DE69007949T2 - Niederspannungsverbinder für eine Zündspule, insbesondere für Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule, insbesondere für Brennkraftmaschinen von Automobilen.
• In an sich bekannter Weise erzeugt die Sekundärwicklung einer solchen Spule eine sehr hohe Spannung, die es ermöglicht, einen Lichtbogen an den Elektroden der Zündkerzen zu erzeugen und auf diese Weise das in den Zylindern des Motors enthaltene Brennstoffgemisch zu entzünden.
• Gewöhnlich steuert eine einzige Spule die Gruppe von Zündkerzen durch Vermittlung z.B. eines mechanischen Verteilers, der im allgemeinen mit einem Verteilerfinger ausgestattet ist.
• Eine solche Bauart weist den Nachteil auf, daß ein Bündel von Hochspannungskabeln erforderlich ist, die einerseits die Sekundärwicklung der Zündspule mit dem Verteiler und andererseits den Verteiler mit einer jeden Zündspule verbinden.
• Außer den Kosten eines solchen Bündels weist dieses häufig Streuverluste auf, die radioelektrische Störwellen erzeugen, die bei der Verwendung eines mechanischen Verteilers annehmbar sein können, aber die das gesamte Zündsystem bedeutend stören, wenn dieses mit Hilfe von Elektronikmodulen aufgebaut ist.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, jede Zündkerze individuell mit einer Zündspule zu versehen.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine solche Spule, genannt Einzylinder-Zündspule, die in an sich bekannter Weise einen magnetischen Komplex mit geschlossenem Kreis enthält, der einen zentralen Magnetkern aufweist, um den koaxial zwei Wickelkörper aus Kunststoffmaterial angeordnet sind, die die Primär- und Sekundärwicklung tragen, wobei dieser Komplex in einem in Kunststoffmaterial eingegossenen Gehäuse integriert ist. Synthetisches Harz, das ins Innere des Gehäuses gegossen ist, befestigt die verschiedenen Elemente der Zündspule untereinander und isoliert sie elektrisch voneinander.
• In solchen Spulen ist es nötig, die Primärwicklung mit Niederspannung zu versorgen.
• Die Niederspannungsverbindungsvorrichtungen befinden sich im allgemeinen auf dem oberen Teil des Spulenkomplexes und bestehen aus Verbindungsstegen, von denen ein Endabschnitt durch Löten oder jedes andere Mittel mit der Primärwicklung verbunden ist und deren anderes Ende im Körper eines Verbinders aufgenommen ist.
• Dieser Verbinder ist auf dem Spulenkörper fixiert und stellt die elektrische Niederspannungsverbindung mit ihrer Umgebung sicher.
• Eine solche Anordnung ist im Dokument EP-A-0 395 513 (Veröffentlichungsdatum 31.10.1990) beschrieben.
• Je nachdem in was für einem Fahrzeug die Zündspule eingebaut ist, muß dieser Verbinder unterschiedliche winklige Orientierungen oder sogar unterschiedliche Formen aufweisen, um insbesondere den jeweiligen beengten Platzverhältnissen zu genügen. Es ist daher nötig, daß der Hersteller der Zündspule sein Produkt mit unterschiedlichen Verbindern liefert.
• Aus offensichtlichen Kostengründen muß das Gehäuse und die anderen Bestandteile des magnetischen Komplexes identisch bleiben, welcher Bauart der verwendete Verbinder auch ist.
• Im übrigen müssen die elektrischen Verbindungen zwischen den Enden der Anschlußstege und den Enden insbesondere der Primärwicklung vor dem Einsetzen des magnetischen Komplexes ins Gehäuse erfolgen.
• Um diese Probleme zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Zündspule vor, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, die, eingebaut in ein Gehäuse, einen magnetischen Komplex, der insbesondere aus einem Magnetkern besteht, der in einem primären Wickelkörper angeordnet ist, einen zweiten Wickelkörper, der mit dem ersten Wickelkörper koaxial ist, Primärwicklungen und Sekundärwicklungen, eine Magnetflußrückleitung, Mittel zur Niederspannungsversorgung, die insbesondere einen Steckverbinder umfassen, in dem Stege eingegossen sind, wobei diese Stege außerhalb vom Steckverbinder befindliche Enden aufweisen, sowie Mittel zum Festhalten des Steckverbinders und der Stege auf dem magnetischen Komplex aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festhalten von den Enden der Stege gebildet werden, die mit Aussparungen zusammenwirken, welche in einem Flansch des zweiten Wickelkörpers vorgesehen sind.
