EP1671337A1 - Zündspule für einen ottomotor und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Zündspule für einen ottomotor und verfahren zu deren herstellung

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EP1671337A1
EP1671337A1 EP04787142A EP04787142A EP1671337A1 EP 1671337 A1 EP1671337 A1 EP 1671337A1 EP 04787142 A EP04787142 A EP 04787142A EP 04787142 A EP04787142 A EP 04787142A EP 1671337 A1 EP1671337 A1 EP 1671337A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
layer
ignition coil
primary
winding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04787142A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Weimert
Tim Skowronek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1671337A1 publication Critical patent/EP1671337A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings

Definitions

  • the invention relates to an ignition coil for a gasoline engine with a coil core, on which at least one winding layer of a primary winding is wound. At least one winding layer of a secondary winding is wound on the at least one winding layer of the primary winding.
  • the invention further relates to an ignition coil for a gasoline engine with a coil core on which at least one
  • Winding position of a secondary winding is wound. At least one winding layer of a primary winding is wound on the at least one winding layer of the secondary winding.
  • the invention relates to a method for producing an ignition coil for a gasoline engine.
  • Such an ignition coil represents an energy-transmitting high-voltage source and is used in the gasoline engine to control the spark plug, which in turn ignites the fuel mixture in the combustion chamber of the engine and thus initiates the movement of the piston and thus the crankshaft.
  • An ignition coil consists in principle of two windings of different numbers of turns, which - supported by an iron core or similar coil core - are magnetically coupled to one another.
  • the winding with the smaller number of turns is called the primary winding and the one with the higher number of turns is called the secondary winding.
  • the primary winding serves as an excitation winding and draws its energy from the car battery, being controlled by the engine control unit via an electronic switch.
  • a targeted interruption in the primary circuit then generates an electrical high voltage in the secondary winding, which is passed on to the spark plug and there leads to a spark.
  • the primary winding and the secondary winding are usually arranged concentrically one above the other.
  • One end of the secondary winding can lead to the high-voltage connection of the spark plug, the other is at ground potential.
  • both ends of the secondary winding each lead to a high-voltage output, ie an ignition coil operates two ignition simultaneously. candles.
  • an ignition coil operates two ignition simultaneously. candles.
  • the spark plug Due to the spark formation between its electrodes, the spark plug is a source of interference in the sense of EMC (electromagnetic compatibility) and can therefore negatively influence other components in the system formed by the vehicle electrical system. These disturbances can spread both in line and in radiation, whereby today mostly the line-related part is more significant.
  • electrical interference signals caused by the spark formation can reach the vehicle electrical system from the spark plug via the ignition coil. These signals couple both inductively and capacitively from the secondary circuit of the ignition coil to the primary circuit and thus get into the
  • parasitic capacitances are formed between the primary winding and the secondary winding.
  • interference suppression resistors and / or interference suppression inductances and / or interference suppression capacities remain as interference suppression options.
  • Another means of interference suppression is electrical shielding between the primary winding and the secondary winding, as is known, for example, in the case of mains transformers.
  • the shielding is achieved by an electrically conductive film, which, however, can disadvantageously only be introduced between the two windings with a high manufacturing outlay.
  • the invention is based on the object of specifying an ignition coil for a gasoline engine and a method for its production, which ensures substantially better shielding than the known ignition coils, essentially without additional interference suppression components, even when operating as a two-spark coil.
  • the ignition coil according to the invention should be easy to manufacture in terms of production technology and the manufacturing method according to the invention should be easy to carry out.
  • At least one winding position of a shielding winding is arranged between the at least one winding position of the primary winding and the at least one winding position of the secondary winding.
  • the shielding winding ensures efficient interference suppression and reduces the use of the necessary interference suppression components known from practice.
  • a particularly good integration of the shielding winding into the manufacturing process of the primary winding is achieved if the primary winding has at least two winding layers, the uppermost winding layer of the primary winding facing the secondary winding forming a winding layer of the shielding winding.
  • Such an ignition coil for a gasoline engine can be produced in a simple manner in that in a first step, a first winding layer - for example the primary winding - of an electrically conductive, insulated wire is wound onto a coil core in a first winding direction. In a second step, at least one further winding layer - for example the primary winding - of the wire is wound onto the first winding layer in a second winding direction opposite to the first winding direction. The wire is cut with a cut at the beginning of the top winding. This creates two free wire ends of the uppermost winding layer, which now forms a winding layer of a shielding winding.
  • a separate coil winding for example the secondary winding, which is separate from the existing winding layers, for example the primary winding, is wound up with at least one winding layer.
