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Title:
ELECTRICAL CONTACT OF THIN ENAMEL COVERED WIRES OF SECONDARY WINDINGS OF IGNITION COILS COMPRISING A CONTACT CROWN AND A CONTACT ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/071700
Kind Code:
A1
Abstract:
THE invention relates to an electrical connection system for producing an ignition coil. The aim of the invention is to replace conventional contacting methods for connecting thin enamel covered wires in ignition coils, such as for example thermal methods. For this purpose, one contact element (8) each is provided between the primary or secondary winding (5, 5') and the respective high-voltage or low-voltage output (H, N) for establishing contact. Said contact element can be slid with its one end over the primary or secondary winding (5, 5') and is fixed with its other end. The contact element (8) is configured as a spring-type element, has a slide face (13) and is fanned out on at least one side in the sliding direction (arrow 18) in a tulip-shaped manner to such an extent that, once mounted, the contact element (8) exerts a resilient pressure on the primary or secondary winding (5, 5') and breaks the insulation layer, thereby establishing electrical contact.

Inventors:
FISCHER BERND (DE)
LERCHENMUELLER KLAUS (DE)
LINDENTHAL KONSTANTIN (DE)
BRECKLE THOMAS (DE)
RAEDLER JUERGEN (DE)
STEINBERGER WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/053410
Publication Date:
August 04, 2005
Filing Date:
December 13, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
FISCHER BERND (DE)
LERCHENMUELLER KLAUS (DE)
LINDENTHAL KONSTANTIN (DE)
BRECKLE THOMAS (DE)
RAEDLER JUERGEN (DE)
STEINBERGER WERNER (DE)
International Classes:
H01F5/04; H01F38/12; (IPC1-7): H01F38/12; H01F5/04
Domestic Patent References:
WO1998001873A11998-01-15
Foreign References:
FR2716938A31995-09-08
US4962361A1990-10-09
US5225801A1993-07-06
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. Elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung einer Zündspule, insbesondere Stabzündspule mit einem Zündspulenstab mit einem Hochspannungsabgang sowie einem Niederspannungsabgang, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Herstellung einer Kontaktierung zwischen der Primäroder Sekundärwicklung (5, 5') und dem jeweiligen Hochspannungsbzw. Niederspannungsabgang (H, N) jeweils ein Kon taktelement (8) vorgesehen ist, das mit seiner einen Seite über die Primärbzw. Sekundärwicklung (5, 5') schiebbar ist und mit seiner anderen Seite fixiert ist, wobei das Kontaktelement (8), federartig ausgebildet, eine Gleitfläche (13) aufweist und in Schieberichtung (Pfeil 18) zumindest auf seiner einen Seite derart tulpenartig aufgefächert ist, dass im montierten Zustand das Kon taktelement (8) auf die Primäroder Sekundärwicklung (5, 5') fe derartig drückt und die Isolationsschicht gebrochen wird und eine elektrische Kontaktierung erfolgt.
2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontaktelemente (8) zu einer Kontaktkrone (20) verbunden sind, indem die jeweiligen Kontaktelemente (8) mit ihrem Fixierbe reich (10) an einem Ringelelement (21) fixiert sind.
3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) in eine taschenartige Ausbildung (16) führbar ist.
4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) auf seiner einen Seite eine Bohrung auf weist.
5. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) auf seiner einen Seite eine Sicke, eine Prägung oder eine sonstige Kontur aufweist.
6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Kontaktelement (8) mindestens eine Nase (19,23) zur de finierter Erzeugung einer Anpresskraft des Kontaktelements (8) auf die Primärund/oder Sekundärwicklung (5, 5') vorgesehen ist.
Description:
Elektrische Kontaktierung dünner Lackdrähte von Sekundärwicklungen von Zündspulen mit Kontaktkrone und Kontaktelement Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur Herstel- lung einer Zündspule, insbesondere einer Stabzündspule mit einem Zündspu- lenstab mit einem Hochspannungsabgang sowie einem Niederspannungsabgang.

Stand der Technik Zündspulen erzeugen Hochspannungsfunken. Dieser springt bei der an der Zündspule angeordneten Zündkerze an deren Elektroden über und zündet so beispielsweise das Luft-Benzin-Gemisch einer Brennkraftmaschine. In der Regel wird diese Zündkerze mit einer Zündspule mit Hochspannung versorgt.

