DE4309818C2 - Zündeinheit für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Zündeinheit ist aus der DE 37 27 458 C2 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Einheit wird mit Erfolg in Fahrzeugen der Bayerische Motoren Werke AG eingesetzt. Sie zeichnet sich aus durch exakte Erzeugung des Zündfunkens und durch hohe Standfestigkeit. Allerdings hat es sich gezeigt, daß Probleme entstehen können, wenn der zur Verfügung stehende Bauraum klein ist und/oder wenn es sich um eine leistungsstarke Brennkraft­ maschine mit geringem Masseausgleich handelt. Mechanische Schwingungen führen zu besonderen Belastungen der Befe­ stigung der Zündeinheit, die zwar durch eine Materialver­ stärkung im Bereich der Befestigungselemente beseitigt werden können, andererseits aber auch eine Masseerhöhung der Zündeinheit bedingen und damit erneut zu mechani­ schen, durch das Schwingungsverhalten bedingten Problemen führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündein­ heit der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine geringe Bauform bei weiterhin hoher Standfe­ stigkeit auszeichnet. Bauformbedingt soll dabei selbst­ verständlich auch das Gewicht der Zündeinheit gering sein.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die beiden Jochteile bilden jeweils einen halben Kreis­ ring und umschließen das Gehäuse jeweils etwa zur Hälfte. Bedingt durch das Fehlen von Ecken, kann der Magnetfluß gleichmäßig außerhalb des Gehäuses von Primär- und Sekun­ därwicklung über die Jochteile zumindest annähernd gleichmäßig geführt werden. Die Menge des magnetischen Materials für die Jochteile kann dabei besonders gering gehalten werden.

Die beispielsweise halb- bzw. vollkugelförmige Gestalt des Gehäuses hat das geringstmögliche Volumen für den Raum zur Folge, in dem sich Primär- und Sekundärwicklung sowie der Kern befinden. Damit ergibt sich insgesamt eine besonders gedrängte Bauform, die deutliche Vorteile hin­ sichtlich des erforderlichen Bauraums und des Gesamtge­ wichts aufweist.

Eine Zündspule mit einer derartigen Gestalt ist zwar im Prinzip aus der FR 743752 bekannt. Dort ist der Kern an seinen beiden Enden nach zwei Seiten kreisbogen­ förmig umgebogen und an die Außenkontur der Zündspule angepaßt. Jeweils zwei von den beiden Enden ausgehende und aufeinanderzulaufende Kernteile bilden jedoch keinen geschlossenen magnetischen Kreis und stellen somit kein Joch dar, da sie eine in Längsrichtung des Zündspulenkerns verlaufende Schnittkante besit­ zen. Die Unterbrechung des magnetischen Kreises beträgt dabei bis zu 1/3 des hal­ ben Kreisumfangs. Eine derartige Zündspule ist in einer Zündeinheit für moderne Brennkraftmaschinen nicht einsetzbar, da sie den hohen Leistungsanforderungen nicht gerecht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der weiteren Patentansprüche und liefern zusätzlich die angegebenen Vorteile.

So dienen die in den Patentansprüchen 2 und 3 angegebenen Merkmale dazu, den Magnetfluß innerhalb der Jochteile weiter zu vergleichmäßigen und damit zu optimieren und das Gewicht der Jochteile weiter zu reduzieren.

Die Merkmale des Patentanspruchs 4 liefern einen kon­ struktiv besonders einfachen Aufbau des aus Kern und Jochteilen bestehenden Magnetkreises.

Die Merkmale des Patentanspruchs 5 bedeuten eine weitere Optimierung der magnetischen Eigenschaften des Magnet­ kreises. Sie ermöglichen insbesondere durch die Variation der Breite der mittigen Luftspalte die magnetischen Ei­ genschaften im Sinne einer Vergrößerung der erzielten Hochspannung zu beeinflussen.