  • the secondary winding can also have at least two winding layers, the lowest winding layer of the secondary winding facing the primary winding forming a winding layer of the shielding winding.
  • At least one winding layer of a shielding winding can be arranged between the at least one winding layer of the secondary winding and the at least one winding layer of the primary winding his.
  • a good integration of the shielding winding into the manufacturing process of the primary winding can be achieved if the primary winding has at least two winding layers, the lowest winding layer of the primary winding facing the secondary winding forming a winding layer of the shielding winding.
  • Such an ignition coil can be produced in a simple manner by winding a first winding layer of an electrically conductive, insulated wire — for example the primary winding — in a first winding direction onto a separate coil winding — for example the secondary winding — with at least one winding layer. At least one further winding layer of the wire - for example the primary winding - is applied to the first winding layer in a second direction opposite to the first winding direction
  • the wire is at the beginning of the cut the first winding layer - for example the primary winding - to form two free wire ends of the first winding layer. This creates a separate shielding winding between the secondary and primary winding.
  • the secondary winding can have at least two winding layers, the uppermost winding layer of the secondary winding facing the primary winding forming a winding layer of the shielding winding.
  • the shielding winding is connected to ground potential at at least one free end.
  • the other free end can be fixed to the ignition coil in an electrically insulated manner.
  • the wire can be fixed in a holding device when changing the winding direction during the transition to a further winding position. This makes handling and subsequent contacting easier, in particular when cutting the wire when forming the shielding layer.
  • One of the two free wire ends of the shielding winding can be easily fixed in the holding device and connected to ground potential.
  • the holding device can be arranged at both ends of the coil body, so that the wound wire of both the primary and the secondary winding can be held therein.
  • the holding device can advantageously include an insulation displacement contact, which facilitates the contacting.
  • primary winding and secondary winding can in principle be interchanged when producing an ignition coil. This is because the functions "primary winding " and “secondary winding " are only assigned to the windings by connecting the ignition coil to the ignition circuit. Although primary and secondary windings often differ from one another in terms of their number of turns, the number of turns is different when producing an ignition coil always variable and also depends on the wire thickness.
  • ignition coil according to the invention With the ignition coil according to the invention and its production method, a better integration of the shield into the ignition coil is achieved. In this way, ignition coils, in particular two- or double-spark coils, are given an effective means of interference suppression, which under certain circumstances can do without additional interference suppression components and which can be integrated into the normal production process of the ignition coil without major interventions.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram showing the basic structure of an ignition system with a two-spark coil and interference suppression components
  • FIG. 1 a schematic circuit diagram is shown, by means of which the basic structure of an ignition system 1 with an ignition coil 10 designed according to the invention is illustrated.
  • the ignition system 1 is composed of a control circuit 2, which is referred to as the primary circuit, and an ignition circuit 3, which forms a so-called secondary circuit.
  • the primary circuit 2 and the secondary circuit 3 are coupled to one another via the ignition coil 10 designed as a two-spark coil, the primary circuit 2 comprising a power supply line 4 which connects a connection 5 of a battery 6 of the motor vehicle to one end of a primary winding 14 of the ignition coil 10.
  • an interference suppression capacitor 7 is connected to a ground GND between the battery 6 or its connection 5 and the primary winding 14 of the ignition coil 10 on the power supply line 4.
  • This interference suppression capacitor 7 can be omitted in an alternative version when using an appropriately shielded ignition coil.
  • the primary circuit 2 comprises a transistor 8, which is connected to the second end of the primary winding 14 via a connection 9 and is controlled at the base via a motor controller 11 of a drive motor of the motor vehicle.
  • the primary winding 14 is wound on a coaxial coil core 12, which can be made of iron, for example.
  • a secondary winding 16 of the ignition coil 10 is wound thereon, which is part of the secondary circuit 3 and contacts in a known manner with one end a first spark plug 13 which is arranged in the secondary circuit 3 between the secondary winding 16 and a ground GND.
  • the second end of the secondary winding 16 is connected to a second spark plug 15 of the drive motor representing a gasoline engine, between the
  • an interference suppressor 17 and preferably an interference suppression inductor 22 is arranged in the secondary circuit 3 and the second spark plug 15 and the first spark plug 13 are connected to a contact terminal with ground potential GND.
  • FIG. 2 shows a schematic side view and half-section of the first steps for building up a layer winding of the primary winding 14 of the ignition coil 10, which is constructed essentially concentrically symmetrically to a line of symmetry S shown in FIG. 2.
  • a first winding layer 14.1 is formed by winding the wire in a first winding direction A from a left end of the winding body 12 shown in FIG. 2 to a right end thereof.
