EP2394280B1 - Sekundärspulen für zündspulen und deren herstellungsverfahren - Google Patents

Sekundärspulen für zündspulen und deren herstellungsverfahren Download PDF

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EP2394280B1
EP2394280B1 EP10706561.7A EP10706561A EP2394280B1 EP 2394280 B1 EP2394280 B1 EP 2394280B1 EP 10706561 A EP10706561 A EP 10706561A EP 2394280 B1 EP2394280 B1 EP 2394280B1
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EP
European Patent Office
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lacquer layer
wire
winding
secondary coil
coil
Prior art date
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EP10706561.7A
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EP2394280A1 (de
Inventor
Oliver Schildbach
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Elektrisola GmbH&Co KG
Original Assignee
Elektrisola GmbH&Co KG
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Publication date
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    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F41/02—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 for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—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 for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • H01F41/086—Devices for guiding or positioning the winding material on the former in a special configuration on the former, e.g. orthocyclic coils or open mesh coils
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    • H01F27/2823—Wires
    • H01F2027/2842—Wire coils wound in conical zigzag to reduce voltage between winding turns

Definitions

  • the invention relates to a method for producing secondary coils for ignition coils according to the preamble of claim 1.
  • Secondary coils are used in ignition coils.
  • Ignition coils also have a coil core made of magnetic material and a primary coil.
  • a wire is wound on a winding mandrel, so that the wire is formed into several turns.
  • the secondary coil has many more turns than the primary coil.
  • the primary coil is connected to a low voltage source.
  • the secondary coil is connected to the high voltage power supply for a spark plug.
  • a high voltage is induced in the secondary coil circuit by interrupting the current flow in the primary coil circuit.
  • an ignition coil is known for internal combustion engines, which have a primary and a secondary coil, each made of a baked enamel wire.
  • the prior art has the problem that corona discharges can occur if the voltage difference between two adjacent windings in air is too high.
  • the secondary coils are often poured with resin, Care must be taken that no air bubbles are trapped during casting. This is a very expensive and expensive process.
  • the secondary coil is subdivided in the longitudinal direction into a plurality of chambers, for example by means of disks arranged concentrically around the longitudinal axis of the coil. The manufacturing process is also complicated and expensive.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide secondary coils and a method for producing secondary coils, which is simple and inexpensive and can be produced in the secondary coils according to the invention, in which the risk of corona discharge is reduced.
  • the winding of the wire coated with at least one lacquer layer takes place in the form of a truncated cone at an angle of at least 20 ° with respect to the longitudinal axis of the winding mandrel and the gluing of the adjacent turns of the wire takes place during the winding.
  • the method has the advantage that the wire is wound at an angle of at least 20 ° with respect to the longitudinal axis of the winding mandrel.
  • the voltage difference of adjacent one another Windings of the present invention are below the corona discharge voltage.
  • the adjacent turns are glued together during winding. This also means that the turns can not slip off. This also leads to the fact that it can not come to corona discharges that usually occur when slipping of the windings.
  • the dissolving of the lacquer layer can be triggered by heating the lacquer layer by means of a heating device.
  • the dissolution of the lacquer layer can also be triggered by applying a solvent to the lacquer layer.
  • the bonding of the adjacent turns has the advantage that the coil consisting of the turns is self-supporting.
  • a baked enamel layer can be used. If a baked enamel layer and a large winding angle (preferably greater than 20 °) is used, adhesive tapes, potting compound or impregnation within the secondary winding can be dispensed with.
  • the wire to be wound can also be coated with two layers of lacquer, wherein a baked enamel layer can be used as the outer lacquer layer.
  • the winding mandrel can be removed after winding from the secondary coil.
  • the secondary coil is often wound directly on a secondary coil core and thus on no mandrel and then installed with the secondary coil core in the ignition coil.
  • no secondary coil core is used. This has the advantage that material can be saved by the fact that the winding core is removed and no secondary coil core is used.
  • an ignition coil using a secondary coil without a secondary coil core is more compact than an ignition coil using a secondary coil containing a secondary coil core.
  • the secondary coil can be encapsulated after removal of the winding mandrel with plastic.
  • the overmolded plastic represents an electrical insulation to the outside for the secondary coil.
