RU2177079C2 - Стержневая катушка для систем зажигания - Google Patents

Abstract

Стержневая катушка для зажигания, в частности для применения в качестве катушки зажигания в двигателях внутреннего сгорания, предназначена для применения предпочтительно в автотранспортных средствах. В катушке предусмотрен центральный канал, который начинается от присоединительного участка и, проходя через сердечник катушки, оканчивается в чашеобразной донной части внутренней полости катушки. Втекающая в канал литьевая смола доходит до закрытой донной части, где она изменяет направление течения на противоположное и, равномерно заполняя зазоры катушки, поднимается обратно к присоединительному участку. Стержневая катушка зажигания имеет такую конструкцию, которая при ее изготовлении обеспечивает технологически оптимальную заливку литьевой смолы во внутреннюю полость этой стержневой катушки. Техническим результатом является оптимальное время заливки в сочетании с высокой надежностью изготовления благодаря устранению включений воздуха в литьевой смоле. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к стержневой катушке для систем зажигания, в частности для систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Из заявки DE 4132851 A1 известна выполненная в виде единого блока стержневая катушка зажигания, корпус которой имеет в основном цилиндрическую форму. Внутри корпуса расположены стержневой сердечник, первичная и вторичная обмотки, каждая из которых намотана на отдельный каркас, а также несколько замыкающих магнитную цепь элементов, выполненных из металлических листов и воздействующих на магнитное поле стержневой катушки. Эти элементы отделены один от другого зазорами, которые частично имеют небольшую площадь поперечного сечения и которые для изоляции элементов необходимо полностью, т. е. без оставления полостей, заполнять литьевой смолой. Поскольку один из торцев корпуса закрыт контактным выводом первичной обмотки, а другой его торец закрыт контактным выводом вторичной обмотки, являющимся высоковольтным выводом, заполнение катушки литьевой смолой затруднено.

Вследствие узких зазоров время заливки смолой не является оптимальным с технологической точки зрения, а вероятность образования воздушных включений может привести к нарушению работоспособности катушки в результате пробоев при высоком напряжении.

Краткое описание сущности изобретения
Преимущество предлагаемой согласно изобретению стержневой катушки для систем зажигания с отличительными признаками п. 1 формулы в сравнении с уровнем техники состоит в том, что обеспечивается более или менее удовлетворительное устранение вышеупомянутых недостатков. При этом стержневая катушка имеет такую конструкцию, которая обеспечивает заливку литьевой смолы по каналу, длина которого больше длины любой из обмоток катушки, непосредственно в катушку в обход обмоток до ее нижнего конца, откуда смола может перетекать в соседние с обмотками зазоры.

Такая конструкция позволяет осуществлять заполнение стержневой катушки смолой очень быстро, при этом литьевая смола поднимается по зазорам в обратном направлении, в основном равномерно заполняя их.

Благодаря этому исключается образование воздушных включений в виде пузырьков, которые после отверждения литьевой смолы укорачивают изоляционный промежуток и тем самым могут привести к выходу из строя катушки.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы.

Ниже изобретение более подробно поясняется на примере его выполнения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором стержневая катушка показана в продольном разрезе.

Описание предпочтительного варианта выполнения
Стержневая катушка 11 для систем зажигания, в частности для применения в качестве катушки зажигания в двигателе внутреннего сгорания, согласно чертежу предназначена для непосредственного контактирования со свечей 12 зажигания, которая обычным образом вставлена в гнездо в головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания (не показано).

Стержневая катушка 11, выполненная по существу в виде тела вращения, содержит расположенный коаксиально продольной оси 13 удлиненный, выполненный из магнитного материала цилиндрический сердечник 14, через центр которого проходит канал 16 и который представляет собой элемент разомкнутой магнитной цепи.

Концентрично вокруг сердечника 14 расположен первый пластмассовый каркас 17, который служит каркасом первичной катушки и который может быть выполнен либо в виде отливки, в которую заключен сердечник 14, либо в виде отдельного монтажного элемента. На первый каркас 17 намотана первичная обмотка 18 низкого напряжения.

С небольшим отступом в радиальном направлении от первичной обмотки 18, являющимся первым зазором 19, расположен второй каркас 21, на который намотана вторичная обмотка 22 высокого напряжения.

В другом варианте вторичная обмотка 22 может быть расположена внутри первичной обмотки 18.

С небольшим в радиальном направлении от вторичной обмотки 22 отступом, являющимся вторым зазором 23, расположен пластмассовый трубчатый корпус 24. При этом канал 16 и зазоры 19, 23 проходят в осевом направлении между торцами стержневой катушки. Вне корпуса 24, а в другом варианте внутри него, расположен замыкающий магнитную цепь элемент 26, выполненный по типу кожуха из листового металла и служащий для экранирования магнитного поля стержневой катушки 11 от внешней среды.

