic material, the separating webs 3 have a thickness of 1.0 to 1.7 mm.

Da gemäß Fig. 1 die Kammerdurchbrüche 4 schräg zur axialen Richtung ausgebildet sind, ergibt sich ein längerer Isolierweg im spannungsfesten Material des Spulenkörpers und ein längerer Kriechweg an der Grenzfläche zwischen dem Material des Spulenkörpers und dem Gießharz, mit dem der Spulenkörper ausgegossen ist. Der Drahtübergang zwischen benachbarten Wicklungskammern 1 hat somit einen verlängerten Kriechweg und die Lage des Drahtübergangs befindet sich auf einer Seite, so daß eine große Isoliestrecke zwischen den Wicklungen und über dem geleiteten Wickeldraht entsteht.Since, according to Fig. 1, the chamber openings 4 are formed at an angle to the axial direction, this results in a longer insulation path in the voltage-resistant material of the coil body and a longer creepage path at the interface between the material of the coil body and the casting resin with which the coil body is cast. The wire transition between adjacent winding chambers 1 thus has an extended creepage path and the position of the wire transition is on one side, so that a large insulation path is created between the windings and above the guided winding wire.

Die erfindungsgemäße Hochspannungsspule hat weiterhin den Vorteil, daß sie gegenüber Mängeln im Fertigungsprozeß und des verwandten Kupferlackdrahts und des Imprägnierharzes unempfindlich ist und daß der Wickelprozeß vereinfacht ist.The high-voltage coil according to the invention has the further advantage that it is insensitive to defects in the manufacturing process and the used enamelled copper wire and the impregnating resin and that the winding process is simplified.

Die erfindungsgemäße Hochspannungsspule zeichnet sich jedoch insbesondere durch eine längere Lebensdauer bei Belastung der Hochspannungswicklung mit einer Funkenstrecke insbesondere bei hohen Temperaturen aus.However, the high-voltage coil according to the invention is characterized in particular by a longer service life when the high-voltage winding is loaded with a spark gap, in particular at high temperatures.

Claims

BERU PG/GP 5837-DE claims

1. High-voltage coil for an ignition transformer of an ignition system of an internal combustion engine with a coil body which is designed approximately in the form of a hollow cylinder with straight sides and rounded edges and has radially projecting, circumferential separating webs which delimit winding chambers and are provided with chamber openings, and a winding which is wound in groups with a certain number of turns into the winding chambers, the winding groups being connected to one another via a winding wire transition which leads through the chamber openings, characterized in that the chamber openings (4) start in the winding direction from a point at the beginning of the rounding of a coil body edge.

2. High-voltage coil according to claim 1, characterized in that the winding wire transition runs essentially tangentially to the rounding of the coil body edge.

3. High-voltage coil according to claim 2, characterized in that radially extending ramps (7) are formed in the region of the chamber openings (4).

4. High-voltage coil according to one of the preceding claims, characterized in that the parts of the separating webs (3) delimiting the chamber openings (4) overlap one another in the radial direction from the lower edge to the upper edge of the openings (4).