Titel

Zündspule mit überlappenden Kernen Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule mit einem sich überlappenden inneren und äußeren Kern. Zündspulen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen

Ausgestaltungen bekannt. Zündspulen, welche in Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, verwendet werden, sollten neben den funktionellen Anforderungen der Energiespeicherung und Energietransformation insbesondere auch einen möglichst kleinen Bauraum aufweisen. Dies wird durch den Trend in der Fahrzeugindustrie verstärkt, immer kleinere Motoren zu verwenden. Eine derartige Kompaktzündspule ist beispielsweise aus der DE 10 2006 044 436 A1 bekannt. Diese bekannte Kompaktspule bietet insbesondere einen

Toleranzausgleich. Diese Kompaktzündspulen weisen jedoch auch einen nicht nutzbaren Bauraum auf. Zur Verdeutlichung dieses Problemkreises ist eine Kompaktzündspule gemäß dem Stand der Technik in Figur 1 im Querschnitt dargestellt. Die Kompaktzündspule umfasst einen als Stabkern ausgebildeten inneren Kern 102, einen äußeren Kern 103, welcher als O-Ring ausgebildet ist, eine Primärwicklung 104 und eine Sekundärwicklung 105. Diese Bauteile sind in einem Gehäuse 106 angeordnet und werden nach der Endmontage im Gehäuse üblicherweise vergossen. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, existiert bei dieser

Anordnung jedoch ein nicht nutzbarer Bauraum oberhalb des als O-Ring ausgeführten äußeren Kerns 103. Die Kerne sind üblicherweise aus

Blechpaketen hergestellt. Alternativ könnte statt des O-Kerns als äußerer Kern auch ein C-Kern verwendet werden, jedoch hat dann dieser C-Kern bei gleicher Paketierhöhe eine breitere und längere Querschnittsfläche. Somit verlagert sich bei der Verwendung des C-Kerns die Bauraumproblematik nur auf eine Seite der Zündspule. Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündspule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Zündspule einen kompakteren Aufbau aufweist und somit eine signifikante Bauraumreduzierung möglich ist. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Zündspule insbesondere auch bei sogenannten Downsizing-Konzepten von Brennkraftmaschinen verwendbar. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Zündkerze einen relativ einfachen und

kostengünstigen Aufbau und kann weiterhin Kerne verwenden, welche aus Paketblechen hergestellt sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Zündspule einen inneren und einen äußeren Kern aufweist, wobei wenigstens einer der Kerne eine Ausnehmung aufweist, in welcher ein

Teilbereich des anderen Kerns angeordnet ist. Durch das Vorsehen der

Ausnehmung in einem Kern kann ein Teilbereich des anderen Kerns in der Ausnehmung angeordnet werden. Hierdurch wird eine Überlappung des inneren und äußeren Kerns realisiert, wobei ein deutlich kompakterer Aufbau der Zündkerze ermöglicht wird. Ferner bietet die Kernanordnung mit wenigstens einer Ausnehmung auch einen einfachen Toleranzausgleich.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugterweise ist die Ausnehmung ausschließlich in einem der Kerne vorgesehen. Alternativ bevorzugt ist jeweils eine Ausnehmung im äußeren und inneren Kern ausgebildet.

Vorzugsweise ist die Ausnehmung im äußeren Kern vorgesehen und ein

Teilbereich des inneren Kerns ist in der Ausnehmung angeordnet. Vorzugsweise ist der äußere Kern als C-Kern angeordnet. Die Ausnehmung ist dabei vorzugsweise in einem Schenkel des C-Kerns vorgesehen.

Besonders bevorzugt ist die Ausnehmung an einem Randbereich oder freien Endbereich eines Kerns, insbesondere des äußeren Kerns, ausgebildet. Wenn der Kern beispielsweise ein C-Kern ist, dann ist die Ausnehmung bevorzugt an einem Endbereich eines Schenkels des C-Kerns vorgesehen. Weiter bevorzugt ist der Teilbereich des Kerns, welcher in der Ausnehmung angeordnet ist, ein erster Endbereich des inneren Kerns. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau realisiert werden.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der innere Kern wenigstens eine Fläche auf, welche fluchtend mit einer sich an die Ausnehmung im äußeren Kern anschließenden Fläche des äußeren Kerns ist.

