DE10217494A1 - Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Zündvorrichtung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche Zündvorrichtung einen inneren und einen diesen umgebenden äußeren Spulenkörper sowie eine Zündelektronik, mit der die Spulenkörper elektrisch zu verbinden sind, aufweist, wobei nach dem elektrischen Verbinden der Spulenkörper mit der Zündelektronik die Zündelektronik und zumindest der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Spulenkörper mit einer Vergussmasse umgossen bzw. ausgegossen wird, wonach die vergossene Zündelektronik mit einer Kunststoffspritzmasse umspritzt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche Zündvorrichtung einen inneren und einen diesen umgebenden äußeren Spulenkörper sowie eine Zündelektronik, mit der die Spulenkörper elektrisch zu verbinden sind, aufweist.
• Derartige Zündvorrichtungen kommen beispielsweise insbesondere in Form von Stabzündspulen bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Sie dienen zur Erzeugung der Zündspannung, über die dann eine Zündkerze gezündet und das eingespritzte Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennt. Bekannte Zündvorrichtungen sind sehr aufwendig in ihrer Herstellung, da sie aus einer Vielzahl von Bauteilen neben den eingangs genannten zum Erzeugen der Zündspannung erforderlichen Bauteilen insbesondere gehäusetechnischer Art bestehen. So sind bekannte Zündvorrichtungen im Bereich der Zündelektronik, also im Zündspulenkopfbereich aus mehrteiligen Kunststoffelementen, die einerseits zur Aufnahme beispielsweise der Zündelektronik, zum anderen aber auch zur Kapselung und damit zur Gehäusebildung dienen, zusammengesetzt.
• Um die Zündelektronik hinreichend gegen äußere Einflüsse isolieren zu können wird das oberseitig offene, aus den Kunststoffelementen zusammengesetzte Gehäuse mit einer isolierenden Vergussmasse ausgegossen, die anschließend nachbearbeitet werden muss, in der Regel durch Oberflächenfräsen und einer daran anschließenden Feinbehandlung zur Erzielung einer homogenen Oberflächenstruktur, da bekannte Zündvorrichtungen heute zumeist auch sichtbar im Motorraum angeordnet sind und ihnen mithin häufig auch eine Designfunktion zukommt.
• Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das die Herstellung einer Zündvorrichtung vereinfacht.
• Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach dem elektrischen Verbinden der Spulenkörper mit der Zündelektronik die Zündelektronik und zumindest der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Spulenkörper mit einer Vergussmasse umgossen beziehungsweise ausgegossen wird, wonach die vergossene Zündelektronik mit einer Kunststoffspritzmasse umspritzt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in einem ersten Schritt vor, nach dem elektrischen Verbinden der Spulenkörper mit der Zündelektronik die Zündelektronik vollkommen - bis auf die davon abgehenden Kontaktstecker - mit einer isolierenden Vergussmasse, zweckmäßigerweise einem Isolierharz wie einem Epoxydharz zu umgießen, das heißt, die Elektronik wird vollständig in die isolierende Vergussmasse stressfrei eingegossen. Gleichermaßen wird zumindest der Zwischenraum zwischen den beiden Spulenkörpern, beispielsweise den beiden Stabzündspulenkörpern mit der isolierenden Vergussmasse ausgegossen. Hierdurch entsteht ein stabiler bis auf den äußeren Spulenkörper weitgehend isolierter und funktionsfähiger Vergusskörper. Dieser wird anschließend in einem zweiten Arbeitsgang mit einer Kunststoffspritzmasse umspritzt. Das heißt, die vergossene Zündelektronik wird in die Kunststoffspritzmasse eingebettet und damit vollständig gekapselt. Das Zündvorrichtungsgehäuse beziehungsweise - äußere des Zündvorrichtungskopfs wird also in einem einzigen Spritzvorgang hergestellt, was aus mehrerlei Hinsicht zweckmäßig ist. Zum einen ist die Zündvorrichtung, soweit es diesen Teil angeht, nach dem Kunststoffspritzen fertig und muss nicht weiter nachbehandelt werden. Darüber hinaus wird das Gehäuse einstückig ausgebildet, das heißt, es sind keine aufwendig und umständlich zu montierende mehrteilige Kunststoffelemente mehr vorhanden, wie dies im Stand der Technik nachteilig ist. Schließlich bietet die Möglichkeit des Kunststoffspritzens den Vorteil, das Äußere des Spritzkörpers und damit der Zündvorrichtung beliebig gestalten und damit beliebige Designmerkmale erzeugen zu können.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, auch den äußeren Spulenkörper in die Vergussmasse einzugießen, also das gesamte elektrisch kontaktierte Teil komplett einzugießen und zu isolieren. Im nachfolgendem Spritzvorgang wird ein voll funktionsfähiger, komplett nach außen isolierter Spulenkörper umspritzt. Dabei kann die Kunststoffspritzmasse nicht nur die vergossene Zündelektronik, sondern auch zumindest den oberen daran anschließenden Vergussbereich des äußeren Spulenkörpers umgeben, was aus Stabilitätsgründen zweckmäßig ist.
