EP0126734B1 - Zündspule für zündanlagen von brennkraftmaschinen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an ignition coil for ignition systems of internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
- ignition coils the insulation distance between the high-voltage secondary winding and areas of the ignition coil with a lower potential is measured according to the highest voltage between two potentials; this is known to be in the area of the high voltage output of the secondary winding.
- Such an ignition coil is known from FR-A 119719, in which the greatest insulation distance exists between the high-voltage output and the primary winding, but is the smallest to the iron core; the extent to which this applies to the housing cannot be determined.
- Such an ignition coil is also known from US Pat. No. 4,352,079, the first coil former with primary winding of which is arranged inside the second coil former and surrounds it in a pot-shaped housing. Due to the cylindrical sleeve shape of the windings and the coil body as well as the housing, the insulation distance is constant in all areas. If there is a requirement for an increased insulation distance between the high-voltage output of the secondary winding and all elements of the ignition coil which have a lower potential, this would result in a relatively large construction volume and therefore an excessive amount of casting compound.
- the problem set out in the aforementioned prior art is solved in a technically simple manner and achieved that the ignition coil has a small diameter with the same power and a small amount of casting compound is required.
- the area of the insertion opening which is formed by the end face of the first coil former of the primary winding and the bottom of the housing, must be perfectly sealed when the ignition coil is cast - this takes place without the iron core.
- FIG. 1 shows the axial section of an ignition coil for ignition systems of internal combustion engines; and FIG. 2 in sections and partially cut the housing base after the ignition coil has been cast.
- the only figure of an ignition system for internal combustion engines shows an ignition coil with a lamellar iron core 10, which is arranged coaxially with the axis 11 of the ignition coil, and a first coil body 12, which is coaxial with the iron core 10, with a primary winding 13. Also coaxial with this is a second coil body 14 in Chamber version arranged with a secondary winding 15.
- a pot-shaped, essentially hollow-cylindrical housing 16 made of plastic has an insertion opening 17 in the bottom for fastening the first coil former 12 with the primary winding 13 and the iron core 10.
- the first coil former 12 widens in its edge region 18 to accommodate a dome 19 a contact sleeve 20 molded therein for the secondary connection of the ignition coil and receives two primary connection bolts 21 (only one of which is visible) for the connection to the battery or to the ignition distributor or switching device.
- the first end section 24 of the primary winding 13 makes contact with the one connecting pin 21.
- the second end section 24 'of the primary winding and the second end section 23' of the secondary winding 15 are fixed to a connecting part 22 'which makes contact with the other connecting pin, not shown.
- the first end section 23 of the secondary winding 15 makes contact with the contact sleeve 20 via a connecting part 22.
- the second bobbin 14 in chamber design has a frustoconical, outwardly widening inner wall section 25, an approximately cylindrical inner wall section 25 'and forms e.g. eight ring chambers 26, which form seven inner ring webs 27 and two outer ring webs 28, 28 '.
- the axial cross section of each ring land 27 is trapezoidal, and the narrow sides of the trapezoid partially form the outer boundary of the second coil former 14.
- the radial expansion i.e.
- each chamber winding 29 of the secondary winding 15 decreases towards the higher chamber potential according to the law of the geometrical series, and the individual chamber windings 29 are arranged in such a way that the insulation distance between the secondary winding 15 and regions of the ignition coil which carry a lower potential also increasingly higher chamber potential.
- the insulation distance 30, 30 'of the chamber winding 29 with the highest chamber potential to the primary winding 13 or to the outside of the housing 16 is greater than the insulation distance 31, 31' of the chamber winding 29 with the smallest corresponding chamber potential.
- the elements of the ignition coil are fastened in an insulating manner in the housing 16 by a casting compound 32, which is shown hatched only in the edge area.
- the gradation of the chamber windings 29 in terms of their height and cross-sectional area does not have to correspond exclusively to the geometric series, but can also be carried out according to production engineering and strength considerations.
- the bottom 36 of the housing 16 of the ignition coil has an inwardly curved opening edge 33, to which a hat-shaped cover 41 connects in one piece via a predetermined breaking point 35.