К торцам корпуса 24 примыкает, во-первых, высоковольтный контактный вывод 27 для передачи энергии, необходимой для зажигания рабочей смеси, от стержневой катушки 11 на свечу 12, показанную на чертеже прерывистой линией, и, во-вторых, присоединительный участок 29. Между корпусом 24, высоковольтным контактным выводом 27 и присоединительным участком 29 заключена внутренняя полость 30.

В состав высоковольтного контактного вывода 27 входят, в частности, колпачковый элемент 31, защитный кожух 32, электрод 33 и контактная пружина 34.

Колпачковый элемент 31 представляет собой в основном гильзообразную, расположенную коаксиально продольной оси 13, выполненную за одно целое с корпусом 24 пластмассовую деталь, которая в другом варианте может представлять собой также выполненную отдельно от корпуса 24 пластмассовую деталь и которая охватывает электрически соединенную с контактной гайкой 36 свечи 12 контактную пружину 34 и штифтовой вывод 37 выполненного ступенчатым цилиндрического электрода 33, который также электрически соединен с контактной пружиной 34. Электрод 33 удерживается в колпачковом элементе 31 предусмотренным на нем и выступающим во внутреннюю полость 30 кольцевым буртиком 38, герметично изолируя внутреннюю полость 30 на этом конце. Электрод 33 с помощью выступающей во внутреннюю полость 30 контактной металлической пластины 39 электрически соединен с одним из концов вторичной обмотки 22.

Снаружи на колпачковый элемент 31, частично охватывая его по длине, надет выполненный ступенчатым и обращенный к свече 12 гильзообразный защитный кожух 32 из силиконового каучука, закрывающий изолятор 41 свечи 12 и уплотняющий зону контакта между свечей 12 и катушкой 11.

Расположенный с противоположной от высоковольтного контактного вывода 27 стороны присоединительный участок 29 образует другой конец стержневой катушки 11. В состав присоединительного участка 29 входят, в частности, контактный вывод 42 первичной обмотки, разделительная камера 43, заливочный штуцер 44 и уравнительная камера 46, и он, за исключением зоны, в которой расположены металлические контакт-детали 47 в контактном выводе 42 первичной обмотки, выполнен из пластмассы в виде в основном открытой с торцев цельной детали.

Коаксиально продольной оси 13 расположен заливочный штуцер 44, в который вставляется литьевое сопло 48 для заполнения внутренней полости 30, показанной условно литьевой смолой 49. Между заливочным штуцером 44 и находящимся снаружи контактным выводом 42 первичной обмотки, по которому к стержневой катушке 11 подводится низкое напряжение, расположена разделительная камера 43. По другую сторону заливочного штуцера 44 снаружи от него находится уравнительная камера 46.

Разделительная камера 43, заливочный штуцер 44 и уравнительная камера 46 сообщаются с внутренней полостью 30. Иными словами, выполненное в заливочном штуцере 44 отверстие 51 переходит в соосный с ним канал 16, оканчивающийся в донной части 52 внутренней полости 30. От донной части 52 отходят кольцевые зазоры 19, 23, проходящие к уравнительной камере 46, а также (на чертеже это не видно) к разделительной камере 43. Таким образом, канал 16, длина которого больше длины любой из обмоток 18, 22, одним из своих концов, расположенным после обмоток 18, 22, по меньшей мере опосредованно переходит в указанные зазоры 19, 23, а присоединительный участок 29 имеет сообщающиеся с концами этих зазоров 19, 23 открытые с торцев камеры 43, 46.

После сборки вышеописанных деталей внутреннюю полость 30 стержневой катушки 11 заполняют литьевой смолой 49. С этой целью катушку 11 устанавливают в вертикальное положение таким образом, чтобы присоединительный участок 29 находился сверху. Затем в заливочный штуцер 44 герметично вставляют литьевое сопло 48, после чего из не показанной расходной емкости подают литьевую смолу 49, которая поступает либо под давлением, либо под действием собственной силы тяжести.

Литьевая смола 49 сначала ламинарным потоком поступает по каналу 16, который в другом варианте может быть расположен также эксцентрично и иметь в поперечном сечении различную форму, непосредственно в донную часть 52, из которой она может равномерно подниматься вверх.

Процесс заполнения заканчивают, когда литьевая смола 49 по зазорам 19, 23 поступит в камеры 43, 46 и частично заполнит их.

С целью исключить по окончании процесса заполнения загрязнение контактного вывода 42 первичной обмотки каплями литьевой смолы 49 при отводе сопла 48 между заливочным штуцером 40 и контактным выводом 42 предусмотрена разделительная камера 43. Эта разделительная камера 43, равно как и уравнительная камера 46, служит также выпором, в котором можно регулировать различный уровень заполнения литьевой смолой 49. Это можно осуществлять благодаря объемным допускам внутренней полости 30.