• Auf diese Weise kann man identische magnetische Komplexe herstellen und den Niederspannungsverbinder an jedes Fahrzeug individuell anpassen, wenn dies notwendig ist.
• Erfindungsgemäß sind die Enden der Stege jeweils in Klemmen eingeführt, die jeweils an ersten Einsätzen und an einem zweiten Einsatz ausgebildet sind.
• Die Enden der Zungen werden anschließend in den besagten Klemmen gequetscht.
• Auf diese Weise können automatisch vor Einsetzen des magnetischen Komplexes in das Gehäuse die gewünschten, elektrischen Niederspannungsanschlüsse, insbesondere mit der Primärwicklung, hergestellt werden.
• Die folgende Beschreibung macht unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher verständlich, wie die Erfindung verwirklicht werden kann.
• Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Zündspule, die vollständig gemäß der Erfindung ausgerüstet ist;
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht des magnetischen Komplexes vor dessen Einfügen in das Gehäuse;
• Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen sekundären Wickelkörper gemäß Pfeil F1 in Fig. 3;
• Fig. 4 ist eine Vorderansicht des sekundären Wickelkörpers;
• Fig. 5, 6 und 7 sind jeweils Seiten-, Vorder- und Draufsichten auf einen sekundären Einsatz;
• Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen primären Wickelkörper, gemäß Pfeil F2 in Fig. 9;
• Fig. 9 ist eine Vorderansicht des primären Wickelkörpers;
• Fig. 10, 11 und 12 sind jeweils Seiten-, Vorder- und Draufsichten auf einen der primären Einsätze;
• Fig. 13 ist eine Draufsicht, die die Anordnung der unterschiedlichen Elemente zeigt, die die Niederspannungsverbindung gemaß der Erfindung bilden.
• Eine erfindungsgemäße Einzylinder-Zündspule weist ein Gehäuse 1 auf, das aus isolierendem Material hergestellt ist. Der Boden des Gehäuses 1 ist in seiner Mitte einstückig durch eine Anschlußhülse 2 verlängert. Diese Anschlußhülse 2 ist im allgemeinen zylindrisch und enthält eine Aussparung, in der das Hochspannungsausgangsorgan 3 fixiert wird. Eine Magnetflußrückleitung 4, die aus ausgestanzten und aufgeschichteten Magnetblechen besteht, ist durch Abformen in das Gehäuse 1 eingefügt und stellt in gewisser Weise dessen Metallbeschlag dar.
• Der geschlossene Magnetkreis einer solchen Spule umfaßt im übrigen eine Primärwicklung 5, die um einen primären Wickelkörper 6 gewickelt ist. Ein zentraler Magnetkern 7 mit rechtwinkligen Umriß, der im allgemeinen aus ausgestanzten und aufeinandergeschichteten Magnetblechen besteht, ist im Inneren des primären Wickelkörpers 6 untergebracht.
• Um diese Einheit herum, die nachfolgend Primäreinheit P genannt wird, ist koaxial zum primären Wickelkörper 6 ein sekundärer Wickelkörper 8 angeordnet, um den eine Sekundärwicklung 9 gewickelt ist, die nachfolgend Sekundäreinheit S genannt werden.
• Die Sekundäreinheit S ist schwebend auf und um die Primäreinheit P herum gehalten.
• Wenn die Primäreinheit P und die Sekundäreinheit S ineinandergesetzt sind, ist der auf diese Weise gebildete Magnetkreis dazu bestimmt, in eine Aussparung 10 des Gehäuses 1 eingefügt zu werden.
• Vor dem Einsetzen in den Aufnahmeraum 10 des Gehäuses 1 werden auf dieser Magneteinheit einerseits die Niederspannungsanschlüsse und andererseits die Hochspannungsanschlußmittel realisiert.