  • Plastic encapsulation is a simple, inexpensive and time-saving method.
  • needs Care should be taken not to trap air bubbles when pouring resin. Even with the inclusion of air bubbles, corona discharge does not occur in the present invention.
  • the secondary coil but also the other components located inside the ignition coil, such as the primary coil and the primary coil core can be overmoulded with plastic. In this way, the components within the ignition coil form a solid unit.
  • a secondary coil for ignition coils having a longitudinal axis, a wound around the longitudinal axis of the wire, it is provided that the wound wire is wound at an angle of at least 20 ° with respect to the longitudinal axis, wherein the wire at least one at least during winding partially dissolvable lacquer layer.
  • the coiled wire may also be wound at an angle of at least 25 ° with respect to the longitudinal axis.
  • the lacquer layer may be a baked enamel layer, wherein the enamel layer may consist of polyvinyl butyral, polyamide or epoxy resin.
  • the dissolved lacquer layer is stickable.
  • a heating device can dissolve the lacquer layer.
  • a device may apply a solvent to the wire coated with a lacquer layer which will dissolve the lacquer layer.
  • the wire to be wound may also be coated with two or more lacquer layers, wherein the outer lacquer layer may be a baked enamel layer.
  • the Sekuhdärspule has no secondary coil core. After winding, the winding mandrel on which the secondary coil has been wound up is removed from the secondary coil.
  • the secondary coil without secondary coil core can be extrusion-coated with plastic. Not only the secondary coil but also the other components, which are arranged inside the ignition coil, can be injection molded with plastic.
  • FIG. 1 schematically shows a partial section of a pencil ignition coil 3.
  • a pencil ignition coil 3 can be used for example in an ignition system of a gasoline engine.
  • a high voltage is induced in the secondary circuit by interrupting the current flow in the primary circuit. This high voltage is passed in an ignition system of a gasoline engine to the spark gap of a spark plug to ignite the fuel-air mixture in the cylinders of the gasoline engine.
  • the pencil ignition coil 3 has an upper part 5, in which the control electronics are arranged.
  • the control electronics is connected via a plug 7 with a supply voltage.
  • the pencil ignition coil 3 preferably consists of a cylindrical core 2.
  • the cylindrical core 2 is preferably made of magnetizable material.
  • Concentrically around the cylindrical core 2 around a secondary coil 1 is arranged.
  • the longitudinal axis 13 of the secondary coil 1 is identical to the longitudinal axis 15 of the cylindrical core 2.
  • Concentrically around the secondary coil 1 around a primary coil 6 is arranged.
  • the primary coil 6 is on a primary coil core. 8 wound.
  • the primary coil 6 may alternatively be wound directly onto a secondary coil 1 overmoulded with plastic instead of a primary coil core 8.
  • the primary coil 6 in turn is concentrically surrounded by the housing 10 of the pencil ignition coil.
  • the primary coil 6 may be arranged concentrically around the cylindrical core 2.
  • the secondary coil 1 is then arranged concentrically around the primary coil 6.
  • the primary coil 6 is connected via the control electronics and the plug 7 to the supply voltage, which is a low-voltage source. By means of the control electronics, the current flow in the primary coil 6 is interrupted in order to induce a high voltage in the secondary coil 1. The secondary coil 1 forwards the induced high voltage to a spark plug via the terminal 9.
  • the secondary coil 1 and the primary coil 6 with the primary coil core 8 are overmolded with a plastic 32, whereby the secondary coil 1 and the primary coil 6 are electrically insulated toward the outside. Likewise, the secondary coil 1 is electrically insulated from the cylindrical core 2. In addition, the gap between the secondary coil 1 and the primary coil core 8 is filled with the plastic 32, so that the secondary coil 1 is electrically insulated from the primary coil 6. In addition, the cylindrical core 2 and other components, not shown, of the pencil ignition coil 3, as the electrical contacts, with the plastic 32 are encapsulated.
  • FIG. 2 shows a winding mandrel 20, on which a coated with at least one lacquer layer 26 wire 18 is wound.
