Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärspulen für Zündspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Sekundärspule für Zündspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Sekundärspulen werden in Zündspulen verwendet. Zündspulen weisen ferner einen aus magnetischem Material bestehenden Spulenkern, sowie eine Primärspule auf. Zur Herstellung der Primär- und der Sekundärspule wird ein Draht auf einen Wickeldorn aufgewickelt, so dass der Draht zu mehreren Windungen geformt ist. Der Sekundärspule weist um ein Vielfaches mehr Windungen auf als die Primärspule. Die Primärspule ist mit einer Niederspannungsquelle verbunden. Die Sekundärspule ist mit der Hochspannungsversorgung für eine Zündkerze verbunden. Bei einer Zündspule wird durch Unterbrechen des Stromflusses im Primär- spulenkreis eine Hochspannung im Sekundärspulenkreis induziert.

Bei Sekundärspulen besteht beim bisherigen Stand der Technik das Problem, dass es zu Koronaentladungen kommen kann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen zwei einander angrenzenden Windungen in Luft zu hoch ist. Beim bisherigen Stand der Technik werden die Sekundärspulen daher häufig mit Harz umgössen, wobei darauf geachtet werden muss, dass keine Luftblasen beim Gießen eingeschlossen werden. Dies ist ein sehr aufwendiges und teures Verfahren. Alternativ wird die Sekundärspule, um die Gefahr der Koronaentladung zu reduzieren, in Längsrichtung beispielsweise durch konzentrisch um die Längsachse der Spule angeordnete Scheiben in mehrere Kammern unterteilt. Das Herstellungsverfahren ist ebenfalls aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Sekundärspulen sowie ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärspulen zu schaffen, das einfach und kostengünstig ist und bei dem erfindungsgemäße Sekundärspulen herstellbar sind, bei denen die Gefahr der Koronaentladung reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Ansprüche 1 und 8.

Das Verfahren zum Herstellen einer Sekundärspule für Zündspulen weist folgende Schritte auf:

Wickeln von einem mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Draht auf einen eine Längsachse aufweisenden Wickeldorn unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse des Wickeldoms und Verkleben von einander angrenzenden Windungen des Drahts durch teilweises Anlösen und anschließendes Aushärten der Lackschicht.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass der Draht unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse der Wickeldorns gewickelt wird. Je größer der Wickel-Winkel in Bezug auf die Längsachse des Wickeldorns ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Koronaentladung auftritt. Dies liegt daran, dass die einander angrenzenden Windungen eine geringere Spannungsdifferenz aufweisen als einander angrenzende Windungen eines Drahtes, der unter einem Winkel kleiner als 20° gewickelt worden ist. Die Spannungsdifferenz einander angrenzender Windungen der vorliegenden Erfindung liegt unterhalb der Koronaentlandungs-Spannung.

Um diesen Winkel zu erzielen, werden die einander angrenzenden Windungen während des Wickeins miteinander verklebt werden. Das bedeutet außerdem, dass die Windungen nicht abrutschen können. Dies führt ebenfalls dazu, dass es nicht zu Koronaentladungen kommen kann, die beim Abrutschen der Windungen üblicherweise auftreten. Das Anlösen der Lackschicht kann durch Erhitzen der Lackschicht mittels einer Heizeinrichtung ausgelöst werden.

Das Anlösen der Lackschicht kann auch durch Aufbringen eines Lösemittels auf die Lackschicht ausgelöst werden.

Das Verkleben der einander angrenzenden Windungen des Drahts erfolgt während des Wickeins. Das Verkleben der einander angrenzenden Windungen hat den Vorteil, dass die aus den Windungen bestehende Spule selbsttragend ist.

Als Lackschicht kann eine Backlackschicht verwendet werden. Wenn eine Backlackschicht und ein großer Wickel-Winkel (vorzugsweise größer als 20°) verwendet wird, kann auf Klebebänder, Vergussmasse oder Imprägnierung innerhalb der Sekundärwicklung verzichtet werden.

Der zu wickelnde Draht kann auch mit zwei Lackschichten beschichtet sein, wobei als äußere Lackschicht eine Backlackschicht verwendet werden kann.

Der Wickeldorn kann nach dem Wickeln aus der Sekundärspule entfernt werden. Beim Stand der Technik wird die Sekundärspule häufig direkt auf einen Sekundärspulenkern und somit auf keinen Wickeldorn aufgewickelt und dann mit dem Sekundärspulenkern in die Zündspule eingebaut.

Bei der vorliegenden Erfindung wird kein Sekundärspulenkern verwendet. Dies hat den Vorteil, dass dadurch, dass der Wickelkern entfernt wird und kein Sekundärspulenkern verwendet wird, Material eingespart werden kann. Zusätzlich ist eine Zündspule, bei der eine Sekundärspule ohne Sekundärspulenkern verwendet wird, kompakter als eine Zündspule, bei der eine Sekundärspule verwendet wird, die einen Sekundärspulenkern enthält.

