DE4327309C2 - Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Zündvorrichtung ist aus der DE 39 33 302 A1 bekannt und weist ein Gehäuse, eine Zündspule, eine Leistungstransistorpackung und einen elektrisch isolierenden Kunststoff auf. Bei der gezeigten Anordnung sind jedoch zwischen der Leistungstransistorpackung und der elektrischen Steckverbindung verschiedene elektrische Leitungen und langgestreckte Steckstifte erforderlich, die aufwendig zu montieren sind und sehr leicht Beschädigungen ausgesetzt sind.

Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer bekannten Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Die Zündvorrichtung umfaßt eine Zündspule 1, die im Innenraum oder einem Spulenbefestigungs-Abschnitt 11 eines Gehäuses 10 angeordnet ist. Die Zündspule 1 besteht aus einem Eisenkern 2, der teilweise im Befestigungsabschnitt 11 des Gehäuses 10 liegt, einer Primärwicklung 4, die innerhalb des Gehäuses 10 auf den Eisenkern 2 aufgewickelt ist sowie aus einer Sekundärwicklung 5, die um den Außenumfang der Primärwicklung 4 herumgewickelt ist.

Innerhalb des Gehäuses 10 liegt eine kunststoffvergossene Leistungstransistorpackung 6. Die Leistungstransistorpackung 6 wird mit Hilfe eines Halters 8 abgestützt, der längs eines Paares von Führungen 13, die an zwei Innenflächen der Seitenwände des Gehäuses liegen, in das Gehäuse 10 eingeschoben worden ist. Die Leistungstransistorpackung 6 besteht aus einem nicht dargestellten Leistungstransistor, einem nicht dargestellten Strombegrenzungs-Schaltkreis, und so weiter, die auf einem nicht dargestellten Leiterrahmen befestigt sind, der mehrere Leitungen aufweist und der mit einem geeigneten Kunststoff hermetisch abgedichtet ist. Die Leistungstransistorpackung 6 ist mit Hilfe einer Abdeckung abgedichtet, beispielweise mit einem Silikonblatt 7.

Das Gehäuse 10 weist auch eine einstückig mit ihr verbundene, elektrische Steckverbindung 12 auf, in der mehrere Steckanschlüsse 12a vorhanden sind, die mit der Zündspule 1 und mit den Anschlüssen 6a der Leistungstransistorpackung 6 über die Halteranschlüsse 8a des Halters 8 und über eine nicht dargestellte, getrennte Leitung elektrisch verbunden sind. Einer der Anschlüsse 6a der Leistungstransistorpackung 6 ist über den Halter-Anschluß 8a des Halters 8 auch mit der Zündspule 1 elektrisch verbunden. Am Boden des Gehäuses 10 ist ein zweiter Anschluß 14 angeordnet, mit dessen Hilfe die in der Sekundärwicklung 5 erzeugte Hochspannung der Zündspule 1 den nicht dargestellten Zündkerzen über den Zündverteiler zugeleitet werden kann, um den Verbrennungsmotor anzulassen.

In den Innenraum des Gehäuses 10 ist zur Vereinheitlichung und zum Schutz der Zündspule 1 und der Leistungstransistorpackung 6 ein nicht dargestelltes, isolierendes Kunststoff-Füllmaterial eingefüllt. Das isolierende Kunststoff-Füllmaterial und die Leistungstransistorpackung 6 haben untereinander verschiedene Wärmeausdehnungs-Koeffizienten; das Silikonblatt 7, das die Leistungstransistorpackung 6 abdeckt, absorbiert jedoch eine Belastung, die aus der Unterschiedlichkeit zwischen diesem Wärmeausdehnungs-Koeffizienten herrührt, wobei die Belastung durch wiederholte, erhebliche Temperaturänderungen in der Umgebung hervorgerufen wird.

Wenn der Leistungstransistor der Leistungstransistorpackung 6 bei der oben beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung abgeschaltet wird, um entsprechend der Zündfolge des nicht dargestellten Verbrennungsmotors den Primärstrom zu unterbrechen, der durch die Primärwicklung 4 der Zündspule fließt, dann wird in der Sekundärwicklung 5 der Zündspule 1 eine Hochspannung erzeugt und über den zweiten Anschluß 14 dem nicht dargestellten Zündverteiler zugeleitet, um den nicht dargestellten Verbrennungsmotor zu zünden und damit anzulassen.