  • the coated wire 18 is progressively wound onto the winding mandrel 20. That is, the wire 18 is wound at an angle a with respect to the longitudinal axis 12 of the winding mandrel 20 (or with respect to the longitudinal axis 13 of the secondary coil 1). That is, the wire is wound up in a frusto-conical shape.
  • a leg of the angle a runs along the longitudinal axis 12 of the winding mandrel 20.
  • the coated wire 18 is thus wound along the line 11 in winding planes 17, 17a, 17b which extend at an angle a with respect to the longitudinal axis 12 of the angular mandrel 20.
  • the angle a is at least 20, preferably at least 25 degrees. This has the advantage that no corona discharge in the secondary coil 1, if it is installed for example in an ignition coil, can occur.
  • the voltage difference each other adjacent turns is due to the winding at an angle of at least 25 ° below the corona discharge voltage.
  • FIG. 2 is a heater 14 can be seen.
  • the wire 18 coated with a lacquer layer 26 is heated by the heater 14. It is both the already wound wire 18, the so-called winding package, as well as the supplied wire 18 is heated.
  • the outer lacquer layer 26 of the coated wire 18 at least partially dissolves.
  • a device can output a solvent, whereby the outer lacquer layer 26 of the coated wire 18 at least partially dissolves.
  • the outer lacquer layer 26 may be a baked enamel layer.
  • the lacquer layer 26 is adhesively bonded by the dissolution, whereby the adjacent turns of the coated wire 18 are glued together during the winding. This has the advantage that the wire can not slip and thus can not come to a winding collapse during winding.
  • the bonds 19 of the adjacent turns of the wire 18 can be seen, which are caused by dissolving and bonding the lacquer layer 26.
  • the baked enamel layer When the baked enamel layer is dissolved, it is preferably not completely dissolved before curing takes place.
  • FIG. 2 shows a cross section of the wire 18 coated with at least one lacquer layer 26.
  • the wire 18 may be made of copper and / or aluminum and / or brass and / or silver and / or nickel.
  • the wire 18 is coated with a base lacquer layer 24. On this base lacquer layer 24, a further lacquer layer 26 is applied.
  • the outer lacquer layer 26 may consist of baked enamel. The baked enamel can dissolve between a temperature of 140 and 300 degrees and thereby become stickable.
  • FIG. 4 a feeder 28 is shown, which supplies the wire 18 coated with at least one lacquer layer.
  • This coated wire 18 is wound on the winding mandrel 20. This happens because the winding mandrel 20 rotates about its longitudinal axis 12 in the direction of rotation A. Alternatively, the coated wire 18 may also be wound around the non-rotating winding mandrel 20 become.
  • winding is intended to include both possibilities.
  • the heater 14 which is preferably an air blower, inflates the coated wire with heat, with the outer lacquer layer 26 of the coated wire 18 at least partially dissolving and becoming tacky.
  • the adjacent turns of the coated wire 18 are thus glued together.
  • a device that outputs a solvent during winding onto the wire 18 may also be used. This solvent may also cause the outer lacquer layer of the wire 18 to at least partially dissolve and thereby become tacky. After the individual turns have been glued together, the at least partially dissolved paint cures again.
  • Fig. 5 is a partial view of a cut secondary coil 1 without winding mandrel 20 and a concentrically arranged around these primary coil 6 is shown with a primary coil core 8. Inside the secondary coil 1, a cylindrical core 2 is arranged. The partial view is both on the in Fig. 5 shown left and cut off on the right side. Since the turns of the secondary coil 1 stick together, the turns of the secondary coil 1 can no longer slip.
  • the secondary coil 1 is self-supporting and therefore forms a solid unit.
  • the cylindrical core 2, the wound secondary coil 1 and the concentrically arranged around this primary coil 6 with primary coil core 8 is overmolded with a plastic 32.
  • other not shown components of an ignition coil 3, such as the electrical contacts, with the plastic 32 can be encapsulated.
  • the plastic 32 also forms a sufficient insulation of the secondary coil 1 relative to the core 2 of the ignition coil 3 and / or to the primary coil 6 of the ignition coil 3. In this way, the usual Harzverguss the secondary coil 1 can be avoided in ignition coils according to the prior art, most of the time Coil core is poured with.