Die Sekundärspule kann nach Entfernen des Wickeldorns mit Kunststoff umspritzt werden. Der umspritzte Kunststoff stellt für die Sekundärspule eine elektrische Isolierung nach Außen dar. Das Umspritzen mit Kunststoff ist ein einfaches, kostengünstiges und zeitsparendes Verfahren. Zusätzlich muss im Ge- gensatz zu dem Vergießen mit Harz nicht darauf geachtet werden, dass keine Luftblasen eingeschlossen werden. Selbst bei einem Einschluss von Luftblasen kommt es bei der vorliegenden Erfindung nicht zu einer Koronaentladung. Es kann nicht nur die Sekundärspule sondern gleichzeitig auch die anderen Komponenten, die sich innerhalb der Zündspule befinden, wie beispielsweise die Primärspule und der Primärspulenkern, mit Kunststoff umspritzt werden. Auf diese Weise bilden die Komponenten innerhalb der Zündspule eine feste Einheit.

Bei einer erfindungsgemäßen Sekundärspule für Zündspulen, mit einer Längsachse, einem konzentrisch um die Längsachse aufgewickelten Draht, ist vorgesehen, dass der aufgewickelte Draht unter einem Winkel von mindestens 20° in Bezug auf die Längsachse aufgewickelt ist, wobei der Draht mindestens eine beim Aufwickeln zumindest teilweise anlösbare Lackschicht aufweist.

Der aufgewickelte Draht kann auch unter einem Winkel von mindestens 25° in Bezug auf die Längsachse aufgewickelt sein.

Die Lackschicht kann eine Backlackschicht sein, wobei die Backlackschicht aus Polyvinylbutyral, aus Polyamid- oder aus Epoxidharz bestehen kann.

Die angelöste Lackschicht ist klebbar. Eine Heizeinrichtung kann die Lackschicht anlösen. Alternativ kann eine Einrichtung ein Lösemittel auf den mit einer Lackschicht beschichteten Draht auftragen, das die Lackschicht anlöst.

Der zu wickelnde Draht kann auch mit zwei oder mehr Lackschichten beschichtet sein, wobei die äußere Lackschicht eine Backlackschicht sein kann.

Die Sekundärspule weist keinen Sekundärspulenkern auf. Nach dem Wickeln wird der Wickeldorn, auf den die Sekundärspule aufgewickelt worden ist, aus der Sekundärspule entfernt.

Die Sekundärspule ohne Sekundärspulenkem ist mit Kunststoff umspritzbar. Es kann nicht nur die Sekundärspule sondern auch die anderen Komponenten, die innerhalb der Zündspule angeordnet sind, mit Kunststoff umspritzbar sein. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine Teilansicht einer geschnittenen Stabzündspule,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Wickeldorns mit bereits aufgewickeltem Draht,

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht des aufzuwickelnden Drahts,

Fig. 4 eine geschnittene Frontansicht eines Wickeldorns mit aufgewickeltem Draht,

Fig. 5 eine kunststoffumspritzte Sekundärspule in der geschnittenen Seitenansicht.

Figur 1 zeigt schematisch eine Teilschnitt einer Stabzündspule 3. Eine Stabzündspule 3 kann beispielsweise in einer Zündanlage eines Ottomotors verwendet werden. Bei einer Zündspule wird durch Unterbrechen des Stromflusses im Primärkreis eine Hochspannung im Sekundärkreis induziert. Diese Hochspannung wird bei einer Zündanlage eines Ottomotors an die Funkenstrecke einer Zündkerze geleitet, um das Kraftstoff-Luftgemisch in den Zylindern des Ottomotors zu entzünden.

Die Stabzündspule 3 weist einen oberen Teil 5 auf, in dem die Steuerelektronik angeordnet ist. Die Steuerelektronik ist über einen Stecker 7 mit einer Versorgungsspannung verbunden.

Die Stabzündspule 3 besteht vorzugsweise aus einem zylindrischen Kern 2, Der zylindrische Kern 2 besteht vorzugsweise aus magnetisierbaren Material. Konzentrisch um den zylindrischen Kern 2 herum ist eine Sekundärspule 1 angeordnet. Die Längsachse 13 der Sekundärspule 1 ist identisch mit der Längsachse 15 des zylindrischen Kerns 2. Konzentrisch um die Sekundärspule 1 herum ist eine Primärspule 6 angeordnet. Die Primärspule 6 ist auf einem Primärspulenkern 8 aufgewickelt. Die Primärspule 6 kann alternativ anstelle auf einen Primärspulenkern 8 direkt auf eine mit Kunststoff umspritzte Sekundärspule 1 gewickelt werden. Die Primärspule 6 wiederum ist konzentrisch von dem Gehäuse 10 der Stabzündspule umgeben. Alternativ kann die Primärspule 6 konzentrisch um den zylindrischen Kern 2 herum angeordnet sein. In diesem Fall ist dann die Sekundärspule 1 konzentrisch um die Primärspule 6 angeordnet.