Bei der Herstellung der bekannten Zündvorrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, wird zunächst die Primärwicklung 4 in den Spulenbefestigungsabschnitt 11 des Gehäuses 10 angeordnet und die Sekundärwicklung 5 wird um die Primärwicklung 4 herumgelegt. Als nächstes wird die Leistungstransistor-Packung 6 mit dem Silikonblatt 7 abgedeckt und am Halter 8 so befestigt, daß die Anschlüsse 6a der Leistungstransistorpackung 6 mit den Halteranschlüssen 8a des Halters 8 elektrisch verbunden sind. Die Leistungstransistorpackung 6 mit dem Silikonblatt 7 darauf und der Halter 8 stellen auf diese Weise eine Leistungstransistorpackung-Anordnung dar. Die Leistungstransistorpackung 6 wird im Spulenbefestigungsabschnitt 11 des Gehäuses 10 zusammen mit dem Silikonblatt 7 und dem Halter 8 längs eines Paares von Führungen 13 befestigt, die an den Innenseiten des Gehäuses 10, einander gegenüberliegend, angeordnet sind. Danach werden die Primär- und die Sekundärwicklung 4 und 5 der Zündspule 1, die Halteranschlüsse 8a des Halters 8, die Steckanschlüsse 12a der Steckverbindung 12 und der zweite Anschluß 14 elektrisch mit den jeweiligen Bauteilen verbunden. Ferner wird der Eisenkern 2 in die Primärwicklung 4 eingeschoben und das nicht dargestellte, isolierende Kunststoff-Füllmaterial wird in den Innenraum des Gehäuses 10 eingegossen und gehärtet, um sowohl die Zündspule 1 als auch die Leistungstransistorpackung 6 innerhalb des Gehäuses 10 zu vereinheitlichen und abzudichten.

Nachdem bei der oben beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung die Primär- und die Sekundärwicklung 4 und 5 der Zündspule 1 und die Leistungstransistorpackung 6 mit dem Halter 8 (die Leistungstransitorpackungsanordnung) innerhalb des Befestigungsabschnittes 11 des Gehäuses 10 befestigt worden sind, müssen zwischen den Steckanschlüssen 12a der Steckverbindung 12 und der Zündspule 1 innerhalb des begrenzten Raumes im Gehäuse 10 die elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Einige der elektrischen Verbindungen können durch direkte Verbindungen zwischen den Anschlüssen hergestellt werden; einige andere elektrische Verbindungen, wie zum Beispiel die Verbindungen zwischen den elektrischen Steckanschlüssen 12a und der Zündspule 1, müssen jedoch durch getrennte elektrische Leitungen hergestellt werden. Diese Verbindungsteile sind manchmal nicht eng und ordnungsgemäß angeschlossen und sie können leicht beschädigt werden.

Da ferner die elektrische Steckverbindung 12 mit dem Gehäuse 10 einstückig ausgebildet ist, sind die Form und die Befestigungsrichtung der Steckverbindung schwer zu ändern und die bekannte Zündvorrichtung ist aus diesem Grund in der Industrie nicht vielseitig verwendbar.

Diese Nachteile verbleiben auch beim Gegenstand der DE 41 34 256 A1, bei dem ein Gehäusehohlraum mit einem elektrisch isolierenden Harz befüllt ist.

Eine weitere bekannte Zündvorrichtung ist aus der DE 41 16 076 A1 bekannt, wobei hier eine elektrische Steckverbindung vorhanden ist, die durch eine integrale Gießtechnik mit dem Gehäuse ein Bauteil bildet. Auch bei dieser Anordnung verbleibt jedoch die Notwendigkeit von elektrischen Leitungen und langgestreckten Steckstiften, die im Hinblick auf die Montierbarkeit und die Anfälligkeit für Beschädigungen nachteilig sind.

