WO1998013914A1

WO1998013914A1 - Stabspule für zündanlagen

Info

Publication number: WO1998013914A1
Application number: PCT/DE1997/001186
Authority: WO
Inventors: Karl-Heinz NÜBEL; Wolfgang Endres
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1998-04-02
Also published as: RU2177079C2; CN1205124A; JP2000501895A; CN1064183C; EP0862807A1; EP0862807B1; JP4027428B2; DE59708258D1; DE29616780U1; US5949319A

Abstract

Eine Stabspule (11) für Zündanlagen, insbesondere als Zündspule in Brennkraftmaschinen, ist so auszubilden, daß das Einbringen von Gießharz (49) in einen Innenraum (30) der Stabspule (11) in fertigungstechnisch günstiger Weise erfolgen kann. Dazu weist die Stabspule (11) einen von einem Anschlußabschnitt (29) ausgehenden, zentral angeordneten, durch einen Kern (14) der Stabspule (11) geführten Kanal (16) auf, der bis in einen wannenförmigen Bodenbereich (52) des Innenraums (30) der Stabspule (11) führt. Durch den Kanal (16) einströmendes Gießharz (49) wird in den abgeschlossenen Bodenbereich (52) gebracht, von wo es umgelenkt als einheitliche Front durch Spalte (19, 23) der Stabspule (11) zum Anschlußabschnitt (29) zurückströmt. Die Stabspule (11) wird vorzugsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Description

Stabspule für Zündanlagen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stabspule für Zündanlagen, insbesondere als Zündanlagen in Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Durch die DE 41 32 851 AI ist als Zündspuleneinheit eine Stabspule bekannt, die ein in der Grundform zylindrisches Gehäuse aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist ein stabförmiger Kern, eine Primär- und eine Sekundärwicklung, die jeweils auf einem separaten Wickelkörper aufgebracht sind sowie mehrere Rückschlußbleche zur Beeinflussung des Magnetfeldes der Stabspule angeordnet. Diese Elemente sind durch Spalte voneinander getrennt, die teilweise eine geringe Querschnittsfläche aufweisen und die zur Isolierung der Elemente mit Gießharz ohne Fehlstellen verfüllt werden müssen. Das Gehäuse ist endseitig einerseits mit einem Primäranschluß und andererseits mit einem Sekundäranschluß als Hochspannungsanschluß abgeschlossen, so daß das Einfüllen des Gießharzes erschwert ist. Infolge der engen Spalte ergibt sich eine fertigungstechnisch ungünstige Vergießzeit und durch eventuelle Ausbildung von Luf einschlüssen eine Funktionsgefährdung durch Hochspannungsüberschläge .

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stabspule für Zündanlagen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnte Unzulänglichkeit in zufriedenstellendem Maß vermieden wird. Dazu ist die Stabspule so ausgebildet, daß durch einen Kanal, der länger als jede der Wicklungen der Stabspule ist, das Gießharz direkt, den Wicklungen nachgeordnet, in die Stabspule bringbar ist und von hier aus in Spalte übergeht, die den Wicklungen benachbart sind.

Dadurch ist die Stabspule rasch füllbar und das Gießharz steigt durch die Spalte als im wesentlichen einheitliche Front gegenläufig zurück.

Dies verhindert Lufteinschlüsse, die nach dem Aushärten als Blasen im Gießharz die Isolationsstrecke verkürzen und dadurch zum Ausfall der Stabspule führen können.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen für die Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die Stabspule in einem Längsschnitt. Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine Stabspule 11 für Zündanlagen, insbesondere als

Zündspule in einer Brennkraftmaschine, ist nach der Figur zur Direktkontaktierung mit einer Zündkerze 12 vorgesehen, die in üblicher und nicht mehr dargestellter Weise in einen Schacht in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist.

Die Stabspule 11 als weitgehend rotationssymmetrisches Teil, enthält in koaxialer Anordnung zu einer Längsachse 13 einen länglichen zylindrischen Kern 14 aus magnetischem Material, der von einem zentral verlaufenden Kanal 16 durchzogen ist.

Konzentrisch um den Kern 14 ist ein erster Wickelkδrper 17 als Primärspulenkörper aus Kunststoff angeordnet, der als Umspritzung des Kerns 14 oder als separater Montagekörper ausgeführt sein kann. Auf den ersten Wickelkörper 17 ist eine Niederspannung führende Primärwicklung 18 aufgebracht.

Mit geringem radialen Abstand als ein erster Spalt 19 zur Primärwicklung 18 ist ein zweiter Wickelkörper 21 angeordnet, der mit einer Hochspannung führenden Sekundärwicklung 22 versehen ist.

Alternativ kann die Sekundärwicklung 22 auch innenliegend und die Primärwicklung 18 auch außenliegend angeordnet sein.

Mit geringem radialen Abstand als ein zweiter Spalt 23 zur Sekundärwicklung 22 folgt ein rohrförmiges Gehäuse 24 aus Kunststoff. Außerhalb des Gehäuses 24, alternativ innerhalb, ist mantelförmig ein Rückschlußelement 26 als Blechteil zur Abschirmung des Magnetfeldes der Stabspule 11 nach außen angeordnet .

