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Patent Searching and Data


Title:
ROD IGNITION COIL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/051677
Kind Code:
A2
Abstract:
A rod ignition coil is disclosed, comprising a rod core (14), a first coil body (16) with a first coil winding (18) and a second coil body with a second coil winding (26). According to the invention, the second coil body is formed from a component which comprises the first coil body (16), the first coil winding (18) and a sealing compound (24) for the first coil winding (18).

Inventors:
LINDENTHAL KONSTANTIN (DE)
HERRMANN REINHOLD (DE)
BRECKLE THOMAS (DE)
HAUTMANN NIKOLAUS (DE)
AMMANN WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003416
Publication Date:
June 17, 2004
Filing Date:
October 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
LINDENTHAL KONSTANTIN (DE)
HERRMANN REINHOLD (DE)
BRECKLE THOMAS (DE)
HAUTMANN NIKOLAUS (DE)
AMMANN WOLFGANG (DE)
International Classes:
H01F27/32; H01F38/12; (IPC1-7): H01F38/12
Foreign References:
EP0984463A12000-03-08
EP0782231A11997-07-02
EP0843394A11998-05-20
DE19927820C12000-07-06
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Stabzündspule, umfassend einen Stabkern (14), einen er sten Spulenkörper (16) mit einer ersten Spulenwicklung (18) und einen zweiten Spulenkörper mit einer zweiten Spulenwicklung (26), dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spulenkörper von einer Baueinheit gebildet ist, die den ersten Spulenkörper (16), die erste Spulenwick lung (18) und eine Vergußmasse (24) für die erste Spu lenwicklung (18) umfaßt.
2. Stabzündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktierungen (20,22) für die erste Spulenwick lung (18) in der Vergußmasse (24) eingebettet und Be standteil der Baueinheit sind.
3. Stabzündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Rückschlußeinrichtung (34) einen Lustspalt (30) begrenzt, der die Primärwicklung (26) umschließt.
4. Stabzündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Baugruppe mittels eines Elastomers (62) fixiert ist.
5. Stabzündspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabkern (14) mittels des Elastomers (62) fi xiert ist.
6. Stabzündspule nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Elastomer (62) einen Schutzmantel (66) für eine Zündkerze bildet.
7. Stabzündspule nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (62) einen Haltering bzw. Schutzring (68) bildet.
8. Stabzündspule nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (26) zumindest teilweise in dem Elastomer (62) eingebettet ist.
9. Stabzündspule nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (62) eine mechanische Fixierung für das Rückschlußelement (34) und/oder einen Anschlußsteckverbinder (28) bildet.
Description:
Stabzündspule Stand der Technik Die Erfindung geht von einer Stabzündspule für Zündanlagen, insbesondere von einer Stabzündspule zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.

Eine derartige Stabzündspule ist aus der Deutschen Patent- schrift DE 199 27 820 Cl bekannt und dient zur Hochspan- nungsversorgung einer Zündkerze einer Kraftfahrzeug-Brenn- kraftmaschine. Diese Stabzündspule hat einen im wesentli- chen konzentrischen Aufbau und umfaßt einen zentral ange- ordneten Stabkern aus einem magnetisierbaren Material. Um den Stabkern ist ein innerer Spulenkörper, der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet, auf welchem wiederum eine als Sekundärspule dienende Wicklung angeordnet ist. Diese

Wicklung steht in Verbindung mit einem Hochspannungsan- schluß, der mit der Zündkerze elektrisch verbindbar ist.

Die Sekundärspule ist wiederum von einem äußeren Spulenkör- per, dem sogenannten Primärspulenkörper, umgeben, der eine als Primärwicklung ausgeführte zweite Wicklung trägt. Die Primärwicklung ist über eine Steuerelektronik mit einem An- schluß zur Verbindung mit einer Niederspannungsquelle ver- bunden. Die aus dem Sekundärspulenkörper, der Sekundärwick- lung, dem Primärspulenkörper und der Primärwicklung beste- hende Baugruppe ist mit einem Gießwerkstoff, der beispiels- weise aus Epoxidharz gebildet ist, vergossen und in einem Spulengehäuse angeordnet, welches an seiner Außenseite zum Schließen eines den Stabkern umfassenden Magnetkreises mit einem Rückschlußblech versehen ist.

