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Dokumentenidentifikation DE3314410C2 28.02.1991
Titel Zündspule für die mehrkerzige und verteilerlose Zündanlage einer Brennkraftmaschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Betz, Dieter, Dipl.-Ing., 7143 Vaihingen, DE;
Ißler, Jörg, Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart, DE
DE-Anmeldedatum 21.04.1983
DE-Aktenzeichen 3314410
Offenlegungstag 25.10.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.02.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.02.1991
IPC-Hauptklasse H01F 27/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Zündspule nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Es ist (nach Fig. 1 der DE-OS 28 46 425) bereits eine in dieser Richtung liegende Zündspule bekannt, bei der jedoch die Primärwicklung und die Sekundärwicklung der einzelnen Wicklungsgruppen voneinander getrennt auf verschiedenen Eisenkernabschnitten angeordnet sind, so daß sich hierfür ein relativ hoher Materialaufwand ergibt, der konstruktive Aufbau raumbeanspruchend ausfällt und die Sekundärwicklungen gegen den Einfluß der Primärwicklungen anderer Wicklungsgruppen durch kostspielige Zusatzmaßnahmen geschützt werden müssen.

Durch die DE-OS 27 23 781 ist eine Zündspule aus zwei Wicklungsgruppen mit je einer Primär- und Sekundärwicklung bekannt, die jeweils auf einem Steg eines Eisenkerns angeordnet sind, der mehrere Stege aufweist, jedoch einen insgesamt vollständig durch Eisenblech geschlossenen Magnetkreis darstellt.

Bei dieser Zündspule ist wieder der eingangs beschriebene Entkopplungsaufwand der Wicklungsgruppen untereinander erforderlich, da der Magnetkreis nicht durch Bereiche unterbrochen ist, die magnetisch schlecht leitend sind.

Mit der DE-OS 29 36 600 ist eine Zündspule für eine Zündanlage mit Zündverteiler beschrieben, die eine überlappende Anordnung einer einzigen Primärspule auf einer Sekundärspule und die Anordnung dieses Wickelkörpers auf einem Eisenkern beschreibt unter dem Aspekt, eine hochspannungsfeste isolierende Befestigung des Spuleneinsatzes auf dem Eisenkern zu verwirklichen. Diese Zündspule ist für eine mehrkerzige verteilerlose Zündanlage ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Zündspule so weiterzubilden, daß sie raumsparend und mitkopplungsarm bei geringem Eigengewicht der Zündspule verwirklicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Insbesondere sind durch diese Ausgestaltungen der Zündspule keine Symmetriermaßnahmen für die Hochspannung erforderlich, und hochbeanspruchte Steuerdioden können durch preiswertere Dioden mit geringerer Sperrspannung ersetzt werden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zündspule unter Einfügung in eine dafür bestimmte Zündanlage,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 sowie Fig. 4 weitere Ausführungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Zündspule.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 gezeigte Zündspule 1 mit der schaltungsmäßigen Darstellung der zugehörigen Zündanlage soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Die Zündanlage wird aus einer Stromquelle 2 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 2 geht von dem Minuspol eine mit Masse verbundene Leitung 3 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 4 enthaltende Versorgungsleitung 5 aus. Die Versorgungsleitung 5 führt zu der Primärwicklung 6 einer Wicklungsgruppe 7 und setzt sich danach über einen Unterbrecherschalter 8 zur Masseleitung 3 fort. Zu der Wicklungsgruppe 7 gehört eine Sekundärwicklung 9, die an ihren beiden Wicklungsenden je über eine von zwei Zündkerzen 10, 11 an die Masseleitung 3 angeschlossen ist. Im vorliegenden Fall ist jede der Zündkerzen 10, 11 über eine von zwei Dioden 12, 13 an die Sekundärwicklung 9 angeschlossen. Im Nebenschluß der Primärwicklung 6 kann eine Diode 14 vorgesehen sein. Die Primärwicklung 6 und die Sekundärwicklung 9 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei sich beide Wicklungen 6, 9 einander überlappen und die Primärwicklung 6 innen liegt. Die Wicklungsgruppe 7 mit ihrer Primärwicklung 6 und ihrer Sekundärwicklung 9 ist durch Umgießen mit Gießharz 15 zu einer auf einem L-förmigen Eisenkernabschnitt 16 sitzenden Baueinheit zusammengefaßt.