• Die Hochspannungsmittel stellen die Verbindung zwischen dem Hochspannungsende der Sekundärwicklung 9 und dem Hochspannungsausgangsorgan 3 her, das eine Zwischenmuffe aufnimmt, welche die Verbindung mit der Zündkerze (nicht dargestellt), herstellt, der die Spule zugeordnet ist.
• Diese Mittel werden durch einen Auslegerarm 11 gebildet sowie durch eine Hochspannungsanschlußplatte 12, die mechanisch und damit elektrisch mit einem Hochspannungseinsatz 13 verbunden ist, an dem das Hochspannungsende der Sekundärwicklung 9 fixiert ist.
• Wenn die Magneteinheit in das Gehäuse eingesetzt ist, wird der Stecker 3 durch Einschrauben in die Hochspannungsanschlußplatte 12 fixiert.
• Diese Elemente, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, werden nicht im einzelnen beschrieben.
• Nachfolgend wird auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen, die den sekundären, im allgemeinen rohrförmigen Wickelkörper 8 zeigen, der durch Abformen aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und an jedem seiner Enden einen Flansch 31, 32 trägt.
• Auf der gesamten Außenseite der rohrförmigen Nabe unterteilt eine Anzahl von Scheiben 33 den besagten Wickelkörper 8.
• Ein auf den Wickelkörper 8 aufgewickelter Draht bildet die Sekundärwicklung 9. Die Scheiben 33 ermöglichen, daß die Drähte, die die Wicklung 9 bilden, auf einer bedeutenden Dicke gehalten werden können. Der sekundäre Spulenkörper 8 weist einen rohrförmigen Aufnahmeraum 34 auf, der dazu bestimmt ist, die Primäreinheit P aufzunehmen.
• Erfindungsgemäß sind in dem Flansch 32 drei Aussparungen 35, 36, 37 angebracht, deren Querschnitt im allgemeinen T-förmig ist und die in Form von Spalten 38, 39, 40 auf die Außenseite des Flanschs 32 münden.
• Die Aussparung 37 wird seitlich durch einen Spalt 41 verlängert, deren tiefster Teil die Form eines nach oben erweiterten V mit einem horizontalen Abschnitt 42 und zwei geneigten Flächen 43, 44 darstellt.
• Fig. 5 bis 7 zeigen einen Einsatz 51 zum Anschluß der Niederspannung an die Sekundärwicklung, der nachfolgend Sekundäreinsatz genannt wird.
• Der Sekundäreinsatz 51, der durch Ausstanzen und Tiefprägen aus leitendem Metall hergestellt ist, hat eine vertikale Wand 52, deren Innenrand einen horizontalen Abschnitt 53 und zwei seitliche, geneigte Abschnitt 54 und 55 aufweist. Diese vertikale Wand 52 verlängert sich seitlich auf der Seite des geneigten Abschnitts 55 durch einen geneigten Schenkel 56.
• Die vertikale Wand 52 ist auch mit einer vorgestanzten und tiefgeprägten Zunge 57 versehen.
• Auf der Seite des geneigten Abschnitts 54 verlängert sich die vertikale Wand 52 durch eine gleichfalls vertikale Wand 58, deren Endabschnitt so ausgestanzt und umgebogen ist, daß er eine im Ganzen U-förmige Klammer 59 bildet.
• Der Sekundäreinsatz 51 ist dazu bestimmt, zwangsweise in den Spalt 41 des sekundären Wickelkörpers 8 eingefügt zu werden.
• Seine genaue Position wird durch Zusammenwirken der geneigten Abschnitte 54, 55 des Sekundäreinsatzes 51 mit den geneigten Flächen 43, 44 des tiefsten Bereichs des Spalts 41 gewährleistet.
• Der Halt des Sekundäreinsatzes 51 an Ort und Stelle im Spalt 41 wird durch die Zunge 57 gewährleistet, die sich gegen eine der Flächen des Spalts 41 abstützt und in diese eindringt, wodurch sie sich einem Herausziehen des Sekundäreinsatzes 51 widersetzt.
• Fig. 8 und 9 zeigen den primären, im allgemeinen rohrförmigen Wickelkörper 6, der durch Abformen aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und an jedem seiner Endabschnitte einen Flansch 61, 62 und eine Aussparung 63 rechtwinkliger Form aufweist, die dazu bestimmt sind, den zentralen Magnetkern 7 aufzunehmen. Der obere Teil des Flanschs 61 verlängert sich nach außen durch einen quaderförmigen Buckel 64, in dem zwei L-förmige Spalte 65, 66 angebracht sind, die seitlich und frontal aus dem besagten Buckel 64 austreten.
• In den Flansch 61 sind zwei Einschnitte 67, 68 angebracht, die zum Durchgang der Endabschnitte der Primärspule 5 bestimmt sind.