- a hat-shaped cover 40 is formed on the end face of the first coil former 12 via a predetermined breaking point 34, which cap is inserted into the cover 41 when the first coil former 12 and housing 16 are axially joined together.
- both covers 40, 41 are separated at the predetermined breaking point 34, 35 by a tool.
- the iron core (FIG. 1) is then inserted into the insertion opening 17 in such a way that the end section of the iron core 10 projects partially over the bottom 36 of the housing 10.
- the housing 16 and the coil body 12 are made of the thermoplastic polybutylene reinforced with glass fiber.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei derartigen Zündspulen bemisst sich der Isolierabstand zwischen der die Hochspannung führenden Sekundärwicklung und Bereichen der Zündspule mit einem niedrigeren Potential nach der höchsten Spannung zwischen zwei Potentialen; dies ist bekanntlich im Bereich des Hochspannungsausgangs der Sekundärwicklung.
- Aus der FR-A 119719 ist eine derartige Zündspule bekannt, bei welcher der grösste Isolierabstand zwar zwischen dem Hochspannungsausgang und der Primärwicklung besteht, jedoch zum Eisenkern am kleinsten ist; inwieweit dies hinsichtlich des Gehäuses zutrifft, lässt sich nicht entnehmen.
- Aus der US-A 4 352 079 ist ebenfalls eine derartige Zündspule bekannt, deren erster Spulenkörper mit Primärwicklung innerhalb des zweiten Spulenkörpers angeordnet ist und diesen ein topfförmiges Gehäuse umgibt. Durch die zylindrische Hülsenform der Wicklungen und des Spulenkörpers sowie des Gehäuses ist der Isolierabstand in allen Bereichen konstant. Besteht die Forderung nach einem vergrösserten Isolierabstand zwischen dem Hochspannungsausgang der Sekundärwicklung und allen ein niedrigeres Potential führenden Elementen der Zündspule, so ergäbe dies ein verhältnismässig grosses Bauvolumen und mithin eine überhöhte Menge von Vergussmasse.
- Mit der Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem in technisch einfacher Weise gelöst und erreicht, dass die Zündspule bei gleicher Leistung einen kleinen Durchmesser aufweist und eine geringe Menge von Vergussmasse erforderlich ist.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit der Ausgestaltung der Zündspule nach Anspruch 2 wird die Anwendung der Erfindung an einer bekannten Ausführung einer Zündspule aufgezeigt. Die Ausgestaltung der Zündspule nach Anspruch 3 ergibt den hinsichtlich Isolierabstand günstigsten Stufensprung zwischen zwei benachbarten Kammern. Mit der Ausgestaltung der Zündspule nach Anspruch 4 erreicht man eine sichere Lage der einzelnen Wicklungen in der Kammer und günstige Widerstandswerte der Stege gegen Biegung.
- Der Bereich der Einstecköffnung, den die Stirnseite des ersten Spulenkörpers der Primärwicklung und der Boden des Gehäuses bilden, muss beim Vergiessen der Zündspule - das ohne den Eisenkern erfolgt - einwandfrei dicht sein. Um diese Dichtheit zu erreichen ist es bereits bekannt, eine Hülse an der Stirnseite des ersten Spulenkörpers und am Gehäuseboden anzuformen und diese mit Festsitz zusammenzufügen.
- Weiterhin bekannt ist es, je eine nach aussen abstehende Kappe an der Stirnseite des ersten Spulenkörpers und am Gehäuseboden einstückig anzuordnen, danach beide Kappen mit Presssitz zusammenzufügen und dann diese Kappen in Abstand vom Gehäuseboden abzutrennen. Weiterhin bekannt ist es noch, vom Gehäuseboden eine nach innenweisende Hülse abstehen zu lassen, die den Eisenkern vom ersten Spulenkörper distanziert. Alle diese vorbekannten Abdichtungen sind fertigungstechnisch aufwendig.
