Zündspule mit reduzierter Bauteileanzahl Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule für eine Brennkraftmaschine mit einer reduzierten Bauteileanzahl.

Zündspulen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen

Ausgestaltungen bekannt. Aus der DE 198 50 519 A1 ist beispielsweise eine Zündspule bekannt, welche ein Entstörelement zur Dämpfung der bei einem Zündvorgang an der Zündkerze auftretenden elektrischen Störenergie aufweist. Das Entstörelement ist dabei in axialer Richtung der Zündspule als Induktivität ausgebildet und wird zumindest teilweise aus dem Wicklungsdraht gebildet. Diese bekannte Zündspule ist jedoch nur für Stabzündspulen und nicht für Kompaktzündspulen geeignet. Ferner werden bei den bekannten Zündspulen heutzutage ein Wickelanfang, die sogenannte kalte Seite, und ein Wickelende, die sogenannte heiße Seite, jeweils an einem Anbindepfosten aus Metall angebunden und mittels einer Aderendhülse verschweißt. Zusätzlich wird für die Herstellung eines Hochspannungskontaktes zwischen dem Anbindepfosten am Wickelende und einem Entstörwiderstand ein zusätzliches Kontaktblech benötigt.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündspule für eine Brennkraftmaschine mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie eine signifikant reduzierte Bauteileanzahl aufweist. Ferner können erfindungsgemäß thermomechanische Spannungen in der Zündspule reduziert werden. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Zündspule aus. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Zündspule einen Spulenkörper und eine Wicklung aus einem Wicklungsdraht umfasst. Der Spulenkörper umfasst einen Kanal, welcher unterhalb der Wcklung verläuft und in welchem ein Teil des Wicklungsdrahts geführt ist. Hierdurch wird es erfindungsgemäß möglich, dass der Wcklungsdraht nicht mehr in aufeinanderfolgender weise gewickelt werden muss, sondern durch den Kanal im Spulenkörper zu einer beliebigen Position geführt werden kann. Einzelne Wicklungsabschnitte können somit in beliebiger Weise

angeordnet werden. Hierdurch kann ein Spulenkörper, insbesondere aus thermischer Sicht, optimiert werden. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt umfasst der Spulenkörper eine Vielzahl von Spulenkammern, wobei jeweils ein Wicklungsabschnitt der Wicklung in einer Spulenkammer angeordnet ist. Dabei verläuft der Kanal im Spulenkörper unterhalb von wenigstens einer der Spulenkammern. Somit kann der Wicklungsdraht durch den Kanal im

Spulenkörper zu einer beliebigen Spulenkammer geführt werden, welche nicht mehr unmittelbar benachbart zu einer eben gewickelten Spulenkammer liegt.

Vorzugsweise umfasst die Wcklung einen ersten und einen zweiten

Wicklungsbereich, welche jeweils mehrere Wicklungsabschnitte umfassen. Der erste Wcklungsbereich reicht dabei von einer äußersten Spulenkammer an einem ersten Endbereich des Spulenkörpers zu einer ersten inneren

Spulenkammer. Der zweite Wcklungsbereich reicht von einer äußersten

Spulenkammer an einem zweiten Endbereich des Spulenkörpers zu einer zweiten inneren Spulenkammer. Dabei verläuft der Wcklungsdraht von der ersten inneren Spulenkammer des ersten Wcklungsbereichs durch den im Spulenkörper gebildeten Kanal zur äußersten Wcklungskammer des zweiten Wicklungsbereichs. Weiter bevorzugt umfasst der Spulenkörper eine ungerade Anzahl von

Spulenkammern. Hierdurch ist es möglich, dass insbesondere ein Abstand zwischen dem ersten und zweiten Wcklungsbereich möglich ist. Besonders bevorzugt ist dabei eine mittlere Spulenkammer ohne Wicklung gebildet, so dass ein einfacher, symmetrischer Aufbau der Zündspule möglich ist. Weiter bevorzugt beginnt der Kanal im Spulenkörper an der mittleren

Spulenkammer.