  • Plastic overmolding is a very simple, time-saving and cost-effective process

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärspulen für Zündspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Sekundärspulen werden in Zündspulen verwendet. Zündspulen weisen ferner einen aus magnetischem Material bestehenden Spulenkern, sowie eine Primärspule auf. Zur Herstellung der Primär- und der Sekundärspule wird ein Draht auf einen Wickeldorn aufgewickelt, so dass der Draht zu mehreren Windungen geformt ist. Der Sekundärspule weist um ein Vielfaches mehr Windungen auf als die Primärspule. Die Primärspule ist mit einer Niederspannungsquelle verbunden. Die Sekundärspule ist mit der Hochspannungsversorgung für eine Zündkerze verbunden. Bei einer Zündspule wird durch Unterbrechen des Stromflusses im Primärspulenkreis eine Hochspannung im Sekundärspulenkreis induziert.
  • Aus der US 6,529,111 B1 ist eine Zündspule für Verbrennungsmotoren bekannt, die eine Primär- und eine Sekundärspule aufweisen, die jeweils aus einem Backlackdraht hergestellt werden.
  • Bei Sekundärspulen besteht beim bisherigen Stand der Technik das Problem, dass es zu Koronaentiadungen kommen kann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen zwei einander angrenzenden Windungen in Luft zu hoch ist. Beim bisherigen Stand der Technik werden die Sekundärspulen daher häufig mit Harz umgossen, wobei darauf geachtet werden muss, dass keine Luftblasen beim Gießen eingeschlossen werden. Dies ist ein sehr aufwendiges und teures Verfahren. Alternativ wird die Sekundärspule, um die Gefahr der Koronaentladung zu reduzieren, in Längsrichtung beispielsweise durch konzentrisch um die Längsachse der Spule angeordnete Scheiben in mehrere Kammern unterteilt. Das Herstellungsverfahren ist ebenfalls aufwendig und teuer.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Sekundärspulen sowie ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärspulen zu schaffen, das einfach und kostengünstig ist und bei dem erfindungsgemäße Sekundärspulen herstellbar sind, bei denen die Gefahr der Koronaentladung reduziert ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Sekundärspule für Zündspulen mit den folgenden Schritten:
    • Wickeln von einem mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Draht auf einen eine Längsachse aufweisenden Wickeldorn,
    • Verkleben von einander angrenzenden Windungen des Drahts durch teilweises Anlösen und anschließendes Aushärten der Lackschicht, wobei als Lackschicht eine Backlacksicht verwendet wird,
  • ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Wickeln des mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Drahts kegelstumpfförmig unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse des Wickeldorns erfolgt und das Verkleben der einander angrenzenden Windungen des Drahts während des Wickelns erfolgt.
  • Das Verfahren hat den Vorteil, dass der Draht unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse der Wickeldorns gewickelt wird. Je größer der Wickel-Winkel in Bezug auf die Längsachse des Wickeldoms ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Koronaentladung auftritt. Dies liegt daran, dass die einander angrenzenden Windungen eine geringere Spannungsdifferenz aufweisen als einander angrenzende Windungen eines Drahtes, der unter einem Winkel kleiner als 20° gewickelt worden ist. Die Spannungsdifferenz einander angrenzender Windungen der vorliegenden Erfindung liegt unterhalb der Koronaentlandungs-Spannung.
  • Um diesen Winkel zu erzielen, werden die einander angrenzenden Windungen während des Wickelns miteinander verklebt. Das bedeutet außerdem, dass die Windungen nicht abrutschen können. Dies führt ebenfalls dazu, dass es nicht zu Koronaentladungen kommen kann, die beim Abrutschen der Windungen üblicherweise auftreten.
  • Das Anlösen der Lackschicht kann durch Erhitzen der Lackschicht mittels einer Heizeinrichtung ausgelöst werden.
  • Das Anlösen der Lackschicht kann auch durch Aufbringen eines Lösemittels auf die Lackschicht ausgelöst werden.
  • Das Verkleben der einander angrenzenden Windungen hat den Vorteil, dass die aus den Windungen bestehende Spule selbsttragend ist.
  • Als Lackschicht kann eine Backlackschicht verwendet werden. Wenn eine Backlackschicht und ein großer Wickel-Winkel (vorzugsweise größer als 20°) verwendet wird, kann auf Klebebänder, Vergussmasse oder Imprägnierung innerhalb der Sekundärwicklung verzichtet werden.