Вышеописанный вариант выполнения стержневой катушки 11 для заполнения литьевой смолой 49 позволяет достичь целый ряд различных преимуществ. Благодаря ламинарному течению литьевой смолы 49 в канале 16 не существует опасности захвата воздуха потоком смолы. В противном случае включения воздуха в виде пузырьков после отверждения смолы 49 привели бы к уменьшению изоляционного промежутка, что может привести к выходу из строя катушки 11 вследствие пробоев при высоком напряжении.

Зазоры 19, 23, узкие в зоне каркасов 17, 21 и обладающие высоким гидравлическим сопротивлением, находятся лишь в конце пути движения потока смолы. Поэтому время заливки, которое при изготовлении стержневой катушки 11 является фактором, существенно удорожающим технологический процесс, значительно короче в сравнении с временем заливки стержневой катушки 11 без канала 16.

Наличие канала 16 позволяет инжектировать литьевую смолу 49 под давлением, что обеспечивает дальнейшее сокращение времени заливки. Канал 16 предпочтительно выполнять в сердечнике 14 гладкостенным, а площадь его поперечного сечения в сравнении с площадями поперечного сечения зазоров 19, 23 целесообразно выбирать с таким расчетом, чтобы гидравлическое сопротивление канала 16 было меньше суммы гидравлических сопротивлений зазоров 19, 23.

Благодаря разделительной камере 43 предотвращается загрязнение контактного вывода 42 первичной обмотки и контакт-деталей 47 каплями смолы 49. Как правило, не требуется необходимая в настоящее время дозаливка смолы с целью компенсировать расход медленно просачивающейся сквозь зазоры литьевой смолы 49.

Таким образом, согласно изобретению предлагается стержневая катушка 11, которая обеспечивает технологически оптимальное время заливки в сочетании с высокой надежностью изготовления благодаря устранению включений воздуха в литьевой смоле 49.

Claims (6)

1. Стержневая катушка для систем зажигания, в частности для применения в качестве катушки зажигания в двигателях внутреннего сгорания, которая содержит сердечник (14) разомкнутой магнитной цепи, первичную обмотку (18) и вторичную обмотку (22), каждая из которых намотана на соответствующий каркас (17, 21) и расположена предпочтительно коаксиально продольной оси (13) стержневой катушки и сердечнику (14), по меньшей мере один замыкающий магнитную цепь элемент (26), а также корпус (24), высоковольтный контактный вывод (27) и присоединительный участок (29), между которыми заключена внутренняя полость (30) стержневой катушки (11), и в которой имеются зазоры (19, 23), расположенные вдоль по меньшей мере одной из обмоток (18, 22), отличающаяся тем, что в ней для заполнения литьевой смолой (49) предусмотрен по меньшей мере один канал (16), длина которого больше длины любой из обмоток (18, 22) и один из концов которого, расположенный после обмоток (18, 22), по меньшей мере опосредованно переходит в зазоры (19, 23).

2. Стержневая катушка по п.1, отличающаяся тем, что канал (16) и зазоры (19, 23) проходят в осевом направлении между ее торцами, а именно между присоединительным участком (29) с одной стороны и высоковольтным контактным выводом (27) с другой стороны, и соединяются в донной части (52) внизу внутренней полости (30).

3. Стержневая катушка по п.2, отличающаяся тем, что присоединительный участок (29) имеет переходящий в канал (16) заливочный штуцер (44), в который герметично вставляется заливочное сопло (48), а литьевая смола (49) может поступать в канал (16) через заливочное сопло (48) и заливочный штуцер (44) под действием собственной силы тяжести или под давлением.

4. Стержневая катушка по п.3, отличающаяся тем, что присоединительный участок (29) имеет сообщающиеся с концами зазоров (19, 23) открытые с торцов камеры (43, 46), которые после заполнения стержневой катушки (11) литьевой смолы (49) частично заполняются этой поднявшейся смолой (49).

5. Стержневая катушка по п.4, отличающаяся тем, что канал (16) выполнен в сердечнике (14) предпочтительно гладкостенным, а площадь его поперечного сечения в сравнении с площадями поперечного сечения зазоров (19, 23) выбрана такой, чтобы гидравлическое сопротивление канала (16) было меньше суммы гидравлических сопротивлений зазоров (19, 23).

6. Стержневая катушка по п.5, отличающаяся тем, что литьевая смола (49) втекает в канал (16) ламинарным потоком и после прохождения донной части (52) течет в основном равномерно в противоположном направлении по зазорам (19, 23) до камер (43, 46).