EP1566819A2 - Stabzündspule - Google Patents

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EP1566819A2
EP1566819A2 EP04106487A EP04106487A EP1566819A2 EP 1566819 A2 EP1566819 A2 EP 1566819A2 EP 04106487 A EP04106487 A EP 04106487A EP 04106487 A EP04106487 A EP 04106487A EP 1566819 A2 EP1566819 A2 EP 1566819A2
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EP
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ignition coil
buffer
core assembly
rod
core
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EP04106487A
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EP1566819A3 (de
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Thomas Alber
Karl Bertele
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/005—Impregnating or encapsulating

Definitions

  • the invention is based on a pencil ignition coil of an ignition system of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 more defined type.
  • Such a pencil ignition coil is known from practice and is used in particular for driving a spark plug of a working according to the Otto principle motor vehicle internal combustion engine.
  • the pencil ignition coil forms an energy storage and transformer, by means of which electrical energy of a comparatively low supply voltage, which is usually is provided by a DC electrical system of the relevant motor vehicle, is converted into magnetic energy, which at a desired time, to the an ignition pulse to the ignition of a fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine Serving spark plug is to be delivered in a high voltage pulse is implemented.
  • the known pencil ignition coil comprises a primary winding arranged on a primary coil body, which is connected to a low voltage connection, and a concentric arranged to the primary winding, wound on a secondary coil body secondary winding, which is connected to a high voltage terminal for connection to the Spark plug is used.
  • the bobbins enclose a core assembly of the pencil ignition coil, the a rod-shaped package of ferromagnetic sheets, one on one end face of the disk pack arranged cover, one arranged on the other end side of the disk pack Buffer and a sheath made of plastic.
  • the cover, the buffer and the Covering the core assembly serve to form a cured potting material containing cavities the pencil ignition coil fills with a potting material, in front of the sharp-edged sheets the lamella package and thus the risk of formation of cracks in the To reduce casting material.
  • the core assembly during a pre-assembly in a Housing of the ignition coil arranged. Subsequently, the preassembled ignition coil in a Potting chamber according to a so-called vacuum potting process with an epoxy resin cast resin formed. The casting is done in vacuum to all cavities to fill the ignition coil with the epoxy resin or casting resin and impregnate the windings to be able to. Since the laminated core of the core assembly of the plastic sheath, the Buffer and the cover is enclosed, arises during the evacuation of the casting chamber Pressure gradient between the interior of the core assembly and its surroundings.
  • the invention is based on the object, a pencil ignition coil of the aforementioned type to create, in which when casting with a casting resin in a vacuum no essential Forming pressure gradient between the interior of the core assembly and its surroundings can.
  • the inventive pencil ignition coil of an ignition system of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1 and at least one air passage, with which the buffer is formed is, has the advantage that when evacuating one for the production of a casting resin the rod ignition coil serving potting no pressure gradient between the interior the core assembly and its environment can build, as through the air passage fast pressure compensation is possible. Any existing in the core assembly air can therefore when evacuating the potting chamber via the air passage of an elastic Material formed buffer escape.
  • an inventively designed pencil ignition coil This ensures that the usually formed of epoxy resin potting material the ignition coil in the cured state has no bubbles through an air outlet resulting from the core assembly.
  • the pencil ignition coil according to the invention is the air passage formed from at least one slot. Over the slot can the core assembly be vented. However, no casting resin can penetrate into the core assembly via the slot, Since this usually has such a high viscosity that it is not by one of a Cut formed slot of an elastic material can occur. This is also excluded in that the function of the buffer, by means of the casting material formed from the casting resin, which compensates for a change in length of the laminated core in the event of a temperature change becomes.
  • At least two intersecting slots pass through the buffer.
  • the way through the slots formed tabs of the buffer then work in the manner of ventilation flaps.
  • FIG. 1 shows a core assembly according to the invention of a pencil ignition coil
  • Figure 2 is a plan view of a buffer of the core assembly shown in Fig. 1.
  • FIGS. 1 and 2 a core assembly 10 of a pencil ignition coil of an ignition system is shown shown as gasoline engine designed internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the pencil ignition coil serves to supply a spark plug not shown here with high-voltage pulses, so that by means of the spark plug in a combustion chamber of the internal combustion engine contained air / fuel mixture can be ignited.
  • the pencil ignition coil comprises in the assembled state next to the core assembly 10 a the core assembly enclosing SekundärwickelSystem, on which a secondary winding is arranged, which is connected to a high voltage terminal, which leads to the spark plug leads.
  • the secondary winding is in turn surrounded by a primary bobbin, on which a primary winding sits, which has a low voltage connection with one DC electrical system of the motor vehicle is connected.
  • the core assembly 10 includes a core 12 formed from stamped iron sheets, which is rod-shaped and formed on a front side of one of a permanent magnet formed cover plate 14 and at its other end of a buffer of an elastic Material, for example of a foamed silicone material is limited. At its circumference is the core 12 of an envelope formed from a shrink tube 18, the front side on the one hand on the cover 14 and on the other hand on the buffer 16 rests. The formed from the sheath 18, the cover 14 and the buffer 16 Sheath of the core 12 can thus temperature-induced changes in length of the core 12th take up.
  • the buffer 16 has two intersecting slots 20 and 22, during the casting of the pencil ignition coil with an epoxy resin in a vacuum chamber during the evacuation of the vacuum chamber for venting the core assembly 10 are used and Thus, a rapid pressure equalization between the interior of the core assembly 10 and the Environment allow.
  • a core assembly of a pencil ignition coil may also be formed so that the Cover of a non-magnetic material, for example of a hard silicone material, is formed and a magnet between the buffer and the core is arranged. It is also conceivable to form the core assembly with two permanent magnets, of which one is formed by the cover and the other between the core and the Buffer is arranged.