  • Der zu wickelnde Draht kann auch mit zwei Lackschichten beschichtet sein, wobei als äußere Lackschicht eine Backlackschicht verwendet werden kann.
  • Der Wickeldorn kann nach dem Wickeln aus der Sekundärspule entfernt werden. Beim Stand der Technik wird die Sekundärspule häufig direkt auf einen Sekundärspulenkern und somit auf keinen Wickeldorn aufgewickelt und dann mit dem Sekundärspulenkern in die Zündspule eingebaut.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird kein Sekundärspulenkern verwendet. Dies hat den Vorteil, dass dadurch, dass der Wickelkern entfernt wird und kein Sekundärspulenkern verwendet wird, Material eingespart werden kann. Zusätzlich ist eine Zündspule, bei der eine Sekundärspule ohne Sekundärspulenkern verwendet wird, kompakter als eine Zündspule, bei der eine Sekundärspule verwendet wird, die einen Sekundärspulenkern enthält.
  • Die Sekundärspule kann nach Entfernen des Wickeldorns mit Kunststoff umspritzt werden. Der umspritzte Kunststoff stellt für die Sekundärspule eine elektrische Isolierung nach Außen dar. Das Umspritzen mit Kunststoff ist ein einfaches, kostengünstiges und zeitsparendes Verfahren. Zusätzlich muss im Gegensatz zu dem Vergießen mit Harz nicht darauf geachtet werden, dass keine Luftblasen eingeschlossen werden. Selbst bei einem Einschluss von Luftblasen kommt es bei der vorliegenden Erfindung nicht zu einer Koronaentladung. Es kann nicht nur die Sekundärspule sondern gleichzeitig auch die anderen Komponenten, die sich innerhalb der Zündspule befinden, wie beispielsweise die Primärspule und der Primärspulenkern, mit Kunststoff umspritzt werden. Auf diese Weise bilden die Komponenten innerhalb der Zündspule eine feste Einheit.
  • Bei einer erfindungsgemäß hergestellten Sekundärspule für Zündspulen, mit einer Längsachse, einem konzentrisch um die Längsachse aufgewickelten Draht, ist vorgesehen, dass der aufgewickelte Draht unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse aufgewickelt ist, wobei der Draht mindestens eine beim Aufwickeln zumindest teilweise anlösbare Lackschicht aufweist.
  • Der aufgewickelte Draht kann auch unter einem Winkel von mindestens 25° in Bezug auf die Längsachse aufgewickelt sein.
  • Die Lackschicht kann eine Backlackschicht sein, wobei die Backlackschicht aus Polyvinylbutyral, aus Polyamid- oder aus Epoxidharz bestehen kann.
  • Die angelöste Lackschicht ist klebbar. Eine Heizeinrichtung kann die Lackschicht anlösen. Alternativ kann eine Einrichtung ein Lösemittel auf den mit einer Lackschicht beschichteten Draht auftragen, das die Lackschicht anlöst.
  • Der zu wickelnde Draht kann auch mit zwei oder mehr Lackschichten beschichtet sein, wobei die äußere Lackschicht eine Backlackschicht sein kann.
  • Die Sekuhdärspule weist keinen Sekundärspulenkern auf. Nach dem Wickeln wird der Wickeldorn, auf den die Sekundärspule aufgewickelt worden ist, aus der Sekundärspule entfernt.
  • Die Sekundärspule ohne Sekundärspulenkern ist mit Kunststoff umspritzbar. Es kann nicht nur die Sekundärspule sondern auch die anderen Komponenten, die innerhalb der Zündspule angeordnet sind, mit Kunststoff umspritzbar sein.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen schematisch
    • Fig. 1
    eine Teilansicht einer geschnittenen Stabzündspule,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht eines Wickeldorns mit bereits aufgewickeltem Draht,
    Fig. 3
    eine geschnittene Ansicht des aufzuwickelnden Drahts,
    Fig. 4
    eine geschnittene Frontansicht eines Wickeldorns mit aufgewickeltem Draht,
    Fig. 5
    eine kunststoffumspritzte Sekundärspule in der geschnittenen Seitenansicht.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen Teilschnitt einer Stabzündspule 3. Eine Stabzündspule 3 kann beispielsweise in einer Zündanlage eines Ottomotors verwendet werden. Bei einer Zündspule wird durch Unterbrechen des Stromflusses im Primärkreis eine Hochspannung im Sekundärkreis induziert. Diese Hochspannung wird bei einer Zündanlage eines Ottomotors an die Funkenstrecke einer Zündkerze geleitet, um das Kraftstoff-Luftgemisch in den Zylindern des Ottomotors zu entzünden.