Besonders bevorzugt sind alle Flächen des Endbereichs des inneren Kerns, welcher in der Ausnehmung im äußeren Kern angeordnet ist, fluchtend mit Flächen des äußeren Kerns.

Weiter bevorzugt ist der innere Kern stabförmig ausgebildet. Wenn der äußere Kern ein C-Kern ist, liegt vorzugsweise ein erster Endbereich des inneren Kerns in einer im C-Kern gebildeten Ausnehmung und ein zweiter Endbereich des inneren Kerns liegt an einer Innenseite eines Schenkels des C-Kerns, wobei ein Permanentmagnet zwischen dem zweiten Endbereich und dem Schenkel angeordnet ist.

Weiter bevorzugt ist eine Höhe des äußeren Kerns größer als eine Höhe des inneren Kerns. Um an den Stoßstellen zwischen dem inneren Kern und dem äußeren Kern möglichst geringe Verluste zu haben, ist der Übergang zwischen dem inneren Kern und dem äußeren Kern derart gestaltet, dass sich keine Querschnittsminderungen ergeben. Vorzugsweise weist der innere Kern hierbei einen sich vom stabförmigen inneren Kern fortsetzenden Bereich auf, welcher einen Polschuh bildet.

Weiter bevorzugt definiert die Ausnehmung am äußeren Kern eine erste und zweite Fläche, wobei eine Summe der ersten und zweiten Fläche der

Ausnehmung einer Querschnittsfläche des inneren Kerns entspricht. Besonders bevorzugt stehen die erste und zweite Fläche dabei senkrecht zueinander.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der innere und äußere Kern aus einer Vielzahl von Blechen hergestellt. Hierbei kann die Ausnehmung in wenigstens einem der Kerne einfach durch Ausstanzen eines Teils der Bleche in einem zusätzlichen Stanzschritt ausgeführt werden. Hierdurch werden die Herstellkosten marginal erhöht, so dass die erfindungsgemäße Lösung insbesondere sehr kostengünstig realisierbar ist.

Zeichnung

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Zündspule gemäß dem

Stand der Technik,

Figur 2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Zündspule gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines inneren

Kerns von Figur 2,

Figur 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines äußeren

Kerns von Figur 2 und

Figur 5 eine schematische, perspektivische Ansicht eines

Zusammenbaus des inneren und äußeren Kerns von Figur 3 und 4.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 eine Zündspule 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, umfasst die Zündspule einen inneren Kern 2, welcher als Stabkern vorgesehen ist, und einen äußeren Kern 3, welcher als C- Kern vorgesehen ist. Zur besseren Übersichtlichkeit ist in Figur 2 ein Gehäuse der Zündspule nicht dargestellt. Die Zündspule umfasst ferner eine Primärwicklung 4, welche auf einem

Primärwickelkörper 40, der um den inneren Kern 2 angeordnet ist, aufgewickelt ist, sowie eine Sekundärwicklung 5, welche um einen Sekundärwickelkörper 50 aufgewickelt ist. Die Sekundärwicklung 5 ist dabei außerhalb der Primärwicklung 4 angeordnet.

Figur 3 zeigt im Detail den inneren Kern 2. Der innere Kern 2 umfasst einen ersten Endbereich 21 und einen zweiten Endbereich 22. Der zweite Endbereich 22 weist einen sich zu einer Seite erstreckenden Fortsatz 23 auf, so dass am zweiten Endbereich 22 ein Polschuh gebildet ist. Dieser Polschuh stellt sicher, dass ein Übergang zwischen dem inneren Kern 2 und dem äußeren Kern 3 ohne Querschnittsminderung möglich ist.

Am zweiten Endbereich 22 des inneren Kerns 2 ist ferner ein Permanentmagnet 6 angeordnet. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, liegt der zweite Endbereich 22 somit an einer Innenseite eines Schenkels des C-förmigen äußeren Kerns 3 an, wobei der Permanentmagnet 6 zwischen dem Fortsatz 23 und der Innenseite des Schenkels des äußeren Kerns 3 angeordnet ist.