• Fig. 10 und 12 zeigen einen der Primäreinsätze 71, der durch Ausstanzen und Tiefprägen aus einem leitenden Material hergestellt ist.
• Der Primäreinsatz 71 weist einen ersten Schenkel 72 auf, an dessen Ende einstückig eine U-förmige Klemme 73 angebracht ist.
• Dieser Schenkel 71 ist mit einem zweiten Schenkel 74 über drei aufeinanderfolgende, rechtwinklige Biegungen verbunden. Der Endabschnitt dieses zweiten Schenkels 74 weist eine gleichfalls U-förmige Klemme 75 auf.
• Eine derartige Zündspule wird über einen Außenanschluß 14 (Fig. 1 und 2) mit Niederspannung versorgt, in welchem Stege 15, 16, 17 eingegossen sind, deren Endabschnitte 18, 19, 20 jeweils mit den Enden der Primärspule 5 und dem Niederspannungsende der Sekundärwicklung 9 verbunden werden müssen.
• Diese Anschlüsse müssen vor Einsetzen der vormontierten Primäreinheit P und Sekundäreinheit S in die Aussparung 10 des Gehäuses 1 ausgeführt werden.
• Daher muß die aus dem Verbinder 14 und den Stegen 15, 16, 17 bestehende Einheit in ihrer Stellung auf dem magnetischen Komplex gehalten werden können, um die erforderlichen elektrischen Verbindungen herzustellen.
• Hierzu weisen die Endabschnitte 18, 19, 20 der Stege 15, 16, 17 außerhalb des Verbinders 14 einen L-förmigen Abschnitt auf, dessen horizontaler Schenkel eine geringere Breite hat, wobei die besagte Breite den Spalten 38, 39, 40 der Aussparungen 35, 36, 37 des sekundären Wickelkerns 8 entspricht.
• Erfindungsgemäß werden die Mittel zum Halten der Einheit aus Verbinder 14 und Stegen 15, 16, 17 durch Zusammenwirken der Endabschnitte 18, 19, 20 der besagten Stege mit den Aussparungen 35, 36, 37 des sekundären Wickelkörpers 8 gebildet.
• Die Endabschnitte 18, 19, 20 sind ausreichend steif, um den Verbinder 14 zu tragen, und die Tiefe der Aussparungen 35, 36, 37 ist ausreichend groß, um deren Steifigkeit zu verstärken.
• Wenn die Einheit aus Verbinder 14 und Stegen 15, 16, 17 auf diese Weise auf dem magnetischen Komplex positioniert ist, genügt es, die gewünschten elektrischen Verbindungen herzustellen.
• Um besser verständlich zu machen, wie diese elektrischen Verbindungen hergestellt werden, wird nachfolgend auf Fig. 13 Bezug genommen, auf der lediglich die benötigten Bezugszeichen eingetragen sind.
• Der primäre Spulenkern 6 ist mit Primäreinsätzen 71 und 71' ausgestattet. Der Primäreinsatz 71', der symmetrisch und identisch wie der Einsatz 71 aufgebaut ist, ist nicht im Detail beschrieben worden.
• Die Einsätze 71, 71' werden zwangsweise in die L-förmigen Spalte 65 und 66 des primären Wickelkörpers 6 eingesetzt. Die Endabschnitte 69, 70 der Primärwicklung 5 werden rechtwinklig umgebogen und in den Klemmen 73, 73' der Primäreinsätze 71, 71' positioniert, in denen sie gequetscht werden.
• Parallel wird der Sekundäreinsatz 51 zwangsweise in den Spalt 41 des sekundären Wickelkörpers 8 eingesetzt. Wenn die Sekundärwicklung 9 fertig ist, wird das Niederspannungsende der besagten Wicklung 9 an dem geneigten Schenkel 56 des Sekundäreinsatzes 51 durch Umwickeln und Löten fixiert.
• Die auf diese Weise gebildeten Primär- und Sekundäreinheiten P und S werden zusammengesetzt, wonach der Niederspannungsverbinder 14, der mit seinen Stegen 15, 16, 17 ausgerüstet ist, durch Einführen der Endabschnitte 18, 19, 20 in die Aussparungen 38, 39, 40 des sekundären Wickelkörpers 8 positioniert.
• Dies gesamte Anordnung ist so, daß die Endabschnitte 18, 19, 20 der Stege 15, 16, 17 jeweils in die Klemmen 75, 75' und 59 eingefügt werden, wo sie gequetscht werden.
• Anschließend genügt ein Lötvorgang, um die gewünschten elektrischen Verbindungen fertigzustellen.
• Es sei bemerkt, daß auf diese Weise alle Arbeitsvorgänge vollständig automatisierbar sind und somit dazu beitragen, die Kosten einer solchen Spule zu vermindern.