Eine Stabzündspule mit einem derartigen Aufbau ist auch aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 299 18 100 U1 be- kannt. Bei dieser Stabzündspule besteht das Gehäuse zumin- dest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff, so daß das Gehäuse und das Rückschlußblech auf dem gleichen elektrischen Potential liegen und beim Betrieb der Stab- zündspule elektrische Teilentladungen zwischen einem Zen- tralabschnitt des Gehäuses und dem Rückschlußblech ausge- schlossen sind.

Die vorstehend beschriebenen, bekannten Stabzündspulen ha- ben jeweils einen Durchmesser, der gegebenenfalls für einen bei einer Brennkraftmaschine zur Verfügung stehenden Bau- raum zu groß ist.

Vorteile der Erfindung Die Stabzündspule nach der Erfindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welcher Stab- zündspule der zweite Spulenkörper von einer Baueinheit ge- bildet ist, die den ersten Spulenkörper, die erste Spu- lenwicklung und eine Vergußmasse für die erste Spulenwick- lung umfaßt, hat demgegenüber den Vorteil, daß sie im Ver- gleich zu bekannten Stabzündspulen mit einem geringeren Durchmesser ausgeführt sein kann und mithin einen kleineren Einbauraum in einer Brennkraftmaschine erfordert. Dies ist dadurch gewährleistet, daß die Zündspule nach der Erfindung keinen separaten zweiten Spulenkörper aufweist. Vielmehr ist der zweite Spulenkörper von ohnehin in der Stabzündspu- le vorhandenen Bauteilen gebildet. Die erste Spulenwicklung ist vergossen, wobei die zweite Spulenwicklung direkt auf die Vergußmasse für die erste Spulenwicklung gewickelt'ist.

Die Stabzündspule nach der Erfindung hat mithin gegenüber dem Stand der Technik einen vereinfachten Aufbau, weniger Bauteile, einen geringeren Stoffeinsatz und eine optimierte Baugröße. Dies führt wiederum zu geringeren Herstellungsko- sten. Auch weist die Stabzündspule nach der Erfindung ge- genüber den oben beschriebenen bekannten Stabzündspulen op- timierte elektrische Eigenschaften und eine verbesserte Dauerhaltbarkeit im Temperaturbereich zwischen-50 °C und +150 °C auf.

Bei einer besonders kompakten Ausführungsform der Stabzünd- spule nach der Erfindung sind in der beispielsweise aus Epoxidharz gebildeten Vergußmasse Kontaktierungen für die

erste Wicklung eingebettet, so daß die Kontaktierungen ebenfalls Bestandteil der Baueinheit sind, die den zweiten Spulenkörper bildet bzw. einen sogenannten Sekundärgießlung darstellt.

Wie bei Stabzündspulen üblich, bildet der erste Spulenkör- per der Stabzündspule nach der Erfindung, welcher den Stab- kern umschließt, den sogenannten Sekundärspulenkörper, auf dem die als Sekundärwicklung ausgebildete erste Spulenwick- lung angeordnet ist. Die Sekundärwicklung ist dann mit den als Hochspannungsanschlüsse ausgebildeten Kontaktierungen verbunden, die zur Verbindung mit der betreffenden Zündker- ze dienen. Die zweite Spulenwicklung bildet dann die soge- nannte Primärwicklung, die mit einer Niederspannungsquelle verbunden ist.

Die Herstellung der Stabzündspule nach der Erfindung kann beispielsweise derart erfolgen, daß zunächst die Baueinheit aus erstem Spulenkörper, erster Spulenwicklung und Verguß- masse gefertigt und diese Baueinheit dann mit der zweiten Spulenwicklung versehen und zusammen mit einem Stabkern in ein Kunststoffgehäuse montiert wird. Komplettiert wird die Stabzündspule mit einem Rückschlußblech, einem Schutzmantel für die Zündkerze, einer am Umfang angeordneten Dichtung, die in Einbaulage mit dem Motorblock der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, einem Stecker zur Verbindung mit einer Niederspannungsquelle und weiteren erforderlichen, hier nicht näher beschriebenen und üblichen Bauteilen.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Stabzündspule nach der Erfindung bildet eine Rückschlußeinrichtung, die