Innerhalb der Zündspule ist eine Primärwicklung und eine entsprechende Sekundärwicklung vorgesehen. Die Primärwicklung ist mit ihrem einen Ende an einen Zündanlassschalter gekoppelt, wobei ihr anderes Ende mit einem sogenannten Unterbrecher verbunden ist.

Die Sekundärwicklung, also die Wicklung, die für die Entstehung des Zünd- funkens verantwortlich ist, ist im Inneren der Zündspule mit dem einen

Ende der Primärwicklung verbunden, so dass diese an Masse liegt. Das an- dere Ende der Sekundärwicklung ist mit dem Hochspannungsabgang verbunden, der wiederum entweder mit einem Zündkabel, das zur Zündkerze führt, ver- bunden ist oder an dem unmittelbar die Zündkerze angeordnet ist.

Die Sekundärwicklung selbst besteht aus einem dünnen Draht, der mit einer entsprechenden Lackschicht überzogen ist, um bei der Umwicklung eines bestimmten Trägerkörpers bzw. Spulenkörpers die Kontaktierung der einzel- nen Drähte zu vermeiden. Nachdem die Sekundärwicklungen auf einen Träger gewickelt worden sind, werden die Enden der jeweiligen Drähte kontak- tiert. Hierzu sind in der Regel thermische Kontaktierungsverfahren be- kannt, beispielsweise Löten oder Schweißen.

Nachteile des Standes der Technik Insbesondere bezüglich der Kontaktierung von Primär-und Sekundärwicklung sind unterschiedliche Arbeitsprozesse notwendig. Dies erfordert höhere Anlagekosten, mehrere Montageschritte und auch eine bestimmte Anzahl von Anschlussteilen, die notwendig sind, um eine elektrische Verbindung ent- sprechend herstellen zu können.

Zudem gestaltete es sich oft schwierig, auf sehr engem Bauraum hier eine entsprechende Kontaktierung mittels den bekannten thermischen Verfahren herbeizuführen.

Aufgabe der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zwischen ei- nem Zündspulenstab, einer Zündspule und einer Sekundär-bzw. Primärwick- lung herzustellen, die kostengünstig und einfach realisierbar ist.

Lösung der Aufgabe

Das Grundprinzip der Lösung der Aufgabe besteht darin, das an sich aus dem Stand der Technik bekannte thermische Kontaktierungsverfahren zu er- setzen. Dies erfolgt dadurch, dass zusätzliche Kontaktierungselemente geschaffen worden sind, die bei der Montage den mit Lack ummantelten Draht der Primär-bzw. Sekundärwicklung durchbrechen und so eine entspre- chende Kontaktierung herbeiführen.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 vorgeschla- gen.

Vorteile der Erfindung Das hier vorgeschlagene"kalte"Kontaktierungsverfahren hat gegenüber dem bisherigen Verfahren den Vorteil, dass keine zusätzlichen Anlagekosten notwendig sind. Ferner reduzieren sich zusätzlich Montageschritte und auch eine Reduzierung von Ausschlussteilen kann durch die erfindungsgemä- ße Ausführung verzeichnet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für die Durchführung der Kontaktierung keine Bauraumoptimierung erfolgen muss. Dies bedeutet, dass kein Freiraum im Bereich der Kontaktierung z. B. für Schweißzangen, Lötkolben oder dergleichen vorgehalten werden muss.

Auf der Seite des Niederspannungsabgangs ist erfindungsgemäß vorgesehen, ein Kontaktelement über Führungsmittel einzuschieben. Das Kontaktelement ist derart gestaltet, dass das eine Ende in Schieberichtung tulpenartig aufgefächert ist und so während des Aufschiebens über die Primärwicklung, die auf dem Spulenkörper angeordnet ist, gleitet. Das andere Ende ist derart ausgebildet, dass es in einer Tasche fixierbar ist.

Um hier eine bessere Gleiteigenschaft vorzuweisen, weist das Kontaktele- ment zusätzlich eine Gleitfläche auf, die zu der Primärwicklung hinweist.

Durch das Aufsetzen eines Primärspulenkörpers zumindest über einen Teil des Spulenkörpers wird das freie Ende des Kontaktelements mit seiner Gleitfläche durch eine Nase, die innerhalb des Primärspulenkörpers ange- ordnet ist, niedergedrückt.

Bei Erreichen einer definierten Stellung drückt das Kontaktelement mit seiner Gleitfläche gegen die mit Isolierung versehenen Drähte des Spulen- körpers, wodurch die Isolierung an den entsprechenden Kontaktstellen auf- gebrochen wird, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Drähten des Spulenkörpers und dem Kontaktelement herstellbar ist.

