DE102006050828B4

DE102006050828B4 - Elektronische Baugruppe aus mindestens einer Spule und einem Spulenkern

Info

Publication number: DE102006050828B4
Application number: DE200610050828
Authority: DE
Inventors: Michael Fischer; Erich Pinter
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2026-10-28
Also published as: DE102006050828A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe (1) mit mindestens einer einen Tragkörper (3.1; 4.1) aufweisenden Spule (3; 4), wobei in den Tragkörper (3.1; 4.1) ein Spulenkern (2) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen des Spulenkerns (2) eine elastische Masse (5) in den Tragkörper (3.1; 4.1) eingebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe aus mindestens einer einen Tragkörper aufweisenden Spule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige elektronische Baugruppe bildet beispielsweise die Zündspule für das Zündsystem eines Ottomotors zum Generieren hoher Zündspannungen. Die elektronische Baugruppe besteht bei einer Zündspule aus einem zylindrischen Eisenkern, um den herum eine Sekundärspule angeordnet ist. Um die Sekundärspule herum ist eine Primärspule angeordnet. Derartige Zündspulen sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 1 949 247 A1 und DE 36 13 861 A1 bekannt.
Die Primärspule und die Sekundärspule bestehen in der Regel jeweils aus einem Kupferdraht, der auf einem Tragkörper aufgewickelt ist, und der mit einer Vergussmasse fixiert ist. Diese Vergussmasse kann auch zum miteinander Verbinden von Primärspule, Sekundärspule und Eisenkern verwendet werden. Eine derartige Zündspule ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2005 028 814 A1 bekannt.
Bei Zündsystemen für Ottomotoren nach dem Einzelspulenkonzept wird für jede Zündkerze des Ottomotors eine separate Zündspule verwendet, die vorzugsweise in der Steckvorrichtung der Zündkerze angeordnet ist. Eine in der Steckvorrichtung der Zündkerze angeordnete Zündspute ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 02 342 A1 bekannt.
Bei der Anordnung der Zündspule in dem direkt auf die Zündkerze aufzusetzenden Teil der Steckvorrichtung bestehen durch den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum besondere Anforderungen an die Abmessung der Zündspule. Zudem muss die Zündspule für extreme Temperaturschwankungen ausgelegt sein. Dabei stellen die Differenzen zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien der Zündspule sowie die Kompensation der elektromechanischen Kräfte ein großes Problem da.
Aus der Druckschrift DE 103 07 458 A1 ist eine gattungsgemäße elektronische Baugruppe als Zündspule nach dem Einzelspulenkonzept bekannt, bei der zur Vermeidung der genannten Probleme der Spulenkern mit einer elastischen Masse vergossen ist. Die elastische Masse wird dabei in einer zwei Komponenten Spritztechnik zwischen die Sekundärspule und den Spulenkern gespritzt, während die Primärspule und die Sekundärspule mit einer Vergussmasse verspritzt werden.
Diese Lösung hat den Nachteil, dass die Anwendung der zwei Komponenten Spritztechnik ein komplexer, nicht einfach zu beherrschender Vorgang ist, der hohe Kosten verursachen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der elektronischen Baugruppe mit mindestens einer einen Tragkörper aufweisenden Spule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem der Spulenkern und der Tragkörper mittels der elastischen Masse miteinander verbunden werden, und das auf einfache Weise und kostengünstig angewendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach vor dem Einsetzen des Spulenkerns eine elastische Masse in den Tragkörper eingebracht wird.
Auf den die elastische Masse bereits enthaltenden Tragkörper wird dann mittels eines Kupferdrahtes die Spule gewickelt.
Die elektronische Baugruppe besteht aus einer einen Tragkörper enthaltende Primärspule, einer in den Tragkörper der Primärspule eingesetzten Sekundärspule, deren Tragkörper die elastische Masse enthält. In den die elastische Masse enthaltenden Tragkörper der Sekundärspule wird der Spulenkern eingesetzt.
Nach dem Einsetzen des Spulenkerns in den Tragkörper der Sekundärspule ist der Spulenkern an der Mantelfläche vollständig von der elastischen Masse umgeben. Auf einer Stirnseite kann bereits beim Einbringen der elastischen Masse in den Tragkörper ein Pfropfen aus der elastischen Masse gebildet werden, so dass der Spulenkern auch auf dieser Seite von der elastischen Masse umgeben ist. Die zweite Stirnseite, über welche der Spulenkern in den Tragkörper eingesetzt wird, kann entweder mit der elastischen Masse vergossen und/oder mit einer die elastische Massen tragenden Abdeckkappe verschlossen und fixiert werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der aus Eisen bestehende Spulenkern aus mehreren Eisenblechen zu einem so genannten Blechpaket zusammengesetzt wird.
Als elastische Masse kann vorteilhaft ein Material auf Kautschukbasis oder auf Silikonbasis verwendet werden.
Die elektronische Baugruppe aus einer Primärspule und einer Sekundärspule wird anschließend mit einer Vergussmasse fixiert.
Dabei ist vorgesehen, dass die elektronische Baugruppe für einen Ottomotor als Zündspule nach dem Einzelspulenprinzip verwendet wird.
Das Einbringen der elastischen Masse in den noch keine Spulenwicklung aufweisenden Tragkörper der späteren Sekundärspule, durch welche der Spulenkern zuverlässig in dem Tragkörper gelagert wird, ist in einem einfachen Arbeitsschritt sehr kostengünstig durchzuführen.