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Abstract

Es wird eine Stabzündspule einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, vorgeschlagen, umfassend eine auf einem Primärspulenkörper angeordnete Primärwicklung, eine auf einem Sekundärspulenkörper angeordnete Sekundärwicklung sowie eine Kernbaugruppe (10), die ein stabförmiges Blechpaket (12) aus einem ferromagnetischen Material, eine an einer Stirnseite des Blechpakets (12) angeordnete Abdeckung (14), einen aus einem elastischen Material gebildeten, an der anderen Stirnseite des Blechpakets (12) angeordneten Puffer (16) und eine Umhüllung (18) aus Kunststoff umfasst. Erfmdungsgemäß ist der aus dem elastischen Material gefertigte Puffer (16) mit zumindest einem Luftdurchlass (22) ausgebildet ist (Figur 1).

Description

Stand der Technik
Die Erfmdung geht von einer Stabzündspule einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.
Eine derartige Stabzündspule ist aus der Praxis bekannt und dient insbesondere zur Ansteuerung einer Zündkerze einer nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine. Die Stabzündspule bildet dabei einen Energiespeicher und Transformator, mittels dessen elektrische Energie einer vergleichsweise niedrigen Versorgungsspannung, die in der Regel durch ein Gleichspannungsbordnetz des betreffenden Kraftfahrzeuges bereitgestellt wird, in magnetische Energie umgewandelt wird, welche zu einem gewünschten Zeitpunkt, zu dem ein Zündimpuls an die zu einer Zündung eines Kraftstoffgemisches im Brennraum der Brennkraftmaschine dienenden Zündkerze abgegeben werden soll, in einen Hochspannungsimpuls umgesetzt wird.
Die bekannte Stabzündspule umfasst eine auf einem Primärspulenkörper angeordnete Primärwicklung, die mit einem Niederspannungsanschluss verbunden ist, und eine konzentrisch zu der Primärwicklung angeordnete, auf einen Sekundärspulenkörper gewickelte Sekundärwicklung, die mit einem Hochspannungsanschluss verbunden ist, der zur Verbindung mit der Zündkerze dient. Die Spulenkörper umschließen eine Kernbaugruppe der Stabzündspule, die ein stabförmiges Paket aus ferromagnetischen Blechen, eine an einer Stirnseite des Lamellenpakets angeordnete Abdeckung, einen an der anderen Stirnseite des Lamellenpakets angeordneten Puffer und eine Umhüllung aus Kunststoff umfasst. Die Abdeckung, der Puffer und die Umhüllung der Kernbaugruppe dienen dazu, ein ausgehärtetes Vergussmaterial, das Hohlräume der Stabzündspule mit einem Vergussmaterial ausfüllt, vor den scharfkantigen Blechen des Lamellenpakets zu schützen und damit das Risiko einer Ausbildung von Rissen in dem Vergussmaterial zu mindern.
Bei der Montage der Zündspule wird die Kernbaugruppe während einer Vormontage in einem Gehäuse der Zündspule angeordnet. Anschließend wird die vormontierte Zündspule in einer Vergusskammer nach einem so genannten Vakuumverguss-Verfahren mit einem aus Epoxidharz gebildeten Gießharz vergossen. Das Vergießen erfolgt im Vakuum, um alle Hohlräume der Zündspule mit dem Epoxidharz bzw. Gießharz zu befüllen und die Wicklungen imprägnieren zu können. Da das Blechpaket der Kernbaugruppe von der Kunststoffumhüllung, dem Puffer und der Abdeckung umschlossen ist, entsteht bei der Evakuierung der Gießkammer ein Druckgefälle