EP0959481A2

EP0959481A2 - Ignition coil for ignition systems

Info

Publication number: EP0959481A2
Application number: EP99100806A
Authority: EP
Inventors: Dieter Betz; Karl-Heinz Nuebel; Werner Dr. Huber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 1999-11-24
Also published as: EP0959481A3; DE19822560A1; JPH11345727A

Abstract

The ignition coil has at least one winding set (17) mounted in a casing (19) and at least one end stage (31). The end stage is mounted in a casing part that is at least partly separated from the rest of the casing by an isolating element (27) for thermal decoupling. The isolating element may be an air gap with a bridging element (29) of a poorly thermally conducting plastics.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Zündspule für Zündanlagen, insbesondere als Stabzündspule in Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on an ignition coil for ignition systems, especially as a pencil ignition coil in internal combustion engines the type of claim 1.

Durch die DE 41 32 851 A1 ist eine Zündspule bekannt, die ein in der Grundform zylindrisches Gehäuse aufweist. Innerhalb dieses Gehäuses ist unter anderem ein Wicklungssatz angeordnet, der aus einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung besteht, welche Wicklungen jeweils koaxial um einen zentralen länglichen Kern aus magnetisierbarem Material gewickelt sind.From DE 41 32 851 A1 an ignition coil is known has a cylindrical housing in the basic form. Among other things, within this housing is a Winding set arranged, consisting of a primary winding and there is a secondary winding, which windings each coaxially around a central elongated core magnetizable material are wrapped.

Zur elektrischen Steuerung des Wicklungssatzes ist in dem Gehäuse eine Endstufe als Leistungsschaltelement eingebracht. Zudem ist das Gehäuse mit einem elektrisch isolierenden, aushärtbaren Gießharz gefüllt, das auch den Wicklungssatz und die Endstufe umhüllt.For the electrical control of the winding set is in the Housing an output stage as a power switching element brought in. In addition, the housing is electrical insulating, curable resin filled, which also the Winding set and the power amplifier envelops.

Beim Betrieb der Zündspule entsteht sowohl in dem Wicklungssatz als auch in der Endstufe Verlustwärme, deren Abstrahlung durch das Gießharz behindert wird. Eine solchermaßen erschwerte Wärmeabfuhr kann dazu führen, daß bei einer baulichen Zusammenfassung des Wicklungssatzes und der Endstufe in einem Gehäuse die Wärmebelastung der Zündspule aus diesen beiden Wärmequellen insgesamt so groß wird, daß die Grenzbetriebstemperatur der Endstufe überschritten und die Zündspule dadurch betriebsunfähig wird.When the ignition coil is operating, both occurs in the Winding set as well as heat loss in the final stage, whose Radiation is hindered by the cast resin. A such difficult heat dissipation can lead to with a structural summary of the winding set and the final stage in a housing the thermal load of the Ignition coil from these two heat sources overall as large is that the limit operating temperature of the output stage exceeded and the ignition coil becomes inoperable becomes.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündspule für Zündanlagen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnte Unzulänglichkeit vermieden wird.The ignition coil according to the invention for ignition systems with the characteristic features of claim 1 has in contrast the advantage that the aforementioned inadequacy is avoided.

Dazu ist die Zündspule so ausgebildet, daß die Endstufe in einem Gehäuseteil angeordnet ist, das von dem Gehäuse und damit von dem in diesem angeordneten Wicklungssatz als der weiteren Wärmequelle der Zündspule abgesetzt ist. Diese Absetzung wird durch ein Trennelement verkörpert, das das Gehäuse von dem Gehäuseteil und damit die beiden Wärmequellen thermisch entkoppelt.For this purpose, the ignition coil is designed so that the output stage in a housing part is arranged, which of the housing and thus from the winding set arranged in this as the further heat source of the ignition coil is deposited. This Deposition is embodied by a separating element that Housing from the housing part and thus the two Heat sources thermally decoupled.

Dadurch wird die Wärmebelastung der Endstufe abgesenkt und die Betriebssicherheit der Zündspule verbessert.This lowers the heat load on the output stage and improves the operational reliability of the ignition coil.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen für die Realisierung der Erfindung angegeben.Advantageous refinements for are in the dependent claims stated the realization of the invention.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt abschnittsweise die Zündspule in einem Längsschnitt. An embodiment of the invention is in the drawing shown and explained in more detail in the figure description. The single figure shows sections of the ignition coil in a longitudinal section.