Die Merkmale des Patentanspruchs 6 ergeben eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, den Magnetkreis zu fertigen, ohne dabei die grundsätzlichen magnetischen Eigenschaften zu beeinflussen. Die Anordnung der Schweißstellen außer­ halb der mittigen Luftspalte bedeutet, daß kein nennens­ werter Streufluß über die Schweißstellen fließt, so daß die magnetischen Eigenschaften allein durch die Joch­ teile, den Kern, dessen Luftspalt sowie die ggf. vorhan­ denen mittigen Luftspalte bestimmt sind.

Die Patentansprüche 7 bis 9 beschäftigen sich mit der Ge­ staltung der Sekundärwicklung und dienen jeweils sowie auch in Verbindung miteinander dazu, trotz geringen Bau­ raums die erzielbare Hochspannung zu optimieren. Sie be­ ziehen sich auf die innere bzw. äußere Gestalt (Patentansprüche 7 und 9) sowie den inneren Aufbau (Patentanspruch 8) der Sekundärwicklung.

Schließlich zeigt der Patentanspruch 10 Maßnahmen, mit denen das Problem der Befestigung der Zündeinheit auf konstruktiv und magnetisch vorteilhafte Weise gelöst wer­ den kann. Durch die radiale Anordnung der Befestigungsla­ schen ist sichergestellt, daß diese keinen Streufluß füh­ ren. Die Befestigungslaschen können aus dem Material der Magnetteile gebildet sein, sie können jedoch hinsichtlich ihrer Anordnung, ihrer Gestaltung und damit ihres Ge­ wichts in weiten Grenzen variiert werden und tragen eben­ falls zu dem gewünschten Ziel bei, eine Zündeinheit der eingangs genannten Art mit besonders geringem Gewicht und kleiner Bauform zu schaffen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zündeinheit von der Seite im Schnitt und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zündeinheit 1 be­ steht im wesentlichen aus einer Primärwicklung 2 und ei­ ner Sekundärwicklung 3, die zusammen mit einem Zündker­ zenanschlußkontakt 4 in einem Gehäuse 5 untergebracht sind. Ferner weist die Zündeinheit 1 einen Magnetkreis auf, der gebildet ist aus einem Kern 6 sowie Jochteilen 7 und 8, alle aus magnetisierbarem, bevorzugt weich magne­ tischem Material. Die Jochteile 7 und 8 sind aus je zwei Hälften 7.1 und 7.2 bzw. 8.1 und 8.2 zusammengesetzt. Die Teile 7.1 und 8.1 bzw. 7.2 und 8.2 bilden zusammen mit einer Hälfte 6.1 bzw. 6.2 des Kerns 6 jeweils ein W-förmiges, einstückiges Magnetteil. Am Übergang zwischen den beiden Hälften 6.1 bzw. 6.2 des Kerns 6 befindet sich ein mittiger Luftspalt 9. Am Übergang zwischen den Ma­ gnetteilen 7.1 und 7.2 bzw. 8.1 und 8.2 befindet sich ferner ein zentraler Magnetspalt 10 bzw. 11. Zwischen den Magnetteilen 7.1 und 7.2 bzw. 8.1 und 8.2 besteht eine Schweißverbindung (nicht dargestellt), die an seitlichen Ansätzen 12 bzw. 13 ausgeführt ist.

Die Jochteile 7 und 8 umgeben das in diesem Teil zumin­ dest annähernd zylinderförmige Gehäuse 5 etwa kreisring­ förmig. Die Breite der Jochteile nimmt vom Ende des Kerns 6 weg und hin zum Luftspalt 10 bzw. 11 gleichmäßig ab. Damit ist eine sichere und gleichmäßige Führung des Ma­ gnetflusses außerhalb des Kerns erreicht.

Ebenfalls dargestellt ist in Fig. 2 die Anordnung seitli­ cher Laschen 14 und 15, die senkrecht von den Jochteilen 7 bzw. 8 abstehen und mit Bohrungen 14' bzw. 15' versehen sind, durch die nicht dargestellte Befestigungselemente die Zündeinheit 1 fixieren. Durch die senkrechte Anord­ nung der Laschen 14 und 15 ist sichergestellt, daß ein irgendwie gearteter Streufluß über diese Laschen nicht geführt wird.