zwischen dem Inneren der Kernbaugruppe und deren Umgebung. Das Druckgefälle wird aber nur sehr langsam abgebaut, so dass auch während des unter Vakuum erfolgenden Vergusses der Zündspule Luft aus der Kernbaugruppe austritt, was zu einer Blasenbildung in dem ausgehärteten Gießharz oder auch an der Oberfläche des ausgehärteten Gießharzes fuhren kann. Die Blasenbildung kann die Funktion der Stabzündspule über deren Lebensdauer beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabzündspule der einleitend genannten Art zu schaffen, bei der sich beim Verguss mit einem Gießharz in einem Vakuum kein wesentliches Druckgefälle zwischen dem Inneren der Kern*baugruppe und deren Umgebung ausbilden kann.
Vorteile der Erfmdung
Die erfmdungsgemäße Stabzündspule einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und zumindest einem Luftdurchlass, mit dem der Puffer ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass sich beim Evakuieren einer zur Herstellung eines Gießharzvergusses der Stabzündspule dienenden Vergusskammer kein Druckgefälle zwischen dem Inneren der Kernbaugruppe und deren Umgebung aufbauen kann, da über den Luftdurchlass ein schneller Druckausgleich möglich ist. Etwaig in der Kernbaugruppe vorhandene Luft kann also beim Evakuieren der Vergusskammer über den Luftdurchlass des aus einem elastischen Material gebildeten Puffers entweichen. Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stabzündspule ist damit gewährleistet, dass das in der Regel aus Epoxidharz gebildete Vergussmaterial der Zündspule im ausgehärteten Zustand keine Blasen aufweist, die durch einen Luftaustritt aus der Kernbaugruppe resultieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Stabzündspule nach der Erfmdung ist der Luftdurchlass aus mindestens einem Schlitz gebildet. Über den Schlitz kann die Kernbaugruppe entlüftet werden. Jedoch kann über den Schlitz kein Gießharz in die Kernbaugruppe eindringen, da dieses in der Regel eine so hohe Viskosität aufweist, dass es nicht durch einen aus einem Schnitt gebildeten Schlitz eines elastischen Materials treten kann. Damit ist auch ausgeschlossen, dass durch das aus dem Gießharz gebildete Vergussmaterial die Funktion des Puffers, der eine Längenänderung des Blechpakets bei einer Temperaturänderung ausgleicht, eingeschränkt wird.
Bei einer besonders wirksamen Ausführungsform der Stabzündspule nach der Erfmdung durchgreifen mindestens zwei sich kreuzende Schlitze den Puffer. Die so durch die Schlitze gebildeten Laschen des Puffers arbeiten dann nach Art von Entlüftungsklappen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfmdung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel einer Stabzündspule nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine erfindungsgemäß ausgeführte Kernbaugruppe einer Stabzündspule; und Figur 2 eine Aufsicht auf einen Puffer der in Fig. 1 dargestellten Kernbaugruppe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den Figuren 1 und 2 ist eine Kernbaugruppe 10 einer Stabzündspule einer Zündanlage einer als Otto-Motor ausgelegten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Die Stabzündspule dient zur Versorgung einer hier nicht näher dargestellten Zündkerze mit Hochspannungsimpulsen, so dass mittels der Zündkerze ein in einem Brennraum der Brennkraftmaschine enthaltenes Luft/Kraftstoff-Gemisch entzündet werden kann.