Claims (8)

1. Zündspule, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, die, eingebaut in ein Gehäuse (1), einen magnetischen Komplex, der insbesondere aus einem Magnetkern (7) besteht, der in einem primären Wickelkörper (6) angeordnet ist, einen zweiten Wickelkörper (8), der mit dem ersten Wickelkörper (6) koaxial ist, Primärwicklungen (5) und Sekundärwicklungen (9), eine Magnetflußrückleitung (4), Mittel zur Niederspannungsversorgung, die insbesondere einen Steckverbinder (14) umfassen, in dem Stege (15, 16, 17) eingegossen sind, wobei diese Stege (15, 16, 17) außerhalb vom Steckverbinder (14) befindliche Enden (18, 19 20) aufweisen, sowie Mittel zum Festhalten des Steckverbinders (14) und der Stege (15, 16, 17) auf dem magnetischen Komplex aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festhalten von den Enden 15 (18, 19, 20) der Stege (15, 16, 17) gebildet werden, die mit Aussparungen (38, 39, 40) zusammenwirken, welche in einem Flansch (32) des zweiten Wickelkörpers (8) vorgesehen sind.

2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (18, 19, 20) der Stege (15, 16, 17) jeweils in Klemmen (75, 75', 59) eingeführt sind, die jeweils an ersten Einsätzen (71, 71') und an einem zweiten Einsatz (51) ausgebildet sind.

3. Zündkerze nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (18, 19, 20) der Stege (15, 16, 17) in den Klemmen (75, 75', 59) gequetscht werden.

4. Zündspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einsätze (71, 71') an dem ersten Wickelkörper (6) befestigt werden, indem diese ersten Einsätze (71, 71') mit Kraft in auf einem Flansch (61) dieses ersten Wickelkörpers (6) vorgesehene L-förmige Schlitze (65, 66) hineingepreßt werden.

5. Zündspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (69, 70) der Primärwicklung (5) in Klemmen (73, 73') eingeführt sind, die an ersten Einsätzen (71, 71') ausgebildet sind.

6. Zündspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (69, 70) der Primärwicklung (5) in den Klemmen (73, 73') geguetscht werden.

7. Zündspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einsatz (51) mittels einer aus dem Material vorgestanzten Lasche (57), die mit der Wand eines Schlitzes (41) eines Flansches (32) des sekundären Wickelkörpers (8) zusammenwirkt, in dem sekundären Wickelkörper (8) befestigt ist.

8. Zündspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederspannungsende der Sekundärwicklung (9) durch Wickeln und/oder Schweißen auf einem an dem zweiten Einsatz (51) ausgebildeten schrägen Abschnitt (56) befestigt ist.