Der in Fig. 1 gezeigte innere Aufbau der Zündeinheit 1 stellt sich wie folgt dar. Die Primärspule 2 umgibt den in seinem Querschnitt rechteckigen Kern 6 annähernd gleichmäßig und besteht beispielsweise, wie angedeutet, aus drei Lagen. Die Sekundärwicklung 3 ist in einzelne Kammern aufgeteilt, die mit 3₁ bis 3₈ bezeichnet sind. Ausgehend von der mit 3₁ bezeichneten Kammer, die mit ei­ nem nicht dargestellten Masseanschlußkontakt verbunden ist, steigt die mit der Sekundärwicklung 3 erzielte Zünd­ spannung mit jeder der Kammern an und erreicht am elek­ trischen Ausgang der Kammer 3 ₈, der mit dem Zündkerzenan­ schlußkontakt 4 verbunden ist, seinen höchsten Wert. Zur Verbesserung der Durchschlagfestigkeit ist der Innen­ durchmesser der Kammern 3 ₄ bis hin zur Kammer 3 ₈ konisch vergrößert. Bedingt durch die im Unterteil zumindest an­ nähernd halbkugelförmige Gestalt des Gehäuses 8 ist der Außendurchmesser der Wicklungen in den Kammern 3 ₁ und 3 ₂ verringert. Damit ergibt sich eine Außenkontur der Sekun­ därwicklung 3, die in etwa kugelförmig ist.

Damit ergibt sich insgesamt eine Zündeinheit, die sich durch einen geringen Bauraum bei gleichzeitig geringem Gewicht sowie einer hohen erzielten Sekundärspannung aus­ zeichnet.

Claims (10)

1. Zündeinheit für Brennkraftmaschinen, mit einer Zündspule, bestehend aus einem Kern aus magnetisierbarem Material, darauf angeordneter Primär- und Sekundär­ wicklung sowie zwei Jochteilen, die beidseitig den magnetischen Fluß zwischen den beiden Enden des Kerns außerhalb der beiden Wicklungen zurückführen, und mit in einem gemeinsamen Gehäuse integrierten Zündkerzenanschlußkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochteile (7, 8) die Primär- und Sekundärwicklung (2 und 3) etwa kreisringförmig mit über den gesamten Verlauf annähernd gleichblei­ bendem Materialquerschnitt umschließen und außerhalb des im Bereich der Wick­ lungen (2, 3) zumindest teilweise kugelförmigen Gehäuses (5) angeordnet sind.

2. Zündeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochteile (7, 8) eine Breite besitzen, die gleich der halben Breite des Kerns (6) ist.

3. Zündeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite der Jochteile (7, 8) vom Ende des Kerns (6) weg geringfügig abnimmt.

4. Zündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) und die beiden Jochteile (7, 8) aus insgesamt zwei Magnetteilen (6.1, 7.1, 8.1; 6.2, 7.2, 8.2) gebildet sind, die spiegelbildlich angeordnet sind und die innerhalb des Kerns (6) einen zentralen Luftspalt (9) bilden.

5. Zündeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetteile auch im Bereich der Joch­ teile (7, 8) einen mittigen Luftspalt (10, 11) bil­ den.

6. Zündeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetteile im Bereich, jedoch außerhalb des mittigen Luftspalts (10, 11) miteinander verschweißt sind.

7. Zündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Sekun­ därwicklung (3) konisch entsprechend der Zunahme der Sekundärspannung vergrößert ist.

8. Zündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) in Kam­ mern (3 ₁ bis 3 ₈) untergebracht ist.

9. Zündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Sekun­ därwicklung (3) die Gestalt eines Kugelabschnitts besitzt.

10. Zündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ge­ kennzeichnet durch Befestigungslaschen (14, 15), die im rechten Winkel von den Jochteilen (7, 8) abste­ hen.