  • the wire is wound back in a second winding layer 14.2, which is arranged above the first winding layer 14.1, in an opposite second winding direction B to the left end.
  • the wire is then wound in a third winding layer 14.3, which is arranged above the second winding layer 14.2, in a winding direction C corresponding to the first winding direction up to the right end of the winding body 12.
  • a third winding layer 14.3 which is arranged above the second winding layer 14.2, in a winding direction C corresponding to the first winding direction up to the right end of the winding body 12.
  • any number of layers can be built up to form a layer winding.
  • FIG. 3 shows, in a schematic side view and in section, the structure of a shielding winding 18 in the ignition coil 10, on its coil core 12, as already shown 2, three winding layers 14.1, 14.2 and 14.3 of the primary winding 14 are applied.
  • the shielding winding 18 is to be arranged between the primary winding 14 and the secondary winding 16 of the ignition coil 10, the secondary winding 16 being wound onto the primary winding 14 in the present exemplary embodiment with six winding layers 16.1 to 16.6.
  • the top layer 14.3 of the primary winding 14 is used as the layer of the shielding winding 18.
  • the uppermost winding layer 14.3 of the primary winding 14 is electrically separated from its lower layers 14.2 and 14.1, which thereby form the actual primary winding 14, at a separation point 19 shown in FIG. 3 by means of a cut.
  • the result is two free ends 20 and 21 of the winding layer 14.3 which now represents a shielding layer, a first free end 20 of the shielding layer 14.3 being connected to ground potential GND.
  • the free end of the second winding layer 14.2 of the primary winding 14, which is also created by the separation point 19, is connected according to FIG. 1 to the connection 9, which establishes the connection to the transistor 8.
  • the free end or the beginning of the wire of the first winding 14.1 of the primary winding 14 is connected according to FIG. 1 to the battery 6 of the motor vehicle via the connection 5.
  • This construction enables the primary winding 14 and the shielding winding 18 to be manufactured continuously.
  • the wire is held in a holding device 24, which here comprises insulation displacement contact receptacles. held.
  • the wire is cut at the cutting point 19 of the uppermost winding 14.3 and the contact is then made after the winding process has been completed.
  • the other wire end 21 of the shielding winding 18 is fixed to the ignition coil 10 in an insulated manner.
  • a one-sided ground connection of the shield winding 18 is generally sufficient for effective shielding.
  • an additional uppermost winding layer can be applied to the primary winding, which is used as a shielding winding.
  • the wire is first guided along the bobbin from one end of the same to the other end at which the actual winding begins - now again in the direction of the wire start. The wire is wound over the backwards.
  • a shielding winding according to the manufacturing method described above can also be implemented if the primary winding is on the outside or concentrically above the secondary winding.
  • the wire that is led straight backwards then forms the shielding winding together with the first winding position of the primary winding. After the first layer has been wound up, the wire is cut so that the other winding layers applied above again form the actual primary winding.
  • the manufacturing method according to the invention specifies the possibility of realizing an additional winding in the ignition coil.
  • the described designs of an additional winding do not necessarily have to refer to only one shield winding.
  • other additional windings can arise on the same principle, such as. B. a winding for biasing the ignition coil.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
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Abstract

Es wird eine Zündspule für einen Ottomotor mit einem Spulenkern vorgeschlagen, auf den mindestens eine Wickellage einer Primärwicklung aufgewickelt ist, auf welcher wiederum mindestens eine Wickellage einer Sekundärwicklung aufgewickelt ist. Zwischen der mindestens einen Wickellage der Primärwicklung und der mindestens einen Wickellage der Se­kundärwicklung ist mindestens eine Wickellage einer Abschirmwicklung angeordnet. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Zündspule angegeben.

Description

Zündspule für einen Ottomotor und Verfahren zu deren Herstellung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Zündspule für einen Ottomotor mit einem Spulenkern, auf den mindestens eine Wickellage einer Primärwicklung aufgewickelt ist. Auf der mindestens einen Wickellage der Primärwicklung ist mindestens eine Wickellage einer Sekundärwicklung aufgewickelt.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Zündspule für einen Ottomotor mit einem Spulenkern, auf den mindestens eine
Wickellage einer Sekundärwicklung aufgewickelt ist. Auf der mindestens einen Wickellage der Sekundärwicklung ist mindestens eine Wickellage einer Primärwicklung aufgewickelt .
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zündspule für einen Ottomotor. Eine derartige Zündspule stellt eine energieübertragende Hochspannungsquelle dar und dient im Ottomotor zur Ansteue- rung der Zündkerze, die ihrerseits das Kraftstoffgemisch im Brennraum des Motors entzündet und so die Bewegung des Kolbens und damit der Kurbelwelle einleitet.