Die Stabzündspule umfasst im zusammengebauten Zustand neben der Kernbaugruppe 10 einen die Kernbaugruppe umschließenden Sekundärwickelkörper, auf dem eine Sekundärwicklung angeordnet ist, die mit einem Hochspannungsanschluss verbunden ist, der zu der Zündkerze führt. Die Sekundärwicklung ist wiederum von einem Primärspulenkörper umgeben, auf dem eine Primärwicklung sitzt, die über einen Niederspannungsanschluss mit einem Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeuges verbunden ist.
Die Kernbaugruppe 10 umfasst einen aus gestanzten Eisenblechen gebildeten Kern 12, der stabförmig ausgebildet ist und an einer Stirnseite von einer aus einem Permanentmagneten gebildeten Abdeckscheibe 14 und an seiner anderen Stirnseite von einem Puffer aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem geschäumten Silikonwerkstoff, begrenzt ist. An seinem Umfang ist der Kern 12 von einer aus einem Schrumpfschlauch gebildeten Umhüllung 18 umgeben, die stirnseitig einerseits auf der Abdeckscheibe 14 und andererseits auf dem Puffer 16 aufliegt. Die aus der Umhüllung 18, der Abdeckscheibe 14 und dem Puffer 16 gebildete Ummantelung des Kerns 12 kann damit temperaturbedingte Längenänderungen des Kerns 12 aufnehmen.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, weist der Puffer 16 zwei sich kreuzende Schlitze 20 und 22 auf, die beim Vergießen der Stabzündspule mit einem Epoxidharz in einer Vakuumkammer während des Evakuierens der Vakuumkammer zum Entlüften der Kernbaugruppe 10 dienen und somit einen schnellen Druckausgleich zwischen dem Inneren der Kernbaugruppe 10 und deren Umgebung ermöglichen.
Alternativ kann eine Kernbaugruppe einer Stabzündspule auch so ausgebildet sein, dass die Abdeckscheibe aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise aus einem harten Silikonwerkstoff, gebildet ist und ein Magnet zwischen dem Puffer und dem Kern angeordnet ist. Auch ist es denkbar, die Kernbaugruppe mit zwei Permanentmagneten auszubilden, von denen einer von der Abdeckscheibe gebildet ist und der andere zwischen dem Kern und dem Puffer angeordnet ist.

Claims (3)

  1. Stabzündspule einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, umfassend eine auf einem Primärspulenkörper angeordnete Primärwicklung, eine auf einem Sekundärspulenkörper angeordnete Sekundärwicklung sowie eine Kernbaugruppe (10), die ein stabförmiges Blechpaket (12) aus einem ferromagnetischen Material, eine an einer Stirnseite des Blechpakets (12) angeordnete Abdeckung (14), einen aus einem elastischen Material gebildeten, an der zweiten Stirnseite des Blechpakets (12) angeordneten Puffer (16) und eine Umhüllung (18) aus Kunststoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem elastischen Material gebildete Puffer (16) mit zumindest einem Luftdurchlass (20, 22) ausgebildet ist.
  2. Stabzündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdurchlass (20, 22) aus zumindest einem Schlitz gebildet ist.
  3. Stabzündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei sich kreuzende Schlitze (20, 22) den Puffer (16) durchgreifen.
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