WO1984002224A1 - Ignition coal for ignition devices of internal combustion engines - Google Patents

Ignition coal for ignition devices of internal combustion engines Download PDF

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    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
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    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073—Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Definitions

  • Ignition coil for ignition systems of internal combustion engines Ignition coil for ignition systems of internal combustion engines
  • the invention relates to an ignition coil for ignition systems of internal combustion engines according to the preamble of the main claim.
  • the insulating distance between the secondary winding carrying the high voltage and regions 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.
  • the invention is based on the idea of providing the insulation spacing of the individual chamber of the secondary winding only as large as the respective voltage between the chamber potential and the smaller potential of the adjacent area of the ignition coil.
  • the area of the insertion opening which is formed by the end face of the coil form 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.
  • FIG. 1 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 to the axis 11 of the ignition coil and a coil former 12 coaxial with the iron core 10 with a primary winding 13. Also coaxial with this is a coil former 14 in a chamber configuration 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 coil former 12 with the primary winding 13 and the iron core 10.
  • the coil former 12 widens in its edge region 18 to a receptacle for a dome 19 with one therein molded contact sleeve 20 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 distributor or switchgear.
  • 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 bobbin 14 in chamber design has a frustoconical, outwardly widening inner wall section 25, an approximately cylindrical inner wall section 25 'and forms, for example, eight annular chambers 26, which form seven inner annular webs 27 and two outer annular webs 28, 28'.
  • the axial cross section of each ring web is trapezoidal, and the narrow sides of the trapezoid partially form the outer boundary of the coil former 14.
  • the radial expansion, ie the height of each chamber winding 29 of the secondary winding 15 increases Chamber potential according to the law of the geometric series, and the individual chamber windings 29 are arranged such that the insulating distance between the secondary winding 15 and areas of the ignition coil, which carry a smaller potential, becomes larger with an increasingly higher chamber potential.
  • the insulation distance 30, 30 'of the chamber winding 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 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 their height and cross-sectional area does not have to correspond exclusively to the geometrical series, but can also take place in terms of manufacturing technology and strength.
  • 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 coil body 12 via a predetermined breaking point 34, which cover is inserted into the cover 41 when the coil 12 and the housing 16 are axially joined.
  • 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 bobbin 12 are made of the thermoplastic polybutylene reinforced with glass fiber.

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Description

Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. 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.
Die Koaxialität der Sekundärwicklung zur hohlzylinderförmigen Primärwicklung bedingt zwangsläufig, daß der Isolierabstand über die gesamte Länge der Sekundärwicklung besteht, und mithin dieser Abstand ist im Bereich der ersten Kammer der Sekundärwicklung überdimensioniert, wodurch eine größere Gießharzmenge benötigt wird und das Gewicht der Zündspule sich unnötigerweise erhöht. Vorteile der Erfindung
Mit der Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird bei gleicher Leistung der Zündspule deren Abmessungen und Gewicht verringert. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Isolierabstand der einzelnen Kammer der Sekundärwicklung nur so groß vorzusehen, wie die jeweilige Spannung zwischen dem Kammerpotential und dam kleineren Potential des Uachbarbereichs der Zündspule entspricht.
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 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 Spulenkörpers und am Gehäuseboden anzuformen und diese mit Festsitz zusammenzufügen.
Weiterhin bekannt ist es, je eine nach außen abstehende Kappe an der Stirnseite des 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 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.
Zeichnung
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 Gehäus.eboden nach dem Vergießen der Zündspule.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
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 Spulenkörper 12 mit einer Primärwicklung 13. Ebenfalls dazu koaxial ist ein 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 Spulenkörpers 12 mit der Primärwicklung 13 und dem Eisenkern 10. Der 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 b.zw. zum Zündverteiler oder Schaltgerät. Der erste Sndabschnitt 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, nicht dargestellten Anschlußbolzen kontaktiert. Der erste Endabschnitt 23 der Sekundärwicklung 15 kontaktiert über ein Anschlußteil 22 mit der Kontakthülse 20.
Der 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 ist trapezförmig, und die Schmalseiten des Trapezes bilden teilweise die äußere Begrenzung des 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 mit höchstem Kammerpotential zur Primärwicklung 13 bzw. zur Außenseite des Gehäuses 16 größer als der Isolierabstand 31, 31' der Kammerwicklung 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 geometrisc 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 Spulenkörpers 12 über ein Sollbruchstelle 34 ein hutförmiger Deckel 40 angeformt, der beim axialen Zusammenfügen von Spule 12 und Gehäuse 16 in den Deckel 41 eingesteckt wird.
Danach wird die Zündspule mit Vergußmasse 32 vergessen 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

Ans prüche
1. Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer Primärwicklung und mit einer dazu koaxialen Sekundärwicklung in Kammerausführung, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierabstand (30, 30'; 31, 31') zwischen der Sekundärwicklung (15) und Bereichen der Zündspule, die ein kleineres Potential führen, mit zunehmend höherem Kammerpotential größer wird.
2. Spule mit einem topfförmigen Gehäuse, einem darin konzentrischen Eisenkern und einem die Primärspule tragenden Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkörper ( 14 ) in Kammerausführung die Sekundärwicklung (15) trägt und zwischen der Primärwicklung (13) und der Wandung des Gehäuses (16) angeordnet ist.
3. Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung (Höhe) einer jeden Kammerwicklung (29) der Sekundärwicklung (15) zum höheren Kammerpotential nach dem Gesetz der geometrischen Reihe abnimmt. k . Spule nach Anspruch 2 oder 3, bei der je ein Ringsteg des Spulenkörpers zwei benachbarte Kammerwicklungen der Sekundärspule 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 Spulenkörpers ( 1 k ) bilden.
5. Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem topfförmigen Gehäuse und einer Ξins-ceckδffnung im Gehäuseboden sowie mit einem eine Wicklung tragenden, hülsenförmigen Spulenkörper, dessen eine ringförmige Stirnseite am Öffnungsrand des Gehäusebodens anliegt, gekennzeichnet durch a) die Einstecköffnung (17) ia Boden (36) des Gehäuses (16) und die Stirnseite des Spulenkörpers (12) verschließt je ein Deckel ( 41 , 40), 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.
6. Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel ( 40 ) des Spulenkörpers (12) sich im Deckel (31) des Bodens (36) des Gehäuses (16) zentriert.
7. Spule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckel ( 40 , 41 ) nach Art eines Hutes augebildet und ineinander gesteckt sind.
8. Spule nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 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 Spulenkörpers (12) bzw. vom Öffnungsrand (33) des Bodens (36) gemäß Merkmal 5b) abtrennbar sind.
9. Spule nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) und der Spulenkörper (12) aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polybutylen mit Glasfaser, besteht.
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