Eine Zündspule besteht im Prinzip aus zwei Wicklungen unterschiedlicher Windungszahlen, die - unterstützt von einem Eisenkern oder dergleichen Spulenkern - magnetisch miteinander gekoppelt sind. Dabei bezeichnet man die Wicklung mit der kleineren Windungszahl als Primärwicklung und die mit der höheren Windungszahl als Sekundärwicklung. Die Primärwicklung dient als Erregerwicklung und bezieht ihre Energie von der Autobatterie, wobei sie über einen elektronischen Schalter von der Motorsteuerung aus angesteuert wird.
In der Sekundärwicklung wird dann durch eine gezielte Unterbrechung im Primärkreis eine elektrische Hochspannung erzeugt, die an die Zündkerze weitergegeben wird und dort zu einem Funken führt .
Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung sind in der Regel konzentrisch übereinander angeordnet. Die Sekundär- wicklung kann dabei mit einem Ende zum Hochspannungsan- schluss der Zündkerze führen, das andere liegt auf Massepotenzial .
Aus der Praxis ist es auch bekannt, dass beide Enden der Sekundärwicklung zu jeweils einem Hochspannungsausgang führen, d. h. eine Zündspule betreibt gleichzeitig zwei Zünd- kerzen. In diesem Fall spricht man von einer Zweifunkenspule oder auch Doppelfunkenspule.
Die Zündkerze stellt durch die Funkenbildung zwischen ihren Elektroden eine Störquelle im Sinne der EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) dar und kann somit andere Komponenten im durch das Kfz-Bordnetz gebildeten System negativ beeinflussen. Diese Störungen können sich sowohl leitungsgebunden als auch strahlungsgebunden ausbreiten, wobei heutzutage meist der leitungsgebundene Anteil bedeutender ist. So können beispielsweise durch die Funkenbildung hervorgerufene elektrische Störsignale von der Zündkerze über die Zündspule in das Bordnetz gelangen. Diese Signale koppeln sowohl induktiv als auch kapazitiv vom Sekundärkreis der Zündspule in den Primärkreis und gelangen so in das
Bordnetz. Es werden sogenannte parasitäre Kapazitäten zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung gebildet.
Es ist bei Einfunkenspulen möglich, über eine sehr gute, d. h. niederimpedante Masseverbindung der Niederspannungs- seite der Sekundärwicklung die Störungen auf Massepotential „abzuleiten" und dadurch unschädlich zu machen. Des weiteren kann die Entstörung noch durch den Einsatz von Entstörwiderständen, Entstörinduktivitäten und Entstörkapazitäten realisiert werden.
Bei Zweifunkenspulen entfällt jedoch die Möglichkeit der sekundären Masseanbindung, und es verbleiben nur noch Entstörwiderstände und/oder Entstörinduktivitäten und/oder Entstörkapazitäten als Entstörmöglichkeiten. Ein weiteres Mittel zur Entstörung ist eine elektrische Abschirmung zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung, wie sie beispielsweise bei Netztransformatoren bekannt ist. Dabei wird die Abschirmung durch eine elektrisch leitende Folie erzielt, welche jedoch nachteiligerweise nur mit hohem fertigungstechnischen Aufwand zwischen die beiden Wicklung eingebracht werden kann.
Weiterhin problematisch ist die elektrische Anbindung der Folie an die Masse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule für eine Ottomotor und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, welche bzw. welches im wesentlichen ohne zusätz- liehe Entstörkomponenten - auch beim Betrieb als Zweifunkenspule - eine gegenüber den bekannten Zündspulen verbesserte Abschirmung gewährleistet.
Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Zündspule ferti- gungstechnisch leicht herzustellen und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren leicht durchzuführen sein.
Vorteile der Erfindung
Bei der erfindungsgemäßen Zündspule ist zwischen der mindestens einen Wickellage der Primärwicklung und der mindestens einen Wickellage der Sekundärwicklung mindestens eine Wickellage einer Abschirmwicklung angeordnet. Die Abschirm- Wicklung gewährleistet eine effiziente Entstörung und ver- ringert den Einsatz der aus der Praxis bekannten notwendigen Entstörkomponenten.
Zudem ist das Aufbringen einer Abschirmwicklung weniger aufwendig als das bekannte Einbringen einer Abschirmfolie zwischen Primär- und Sekundärwicklung.