  • Die Stabzündspule 3 weist einen oberen Teil 5 auf, in dem die Steuerelektronik angeordnet ist. Die Steuerelektronik ist über einen Stecker 7 mit einer Versorgungsspannung verbunden.
  • Die Stabzündspule 3 besteht vorzugsweise aus einem zylindrischen Kern 2. Der zylindrische Kern 2 besteht vorzugsweise aus magnetisierbarem Material. Konzentrisch um den zylindrischen Kern 2 herum ist eine Sekundärspule 1 angeordnet. Die Längsachse 13 der Sekundärspule 1 ist identisch mit der Längsachse 15 des zylindrischen Kerns 2. Konzentrisch um die Sekundärspule 1 herum ist eine Primärspule 6 angeordnet. Die Primärspule 6 ist auf einem Primärspulenkern 8 aufgewickelt. Die Primärspule 6 kann alternativ anstelle auf einen Primärspulenkern 8 direkt auf eine mit Kunststoff umspritzte Sekundärspule 1 gewickelt werden. Die Primärspule 6 wiederum ist konzentrisch von dem Gehäuse 10 der Stabzündspule umgeben. Alternativ kann die Primärspule 6 konzentrisch um den zylindrischen Kern 2 herum angeordnet sein. In diesem Fall ist dann die Sekundärspule 1 konzentrisch um die Primärspule 6 angeordnet.
  • Die Primärspule 6 ist über die Steuerelektronik und den Stecker 7 mit der Versorgungsspannung, die eine Niederspannungsquelle ist, verbunden. Mittels der Steuerelektronik wird der Stromfluss in der Primärspule 6 unterbrochen, um eine Hochspannung in der Sekundärspule 1 zu induzieren. Die Sekundärspule 1 leitet die induzierte Hochspannung an eine Zündkerze über den Anschluss 9 weiter.
  • Die Sekundärspule 1 und die Primärspule 6 mit dem Primärspulenkern 8 sind mit einem Kunststoff 32 umspritzt, wodurch die Sekundärspule 1 und die Primärspule 6 nach Außen hin elektrisch isoliert sind. Ebenso ist die Sekundärspule 1 gegenüber dem zylindrischen Kern 2 elektrisch isoliert. Außerdem ist der Zwischenraum zwischen Sekundärspule 1 und Primärspulenkern 8 mit dem Kunststoff 32 ausgefüllt, so dass die Sekundärspule 1 gegenüber der Primärspule 6 elektrisch isoliert ist. Zudem können der zylindrischen Kern 2 sowie weitere nicht dargestellte Bauteile der Stabzündspule 3, wie die elektrischen Kontakte, mit dem Kunststoff 32 umspritzt werden.
  • Figur 2 zeigt einen Wickeldorn 20, auf den ein mit mindestens einer Lackschicht 26 beschichteter Draht 18 aufgewickelt wird. Der beschichtete Draht 18 wird progressiv auf den Wickeldorn 20 aufgewickelt. Das heißt, der Draht 18 wird unter einem Winkel a in Bezug auf die Längsachse 12 des Wickeldorns 20 (bzw. in Bezug auf die Längsachse 13 der Sekundärspule 1) aufgewickelt. Das heißt, der Draht wird kegelstumpfförmig aufgewickelt. Ein Schenkel des Winkels a verläuft entlang der Längsachse 12 des Wickeldorns 20. Der beschichtete Draht 18 wird somit entlang der Linie 11 in Wickelebenen 17, 17a, 17b gewickelt, die unter einem Winkel a in Bezug auf die Längsachse 12 des Winkeldorns 20 verlaufen. Der Winkel a beträgt mindestens 20, vorzugsweise mindestens 25 Grad. Dies hat den Vorteil, dass keine Koronaentladung in der Sekundärspule 1, wenn diese z.B. in einer Zündspule eingebaut ist, auftreten kann. Die Spannungsdifferenz einander angrenzender Windungen ist aufgrund der Wicklung unter einem Winkel von mindestens 25° unterhalb der Koronaentladungs-Spannung.