Die Primärspule 6 ist über die Steuerelektronik und den Stecker 7 mit der Versorgungsspannung, die eine Niederspannungsquelle ist, verbunden. Mittels der Steuerelektronik wird der Stromfluss in der Primärspule 6 unterbrochen, um eine Hochspannung in der Sekundärspule 1 zu induzieren. Die Sekundärspule 1 leitet die induzierte Hochspannung an eine Zündkerze über den Anschluss 9 weiter.

Die Sekundärspule 1 und die Primärspule 6 mit dem Primärspulenkern 8 sind mit einem Kunststoff 32 umspritzt, wodurch die Sekundärspule 1 und die Primärspule 6 nach Außen hin elektrisch isoliert sind. Ebenso ist die Sekundärspule 1 gegenüber dem zylindrischen Kern 2 elektrisch isoliert. Außerdem ist der Zwischenraum zwischen Sekundärspule 1 und Primärspulenkem 8 mit dem Kunststoff 32 ausgefüllt, so dass die Sekundärspule 1 gegenüber der Primärspule 6 elektrisch isoliert ist. Zudem können der zylindrischen Kern 2 sowie weitere nicht dargestellte Bauteile der Stabzündspule 3, wie die elektrischen Kontakte, mit dem Kunststoff 32 umspritzt werden.

Figur 2 zeigt einen Wickeldorn 20, auf den ein mit mindestens einer Lackschicht 26 beschichteter Draht 18 aufgewickelt wird. Der beschichtete Draht 18 wird progressiv auf den Wickeldorn 20 aufgewickelt. Das heißt, der Draht 18 wird unter einem Winkel α in Bezug auf die Längsachse 12 des Wickeldoms 20 (bzw. in Bezug auf die Längsachse 13 der Sekundärspule 1) aufgewickelt. Das heißt, der Draht wird kegelstumpfförmig aufgewickelt. Ein Schenkel des Winkels α verläuft entlang der Längsachse 12 des Wickeldoms 20. Der beschichtete Draht 18 wird somit entlang der Linie 11 in Wickelebenen 17, 17a, 17b gewickelt, die unter einem Winkel α in Bezug auf die Längsachse 12 des Winkeldorns 20 verlaufen. Der Winkel α beträgt mindestens 20, vorzugsweise mindestens 25 Grad. Dies hat den Vorteil, dass keine Koronaentladung in der Sekundärspule 1, wenn diese z.B. in einer Zündspule eingebaut ist, auftreten kann. Die Spannungsdifferenz einander angrenzender Windungen ist aufgrund der Wicklung unter einem Winkel von mindestens 25° unterhalb der Koronaentladungs-Spannung.

In Figur 2 ist eine Heizeinrichtung 14 zu erkennen. Während des Wickeins wird der mit einer Lackschicht 26 beschichtete Draht 18 mit der Heizeinrichtung 14 erwärmt. Es wird sowohl der bereits aufgewickelte Draht 18, das sogenannte Wickelpaket, als auch der zugeführte Draht 18 erwärmt. Dadurch löst sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahtes 18 zumindest teilweise auf. Alternativ kann auch eine Einrichtung ein Lösemittel ausgeben, wodurch sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahtes 18 zumindest teilweise auflöst. Die äußere Lackschicht 26 kann eine Backlackschicht sein. Die Lackschicht 26 wird durch das Anlösen klebbar, wodurch die einander angrenzenden Windungen des beschichteten Drahtes 18 während des Wickeins miteinander verklebt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Draht nicht abrutschen kann und es somit nicht zu einem Wicklungseinsturz während des Wickeins kommen kann. In Figur 2 sind die Verklebungen 19 der einander angrenzenden Windungen des Drahtes 18 zu erkennen, die durch Anlösen und Verkleben der Lackschicht 26 entstanden sind.

Beim Anlösen der Backlackschicht wird diese vorzugsweise nicht vollständig aufgelöst, bevor eine Aushärtung erfolgt.

In Figur 3 ist ein Querschnitt des mit mindestens einer Lackschicht 26 beschichteten Drahtes 18 dargestellt. Der Draht 18 kann aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Messing und/oder Silber und/oder Nickel bestehen. Der Draht 18 ist mit einer Grund-Lackschicht 24 beschichtet. Auf dieser Grund-Lackschicht 24 ist eine weitere Lackschicht 26 aufgebracht. Die äußere Lackschicht 26 kann aus Backlack bestehen. Der Backlack kann sich zwischen einer Temperatur von 140 und 300 Grad auflösen und dadurch klebbar werden.