in der Regel als hülsenförmiges Rückschlußblech ausgebildet ist, das Gehäuse. Das Gehäuse bzw. das Rückschlußblech ist dann über einen Luftspalt von der zweiten Spulenwicklung beabstandet, die auf der Baugruppe aus dem ersten Spulen- körper, der ersten Spulenwicklung und der Vergußmasse ange- ordnet ist.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Stabzündspule nach der Erfindung ist die Baueinheit, die den ersten Spulenkör- per, die erste Spulenwicklung und die Vergußmasse umfaßt und auf der die zweite Spulenwicklung angeordnet ist, mit- tels eines Elastomers fixiert. Dieses Elastomer kann des weiteren auch den Stabkern fixieren, einen Schutzmantel für eine mit der Stabzündspule zu verbindende Zündkerze, einen Haltering bzw. Schutzring für die Stabzünspule und auch ei- ne mechanische Fixierung für das Rückschlußelement und/oder einen Anschlußsteckverbinder bilden.

Die Herstellung dieser das Elastomer aufweisenden Stabzünd- spule erfolgt derart, daß die mit der Primärwicklung verse- hene Baueinheit auf einen Stabkern, beispielsweise einen Eisenkern oder einen Magnetkern, geschoben und mit dem An- schlußsteckverbinder und dem Rückschlußelement komplettiert wird. Hierbei werden alle elektrischen Verbindungen herge- stellt. Die so entstandene Baugruppe wird dann in ein Werk- zeug eingelegt und mit einem Elastomer ausgefüllt und/oder umhüllt. Bei diesem Arbeitsschritt entsteht die Einbettung für den Stabkern bzw. Eisenkern sowie dessen mechanische Fixierung, der Schutzmantel für die Zündkerze, die Dichtung bzw. der Haltering, eine zumindest teilweise Einbettung der Primärwicklung in das Elastomer sowie die mechanische Fi-

xierung des Rückschlußelements und des Anschlußsteckverbin- ders. Bei dieser Ausführungsform kann auf einen sonst übli- chen Schrumpfschlauch und auf einen Puffer verzichtet wer- den, welche zur Entkopplung des Eisenkerns eingesetzt wur- den. Man erhält mithin eine Stabzündspule mit weniger Bau- teilen bei gleichen elektrischen Eigenschaften. Dies führt wiederum zu geringeren Kosten.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge- genstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung Drei Ausführungsbeispiele einer Stabzündspule nach der Er- findung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dar- gestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Teilschnitt einer Stabzündspule nach der Er- findung ; Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in Figur 1 gestrichelt umrandeten Bereichs II ; Figur 3 einen Sekundärgießling der Stabzündspule nach Fi- gur 1 ; Figur 4 den Sekundärgießling nach Figur 3 mit einer Pri- märwicklung ; Figur 5 eine zweite Ausführungsform einer Stabzündspule nach der Erfindung in einer Figur 2 entsprechenden Darstel- lung ;

Figur 6 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungs- form einer Stabzündspule nach der Erfindung ; und Figur 7 die Stabzündspule nach Figur 6 vor dem Ausfüllen bzw. Umhüllen mit einem Elastomer.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In den Figuren 1 bis 4 ist eine Stabzündspule 10 darge- stellt, die zur Verbindung mit einer hier nicht näher dar- gestellten Zündkerze ausgelegt und in einen Schacht im Zy- linderkopf einer hier ebenfalls nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine einsetzbar ist.

Die Stabzündspule 10 umfaßt in koaxialer Anordnung zu einer Längsachse 12 einen in'zentraler Lage angeordneten, langge- zogenen Stabkern 14, der aus Eisen oder auch einem Magnet gebildet ist.

Konzentrisch um den Stabkern 14 ist ein erster Spulenkörper 16, der sogenannte Sekundärspulenkörper, angeordnet. Auf den Spulenkörper 16 ist eine erste Spulenwicklung 18, die sogenannte Sekundärwicklung, aufgebracht. Die Sekundärwick- lung 18 ist ausgangsseitig zur Hochspannungsversorgung mit der Zündkerze verbindbar und zusammen mit Kontaktierungen 20 und 22 in einer Form mit einer Vergußmasse 24 vergossen, so daß eine eine sogenannte Sekundärgießung darstellende Baueinheit aus dem Sekundärspulenkern 16, der Sekundärwick- lung 18 und der Vergußmasse 24 gebildet ist, die einen zweiten Spulenkörper, den sogenannten Primärspulenkörper, für eine zweite Spulenwicklung 26, die sogenannte Primär-

wicklung, darstellt. Die zweite Spulenwicklung 26 ist mit einem in Figur 1 dargestellten Steckverbinder 28 verbunden, der zum Anschluß der Stabzündspule 10 an eine Niederspan- nungsquelle des betreffenden Kraftfahrzeuges dient.