Ein besonders kompakter Aufbau wird erreicht, wenn der erste und zweite Wicklungsbereich jeweils drei Wicklungsabschnitte aufweisen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Zündspule ferner einen integralen Hochspannungsabgang, welcher zapfenartig von einem äußeren Umfang des Spulenkörpers vorsteht. Durch die Integration des Hochspannungsabgangs direkt an den Spulenkörper kann eine direkte Kontaktierung einer Zündkerze am Hochspannungsabgang erfolgen, so dass an der heißen Seite des Wcklungsdrahts auf einen Anbindepfosten, eine

Aderendhülse sowie ein zusätzliches separates Hochspannungskontaktteil verzichtet werden kann. Vorzugsweise ist der Hochspannungsabgang als Entstörelement ausgebildet, in dem der Wcklungsdraht von der letzten Spulenkammer zum

Hochspannungsabgang geführt ist und mehrmals um den

Hochspannungsabgang herumgewickelt ist. Hierdurch kann integral an den Spulenkörper ein Hochspannungsabgang mit integriertem Entstörelement gebildet werden.

Weiter bevorzugt ist der Hochspannungsabgang an einem in Längsrichtung des Spulenkörpers liegenden mittleren Bereich angeordnet. Hierdurch kann der erfindungsgemäße Spulenkörper insbesondere bei Kompaktzündspulen eingesetzt werden.

Vorzugsweise verläuft der Kanal im Spulenkörper nicht parallel zu einer Längsachse des Spulenkörpers. D.h., in einer Projektion in eine die Längsachse des Spulenkörpers umfassenden Ebene schneidet der Kanal die Längsachse. Hierdurch kann eine einfachere Führung des Wcklungsdrahts sichergestellt werden.

Zeichnung

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Zündspule gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 2 eine schematische Schnittansicht der Zündspule von Figur 1.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

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

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die Zündspule 1 einen Spulenkörper 2 mit einem zylindrischen Basisbereich, an dessen Außenseite zumindest drei, beispielsweise eine Vielzahl von Spulenkammern 21 , 22, 23, 24,

25, 26, 27 gebildet sind. Die Anzahl der Spulenkammern ist ungerade.

Die Zündspule weist eine Wcklung 9 auf, die einen ersten Wcklungsbereich 17 und einen zweiten Wicklungsbereich 18 umfasst, wobei die beiden

Wicklungsbereiche 17, 18 beispielsweise jeweils in separaten Spulenkammern

21 ,22,23,24,25,26 vorgesehen sind.

Der Wicklungsdraht der Wcklung 9 verläuft im ersten Wicklungsbereich 17 von einem dem zweiten Wcklungsbereich 17 abgewandten zu einem dem zweiten Wicklungsbereich 17 zugewandten Ende. Der Wcklungsdraht verläuft weiterhin im zweiten Wicklungsbereich 18 von einem dem ersten Wicklungsbereich 17 abgewandten zu einem dem ersten Wcklungsbereich 17 zugewandten Ende. Zwischen dem ersten Wcklungsbereich 17 und dem zweiten Wicklungsbereich 18 ist beispielsweise eine mittlere Spulenkammer 27 vorgesehen, die einen Hochspannungsabgang 5 und keinen Wcklungsabschnitt aufweist. Beim

Übergang von dem dem zweiten Wicklungsbereich 18 zugewandten Ende des ersten Wicklungsbereichs 17 zu dem dem ersten Wicklungsbereich 17 abgewandten Ende des zweiten Wcklungsbereichs 18 verläuft der

Wicklungsdraht zumindest abschnittsweise durch einen Kanal 4. Der Kanal 4 ist beispielsweise als nutförmige Vertiefung in dem Spulenkörper 2 ausgebildet. Die Spulenkammern 21 ,22,23,24,25,26 sind in axialer Richtung von

Trennwandungen begrenzt. Damit der Wcklungsdraht in den Kanal 4 eingelegt werden kann, verläuft der Kanal 4 schlitzförmig durch die Trennwandungen hindurch.

Der erste Wicklungsbereich 17 hat zumindest einen Wicklungsabschnitt 1 1 , 12,13 und der zweite Wcklungsbereich 17 zumindest einen Wicklungsabschnitt 14, 15, 16, wobei jeder Wicklungsabschnitt 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16 der Wcklung 9 beispielsweise in einer separaten Spulenkammer 21 , 22, 23, 24, 25, 26 angeordnet ist.

Die Wcklung 9 kann an einem Kontaktelement 3 beginnen. Die Wcklung 9 ist dabei mehrfach um das stiftartige Kontaktelement 3 herumgewickelt.