  • In Figur 2 ist eine Heizeinrichtung 14 zu erkennen. Während des Wickelns wird der mit einer Lackschicht 26 beschichtete Draht 18 mit der Heizeinrichtung 14 erwärmt. Es wird sowohl der bereits aufgewickelte Draht 18, das sogenannte Wickelpaket, als auch der zugeführte Draht 18 erwärmt. Dadurch löst sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahtes 18 zumindest teilweise auf. Alternativ kann auch eine Einrichtung ein Lösemittel ausgeben, wodurch sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahtes 18 zumindest teilweise auflöst. Die äußere Lackschicht 26 kann eine Backlackschicht sein. Die Lackschicht 26 wird durch das Anlösen klebbar, wodurch die einander angrenzenden Windungen des beschichteten Drahtes 18 während des Wickelns miteinander verklebt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Draht nicht abrutschen kann und es somit nicht zu einem Wicklungseinsturz während des Wickelns kommen kann. In Figur 2 sind die Verklebungen 19 der einander angrenzenden Windungen des Drahtes 18 zu erkennen, die durch Anlösen und Verkleben der Lackschicht 26 entstanden sind.
  • Beim Anlösen der Backlackschicht wird diese vorzugsweise nicht vollständig aufgelöst, bevor eine Aushärtung erfolgt.
  • In Figur 3 ist ein Querschnitt des mit mindestens einer Lackschicht 26 beschichteten Drahtes 18 dargestellt. Der Draht 18 kann aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Messing und/oder Silber und/oder Nickel bestehen. Der Draht 18 ist mit einer Grund-Lackschicht 24 beschichtet. Auf dieser Grund-Lackschicht 24 ist eine weitere Lackschicht 26 aufgebracht. Die äußere Lackschicht 26 kann aus Backlack bestehen. Der Backlack kann sich zwischen einer Temperatur von 140 und 300 Grad auflösen und dadurch klebbar werden.
  • In Figur 4 ist eine Zuführeinrichtung 28 dargestellt, die den mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Draht 18 zuführt. Dieser beschichtete Draht 18 wird auf den Wickeldorn 20 gewickelt. Dies geschieht dadurch, dass der Wickeldorn 20 um seine Längsachse 12 in Drehrichtung A rotiert. Alternativ kann auch der beschichtete Draht 18 um den nicht rotierenden Wickeldorn 20 gedreht bzw. gewickelt werden. Im Folgenden soll der Begriff "Wickeln" beiden Möglichkeiten einschließen.
  • Während des Wickelns bebläst die Heizeinrichtung 14, die vorzugsweise ein Luftgebläse ist, den beschichteten Draht mit Wärme, wobei sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahts 18 zumindest teilweise auflöst und dadurch klebbar wird. Die einander angrenzenden Windungen des beschichteten Drahtes 18 werden somit aneinander geklebt. Anstatt einer Heizeinrichtung 14 kann auch eine Einrichtung verwendet werden, die ein Lösemittel während des Wickelns auf den Draht 18 ausgibt. Dieses Lösemittel kann ebenfalls bewirken, dass die äußere Lackschicht des Drahtes 18 sich zumindest teilweise auflöst und dadurch klebbar wird. Nachdem die einzelnen Windungen miteinander verklebt worden sind, härtet der zumindest teilweise aufgelöste Lack wieder aus.