Description of the embodiment

Eine Zündspule 11 für Zündanlagen nach der Figur, insbesondere als Stabzündspule in Brennkraftmaschinen, ist zur Direktkontaktierung mit einer Zündkerze vorgesehen, die in üblicher und nicht mehr dargestellter Weise in einem Schacht in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Die Zündspule 11 kann auch Teil eines aus mehreren Zündspulen zusammengesetzten Zündspulenmoduls sein.An ignition coil 11 for ignition systems according to the figure, in particular as a pencil ignition coil in internal combustion engines provided for direct contact with a spark plug, the in a usual and not shown manner in one Manhole in a cylinder head of an internal combustion engine is inserted. The ignition coil 11 can also be part of one several ignition coils composed of ignition coil module.

Die Zündspule 11 enthält in koaxialer Anordnung zu einer Längsachse 12 einen länglichen zylindrischen Kern 13 aus magnetisierbarem Material als Teil eines offenen Magnetkreises. Konzentrisch um den Kern 13 ist eine Niederspannung führende Primärwicklung 14 und, radial abgesetzt, eine Hochspannung führende Sekundärwicklung 16 angeordnet. Die beiden Wicklungen 14, 16 bilden zusammen einen Wicklungssatz 17. Mit radialem Abstand zur Sekundärwicklung 16 ist konzentrisch zur Längsachse 12 als Rückschlußelement für den Magnetkreis ein hülsenförmiges Rückschlußblech 18 angebracht.The ignition coil 11 contains a coaxial arrangement Longitudinal axis 12 from an elongated cylindrical core 13 magnetizable material as part of an open Magnetic circuit. Concentric around the core 13 is one Low voltage leading primary winding 14 and, radially a high-voltage secondary winding 16 arranged. The two windings 14, 16 form together a winding set 17. With a radial distance to Secondary winding 16 is concentric with the longitudinal axis 12 as Inference element for the magnetic circuit a sleeve-shaped Yoke plate 18 attached.

Den äußeren Abschluß der Zündspule 11 bildet ein becherförmiges Gehäuse 19 aus Kunststoff, das in weiten Bereichen eine kreisringförmige Querschnittsfläche aufweist und mit einer Wandung 21 innenseitig an dem Rückschlußblech 18 anliegt. Das Gehäuse 19 schließt bei dem in der Figur dargestellten Endbereich stirnseitig mit einer Aufnahmeöffnung 22 ab, durch die das Gehäuse 19 mit Bauteilen der Zündspule 11 bestückt werden kann. In diesem Endbereich ist das Gehäuse 19 radial erweitert.The outer end of the ignition coil 11 forms a cup-shaped housing 19 made of plastic, which in wide Areas has an annular cross-sectional area and with a wall 21 on the inside on the back plate 18 is present. The housing 19 closes in the figure shown end area with a front From opening 22 through which the housing 19 with Components of the ignition coil 11 can be equipped. In this The end region, the housing 19 is expanded radially.

Zum einen bildet die Wandung 21 einen Boden 23 eines seitlich abstehenden, schachtförmigen Anschlußsteckers 24, in dem Kontaktelemente 26 zur Niederspannungsversorgung der Zündspule 11 eingebracht sind.On the one hand, the wall 21 forms a bottom 23 of a laterally protruding, shaft-shaped connector 24 in the contact elements 26 for the low voltage supply of the Ignition coil 11 are introduced.

Zum anderen ist, dem Anschlußstecker 24 gegenüberliegend, die Wandung 21 vor dem Erreichen der Aufnahmeöffnung 22 über ein Teil der Umfangserstreckung des Gehäuses 19 mit einem Bogen entlang eine Teillänge des Gehäuses 19 zurückgeführt. Dadurch ist zwischen diesen beiden Teilen der Wandung 21 ein breiter Luftspalt als Trennelement 27 entstanden, der abschnittsweise jeweils eine konstante Breite aufweist.On the other hand, opposite the connector 24, the wall 21 before reaching the receiving opening 22 part of the circumferential extent of the housing 19 with a Arc returned along a partial length of the housing 19. As a result, is between these two parts of the wall 21 wide air gap emerged as separating element 27, the has a constant width in sections.

Nach einer Umlenkung der abgebogenen Wandung 21 in radialer Richtung ist diese wieder zur Schließung der Aufnahmeöffnung 22 zur Stirnseite hochgezogen.After a deflection of the bent wall 21 in a radial Direction is again to close the intake opening 22 pulled up to the front.

Durch diesen Verlauf der Wandung 21 ist in dem in der Figur dargestellten Endbereich des Gehäuses 19 ein taschenförmiges Gehäuseteil 28 entstanden, das von dem weitgehend zylinderförmigen Hauptteil des Gehäuses 19 durch das Trennelement 27 abgesetzt ist. Zur mechanischen Stabilisierung ist das Gehäuseteil 28 an dem Hauptteil des Gehäuses 19 durch ein Überbrückungselement 29 in Form eines Steges abgestützt.Through this course of the wall 21 is in the figure shown end portion of the housing 19 a pocket-shaped Housing part 28 arose, largely from that cylindrical main part of the housing 19 by the Separating element 27 is discontinued. For mechanical Stabilization is the housing part 28 on the main part of the Housing 19 by a bridging element 29 in the form of a Bridge supported.