Bevorzugt ist das Kontaktelement derart ausgebildet, dass es zur Erlan- gung seiner mechanischen federartigen Eigenschaften eine Taille aufweist.

Insbesondere auf der Seite des Hochspannungsabgangs ist vorgesehen, die erfindungsgemäß ausgestalteten Kontaktelemente zu einer Kontaktkrone zu- sammenzufassen. Hierbei werden die einzelnen erfindungsgemäßen Kontakt- elemente auf ihrer von der Gleitfläche wegweisenden Seite an einem Ring- element fixiert. Bevorzugt besteht diese Kontaktkrone aus einem einstü- ckigen Teil, wobei vorstellbar ist, dass die Kontaktkrone in einem einzi- gen Arbeitsgang (Stanzen und Biegen) herstellbar ist.

Während des Aufschiebens der Kontaktkrone auf die Sekundärwicklungen gleiten die einzelnen Kontaktelemente auf der Oberfläche der Wicklung.

Durch die tulpenartige Ausgestaltung der Kontaktkrone wird vermieden, das die Wicklungen verschoben oder beschädigt werden. Durch einen Anschlag, der gleichzeitig Aufnahme des Endes der Sekundärwicklung in der Ausbil- dung eines Anbindepfostens ist, ist die Position der Kontaktkrone defi- niert. Dies wird auch dadurch bewirkt, dass der Durchmesser der Kontakt- korne größer ist als der Sekundärspulenkörper plus zweimal der Durchmes- ser der Sekundärwicklung.

In einem weiteren Schritt wird ein Ringelement über die Kontaktkrone ge- schoben, durch die ein Presssitz des Kontaktelements auf der Sekundär- wicklung und damit ein Kontaktieren der Kontaktelemente der Kontaktkrone mit der Sekundärwicklung erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Be- schreibung, sowie den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.

Zeichnungen Es zeigen Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht auf eine Zündspule mit einer Seite für den Hochspannungsabgang und einer weiteren Seite für den Niederspannungsabgang ; Fig. 2 Eine Schnittdarstellung durch die Zündspule gemäß Fig. 1 ; Fig. 3,. Eine perspektivische Ansicht auf einen Zündspulenstab, der in dem in Fig. 1 dargestellten Zündspulengehäuse angeordnet ist ; Fig. 4 Eine perspektivische Ansicht auf die Seite des Niederspan- nungsabganges einer Zündspule ; Fig. 5 Eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Kon- taktelement ; Fig. 6 Eine perspektivische Ansicht der Seite des Niederspannungsab- gangs des Zündspulenstabes mit dem erfindungsgemäßen Kontakt- element gemäss Fig. 5 ; Fig. 7 Eine weitere perspektivische Ansicht der Seite des Nieder- spannungsabgangs des Zündspulenstabes mit dem erfindungsgemä-

ßen Kontaktelement gemäss Fig. 5, jedoch ohne Darstellung der Sekundärwicklung ; Fig. 8 Eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Kon- taktkrone, bestehend im wesentlichen aus den Kontaktelementen gemäss Fig. 7 ; Fig. 9 Eine perspektivische Ansicht auf die Seite des Hochspannungs- abgangs einer Zündspule mit der Darstellung der erfindungsge- mäßen Kontaktkrone gemäss Fig. 8.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Zündspule 1 dargestellt.

Die Zündspule 1 umfasst ein Zündspulengehäuse 2 und einen in dem Zündspu- lengehäuse 2 angeordneten Zündspulenstab 3. Ferner weist die Zündspule 1 eine Seite für einen Hochspannungsabgang H und eine Seite für den Nieder- spannungsabgang N auf. Die Seite des Niederspannungsabgangs N ist dafür vorgesehen, um einen Kontakt mit einer in der Zeichnung nicht näher : ; dar- gestellte Stromversorgung herzustellen, wobei die Seite des Hochspan- nungsabgangs H zur Verbindung mit einem in der Zeichnung nicht näher dar- gestellten Zündkabel oder einer Zündkerze vorgesehen ist.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Zündspule 1 in einer Schnittdar- stellung gezeigt ; die dargestellten Bereiche sind solche, die sich auf die erfindungswesentlichen Merkmale der Erfindung beziehen, die in den nachfolgenden Figuren näher dargestellt sind.

In Fig. 3 ist der Zündspulenstab 3 mit jeweils einer Seite für den Hoch- spannungsabgang H und einer Seite für den Niederspannungsabgang N darge- stellt, der unmittelbar nach seiner Montage als Baueinheit in das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zündspulengehäuse 2 einführbar ist.