Die Wicklung 9 ist aus einem relativ dünnen Wcklungsdraht, vorzugsweise aus Kupfer, hergestellt. Die Wcklung 9 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Wicklungsabschnitten 11 , 12, 13, 14, 15, 16. Ferner umfasst die Zündspule 1 den Hochspannungsabgang 5. Durch die ungerade Anzahl von Spulenkammern kann der Hochspannungsabgang 5 an der mittleren Spulenkammer 27 angeordnet werden, so dass ein symmetrischer Aufbau erreicht wird. An der mittleren Spulenkammer 27 ist kein Wicklungsabschnitt gebildet.

Der Spulenkörper 1 umfasst einen ersten Endbereich 28 und einen zweiten Endbereich 29. Im Spulenkörper 2 ist ferner noch der Kanal 4 vorgesehen, welcher an der mittleren Spulenkammer 27 beginnt und unter den drei

Spulenkammern 24, 25, 26 hindurchgeführt ist und am zweiten Endbereich 29 des Spulenkörpers 2 endet. Der Hochspannungsabgang 5 ist in Längsrichtung X- X des Spulenkörpers 2 im mittleren Bereich angeordnet. Ferner ist der Kanal 4 derart gebildet, dass in einer Projektion auf eine Ebene, welche die Längsachse X-X des Spulenkörpers 2 umfasst, der Kanal 4 die Längsachse X-X schneidet.

Wie unmittelbar aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, sind jeweils drei

Wicklungsabschnitte zu einem Wicklungsbereich 17, 18 zusammengefasst.

Hierbei umfasst der erste Wicklungsbereich 17 die drei Wcklungsabschnitte 11 , 12, 13 und der zweite Wicklungsbereich 18 umfasst die drei Wcklungsabschnitte 14, 15, 16. Die Wcklung 9 ist dabei derart ausgeführt, dass, ausgehend vom Kontaktelement 3, der Wicklungsdraht 10 zuerst den Wicklungsabschnitt 1 1 , dann den Wicklungsabschnitt 12 und dann den Wcklungsabschnitt 13 bildet und vom Wicklungsabschnitt 13 in den Kanal 4 geführt ist. Im Kanal 4 wird der Wicklungsdraht 10 unter den Spulenkammern 24, 25, 26 zum zweiten

Endbereich 29 geführt und dann wird zuerst der Wcklungsabschnitt 14, dann der Wicklungsabschnitt 15 und dann der Wicklungsabschnitt 16 gewickelt. Vom Wicklungsabschnitt 16 wird der Wcklungsdraht 10 in der mittleren

Spulenkammer 27 zum Hochspannungsabgang 5 geführt.

Am Hochspannungsabgang 5 wird der Wcklungsdraht 10 mehrfach um einen Kern 6 herumgewickelt, um ein Entstörelement zu bilden. Somit ist das

Entstörelement integral mit dem Hochspannungsabgang 5 gebildet, so dass keine zusätzlichen Entstörwiderstände notwendig sind. Es sei angemerkt, dass der Kern 6 eine beliebige Form, entsprechend einer gewünschten Anwendung (lang, kurz, breit, schmal) haben kann, und dass der Wicklungsdraht in einer beliebigen Anzahl von Wicklungen, welche zur Entstörung der Zündspule benötigt werden, um den Kern herumgewickelt werden kann.

Somit kann erfindungsgemäß die Bauteileanzahl insbesondere am heißen Ende im Bereich des Hochspannungsabgangs 5 im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich reduziert werden. Ferner weist die erfindungsgemäße

Zündspule einen verbesserten thermischen Aufbau auf, da der letzte

Wicklungsabschnitt 16 nahe der Mitte des Spulenkörpers 2 angeordnet ist.

Hierdurch kann insbesondere ein Temperaturgefälle zwischen dem ersten Endbereich 28 und dem zweiten Endbereich 29 des Spulenkörpers reduziert werden. Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Wcklung 9 ist insbesondere als Sekundärwicklung der Zündspule ausgebildet. Der erfindungsgemäße Spulenkörper eignet sich weiterhin besonders zur Verwendung in

Kompaktzündspulen.

Es sei angemerkt, dass die Wicklungsabschnitte 17, 18 auch ohne

Spulenkammern einfach auf den Spulenkörper mit einem gewissen Abstand gewickelt werden können.