Das Gehäuseteil 28 wird bei der Bestückung der Zündspule 11 mit einer Endstufe 31 in Form eines Leistungstransistors belegt. Die Endstufe 31 dient der Steuerung des Stromes durch die Primärwicklung 14. Die elektrischen Anschlüsse der Endstufe 31 sind mit der Primärwicklung 14 und mit Kontaktelementen 26 des Anschlußsteckers 24 über Stromschienen 32 verbunden.The housing part 28 is when the ignition coil 11 is fitted with an output stage 31 in the form of a power transistor busy. The output stage 31 is used to control the current through the primary winding 14. The electrical connections of the Power stage 31 are with the primary winding 14 and Contact elements 26 of the connector 24 over Busbars 32 connected.

Nach dem vollständigen Aufbau der Zündspule 11 durch das Bestücken des Gehäuses 19 und des Gehäuseteils 28 mit den Bauelementen der Zündspule 11 wird die Zündspule 11 mit aushärtbarem Gießharz 33 verfüllt, das durch die, wie in der Figur dargestellt, obenliegenden Aufnahmeöffnung 22 eingebracht wird und sowohl den Hauptteil des Gehäuses 19 als auch das Gehäuseteil 28 abdichtend verschließt.After the complete construction of the ignition coil 11 by the Equipping the housing 19 and the housing part 28 with the Components of the ignition coil 11, the ignition coil 11 with curable casting resin 33 filled by the, as in the Figure shown, overhead receiving opening 22nd is introduced and both the main part of the housing 19th and also seals the housing part 28 in a sealing manner.

Beim Betrieb der Zündspule 11 entsteht einerseits in dem Wicklungssatz 17 als auch in der Endstufe 31 elektrische Verlustwärme, die die Zündspule 11 in unerwünschter Weise aufheizt. Insbesondere die Endstufe 31 ist nur innerhalb einer begrenzten Einsatztemperatur funktionsfähig.During operation of the ignition coil 11, on the one hand, arises in the Winding set 17 and 31 in the final stage electrical Heat loss that the ignition coil 11 in an undesirable manner heats up. In particular, the output stage 31 is only inside a limited operating temperature.

Durch die Trennung der Endstufe 31 mittels dem Trennelement 27 von der anderen Wärmequelle, dem Wicklungssatz 17, kommt es zu einer thermischen Entlastung der Endstufe 31.By separating the final stage 31 by means of the separating element 27 comes from the other heat source, the winding set 17 there is a thermal relief of the output stage 31.

Um einen thermischen Nebenschluß des Gehäuseteils 28 mit dem Hauptteil des Gehäuses 19 zu vermeiden, ist das Überbrückungselement 29 aus einem schlecht wärmeleitenden Kunststoff ausgeführt.To a thermal shunt of the housing part 28 with the To avoid the main part of the housing 19 is that Bridging element 29 from a poorly heat-conducting Made of plastic.

Durch den vorbeschriebenen Verlauf der Wandung 21 im Bereich des Gehäuseteils 28 ist eine einzige Aufnahmeöffnung 22 der Zündspule 11 gebildet, die das gemeinsame Befüllen des Gehäuseteils 28 und des Hauptteils des Gehäuses 19 mit dem Gießharz 33 ermöglicht.Due to the above-described course of the wall 21 in the area of the housing part 28 is a single receiving opening 22 of the Ignition coil 11 formed, the common filling of the Housing part 28 and the main part of the housing 19 with the Cast resin 33 allows.

Eine so aufgebaute Zündspule 11 läßt sich in wirtschaftlich vorteilhafter Weise fertigen und ist durch die thermische Entkopplung der beiden Wärmequellen auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen hinsichtlich Fremdwärme besonders betriebssicher.An ignition coil 11 constructed in this way is economical manufacture advantageously and is due to the thermal Decoupling of the two heat sources even under unfavorable ones Operating conditions with regard to external heat in particular reliable.

Claims

Ignition coil for ignition systems, in particular as a pencil ignition coil in internal combustion engines, with at least one winding set (17) which is arranged in a housing (19) and with at least one output stage (31), characterized in that the output stage (31) is arranged in a housing part (28), that of the housing (19) for thermal decoupling at least in sections by a separating element (27) is discontinued.

Ignition coil according to claim 1, characterized in that the separating element (27) consists of an air gap.

Ignition coil according to claim 2, characterized in that the separating element (27) by at least one Bridging element (29) between the housing (19) and the Housing part (28) is divided.

Ignition coil according to claim 3, characterized in that the bridging element (29) from poorly heat-conducting Plastic is made.

Ignition coil according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the housing (19) and the housing part (28) has a common receiving opening (22).