Der Eisenkernabschnitt 16 ist Bestandteil eines magnetischen Kreises, der - im Uhrzeigersinn betrachtet - von dem senkrechten Schenkel des L-förmigen Eisenkernabschnittes 16 zunächst über einen Abschnitt a magnetisch schlechterer Leitfähigkeit, dann über einen L-förmigen Eisenkernabschnitt 17 und schließlich wieder über einen Abschnitt b magnetisch schlechterer Leitfähigkeit zurück zu dem Querschenkel des L-förmigen Eisenkernabschnittes 16 verläuft. Die Abschnitte a, b sollen im bevorzugten Fall Luftspalte bzw. Abschnitte mit magnetischen Eigenschaften sein, die denjenigen der Luftspalte ähnlich sind. Mit den gestrichelten Linienzügen 18 sind Befestigungselemente angedeutet, die die Eisenkernabschnitte 16, 17 fest miteinander verbinden. Der Eisenkernabschnitt 17 trägt ebenfalls eine Wicklungsgruppe 19, zu der eine Primärwicklung 20 und eine Sekundärwicklung 21 gehört. Die Primärwicklung 20 und die Sekundärwicklung 21 der Wicklungsgruppe 19 sind hier nur symbolisch dargestellt. In konstruktiver Hinsicht kann die Wicklungsgruppe 19 in gleicher Weise aufgebaut sein wie die Wicklungsgruppe 7. Auch bei der Wicklungsgruppe 19 ist im Nebenschluß der Primärwicklung 20 eine Diode 22 vorhanden und die Sekundärwicklung 21 an ihren Wicklungsenden über je eine von zwei Zündkerzen 23, 24 an die Masseleitung 3 angeschlossen. Dabei ist auch hier jeder der Zündkerzen 23, 24 eine von zwei Dioden 25, 26 vorgeschaltet. Die Primärwicklung 20 hat an ihrem einen Wicklungsende mit der Versorgungsleitung 5 und an ihrem anderen Wicklungsende über einen Unterbrecherschalter 27 mit der Masseleitung 3 Verbindung. Die zwei Unterbrecherschalter 8, 27 haben verschiedene Zündzeitpunkte. Im vorliegenden Fall sind die Zündzeitpunkte, in denen jeweils einer der beiden Unterbrecherschalter 8, 27 sperrt, in bezug auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine derart gewählt, daß sie gleichen Winkelabstand voneinander haben.

Die beschriebene Zündspule hat im Zusammenhang mit der dargestellten Zündanlage folgende Wirkungsweise:

Sobald der Betriebsschalter 4 geschlossen wird, ist die Zündanlage funktionsfähig.

Es wird unterstellt, daß die Zündkerzen 10, 11, 23, 24 je zu einem Zylinder einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine gehören und jeweils die beiden Zylinder, zu denen die Zündkerzen 10, 11 gehören, gleichzeitig gezündet werden, während die Zylinder, zu denen die Zündkerzen 23, 24 gehören, ebenfalls gleichzeitig, jedoch zu einem anderen Zeitpunkt gezündet werden. Dabei kann mit relativ wenig Aufwand eine sehr wirkungsvolle Zündung bewirkt werden, weil für beide Wicklungsgruppen 7, 19 ein gemeinsamer und nahezu geschlossener Eisenweg 16, 17 zur Verfügung steht.

Durch die Abschnitte a, b magnetisch schlechterer Leitfähigkeit kann die Kopplung zwischen den Wicklungsgruppen 7 und 19 derart "lose" gemacht werden, daß bei Stromunterbrechung in einer der Primärwicklungen 6, 20 die Induktionsspannung in der zur anderen Wicklungsgruppe gehörenden Sekundärwicklung mit Sicherheit unter dem für eine Funkenerzeugung notwendigen Wert bleibt. Will man die Sicherheit noch erhöhen, so kann man die Dioden 12, 13, 25, 26 und/oder die Dioden 14, 22 vorsehen. Die Dioden 12, 13, 25, 26 wirken sperrend auf diejenige Induktionsspannung in der angeschlossenen Sekundärwicklung, die durch die Stromunterbrechung in der Primärwicklung einer anderen Wicklungsgruppe erzeugt wird, weshalb diese Dioden nur von relativ niedrigen Spannungen beansprucht werden und ihre Anwendung keine hohen Kosten verursacht.

Die Dioden 14, 22 sind durch Wahl von Stromrichtung und Wickelsinn der Primärwicklungen 6, 20 derart abgestimmt, daß dort ein induktiver Ausgleichsstrom fließen kann, wenn in der zur anderen Wicklungsgruppe gehörenden Primärwicklung der Stromfluß unterbrochen wird. Dadurch wird ebenfalls ein übermäßiges Ansteigen der Induktionsspannung in der Sekundärwicklung verhindert, wenn die andere Wicklungsgruppe zur Zündung Anwendung findet.

Dadurch, daß der Abstand zwischen der Primärwicklung 6 bzw. 20 und der Sekundärwicklung 9 bzw. 21 in der Wicklungsgruppe 7 bzw. 19 relativ klein, dagegen der Abstand von den Wicklungen der einen Wicklungsgruppe zu den Wicklungen der anderen Wicklungsgruppe relativ groß gewählt wird, läßt sich die Erfindung mit beliebigen Kernformen realisieren, wenn nur gewährleistet ist, daß in dem magnetischen Kreis Eisenkernabschnitte und dazwischen Abschnitte magnetisch schlechterer Leitfähigkeit vorgesehen sind. So ist beispielsweise in Fig. 3a die Seitenansicht und in Fig. 4a die Draufsicht eines zum Teil dargestellten Mehrschenkelkernes gezeigt, wobei die Schenkel 28, 29 an ihrer einen Stirnseite magnetisch leitend mit einem Querjoch 30 verbunden sind und an ihrer anderen Stirnseite unter Einfügung von Luftspalten c oder Abschnitten ähnlicher magnetischer Eigenschaften einem Rückschlußjoch 31 gegenüberstehen und wobei außerdem die Schenkel 28, 29 je eine von zwei Wicklungsgruppen 32, 33 tragen. Bei der Wahl eines solchen Kernes für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine können zum Beispiel vier Schenkel gewählt und jeder der vier Schenkel mit einer Wicklungsgruppe versehen werden, so daß die Primärwicklungen der Wicklungsgruppen durch zwei bzw. vier Unterbrecherschalter gesteuert und die zu den Zylindern gehörenden Zündkerzen von den zugehörigen Sekundärwicklungen mit Hochspannung versorgt werden können.