Am ersten Endbereich 21 des inneren Kerns 2 entspricht ein Querschnitt des inneren Kerns dabei einem Hauptquerschnitt des als Stabkern ausgebildeten inneren Kerns 2 (vergleiche Figur 3), wobei der Querschnitt am ersten

Endbereich 21 ungefähr 50% des Querschnitts am zweiten Endbereich 22 beträgt.

Der als C-Kern ausgebildete äußere Kern 3 weist am zweiten Schenkel der C- Form eine Ausnehmung 30 auf (vergleiche Figur 4). Die Ausnehmung 30 wird durch Stanzen eines Teils von Blechen, welche den äußeren Kern 3 bilden, erhalten. Durch die Ausnehmung 30 ergeben sich am äußeren Kern 3 eine erste Ausnehmungsfläche 30a und eine zweite Ausnehmungsfläche 30b. Die beiden Ausnehmungsflächen 30a, 30b sind dabei senkrecht zueinander angeordnet.

Ein gedachter Querschnitt der Ausnehmung 30 ist dabei genauso groß, wie ein Querschnitt des inneren Kerns 2 am ersten Endbereich 21 . Dadurch passt der erste Endbereich 21 exakt in die Ausnehmung 30, was im Detail aus Figur 5 ersichtlich ist. Die Ausnehmung 30 ist dabei ausschließlich im äußeren Kern gebildet. Die Abmessungen des inneren und äußeren Kerns sind derart, dass alle freiliegenden Flächen des inneren Kerns 2 am ersten Endbereich 21 mit freiliegenden Flächen des äußeren Kerns 3 im Bereich der Ausnehmung 30 fluchten. Insbesondere fluchtet eine Stirnseite 24 des inneren Kerns 2 mit einer Außenfläche 32 des zweiten Schenkels des äußeren Kerns 3. Eine Oberfläche 25 des inneren Kerns 2 fluchtet mit einer Oberfläche 31 des äußeren Kerns 3. Die Oberfläche 31 liegt an einer Ober- bzw. Unterseite des äußeren Kerns 3, die beispielsweise an einem obersten oder untersten Blech eines aus einem Stapel von Blechen gebildeten Blechpakets des äußeren Kerns 3 vorgesehen ist. Der innere Kern 2 ist beispielsweise ebenfalls aus einem Stapel von Blechen hergestellt, wobei die Stapelrichtung der beiden Kerne 2,3 unterschiedlich ist. Die Stapelrichtung des inneren Kerns 2 ist senkrecht zu der Stapelrichtung des äußeren Kerns 3. Eine erste Seitenfläche 26 des inneren Kerns 2 fluchtet mit einer Endfläche 33 des zweiten Schenkels des äußeren Kerns 3. Die

Ausnehmung 30 ist also an der Ecke zwischen der Oberfläche 31 und der Endfläche 33 ausgenommen. Durch diese Maßnahme wird der erste Endbereich 21 des inneren Kerns 2 ohne Überstände in der Ausnehmung 30 im äußeren Kern 3 aufgenommen, so dass ein besonders vorteilhafter und verlustfreier Magnetkreis bereitgestellt wird.

Die Ausgestaltung des inneren Kerns 2 und des äußeren Kerns 3 mit der Ausnehmung 30 ermöglicht ferner einen Toleranzausgleich sowohl in

Längsrichtung des inneren Kerns 2 als auch senkrecht zur Längsrichtung des inneren Kerns 2. Die Ausnehmung 30 kann auf einfache Weise durch Stanzen eines Teils der Bleche des äußeren Kerns 3 erhalten werden.

Durch die Anordnung der Ausnehmung 30 an einen Endbereich eines Schenkels des äußeren Kerns 3 kann somit ein besonders kompakter Aufbau der

Kernanordnung erreicht werden. Dabei weist der äußere Kern 3 eine Höhe H 1 auf, welche doppelt so groß ist wie eine Höhe H2 des inneren Kerns 2, der in diesem Ausführungsbeispiel einen quadratischen Grundkörper aufweist. Die Ausnehmung 30 weist somit ebenfalls die Hälfte der Höhe H1 des äußeren Kerns 3 auf. Die erfindungsgemäße Zündspule 1 wird besonders bevorzugt in Verbindung mit Fahrzeugen verwendet. Die Zündspule kann jedoch auch beispielsweise bei stationären Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.