Endseitig an das Gehäuse 24 schließt sich zum einen ein Hochspannungsanschluß 27 zur Überführung der Zündenergie der Stabspule 11 zu der, nur noch in unterbrochenen Linie angedeuteten Zündkerze 12 und zum anderen ein Anschlußabschnitt 29 an. Zwischen dem Gehäuse 24, dem Hochspannungsanschluß 27 und dem Anschlußabschnitt 29 ist ein Innenraum 30 gebildet.

Der Hochspannungsanschluß 27 umfaßt im einzelnen einen Dom 31, einen Schutzmantel 32, eine Elektrode 33 und eine Kontaktfeder 34.

Der Dom 31 ist ein in der Grundform hülsenförmiges, koaxial zur Längsachse 13 angeordnetes, mit dem Gehäuse 24 einstückiges Kunststoff eil , alternativ auch ein von dem Gehäuse 24 getrenntes Kunststoffteil , das die mit einem Anschlußbolzen 36 der Zündkerze 28 elektrisch leitend verbundene Kontaktfeder 34 und ein Anschlußstift 37 der gestuft zylindrisch ausgebildeten Elektrode 33, die ebenfalls mit der Kontaktfeder 34 in elektrischer Verbindung steht, umgibt. In einem zum Innenraum 30 gerichteten Ansatz 38 des Domes 31 ist die Elektrode 33 derart gelagert, daß der Innenraum 30 an diesem Ende dicht abgeschlossen ist. Die Elektrode 33 ist über ein in den Innenraum 30 verlaufendes Kontaktblech 39 elektrisch leitend mit einem Ende der Sekundärwicklung 22 verbunden.

Über eine Teillänge des Domes 31 ist außenseitig der zur Zündkerze 12 gerichtete, stufig geformte, hülsenförmige Schutzmantel 32 aus Silikonkautschuk befestigt, der einen Isolator 41 der Zündkerze 12 umschließt und den Kontaktbereich zwischen Zündkerze 12 und Stabspule 11 abdichtet.

Dem Hochspannungsanschluß 27 entgegengerichtet bildet der Anschlußabschnitt 29 das andere Ende der Stabspule 11. Der Anschlußabschnitt 29 umfaßt im einzelnen einen Primäranschluß 42, eine Trennkammer 43, einen Füllstutzen 44 und eine Ausgleichskammer 46 und ist bis auf metallische Kontaktelemente 47 im Primäranschuß 42 als stirnseitig im wesentlichen offenes, einstückiges Kunststoffteil ausgebildet .

Koaxial zur Längsachse 13 ist der Füllstutzen 44 angeordnet, in den eine Vergießdüse 48 zum Befüllen des Innenraumes 30 mit einem andeutungsweise dargestellten Gießharz 49 einsetzbar ist. Zwischen dem Füllstutzen 44 und dem außenliegenden Primäranschluß 42, über den der Stabspule 11 Niederspannung zuführbar ist, ist die Trennkammer 43 angeordnet. Auf der anderen Seite des Füllstutzens 44 ist außenliegend die Ausgleichskammer 46 angebracht.

Trennkammer 43, Füllstutzen 44 und Ausgleichskammer 46 stehen mit dem Innenraum 30 in Verbindung. So geht eine in den Füllstutzen 44 ausgebildete Öffnung 51 fluchtend in den Kanal 16 über, der in einem Bodenbereich 52 des Innenraumes 30 endet. Von dem Bodenbereich 52 aus führen die ringförmigen Spalte 19, 23 zu der Ausgleichskammer 46 und auch, in dieser Darstellung nicht sichtbar, zu der Trennkammer 43.

Nach der Montage der vorbeschriebenen Teile wird der Innenraum 30 der Stabspule 11 mit Gießharz 49 verfüllt. Dazu wird die Stabspule 11 senkrecht so gehalten, daß der Anschlußabschnitt 29 obenliegend ist. Nach dem abgedichteten Einsetzen der Vergießdüse 48 in den Füllstutzen 44 wird das Gießharz 49 unter Druck oder unter Schwerkraft von einem nicht mehr dargestellten Vorratsbehälter zugeführt.

Das Gießharz 49 wird zunächst laminar durch den Kanal 16, der alternativ auch außermittig angebracht sein kann und der mit unterschiedlichen Querschnittsformen ausführbar ist, gezielt in den Bodenbereich 52 gebracht, von wo es als eine einheitliche Front nach oben steigen kann.

Der Füllvorgang ist beendet, wenn das Gießharz 49 durch die Spalte 19, 23 in die Kammern 43, 46 gelangt ist und es hier zu einer Teilfüllung gekommen ist.