Dies gilt in gleicher Weise für den Gegenstand der DE 78 24 308 U1, bei der eine Elektronikvorrichtung über elektrische Leitungen mit einem Zündsystem verbunden ist.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor anzugeben, der von den oben erwähnten Nachteilen der bekannten Zündvorrichtung frei ist. Darüber hinaus soll er leicht montierbar und zuverlässig sein. Schließlich soll er zur Verwendung in verschiedenen Verbrennungsmotoren vielseitig verwendbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Zündvorrichtung gemäß dem Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung wird nun in einer bevorzugten Ausführungsform im einzelnen beschrieben, und zwar anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Ausführungsform der Zündvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine geschnittene Seitenansicht der Zündvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer bekannten Zündvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung dar, bei der die Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ein Gehäuse 20 und eine im Innenraum oder in einem Befestigungsabschnitt 20a dieses Gehäuses befestigte Zündspule 1 umfaßt. Die Zündspule 1 ist aus einem ringförmigen Eisenkern 2 aus einem geeigneten, magnetischen Material zusammengesetzt sowie aus einer Primärwicklung 3, die um den Eisenkern 2 herumgewickelt ist und einer Sekundärwicklung 5, die konzentrisch um die Primärwicklung 4 herumgewickelt ist. Am Boden des Gehäuses 20 ist ein zweiter Anschluß angeordnet, der mit der Zündspule 1 elektrisch verbunden ist, um eine Hochspannung, die in der Sekundärwicklung 5 der Zündspule 1 erzeugt worden ist, über den nicht dargestellten Zündverteiler den ebenfalls nicht dargestellten Zündkerzen zuzuleiten, um den nicht dargestellten Verbrennungsmotor zu zünden und damit anzulassen.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung umfaßt eine Leistungstransistoranordnung 25, die sich aus einer Leistungstransistorpackung 26 mit einem Deckblatt 27, einem Halter 23 und einer elektrischen Steckverbindung 21 zusammensetzt. Die Leistungstransistoranordnung 25 ist innerhalb des Befestigungsabschnittes 20a des Gehäuses 20 längs eines Paares von Führungen befestigt und abgestützt, die an den beiden Innen-Seitenflächen des Gehäuses 20 angebracht sind. Die Leistungstransistorpackung 26 umfaßt einen kunststoff-eingegossenen Leistungstransistor und einen nicht dargestellten Steuerschaltkreis zum Unterbrechen des elektrischen Stromes, der durch die Primärwicklung 4 der Zündspule 1 fließt. Die Leistungstransitorpackung 26 hat mehrere Anschlüsse 26a, die sich von der Packung wegerstrecken und ist mit einem Deckblatt 27 abgedeckt, das zu einem Zweck, der später erläutert werden wird, aus einem Silikonblatt besteht. Die Leistungstransistoranordnung 25 umfaßt ferner einen Halter 23, der beispielsweise aus gegossenem Kunststoff besteht und der die Leistungstransistorpackung 26 zusammen mit der Abdeckvorrichtung 27 festlegt. An dem Halter 23 sind mehrere Leiteranschlüsse 23a und 23b angebracht. Die Leiteranschlüsse 23a sind an einem Ende mit den Anschlüssen 26a der Leistungstransistorpackung 26 elektrisch verbunden und mit dem anderen Ende mit den Anschlüssen 21b der Steckverbindung 21. Der Anschluß 23b und einer der Anschlüsse 21b der Steckverbindung 20 sind mit der Primär- und der Sekundärwicklung 4, 5 der Zündspule über getrennte Leiter 4a verbunden, die sich aus den Wicklungen 4 und 5 heraus erstrecken, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Leiteranschlüsse 23a können innerhalb des Halters 23 verlaufen oder sie können längs des Umfangs dieses Halters angeordnet sein. Die elektrische Steckverbindung 21, die ein äußeres Gehäuse 21a, beispielsweise aus gegossenem Kunststoff, hat, weist eine vertiefte Kupplung 22 zum Aufnehmen eines Vorsprunges 24 auf, der am Halter 23 vorgesehen ist. Der Vorsprung 24 hat einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt und paßt eng in die vertiefte Kupplung so hinein, daß zwischen dem Halter 23 und der Steckverbindung 21 eine relativ feste, mechanische Verbindung zustandekommt. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung umfaßt auch einen elektrisch isolierenden Kunststoff 28, der aus einem ausgehärteten, geeigneten und elektrisch isolierenden Kunststoff-Füllmaterial besteht, das in den Innenraum des Gehäuses 20 eingefüllt ist, um darin die Zündspule 1, die Leistungstransitorpackung 26 und den Halter 23 vollständig und hermetisch abzudichten. Da der elektrisch isolierende Kunststoff 28 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der von demjenigen des gegossenen Kunststoffes der Leistungstransistorpackung 26 abweicht, wird durch den Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgrund der wiederholten heftigen Veränderungen der Temperatur in der Umgebung eine Spannung erzeugt. Die Abdeckvorrichtung 27, die zwischen diesen Teilen liegt, kann jedoch die Spannung absorbieren, weil sie einen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten hat, der zwischen denjenigen des elektrisch isolierenden Kunststoffes und der gegossenen Kunststoffpackung 26 liegt. Die Abdeckvorrichtung 27 kann alternativ auch aus einem geeigneten, elastischen Kunststoff bestehen, so daß die Spannung absorbiert werden kann.