In Fig. 3a und Fig. 4a ist jede der Wicklungsgruppen 32, 33 für sich mit Gießharz umgossen. Demgegenüber sind in Fig. 3b und Fig. 4b, in denen mit Fig. 3a und Fig. 4a übereinstimmende Elemente die gleichen Bezugszeichen wie dort tragen, die auf den Schenkel 28, 29 sitzenden Wicklungsgruppen von einem gemeinsamen Gießharzblock 34 umschlossen, wobei hier und auch in allen vorerwähnten Fällen der Kern selbst weitestgehend von dem Gießharz mit umschlossen werden kann, was einen sicheren Schutz der einzelnen Elemente gegen Beschädigung und gegen andere schädliche Einflüsse mit sich bringt.

Mit den gestrichelten Linienzügen 35 sollen Befestigungselemente angedeutet werden, die die Eisenkernabschnitte zu einer festen Baueinheit verbinden.

Selbstverständlich können die Unterbrecherschalter 8, 27 auch elektronische Bauelemente sein, indem sie beispielsweise durch Transistoren gebildet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Für die mehrkerzige und verteilerlose Zündanlage einer Brennkraftmaschine bestimmte Zündspule mit mindestens zwei je aus einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung bestehenden Wicklungsgruppen, mit von den Zündkerzen zu den Sekundärwicklungen führenden Verbindungen und mit einem magnetischen Kreis, der Eisenkernabschnitte und dazwischen Abschnitte magnetisch schlechterer Leitfähigkeit aufweist, wobei wenigstens zwei in verschiedenen Zündzeitpunkten sperrende Unterbrecherschalter Anwendung finden und die einzelnen Primärwicklungen über jeweils einen der Unterbrecherschalter an eine gemeinsame Stromquelle anschließbar sind, und wobei ferner die Wicklungsgruppen derart mit dem magnetischen Kreis gekoppelt sind, daß bei Unterbrechung des Stromes in einer der Primärwicklungen von den dabei in den Sekundärwicklungen induzierten Spannungen nur diejenige Spannung für die Erzeugung eines Zündfunkens ausreichend ist, die in der eigenen, d. h. der Sekundärwicklung der gleichen Wicklungsgruppe induziert wird, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: die Wicklungsgruppen (7, 19, 32, 33) haben für die eigene Primärwicklung (6 bzw. 20) und die eigene Sekundärwicklung (9 bzw. 21) einen gemeinsamen Eisenkernabschnitt (16, 17, 28, 29), wobei bei diesen beiden Wicklungen (6, 9 bzw. 20, 21) der Abstand zueinander kleiner ist als der Abstand zu anderen Wicklungen, jede Wicklungsgruppe (7, 19, 32, 33) für sich mit ihrer Primärwicklung (6 bzw. 20) und ihrer Sekundärwicklung (9 bzw. 21) koaxial auf dem Eisenkernabschnitt (16 bzw. 17 bzw. 28 bzw. 29) angeordnet ist und dabei diese beiden Wicklungen (6, 9 bzw. 20, 21) einander überlappen.
  2. 2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklungsgruppe für sich mit Gießharz (15) umgossen ist.
  3. 3. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Wicklungsgruppen gemeinsam von einem einzigen Gießharzblock (34) umschlossen sind.
  4. 4. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenkernabschnitte (16, 17) L-Form haben.
  5. 5. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (a, b) magnetisch schlechterer Leitfähigkeit durch Luftspalte bzw. durch Abschnitte mit ähnlichen magnetischen Eigenschaften gebildet werden.
  6. 6. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Primärwicklungen (6, 20) eine Diode (14 bzw. 27) in ihrem Nebenschluß hat, die für denjenigen Induktionsstrom durchlässig ist, der bei Unterbrechung des Stromes in der Primärwicklung der anderen Wicklungsgruppe auftritt.
  7. 7. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sekundärwicklungen (9, 21) mit wenigstens einer Diode (12 bzw. 13 bzw. 25 bzw. 26) in Serie geschaltet ist, die von derjenigen Induktionsspannung in Sperrichtung beansprucht wird, die bei der Unterbrechung des Stromes in der Primärwicklung der anderen Wicklungsgruppe auftritt.






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