Eine besonders gute Integration der Abschirmwicklung in den Fertigungsprozess der Primärwicklung wird erreicht, wenn die Primärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweist, wobei die oberste, der Sekundärwicklung zugewandte Wickellage der Primärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
Eine derartige Zündspule für einen Ottomotor lässt sich auf einfache Weise dadurch herstellen, dass in einem ersten Schritt eine erste Wickellage - beispielsweise der Primärwicklung - eines elektrisch leitenden, isolierten Drahtes auf einen Spulenkern in einer ersten Wickelrichtung aufge- wickelt wird. In einem zweiten Schritt wird mindestens eine weitere Wickellage - beispielsweise der Primärwicklung - des Drahtes auf die erste Wickellage in einer der ersten Wickelrichtung entgegengesetzten zweiten Wickelrichtung aufgewickelt. Der Draht wird am Anfang der obersten Wickel- l ge mit einem Schnitt durchtrennt. Dabei entstehen zwei freie Drahtenden der obersten Wickellage, die nunmehr eine Wickellage einer Abschirmwicklung bildet. Anschließend wird eine von den vorhandenen Wickellagen - beispielsweise der Primärwicklung - getrennte, separate Spulenwicklung - bei- spielsweise der Sekundärwicklung - mit mindestens einer Wickellage aufgewickelt . Alternativ zu diesem Aufbau kann auch die Sekundärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweisen, wobei die unterste, der Primärwicklung zugewandte Wickellage der Sekundärwick- lung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
Auch bei einer Zündspule, bei der auf den Spulenkern mindestens eine Wickellage einer Sekundärwicklung aufgewickelt ist, auf welcher wiederum mindestens eine Wickellage einer Primärwicklung aufgewickelt ist, kann zwischen der mindestens einen Wickellage der Sekundärwicklung und der mindestens einen Wickellage der Primärwicklung mindestens eine Wickellage einer Abschirmwicklung angeordnet sein.
Für diesen Aufbau ist eine gute Integration der Abschirmwicklung in den Fertigungsprozess der Primärwicklung erreichbar, wenn die Primärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweist, wobei die unterste, der Sekundärwicklung zugewandte Wickellage der Primärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
Eine derartige Zündspule lässt sich auf einfache Weise dadurch herstellen, dass eine erste Wickellage eines elektrisch leitenden, isolierten Drahtes - beispielsweise der Primärwicklung - in einer ersten Wickelrichtung auf eine separate Spulenwicklung - beispielsweise der Sekundärwicklung - mit mindestens einer Wickellage aufgewickelt wird. Mindestens eine weitere Wickellage des Drahtes - beispielsweise der Primärwicklung - wird auf die erste Wickellage in einer der ersten Wickelrichtung entgegengesetzten zweiten
Wickelrichtung aufgewickelt. Der Drahtes wird am Anfang der ersten Wickellage - beispielsweise der Primärwicklung - zum Bilden von zwei freien Drahtenden der ersten Wickellage durchtrennt. Dabei entsteht eine separate Abschirmwicklung zwischen Sekundär- und Primärwicklung.
Alternativ kann die Sekundärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweisen, wobei die oberste, der Primärwicklung zugewandte Wickellage der Sekundärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
Für eine zuverlässige Entstörung ist die Abschirmwicklung an zumindest einem freien Ende mit Massepotential verbunden. Das andere freie Ende kann an der Zündspule elektrisch isoliert fixiert sein.
Besonders vorteilhaft ist es für den Fertigungsprozess, dass bei einem Wechsel der Wickelrichtung beim Übergang zu einer weiteren Wickellage der Draht in einer Halteeinrichtung festgelegt werden kann. Dies erleichtert insbesondere beim Durchtrennen des Drahtes bei der Ausbildung der Abschirmschicht die Handhabung und die anschließende Kontak- tierung. Eines der zwei freien Drahtenden der Abschirmwicklung lässt sich auf einfache Weise in der Halteeinrichtung festlegen und mit Massepotential verbinden.
Die Halteeinrichtung kann dabei an beiden Enden des Spulenkörpers angeordnet sein, so dass der aufgewickelte Draht sowohl der Primär- als auch der Sekundärwicklung darin gehalten werden kann. Dabei kann die Halteeinrichtung in vorteilhafter Weise eine Schneid-Klemm-Kontaktierung umfassen, welche die Kontaktie- rung erleichtert .
An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei der Herstellung einer Zündspule die Begriffe „Primärwicklung" und „Sekundärwicklung" grundsätzlich miteinander vertauscht werden können. Denn erst durch Anschließen der Zündspule in den Zündkreis werden den Wicklungen die Funk- tionen „Primärwicklung"" und „Sekundärwicklung" zugeordnet. Zwar unterscheiden sich Primär- von Sekundärwicklungen oftmals durch ihre Windungszahl voneinander, jedoch ist bei der Herstellung einer Zündspule die Zahl der Windungen stets variierbar und unter anderem auch von der Drahtdicke abhängig.