Bei der Herstellung der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Zündvorrichtung wird als erstes die Zündspule 1 ohne den Eisenkern 2 innerhalb des Befestigungsabschnittes 20a des Gehäuses in ähnlicher Weise angeordnet wie bei der oben beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung. Als zweites wird die Leistungstransistorpackung 26, die mit der Abdeckvorrichtung 27 abgedeckt ist, am Halter 23 befestigt und die Anschlüsse 26a der Leistungstransistorpackung 26 werden mit den Leiteranschlüssen 23a des Halters 23 elektrisch verbunden. Als nächstes wird die Steckverbindung 21 mit Hilfe der Kupplung 22 und des Vorsprunges 24, die eng ineinandergepaßt sind, am Halter 23 befestigt und die Leiteranschlüsse 21b der Steckverbindung 21 und die Anschlüsse 23a des Halters 23 werden miteinander elektrisch verbunden, wodurch die Leistungstransistoranordnung 25, in der sich die Leistungstransistorpackung 26, der Halter 23 und die Steckverbindung 21 befinden, zu einer einheitlichen und elektrisch miteinander verbundenen Struktur montiert. Diese Leistungstransistoranordnung 25 wird in den Befestigungsabschnitt 20a des Gehäuses 20 längs des Paares von Führungen 13, die an den Innenseiten des Gehäuses 20 angeordnet sind, so eingeschoben, daß nur die Steckverbindung 21 außerhalb des Gehäuses 20 verbleibt.

Danach werden die verbleibenden Anschlüsse, wie zum Beispiel die Leiteranschlüsse 23b des Halters 23 und eine der Steckanschlüsse 21b elektrisch mit der Primärwicklung und der Sekundärwicklung der Zündspule verbunden und zwar durch Leiterdrähte, wie zum Beispiel durch den Leiter 4a. Die elektrischen Verbindungen zwischen der Leistungstransistoranordnung 25 und der Zündspule 1 sind an Stellen unterhalb der Steckverbindung 21 ausgeführt, wie dies am besten aus der Verbindung zwischen dem Anschluß 23b und dem Leiter 4a aus Fig. 2 zu ersehen ist. Aus diesem Grunde sind die Verbindungen zwischen der Anordnung 25 und der Zündspule 1 leicht zugänglich und die Verdrahtung kann leicht erreicht werden.

Nachdem der Eisenkern 20 in die Primärwicklung 4 eingeschoben worden ist, wird zuletzt das isolierende, Kunststoff-Füllmaterial 28 in den Innenraum des Gehäuses 20 eingefüllt und es wird ausgehärtet, um in sich die Zündspule 20 und die Leistungstransistoranordnung 25 vollständig und hermetisch abzudichten.

Da bei der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung die Steckverbindung 21 mit der Leistungstransistorpackung 26 über den Halter 20 elektrisch verbunden worden ist, bevor sie in dem Gehäuse 20 befestigt werden, kann die elektrische Verbindung zwischen diesen Teilen außerhalb des Gehäuses ausgeführt werden. Die elektrischen Verbindungen, die innerhalb des Gehäuses 20 ausgeführt werden müssen, sind die Verbindungen mit der Zündspule 1. Aus diesem Grunde kann die erfindungsgemäße Zündvorrichtung leicht und zuverlässig montiert werden und die Herstellungsabläufe sind wesentlich verbessert.

Da die Abdeckvorrichtung 27 die Spannung absorbieren kann, die zwischen der Packung 26 aus gegossenem Kunststoff und dem eingefüllten, elektrisch isolierenden Kunststoff aufgrund der wiederholten, heftigen Veränderungen der Temperatur in der Umgebung und der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten entsteht, hat die erfindungsgemäße Zündvorrichtung in bezug auf eine Temperaturänderung eine hohe Lebensdauer.