Um einer Verunreinigung des Primäranschlusses 42 beim Abziehen der Vergießdüse 48 nach beendetem Füllvorgang durch abtropfendes Gießharz 49 vorzubeugen, ist zwischen dem Füllstutzen 40 und dem Primäranschluß 42 die Trennkammer 43 vorgesehen. Die Trennkammer 43 dient zudem, wie auch die Ausgleichskammer 46, als Steiger, in dem sich eine unterschiedliche Füllhöhe des Gießharzes 49 einstellen kann. Dies ist infolge der Volumentoleranzen des Innenrau es 30 möglich.

Mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung der Stabspule 11 zum Verfüllen mit Gießharz 49 werden verschiedene Vorteile erreicht. Durch die laminare Strömung des Gießharzes 49 im Kanal 16 besteht keine Gefahr, daß Luft eingewirbelt wird. Lufteinschlüsse würden in einem solchen Fall nach dem Aushärten des Gießharzes 49 als Blasen die Isolationsstrecke verkürzen, was zu einem Ausfall der Stabspule 11 durch Hochspannungsüberschläge führen kann.

Die Spalte 19, 23, die im Bereich der Wickelkörper 17, 21 eng sind und einen hohen Strömungswiderstand aufweisen, befinden sich erst am Fließwegende. Die Vergießzeit, die bei O 98/13914

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der Fertigung der Stabspule 11 einen hohen Kostenfaktor darstellt, ist daher erheblich kürzer als bei einer Stabspule 11 ohne den Kanal 16.

Durch den Kanal 16 ergibt sich die Möglichkeit des

Einspritzens des Gießharzes 49 unter Druck. Dadurch ist eine weitere Reduzierung der Vergießzeit möglich.

Mit der Trennkammer 43 ist einer Verunreinigung des Primäranschlusses 42 mit den Kontaktelementen 47 durch abtropfendes Gießharzes 49 vorgebeugt. Ein bisher notwendiger Nachverguß zum Ausgleich eines langsam einsickernden Gießharzes 49 kann in der Regel entfallen.

Zusammenfassend ist damit eine Stabspule 11 geschaffen, die eine fertigungstechnisch günstige Vergießzeit aufweist, verbunden mit einer hohen Fertigungssicherheit durch die Vermeidung von Lufteinschlüssen im Gießharz 49.

Claims

Ansprüche

1. Stabspule für Zündanlagen, insbesondere als Zündspule in Brennkraftmaschinen, mit einem Kern eines offenen Magnetkreises, mit einer Primärwicklung (18) und mit einer Sekundärwicklung (22) , die vorzugsweise koaxial zu einer Längsachse (13) der Stabspule und zum Kern (14) jeweils auf einem Wickelkörper (17, 21) angeordnet sind, mit wenigstens einem magnetischen Rückschlußelement (26) für den Magnetkreis und mit einem Gehäuse (24) , einem Hochspannungsanschluß (27) und einem Anschlußabschnitt (29) , die einen Innenraum (30) der Stabspule (11) einschließen sowie mit Spalte (19, 23) , die längs von mindestens einer der Wicklungen (18, 22) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabspule (11) wenigstens einen Kanal (16) zum Befullen der Stabspule (11) mit Gießharz (49) aufweist, dessen Längserstreckung großer als jede der Wicklungen (18, 22) ist und der an einem Ende, den

Wicklungen (18, 22) nachgeordnet, zumindest mittelbar in die Spalte (19, 23) übergeht.

2. Stabspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) und die Spalte (19, 23) zwischen den stirnseitigen Endteilen der Stabspule (11) , dem Anschlußabschnitt (29) einerseits und dem Hochspannungsanschluß (27) andererseits verlaufen und m einem Bodenbereich (52) an einem Ende des Innenraumes (30) zusammengeführt sind.

3. Stabspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußabεchnitt (29) einen in den Kanal (16) übergehenden Füllstutzen (44) aufweist, an den Füllstutzen (44) eine Vergießdüse (48) abdichtend ansetzbar ist und das Gießharz (49) durch die Vergießdüse (48) und den Füllstutzen

(44) unter Schwerkrafteinfluß oder unter Druck in den Kanal

(16) einbringbar ist.

4. Stabspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußabschnitt (29) mit den Enden der Spalte (19, 23) verbundene Kammern (43, 46) aufweist, die stirnseitig offen sind und nach dem Füllen der Stabspule (11) mit Gießharz (49) partiell durch aufsteigendes Gießharz (49) gefüllt sind.

5. Stabspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) vorzugsweise glattwandig durch den Kern (14) geführt ist und die Querschnittsfläche des Kanals (16) im Vergleich zu den Querschnittsflächen der Spalte (19, 23) so bemessen ist, daß der Strömungswiderstand durch den Kanal (16) kleiner ist als die Summe der Strömungswiderstände durch die Spalte (19, 23) .

6. Stabspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz (49) in den Kanal (16) laminar einfließt und nach Passieren des Bodenbereichs (30) entgegengerichtet als eine im wesentlichen einheitliche Fließfront durch die Spalte (19, 23) bis zu den Kammern (43, 46) zurückströmt.