Mit der erfindungsgemäßen Zündspule und deren Herstellungsverfahren wird eine bessere Integration der Abschirmung in die Zündspule erreicht. Zündspulen, insbesondere Zwei- oder Doppelfunkenspulen, bekommen auf diese Art und Weise eine wirkungsvolle Möglichkeit der Entstörung, die unter Umständen ohne zusätzliche Entstörbauelemente auskommt und die ohne größere Eingriffe in den normalen Fertigungsprozess der Zündspule integriert werden kann.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Schaltbilddarstellung, anhand der der prinzipielle Aufbau eines Zündsystems mit Zweifunkenspule und Entstörkomponenten deutlich wird, Figur 2 in schematischer Seitendarstellung und im Halbschnitt den Aufbau einer Lagenwicklung einer Primärwicklung, und Figur 3 in schematischer Seitendarstellung und im Halbschnitt den Aufbau einer Abschirmwicklung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bezug nehmend auf Figur 1 ist ein schematisches Schaltbild dargestellt, anhand dessen der prinzipielle Aufbau eines Zündsystems 1 mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Zündspule 10 verdeutlicht wird.
Das Zündsystem 1 setzt sich zusammen aus einem Steuerkreis 2, welcher als Primärkreis bezeichnet wird, und einem Zün- dungskreis 3, welcher einen sogenannten Sekundärkreis bildet. Der Primärkreis 2 und der Sekundärkreis 3 sind über die als Zweifunkenspule ausgebildete Zündspule 10 miteinander gekoppelt, wobei der Primärkreis 2 eine Stromversorgungsleitung 4 umfasst, welche einen Anschluss 5 einer Bat- terie 6 des Kraftfahrzeuges mit einem Ende einer Primärwicklung 14 der Zündspule 10 verbindet.
Zwischen der Batterie 6 bzw. deren Anschluss 5 und der Primärwicklung 14 der Zündspule 10 ist an der Stromversor- gungsleitung 4 vorliegend ein Entstörkondensator 7 gegen eine Masse GND verschaltet. Dieser Entstörkondensator 7 kann in einer alternativen Ausführung bei Verwendung einer entsprechend abgeschirmten Zündspule unter Umständen entfallen.
Des Weiteren umfasst der Primärkreis 2 einen Transistor 8, welcher über einen Anschluss 9 mit dem zweiten Ende der Primärwicklung 14 verschaltet ist und an der Basis über eine Motorsteuerung 11 eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeuges angesteuert wird.
Die Primärwicklung 14 ist auf einen koaxialen Spulenkern 12, welcher beispielsweise aus Eisen gebildet sein kann, aufgewickelt. Hierauf ist eine Sekundärwicklung 16 der Zündspule 10 aufgewickelt, welche Bestandteil des Sekundär- kreises 3 ist und in bekannter Art und Weise mit einem Ende eine erste Zündkerze 13 kontaktiert, welche in dem Sekundärkreis 3 zwischen der Sekundärwicklung 16 und einer Masse GND angeordnet ist. Das zweite Ende der Sekundärwicklung 16 ist mit einer zweiten Zündkerze 15 des einen Ottomotor dar- stellenden Antriebsmotors verbunden, wobei zwischen der
Sekundärwicklung 16 und der zweiten Zündkerze 15 ein Entstörwiderstand 17 und vorzugsweise eine Entstörinduktivität 22 in dem Sekundärkreis 3 angeordnet ist und die zweite Zündkerze 15 wie auch die erste Zündkerze 13 an einem Kon- taktanschluss mit Massepotential GND verschaltet ist.
In einer AusführungsVariante kann bei Verwendung einer entsprechend stark abgeschirmten Zündspule gegebenenfalls der Entstörwiderstand 17 und/oder die Entstörinduktivität 22 entfallen. Die Figur 2 zeigt in schematischer Seitendarstellung und im Halbschnitt erste Schritte zum Aufbau einer Lagenwicklung der Primärwicklung 14 der Zündspule 10, welche im Wesentlichen konzentrisch symmetrisch zu einer in Figur 2 ersieht- liehen Symmetrielinie S aufgebaut ist.
Bei der Lagenwicklung wird zunächst ein elektrisch leitender Draht auf einen Wickelkörper, welcher den Spulenkern 12 bildet, aufgewickelt. Dabei wird eine erste Wickellage 14.1 dadurch gebildet, dass der Draht von einem in der Figur 2 gezeigten linken Ende des Wickelkörpers 12 bis zu einem rechten Ende desselben in einer ersten Wickelrichtung A gewickelt wird.