Da ferner der Leiteranschluß 23b zum elektrischen Anschluß an die Zündspule 1 in einer Stellung steht, die von einer Stelle außerhalb des Gehäuses dann leicht zugänglich ist, wenn die Leistungstransistorpackungsanordnung 25 und die Steckvorrichtung 21 im Gehäuse 20 befestigt werden, können sie leicht elektrisch miteinander verbunden werden.

Da das Gehäuse 20 und die Steckverbindung 21 ferner voneinander getrennt sind, können die Form oder die Befestigungsrichtung der Steckverbindung 21 leicht, beispielsweise aufgrund anderer Bauteile des Verbrennungsmotors, die mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung elektrisch verbunden werde sollen, geändert werden. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist in verschiedenen Verbrennungsmotoren vielseitig verwendbar.

Wenn die Steckverbindung 21 am Halter 23 befestigt wird, dann kann die Befestigungsstelle dieser Steckverbindung 21 leicht und korrekt durch Verwendung einer Befestigungsvorrichtung bestimmt werden, die ihrerseits aus einer Aufnahmevorrichtung, wie zum Beispiel einer an der Steckverbindung 21 angebrachten Kupplung 22 und einem Einschubteil besteht, wie zum Beispiel aus einem am Halter 23 angebrachten Vorsprung 24, wobei diese Teile ineinanderpassen; aus diesem Grunde können gleichzeitig die Stellungen der Verbindungsabschnitte zwischen den Leiteranschlüssen 21b und 23a bestimmt werden. Diese Anschlüsse können leicht und korrekt eng miteinander verbunden werden und die Zuverlässigkeit wird gut.

Claims (8)

1. Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit

• - einem Gehäuse (20),
• - einer im Gehäuse (20) angeordneten Zündspule (1),
• - einer Leistungstransistorpackung (26), die innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet und mit der Zündspule (1) zur Unterbrechung des elektrischen Stromes verbunden ist, der durch die Primärwicklung (4) der Zündspule (1) fließt, sowie
• - einem elektrisch isolierenden Kunststoff (28), der in das Gehäuse (20) eingefüllt ist, um in sich die Zündspule (1) und die Leistungstransistorpackung (26) abzustützen und hermetisch abzudichten,

gekennzeichnet durch

• - eine mit ihren Steckkontakten vom Gehäuse (20) wegweisende elektrische Steckverbindung (21),
• - die mechanisch an der Leistungstransistorpackung (26) angebracht ist und zusammen mit dieser eine einheitliche elektrische Struktur bildet, und
• - die zur elektrischen Verbindung der Zündspule (1) und der Leistungstransistorpackung (26) mit einem sich außerhalb der Zündvorrichtung befindenden Schaltkreis dient.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungstransistorpackung (26) folgende Teile umfaßt:

• - einen Leistungstransistor (25) zum Unterbrechen des elektrischen Stromes, der durch die Primärwicklung (4) der Zündspule (1) fließt;
• - eine Gießkunststoffpackung zum hermetischen Abdichten des Leistungstransistors (25) in sich; und
• - einen Halter (23), mit dessen Hilfe die Gießkunststoffpackung festgelegt ist und der die elektrische Steckverbindung (21) mit der Leistungstransistorpackung (26) elektrisch verbindet.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steckverbindung (21) mit Hilfe von Befestigungsmitteln (22, 24) an dem Halter (23) befestigt ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel folgende Teile umfassen:

• - ein Einsteckmittel (24), das am Halter (23) angeordnet ist; und
• - ein Aufnahmemittel (22), das zum Aufnehmen des Einsteckmittels (24) an der elektrischen Steckverbindung (21) angeordnet ist, wobei das Einsteckmittel und das Aufnahmemittel ineinander eingepaßt sind.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel folgende Teile umfassen:

• - ein Einsteckmittel (24), das an der elektrischen Steckverbindung (21) angebracht ist; und
• - ein Aufnahmemittel (22), das zum Aufnehmen des Einsteckmittels (24) am Halter (23) angeordnet ist, wobei das Einsteckmittel und das Aufnahmemittel ineinander eingepaßt sind.

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungstransistorpackung (26) auch eine Abdeckvorrichtung (27) zum Abdecken von deren gegossener Kunststoffpackung aufweist.

7. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckvorrichtung (27) aus einem Kunststoffmaterial zum Aufnehmen einer Spannung besteht, die zwischen der gegossenen Kunststoffpackung (26) und dem elektrisch isolierenden Kunststoff (28) durch den Unterschied zwischen deren Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.