- Mit der Weiterbildung der Zündspule nach Anspruch 5 wird die erforderliche Dichtheit im Bereich der Einstecköffnung mit geringem technischem Aufwand erreicht. Dadurch, dass das Vergiessen der Zündspule vor dem Entfernen beider Deckel erfolgt, bilden beide Sollbruchstellen die erforderliche Abdichtung und erst nach dem Erkalten der Vergussmasse werden beide Böden abgetrennt und der Eisenkern eingeschoben.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in vergrösserter Darstellung Figur 1 den Axialschnitt einer Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen; und Figur 2 abschnittsweise und teilweise geschnitten den Gehäuseboden nach dem Vergiessen der Zündspule.
- Von einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen zeigt die einzige Figur eine Zündspule mit einem lammelierten Eisenkern 10, der koaxial zur Achse 11 der Zündspule angeordnet ist, und einen zum Eisenkern 10 koaxialen ersten Spulenkörper 12 mit einer Primärwicklung 13. Ebenfalls dazu koaxial ist ein zweiter Spulenkörper 14 in Kammerausführung mit einer Sekundärwicklung 15 angeordnet.
- Ein topfförmiges, im wesentlichen hohlzylinderförmiges Gehäuse 16 aus Kunststoff hat im Boden eine Einstecköffnung 17 für die Befestigung des ersten Spulenkörpers 12 mit der Primärwicklung 13 und dem Eisenkern 10. Der erste Spulenkörper 12 erweitert sich in seinem Randbereich 18 zu einer Aufnahme für einen Dom 19 mit einer darin eingeformten Kontakthülse 20 für den Sekundäranschluss der Zündspule und nimmt zwei Primäranschlussbolzen 21 auf (von denen nur der eine sichtbar ist) für die Verbindung zur Batterie bzw. zum Zündverteiler oder Schaltgerät. Der erste Endabschnitt 24 der Primärwicklung 13 kontaktiert mit dem einen Anschlussbolzen 21. Der zweite Endabschnitt 24' der Primärwicklung und der zweite Endabschnitt 23' der Sekundärwicklung 15 sind an einem Anschlussteil 22'festgelegt, das mit dem anderen, nichtdargestellten Anschlussbolzen kontaktiert. Der erste Endabschnitt 23 der Sekundärwicklung 15 kontaktiert über ein Anschlussteil 22 mit der Kontakthülse 20.
- Der zweite Spulenkörper 14 in Kammerausführung hat einen kegelstumpfförmigen, nach aussen sich erweiterden Innenwandabschnitt 25, einen annähernd zylindrischen Innenwandabschnitt 25' und bildet z.B. acht Ringkammern 26, die sieben innere Ringstege 27 und zwei äussere Ringstege 28, 28' bilden. Der axiale Querschnitt eines jeden Ringsteges 27 ist trapezförmig, und die Schmalseiten des Trapezes bilden teilweise die äussere Begrenzung des zweiten Spulenkörpers 14. Die radiale Ausdehnung, d.h. die Höhe einer jeden Kammerwicklung 29 der Sekundärwicklung 15 nimmt zum höheren Kammerpotential hin nach dem Gesetz der geometrischen Reihe ab, und die einzelnen Kammerwicklungen 29 sind derart angeordnet, dass der Isolierabstand zwischen der Sekundärwicklung 15 und Bereichen der Zündspule, die ein kleineres Potential führen, mit zunehmend höherem Kammerpotential grösser wird. So ist der Isolierabstand 30, 30' der Kammerwicklung 29 mit höchstem Kammerpotential zur Primärwicklung 13 bzw. zur Aussenseite des Gehäuses 16 grösser als der Isolierabstand 31, 31' der Kammerwicklung 29 mit dem kleinsten entsprechenden Kammerpotential. Die Elemente der Zündspule sind im Gehäuse 16 durch eine nur im Randbereich schraffiert dargestellte Vergussmasse 32 isolierend befestigt.
- Die Abstufung der Kammerwicklungen 29 in ihrer Höhe und Querschnittsfläche muss nicht ausschliesslich der geometrischen Reihe entsprechen, sondern kann auch nach fertigungstechnischen und festigkeitsmässigen Gesichtspunkten erfolgen.