Vom in der Figur 2 gezeigten rechten Ende des Wickelkörpers 12 wird der Draht in einer zweiten Wickellage 14.2, die über der ersten Wickellage 14.1 angeordnet ist, in einer entgegengesetzten zweiten Wickelrichtung B bis zum linken Ende zurückgewickelt.
Von dem in der Figur 2 gezeigten linken Ende des Wickelkörpers 12 wird der Draht anschließend in einer dritten Wickellage 14.3, die über der zweiten Wickellage 14.2 angeordnet ist, in einer der ersten Wickelrichtung entsprechen- den Wickelrichtung C bis zum rechten Ende des Wickelkörpers 12 gewickelt. So können im Prinzip beliebig viele Lagen zu einer Lagenwicklung aufgebaut werden.
Die Figur 3 zeigt in einer schematischen Seitendarstellung und im Schnitt den Aufbau einer Abschirmwicklung 18 bei der Zündspule 10, auf deren Spulenkern 12, wie bereits anhand der Figur 2 erläutert, drei Wickellagen 14.1, 14.2 und 14.3 der Primärwicklung 14 aufgebracht sind.
Die Abschirmwicklung 18 ist zwischen der Primärwicklung 14 und der Sekundärwicklung 16 der Zündspule 10 anzuordnen, wobei die Sekundärwicklung 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit sechs Wickellagen 16.1 bis 16.6 auf die Primärwicklung 14 aufgewickelt wird. Zur Ausbildung der Abschirmwicklung 18 wird die oberste Lage 14.3 der Primär- Wicklung 14 als Lage der Abschirmwicklung 18 genutzt. Hierzu wird die oberste Wickellage 14.3 der Primärwicklung 14 von deren unteren Lagen 14.2 und 14.1, welche hiermit die eigentliche Primärwicklung 14 bilden, an einer in Fig. 3 ersichtlichen Auftrennstelle 19 durch einen Schnitt elekt- risch getrennt. Es entstehen dabei zwei freie Enden 20 und 21 der nunmehr eine Abschirmlage darstellenden Wickellage 14.3, wobei ein erstes freies Ende 20 der Abschirmlage 14.3 mit Massepotenzial GND verbunden wird.
Das durch die Auftrennstelle 19 ebenfalls entstehende freie Ende der zweiten Wickellage 14.2 der Primärwicklung 14 wird gemäß Figur 1 mit dem Anschluss 9 verbunden, welcher die Verbindung zum Transistor 8 herstellt. Das freie Ende bzw. der Drahtanfang der ersten Wicklung 14.1 der Primärwicklung 14 wird gemäß Figur 1 über den Anschluss 5 mit der Batterie 6 des Kraftfahrzeuges verbunden.
Dieser Aufbau ermöglicht eine durchgehende Fertigung der Primärwicklung 14 und der Abschirmwicklung 18. Während des Lagenwechsels wird der Draht in einer Halteeinrichtung 24, welche hier Schneid-Klemm-Kontaktieraufnahmen umfasst, gehalten. Das Auftrennen des Drahtes an der Auftrennstelle 19 der obersten Wicklung 14.3 und die Kontaktierung erfolgt dann nach vollendetem Wickelvorgang.
Während das bei der Auftrennstelle 19 entstehende erste freie Drahtende 20 der Abschirmwicklung 18 mit Masse GND verbunden wird, wird das andere Drahtende 21 der Abschirmwicklung 18 an der Zündspule 10 isoliert fixiert. Eine einseitige Masse-Anbindung der Abschirmwicklung 18 ist für eine wirkungsvolle Abschirmung in der Regel ausreichend.
Alternativ kann auf die Primärwicklung auch eine zusätzliche oberste Wickellage aufgebracht werden, welche als Abschirmwicklung verwendet wird.
Es ist unerheblich, ob die eigentliche Primärwicklung eine geradzahlige oder ungeradzahlige Anzahl an Wickellagen aufweist. Bei ungeradzahliger Anzahl von Lagen wird der Draht zuerst entlang des Spulenkörpers von einem Ende desselben gerade zum anderen Ende geführt, an welchem die eigentliche Wicklung - jetzt wieder in Richtung Drahtanfang - beginnt. Dabei wird über den nach hinten geführten Draht gewickelt.
Eine Abschirmwicklung nach dem vorstehend beschrieben Her- stellungsverfahren kann auch dann realisiert werden, wenn sich die Primärwicklung außen bzw. konzentrisch über der Sekundärwicklung befindet. Der zuerst gerade nach hinten geführte Draht bildet dann zusammen mit der ersten Wickellage der Primärwicklung die Abschirmwicklung. Nach Aufwi- ekeln der ersten Lage wird der Draht durchtrennt, so dass die weiteren, darüber aufgebrachten Wickellagen wieder die eigentliche Primärwicklung bilden.