Im Folgenden ist das Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe mit mindestens einer den Tragkörper zur Aufnahme eines Spulenkerns aufweisenden Spule anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
1 die Darstellung einer eine Zündspule bildenden elektronischen Baugruppe aus Sekundärspule, Primärspule und Spulenkern, die durch eine Vergussmasse miteinander verbunden sind,
2 das Schnittbild durch den Tragkörper der Sekundärspule, auf dessen Innenseite die elastischen Masse zur Aufnahme des Spulenkerns aufgebracht ist.
Zündspulen für das Zündsystem eines Ottomotors nach dem Einzelspulenkonzept sind in der Steckvorrichtung der Zündkerze angeordnet und müssen aufgrund des begrenzten Bauraumes sehr kompakt ausgeführt sein.
1 zeigt ein Schnittbild durch eine derartige, kompakt ausgeführte Zündspule 1. Die Zündspule 1 besteht aus einer Primärspule 4 und einer Sekundärspule 3, wobei die Sekundärspule 3 innerhalb der Primärspule 4 angeordnet ist. Die aus einem Tragkörper 4.1 und einer Wicklung 4.2 bestehende Primärspule 4 weist einen Außendurchmesser von 20 Millimetern und einen Innendurchmesser von 17 Millimetern auf. Die aus einem kleineren Tragkörper 3.1 und einer feineren Wicklung 3.2 bestehende Sekundärspule 3 weist einen Außendurchmesser von 15 Millimetern und einen Innendurchmesser von 12 Millimetern auf. Innerhalb der Sekundärspule 3 ist ein zylindrischer Spulenkern 2 angeordnet, der einen Durchmesser von 10 Millimetern und eine Länge von 52 Millimetern aufweist. Der Spulenkern 2 ist aus zirka zwölf Eisenplatten zusammengesetzt, die ein so genanntes Blechpaket bilden. Der Spulenkern 2 wird in der Sekundärspule 3 durch eine elastische Masse 5 fixiert, die vor dem Aufbringen der Wicklung 3.2 auf den Tragkörper 3.1 der Sekundärspule in den Tragkörper 3.1 eingebracht wurde.
Die Primärspule 4 und die den Spulenkern tragende Sekundärspule 3 sind mit einem Gießharz 6 als Vergussmasse miteinander verbunden.
2 zeigt ein Schnittbild durch einen Tragkörper 3.1 der Sekundärspule 3, auf dessen Innenseite die elastischen Masse 5 zur Aufnahme des Spulenkerns aufgebracht ist. Das Einbringen der elastischen Masse 5 kann dabei durch einen Einspritzprozess erfolgen, wobei auch eine Stirnseite des Tragkörpers 3.1 mit elastischer Masse 5.1 gefüllt werden kann. Die elastische Masse 5 kann dabei die Innenseite des Tragkörpers 3.1 vollständig bedecken. Alternativ kann die elastische Masse 5 nur Teile der Innenseite des Tragkörpers 3.1 bedecken und beispielsweise als axiale Streifen in den Tragkörper eingespritzt werden. Beim Einsetzen des Spulenkerns verdrängt dieser dann die elastische Masse 5 und bildet einen gleichmäßigen Überzug auf der Innenseite des Tragkörpers 3.1, wodurch auch eine den Spulenkern einbettende Stirnseite der elastischen Masse 5.1 gebildet werden kann.
Die gegenüberliegende Stirnseite des Spulenkerns kann von elastischer Masse 5.2 eingebettet werden, die beispielsweise auf eine den Innendurchmesser des Tragkörpers 3.1 aufweisende Abdeckung aufgebracht wird, und die nach dem Einsetzen des Spulenkerns in den Tragkörper 3.1 auf den Spulenkern aufgesetzt wird.
Durch die in den Tragkörper der Sekundärspule aufgetragene elastische Masse ist der Eisenkern zuverlässig fixiert, wobei verschiedene Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen verwendeten Materialien zuverlässig kompensiert werden. Zudem ist das Einbringen der elastischen Masse in den Tragkörper sehr kostengünstig durchzuführen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe (1) mit mindestens einer einen Tragkörper (3.1; 4.1) aufweisenden Spule (3; 4), wobei in den Tragkörper (3.1; 4.1) ein Spulenkern (2) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen des Spulenkerns (2) eine elastische Masse (5) in den Tragkörper (3.1; 4.1) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den die elastische Masse (5) enthaltenden Tragkörper (3.1; 4.1) die Spule (3; 4) gewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Baugruppe eine einen Tragkörper (3.1; 4.1) enthaltende Primärspule (4) aufweist, dass in den Tragkörper (4.1) der Primärspule (4) eine Sekundärspule (3) eingesetzt wird, deren Tragkörper (3.1) die elastische Masse (5) enthält, und dass in den Tragkörper (3.1) der Sekundärspule (3) der Spulenkern (2) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen des Spulenkerns (2) in den Tragkörper (3.1) der Sekundärspule (3) die Stirnseiten des Spulenkerns (2) mit der elastischen Masse vergossen und/oder mit einer Abdeckkappe fixiert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (2) von einem Eisenkern ausgebildet wird, und dass der Eisenkern aus mehreren Eisenblechen zusammengesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elastische Masse (5) ein Material auf Kautschukbasis oder auf Silikonbasis verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektronischen Baugruppe mit der Primärspule (4) und der Sekundärspule (3) mit einer Vergussmasse (6) fixiert werden.
Elektronische Baugruppe, hergestellt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (2) vollständig von der elastischen Masse (5) umschlossen ist.
Verwendung einer nach einem der vorstehenden Verfahren hergestellten Baugruppe (1) in einem Ottomotor.