- Der Boden 36 des Gehäuses 16 der Zündspule weist einen nach innen gewölbten Öffnungsrand 33 auf, an den sich über eine Sollbruchstelle 35 ein hutförmiger Deckel 41 einstückig anschliesst. Ebenso ist an der Stirnseite des ersten Spulenkörpers 12 über eine Sollbruchstelle 34 ein hutförmiger Deckel 40 angeformt, der beim axialen Zusammenfügen des ersten Spulenkörpers 12 und Gehäuses 16 in den Deckel 41 eingesteckt wird.
- Danach wird die Zündspule mit Vergussmasse 32 vergossen und nach deren Erkalten werden beiden Deckel 40, 41 an der Sollbruchstelle 34,35 durch ein Werkzeug abgetrennt. Anschliessend wird der Eisenkern (Figur 1 ) in die Einstecköffnung 17 derart eingeschoben, dass der Endabschnitt des Eisenkerns 10 teilweise über den Boden 36 des Gehäuses 10 ragt.
- Das Gehäuse 16 und der Spulenkörper 12 sind aus dem thermoplastischen Kunststoff Polybutylen mit Glasfaser verstärkt hergestellt.
Claims (8)
1. Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem ersten Spulenkörper (12) und einer hülsenförmigen Primärwicklung (13) und mit einem zweiten Spulenkörper (14) in Kammerausführung und einer Sekundärwicklung (15), wobei sich mit zunehmend höherem Kammerpotential (mit zunehmender Differenz zwischen beiden Potentialen) der Isolierabstand (30, 31) vergrössert, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem innerhalb des zweiten Spulenkörpers (14) mit der Sekundärwicklung (15) angeordneten ersten Spulenkörper (12) mit einer Primärwicklung (13) und bei einem diese Teile aufnehmenden Gehäuse (16), das ebenfalls kleineres Potential führt, der Isolierabstand (31', 30') zwischen der Sekundärwicklung (15) und dem Gehäuse (16) sich mit zunehmend höherem Kammerpotential vergrössert, und dass die radiale Ausdehnung (Höhe) einer jeden Kammerwicklung (29) der Sekundärwicklung (15) zum höheren Kammerpotential abnimmt.
2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahme der radialen Ausdehnung (Höhe) einer jeden Kammerwicklung (29) der Sekundärwicklung (15) nach dem Gesetz der geometrischen Reihe erfolgt.
3. Spule nach Anspruch 1 oder 2, bei der je ein Ringsteg (27,28) des zweiten Spulenkörpers (14) zwei benachbarte Kammerwicklungen (29) der Sekundärwicklung (15) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Querschnitt eines jeden Ringsteges (27, 28) trapezförmig ist und dass die Schmalseite der Trapeze teilweise die äussere Begrenzung des zweiten Spulenkörpers (14) bildet.
4. Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem topfförmigen Gehäuse (16) und einer Einstecköffnung (17) im Boden (35) des Gehäuses (16) sowie mit einem eine Wicklung tragenden, hülsenförmigen ersten Spulenkörper (12), dessen eine ringförmige Stirnseite am Öffnungsrand (33) des Bodens (36) am Gehäuse (16) anliegt, gekennzeichnet durch
a) die Einstecköffnung (17) im Boden (36) des Gehäuses (16) und die Stirnseite des ersten Spulenkörpers (12) verschliesst je einen Deckel (40, 41), und
b) nach dem Vergiessen der Zündspule mit Vergussmasse (32) werden beide Deckel (40, 41) entfernt und danach wird ein Eisenkern (10) in die Einstecköffnung (17) geschoben.
5. Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (40) des ersten Spulenkörpers (12) sich im Deckel (31) des Bodens (36) des Gehäuses (16) zentriert.
6. Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deckel (40, 41 ) nach Art eines Hutes ausgebildet und ineinander gesteckt sind.
7. Spule nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Rand beider Deckel (40, 41) als Sollbruchstelle (34, 35) ausgebildet ist, so dass die Deckel (40,41) an dieser vorbestimmten Stelle von der Stirnseite des ersten Spulenkörpers (12) bzw. vom Öffnungsrand (33) des Bodens (36) gemäss Merkmal b) des Anspruchs 4 abtrennbar sind.
8. Spule nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) und der erste Spulenkörper (12) aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polybutylen mit Glasfaser, bestehen.
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