  • Nachdem die Sekundärspule 1 gewickelt worden ist, kann der Wickeldorn 20 entfernt werden. In Fig. 5 ist eine Teilansicht einer geschnittenen Sekundärspule 1 ohne Wickeldorn 20 und eine konzentrisch um diese angeordnete Primärspule 6 mit einem Primärspulenkern 8 dargestellt. Im Inneren der Sekundärspule 1 ist ein zylindrischer Kern 2 angeordnet. Die Teilansicht ist sowohl auf der in Fig. 5 dargestellten linken als auch auf der rechten Seite abgeschnitten dargestellt. Da die Windungen der Sekundärspule 1 aneinander kleben, können die Windungen der Sekundärspule 1 nicht mehr verrutschen. Die Sekundärspule 1 ist selbsttragend und bildet daher eine feste Einheit.
  • Der zylindrischen Kern 2, die gewickelte Sekundärspule 1 sowie die konzentrisch um diese angeordnete Primärspule 6 mit Primärspulenkern 8 wird mit einem Kunststoff 32 umspritzt. Zudem können auch weitere nicht dargestellte Bauteile einer Zündspule 3, wie beispielsweise die elektrischen Kontakte, mit dem Kunststoff 32 umspritzt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Sekundärspule 1, die Primärspule 6 mit Primärspulenkern 8 sowie andere Bauteile, wie die elektrischen Kontakte, nach Außen hin elektrisch isoliert sind. Der Kunststoff 32 bildet zudem eine ausreichende Isolierung der Sekundärspule 1 gegenüber dem Kern 2 der Zündspule 3 und/oder gegenüber der Primärspule 6 der Zündspule 3. Auf diese Weise kann der sonst übliche Harzverguss der Sekundärspule 1 bei Zündspulen gemäß dem Stand der Technik vermieden werden, bei dem auch meistens ein Spulenkern mit eingegossen wird. Das Umspritzen mit Kunststoff ist ein sehr einfaches, zeitsparendes und kostengünstiges Verfahren
  • Beim bisher bekannten Stand der Technik besteht häufig das Problem, dass es zum Abrutschen einer Windung des Drahtes 18 kommt, wobei eine Windung des Drahts 18 mit einem bestimmten Potential einer Windung eines Drahts 18 mit einem wesentlich höheren Potential näher kommt, wodurch eine Koronaentladung oder ein elektrischer Durchschlag verursacht werden kann.
  • Zudem kann es beim bisherigen Stand der Technik bei einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Spulenkörper und Spule zu Rissbildungen kommen. Bei der vorliegenden Erfindung tritt dieses Problem weniger auf.
  • Je höher der Winkel a ist, unter dem der Draht 18 gewickelt wird, desto geringer ist die Anzahl der Windungen des Drahtes 18 pro einzelner Wickelebene 17, 17a, 17b. Somit ist die elektrische Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Drähten 18 von zwei aufeinanderfolgenden Wickelebenen 17a, 17b geringer. Je geringer die Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Drähten 18 von zwei aufeinanderfolgenden Wickelebenen 17a, 17b ist, desto seltener entsteht Koronaentladung. Bei einem Winkel von mindestens 20 Grad in Bezug auf die Längsachse 13 der Sekundärspule 1 entsteht keine Koronaentladung.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Sekundärspule (1) für Zündspulen (3) durch
    - Wickeln von einem mit mindestens einer Lackschicht (26) beschichteten Draht (18) auf einen eine Längsachse (12) aufweisenden Wickeldorn (20),
    - Verkleben von einander angrenzenden Windungen des Drahts (18) durch Anlösen und Aushärten der mindestens einen Lackschicht (26), wobei als Lackschicht (26) eine Backlackschicht verwendet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wickeln des mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Drahts kegelstumpfförmig unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse des Wickeldorns erfolgt und das Verkleben der einander angrenzenden Windungen des Drahts (18) während des Wickelns erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit mindestens einer Lackschicht (26) beschichtete Draht (18) kegelstumpfförmig unter einem Winkel von mindestens 25° in Bezug auf die Längsachse (12) des Wickeldorns (20) auf den Wickeldorn (20) gewickelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlösen der Lackschicht (26) durch Erhitzen der Lackschicht (26) mittels einer Heizeinrichtung (14) ausgelöst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlösen der Lackschicht (26) durch Aufbringen eines Lösemittels auf die Lackschicht ausgelöst wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (1) nach Entfernen des Wickeldorns (20) mit Kunststoff (32) umspritzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Backlackschicht aus Polyvinylbutyral oder aus Polyamid oder aus Expoxidharz besteht.
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