In Figur 4 ist eine Zuführeinrichtung 28 dargestellt, die den mit mindestens einer Lackschicht beschichteten Draht 18 zuführt. Dieser beschichtete Draht 18 wird auf den Wickeldorn 20 gewickelt. Dies geschieht dadurch, dass der Wickeldorn 20 um seine Längsachse 12 in Drehrichtung A rotiert. Alternativ kann auch der beschichtete Draht 18 um den nicht rotierenden Wickeldorn 20 gedreht bzw. ge- wickelt werden. Im Folgenden soll der Begriff „Wickeln" beiden Möglichkeiten einschließen.

Während des Wickeins bebläst die Heizeinrichtung 14, die vorzugsweise ein Luftgebläse ist, den beschichteten Draht mit Wärme, wobei sich die äußere Lackschicht 26 des beschichteten Drahts 18 zumindest teilweise auflöst und dadurch klebbar wird. Die einander angrenzenden Windungen des beschichteten Drahtes 18 werden somit aneinander geklebt. Anstatt einer Heizeinrichtung 14 kann auch eine Einrichtung verwendet werden, die ein Lösemittel während des Wickeins auf den Draht 18 ausgibt. Dieses Lösemittel kann ebenfalls bewirken, dass die äußere Lackschicht des Drahtes 18 sich zumindest teilweise auflöst und dadurch klebbar wird. Nachdem die einzelnen Windungen miteinander verklebt worden sind, härtet der zumindest teilweise aufgelöste Lack wieder aus.

Nachdem die Sekundärspule 1 gewickelt worden ist, kann der Wickeldorn 20 entfernt werden. In Fig. 5 ist eine Teilansicht einer geschnittene Sekundärspule 1 ohne Wickeldorn 20 und eine konzentrisch um diese angeordnete Primärspule 6 mit einem Primärspulenkern 8 dargestellt. Im Inneren der Sekundärspule 1 ist ein zylindrischer Kern 2 angeordnet. Die Teilansicht ist sowohl auf der in Fig. 5 dargestellten linken als auch auf der rechten Seite abgeschnitten dargestellt. Da die Windungen der Sekundärspule 1 aneinander kleben, können die Windungen der Sekundärspule 1 nicht mehr verrutschen. Die Sekundärspule 1 ist selbsttragend und bildet daher eine feste Einheit.

Der zylindrischen Kern 2, die gewickelte Sekundärspule 1 sowie die konzentrisch um diese angeordnete Primärspule 6 mit Primärspulenkern 8 wird mit einem Kunststoff 32 umspritzt. Zudem können auch weitere nicht dargestellte Bauteile einer Zündspule 3, wie beispielsweise die elektrischen Kontakte, mit dem Kunststoff 32 umspritzt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Sekundärspule 1, die Primärspule 6 mit Primärspulenkern 8 sowie andere Bauteile, wie die elektrischen Kontakte, nach Außen hin elektrisch isoliert sind. Der Kunststoff 32 bildet zudem eine ausreichende Isolierung der Sekundärspule 1 gegenüber dem Kern 2 der Zündspule 3 und/oder gegenüber der Primärspule 6 der Zündspule 3. Auf diese Weise kann der sonst übliche Harzverguss der Sekundärspule 1 bei Zündspulen gemäß dem Stand der Technik vermieden werden, bei dem auch meistens ein Spulenkern mit eingegossen wird. Das Umspritzen mit Kunststoff ist ein sehr einfaches, zeitsparendes und kostengünstiges Verfahren

Beim bisher bekannten Stand der Technik besteht häufig das Problem, dass es zum Abrutschen einer Windung des Drahtes 18 kommt, wobei eine Windung des Drahts 18 mit einem bestimmten Potential einer Windung eines Drahts 18 mit einem wesentlich höheren Potential näher kommt, wodurch eine Koronaentladung oder ein elektrischer Durchschlag verursacht werden kann.

Zudem kann es beim bisherigen Stand der Technik bei einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Spulenkörper und Spule zu Rissbildungen kommen. Bei der vorliegenden Erfindung tritt dieses Problem weniger auf.

Je höher der Winkel α ist, unter dem der Draht 18 gewickelt wird, desto geringer ist die Anzahl der Windungen des Drahtes 18 pro einzelner Wickelebene 17, 17a, 17b. Somit ist die elektrische Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Drähten 18 von zwei aufeinanderfolgenden Wickelebene 17a, 17b geringer. Je geringer die Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Drähten 18 von zwei aufeinanderfolgenden Wickelebene 17a, 17b ist, desto seltener entsteht Koronarentladung. Bei einem Winkel von mindestens 20 Grad in Bezug auf die Längsachse 13 der Sekundärspule 1 entsteht keine Koronarentladung.