Die Primärwicklung 26 ist von einem Luftspalt 30 umgeben, der radial außen von einem aus Kunststoff bestehenden Zünd- spulengehäuse 32 begrenzt ist, an dem wiederum ein hülsen- förmiges Rückschlußblech 34 anliegt, das als Rückschlußele- ment eines den Stabkern 14 umfassenden Magnetkreises der Stabzündspule 10 dient.

Die Herstellung der in Figur 1 im zusammengesetzten Zustand dargestellten Stabzündspule 10 erfolgt derart, daß zunächst auf den Sekundärspulenkörper 16 die Sekundärwicklung 18 aufgebracht und zusammen mit den Kontaktierungen 20 und 22 in einer Form mit der aus Epoxidharz bestehenden Verguß- masse 24 zu dem Sekundärgießling vergossen wird, so daß die in Figur 3 dargestellte Baueinheit entsteht. Diese Bauein- heit dient nun als Primärwickelkörper für die Primärwick- lung 26 zur Herstellung der in Figur 4 dargestellten Bau- gruppe. Letztgenannte Baugruppe wird dann in das Kunst- stoffgehäuse 32 montiert. Des weiteren werden das Rück- schlußblech 34, ein Schutzmantel 36, eine Dichtung 38, der Steckverbinder 28 sowie sonstige erforderliche, aber hier nicht näher erläuterte Bauteile montiert.

In Figur 5 ist eine Teilansicht einer zweiten Ausführungs- form einer Stabzündspule 50 dargestellt, die im wesentli- chen derjenigen nach den Figuren 1 bis 4 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, daß sie kein Kunst-

stoffgehäuse aufweist. Vielmehr ist das Rückschlußblech 34 direkt über dem die Primärwicklung 26 umgebenden Luftspalt 30 montiert, was zu einer weiteren Reduzierung des für die Stabzündspule 50 erforderlichen Bauraums in dem Zylinder- kopf der Brennkraftmaschine führt.

In den Figuren 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform ei- ner Stabzündspule 60 dargestellt, deren Aufbau wiederum weitgehend demjenigen der Stabzündspule nach den Figuren 1 bis 4 entspricht, sich von diesem aber dadurch unterschei- det, daß sie mit einem Elastomer 62 ausgebildet ist, das sowohl funktionelle Eigenschaften als auch Fixiereigen- schaften hat.

Das Elastomer 62 füllt eine die elektrischen bzw. magneti- schen Bauteile umfassende Baugruppe der Stabzündspule 60 aus und umhüllt diese zumindest teilweise. Diese Baugruppe ist in Figur 7 näher dargestellt und umfaßt zentral die in Figur 4 dargestellte Baugruppe, welche aus dem Sekundärspu- lenkörper 16, der Sekundärwicklung 18, der Vergußmasse 24, der Primärwicklung 26 sowie Kontaktierungen 20 und 22 be- steht. In diese Baugruppe bzw. diesen Wicklungssatz ist der Eisenkern 14 eingesteckt. Des weiteren ist dieser Wick- lungssatz mit dem Steckverbinder 28 verbunden sowie von dem Rückschlußblech 34 umgeben. Die so zusammengesetzte und elektrisch bzw. magnetisch verbundene Baugruppe wird bei der Herstellung in ein Werkzeug eingelegt und dann mit dem Elastomer 62 ausgefüllt bzw. umhüllt. Bei diesem Arbeits- schritt entsteht eine Fixierung bzw. Einbettung 64 für den Eisenkern 14, ein Schutzmantel 66 für eine mit der Stab- zündspule 60 zu verbindende Zündkerze, eine Dichtung bzw.

Halterung 68, welche in Einbaulage der Zündspule 60 an dem Motorblock der Brennkraftmaschine anliegt, eine Einbettung 70 für die Primärwicklung 26 sowie eine mechanische Fixie- rung des Rückschlußblechs 34 und des Steckverbinders 28.