Seite des Niederspannungsabgangs N In Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung der Seite des Niederspannungs- abgangs N einer Zündspule 1 dargestellt. Dabei ist vorgesehen, auf einen Spulenkörper 4 einen Draht zu wickeln, so dass sich die hier vorgesehene Primärwicklung 5 ergibt. Das eine Ende des Drahtes der Primärwicklung 5 wird an einen sogenannten Anbindepfosten 6 angebracht, von dem aus sich der Draht auf der Umfangfläche des Spulenkörpers 4 wickelt und sich über einen definierten Auflagebereich erstreckt. Dieser Auflagebereich dient gleichzeitig als Kontaktierbereich 7 für ein in den weiteren Figuren dar- gestelltes Kontaktelement 8 zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen der Primärwicklung 5 und dem Kontaktelement 8 selbst.

In Fig. 5 ist das erfindungsgemäße Kontaktelement 8 dargestellt. Es ist einstückig ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus zwei Bereichen, nämlich einem Kontaktierbereich 9 und einem Fixierbereich 10, wobei die beiden Bereiche durch eine Taille 11 voneinander getrennt sind. Gerade im Kontaktierbereich 9 ist das Kontaktelement 8 tulpenartig aufgefächert und es weist an seiner einen Seite 12 eine Gleitfläche 13 auf, die während der Montage des Kontaktelements 8 über den Kontaktierbereich 9 der Pri- märwicklung 5 gleitet.

Nachdem die Primärwicklung 5 (Fig. 6 und 7) an dem Spulenkörper 4 herge- stellt ist, ist der Kontaktierbereich 7 vollständig mit der Primärwick- lung 5 bedeckt. Anschließend wird das Kontaktelement 8 in Pfeilrichtung 14 gemäß Fig. 6 über Führungsmittel 10 geschoben. Dabei gleitet das Kon- taktelement 8 auf dem Kontaktierbereich 7 der Primärwicklung 5 entlang, bis dieses in der taschenartigen Ausbildung 16 fixiert ist. In einem wei- teren Schritt wird ein Primärspulenkörper 17 in Pfeilrichtung 18 aufge- schoben. Die innerhalb des Primärspulenkörpers 17 angeordneten Nasen 19 in Ausbildung jeweils eines Ambosses drücken im montierten Zustand des Primärspulenkörpers 17 die eine Seite auf die Primärwicklung 5 und bewir- ken ein Aufbrechen der Isolationsschicht. Damit ist eine elektrische Ver-

bindung geschaffen worden, die ohne Anwendung eines thermischen Verfah- rens hergestellt worden ist.

Seite des Hochspannungsabgangs H In einer weiteren Ausbildung ist in Fig. 8 eine Kontaktkrone 20 darge- stellt, die aus mehreren Kontaktelementen 8 besteht, die an ihrem Fixier- bereich 10 an einem Ringelement 21 befestigt sind. Bei dem hier darge- stellten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktkrone 20 einstückig ausgebil- det. Die einzelnen Kontaktelemente 8 der Kontaktkrone 20 sind zu ihren Kontaktierbereichen 9 hin tulpenartig aufgefächert.

Für die Montage der Kontaktkrone 20 gemäß Fig. 8 auf einem Spulenkörper 4 (Fig. 9) wird die becherartige Kontaktkrone 20 in Pfeilrichtung 21 auf den Bereich des Hochspannungsabgangs H einer Zündspule 1 geschoben, bis das Ringelement 21 einen Anbindepfosten 6'erreicht. Diese Art einer Aus- bildung eines Anschlags dient dazu, eine lagegerechte Position der Kon- taktkrone 20 in Bezug auf den Kontaktierbereich 7 bzw. 9 der Sekundär- wicklung 5 bzw. der Kontaktelemente 8 zu schaffen.

Durch ein Aufschieben eines Sekundärspulenkörpers 22 in Richtung des Pfeils 18 wird ein Andrücken der Kontaktierbereiche 9 der jeweiligen Kon- taktelemente 8 an die Sekundärwicklung 5'in dessen Kontaktierbereich 7' erreicht, da innerhalb des Sekundärspulenkörpers 22 ebenfalls Nasen 23 vorgesehen sind, die diese im montierten Zustand gegen die Sekundärwick- lung 5 drücken und so durch Aufbrechen der Isolierung eine elektrische Kontaktierung herstellen.