Prinzipiell wird durch das erfindungsgemäße Herstellungs- verfahren die Realisierungsmöglichkeit einer zusätzlichen Wicklung in der Zündspule angegeben. Die beschriebenen Ausführungen einer zusätzlichen Wicklung müssen sich nicht zwangsläufig nur auf eine Schirmwicklung beziehen. Ebenso können auf demselben Prinzip andere Zusatzwicklungen ent- stehen, wie z. B. eine Wicklung zur Vormagnetisierung der Zündspule .

Claims

Ansprüche
1. Zündspule (10) für einen Ottomotor mit einem Spulenkern (12), auf den mindestens eine Wickellage (14.1, 14.2) einer Primärwicklung (14) aufgewickelt ist, auf welcher mindestens eine Wickellage (16.1 bis 16.6) einer Sekundärwicklung (16) aufgewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Wickellage (14.1, 14.2) der Primärwicklung (14) und der mindestens einen Wickellage (16.1 bis 16.6) der Sekundärwicklung (16) mindestens eine Wickellage (14.3) einer Abschirmwicklung (18) angeordnet ist.
2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (14) mindestens zwei Wickellagen aufweist, wobei die oberste, der Sekundärwicklung (16) zugewandte Wickellage der Primärwicklung (14) eine Wickellage (14.3) der Abschirmwicklung (18) bildet.
3. Zündspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung mindestens zwei Wickel- lagen aufweist, wobei die unterste, der Primärwicklung zugewandte Wickellage der Sekundärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
4. Zündspule für einen Ottomotor mit einem Spulenkern, auf den mindestens eine Wickellage einer Sekundärwicklung aufgewickelt ist, auf welcher mindestens eine Wickellage einer Primärwicklung aufgewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Wi- ckellage der Sekundärwicklung und der mindestens einen Wickellage der Primärwicklung mindestens eine Wickellage einer Abschirmwicklung angeordnet ist.
5. Zündspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweist, wobei die unterste, der Sekundärwicklung zugewandte Wickellage der Primärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
6. Zündspule nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung mindestens zwei Wickellagen aufweist, wobei die oberste, der Primärwicklung zugewandte Wickellage der Sekundärwicklung eine Wickellage der Abschirmwicklung bildet.
7. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwicklung (18) mit Massepotential (GND) verbunden ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Zündspule (10) für einen Ottomotor, das folgende Verfahrensschritte umfasst: - Aufwickeln einer ersten Wickellage (14.1) eines e- lektrisch leitenden, isolierten Drahtes auf einen Spulenkern (12) in einer ersten Wickelrichtung (A) , - Aufwickeln mindestens einer weiteren Wickellage (14.2, 14.3) des Drahtes auf die darunterliegende Wickellage (14.1) in einer der Wickelrichtung (A) der darunterliegende Wickellage (14.1) entgegengesetzten Wickelrichtung (B) , gekennzeichnet durch - Auftrennen (Auftrennstelle 19) des Drahtes am Anfang der obersten Wickellage (14.3) zum Bilden von zwei freien Drahtenden (20, 21) der obersten Wickellage (14.3), - Aufwickeln einer von den vorhanden Wickellagen (14.1, 14.2, 14.3) getrennten, separaten Spulenwicklung (16) mit mindestens einer Wickellage (16.1).
9. Verfahren zur Herstellung einer Zündspule für einen Ottomotor, das folgende Verfahrensschritte umfasst: - Aufwickeln einer ersten Wickellage eines elektrisch leitenden, isolierten Drahtes in einer ersten Wickelrichtung auf eine separate Spulenwicklung mit mindestens einer Wickellage, gekennzeichnet durch - Aufwickeln mindestens einer weiteren Wickellage des Drahtes auf die erste Wickellage in einer der ersten Wickelrichtung entgegengesetzten zweiten Wickeirich- tung, - Auftrennen des Drahtes am Anfang der ersten Wickellage zum Bilden von zwei freien Drahtenden der ersten Wickellage.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drahtende (20) der zwei freien Drahtenden (20, 21) mit Massepotential (GND) verbunden wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel der Wickelriσh- tung beim Übergang zu einer weiteren Wickellage der Draht in einer Halteeinrichtung (24) festgelegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) eine Sehneid-Klemm- Kontaktierung umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass eines der zwei freien Drahtenden (20, 21) in der Halteeinrichtung (24) festgelegt und mit Massepotential verbunden wird.
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