• Alternativ zum vorherigen vollständigen Vergießen auch des äußeren Spulenkörpers kann vorgesehen sein, ausgehend von einem lediglich eine vergossene Zündelektronik aufweisenden, jedoch bereits voll funktionstüchtigen Vergusskörper mit der Kunststoffspritzmasse auch den äußeren Spulenkörper zu umspritzen. Nach dieser Erfindungsausgestaltung wird also der komplette Aufbau in dem einen Spritzvorgang umspritzt, die Isolierung des äußeren Spulenkörpers nach Außen erfolgt bei dieser Erfindungsausgestaltung über die Kunststoffspritzmasse.
• Als Vergussmasse wird wie beschrieben zweckmäßigerweise ein Isolierharz, insbesondere ein Epoxydharz verwendet. Die Kunststoffspritzmasse ist zweckmäßigerweise ein Duroplast oder ein Thermoplast. Was letztlich verwendet wird hängt von konstruktiven Vorgaben sowie den gewünschten Designmerkmalen, aber auch von erforderlichen Festigkeitsparametern, den erforderlichen Füllstoffen des Spritzmaterials etc. ab.
• Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem inneren und einem diesen umgebenden äußeren Spulenkörper, die mit einer daran angesetzten Zündelektronik elektrisch verbunden sind. Eine solche Zündvorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Zündelektronik und zumindest der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Spulenkörper mit einer Vergussmasse umgossen beziehungsweise ausgegossen ist und dass die vergossene Zündelektronik mit einer Kunststoffmasse umspritzt ist. Zweckmäßige Weiterbildungen sind den abhängigen Unteransprüchen zu entnehmen.
• Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:
• Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung in einer Schnittdarstellung nach dem Vergießen,
• Fig. 2 die Zündvorrichtung aus Fig. 1 in einer Schnittdarstellung nach dem Umspritzen, und
• Fig. 3 eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung einer zweiten Ausführungsform, bei der lediglich die Zündelektronik vergossen ist.
• Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung 1 in Form einer Stabzündspule im Schnitt. Die Zündvorrichtung 1 besteht aus einer Zündelektronik 2, bestehend aus einer Platine 3, an der mehrere elektrische Bauelemente 4 angeordnet sind. Ferner sind zwei Spulenkörper vorgesehen, nämlich ein innerer Spulenkörper 5 mit einer äußeren Wicklung 6 sowie ein äußerer Spulenkörper 7 mit einer äußeren Wicklung 8. Beide Spulenkörper beziehungsweise deren Wicklungen sind mit der Zündeinrichtung 2 elektrisch kontaktiert. Der äußere Spulenkörper 7 ist ersichtlich vom inneren Spulenkörper 5 unter Bildung eines Zwischenraums beabstandet.
• Wie Fig. 1 zeigt wird nun in einem ersten Arbeitsschritt nach dem elektrischen Verbinden der Spulenkörper beziehungsweise deren Wicklungen mit der Zündelektronik die Zündelektronik mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse 9 umgossen, wobei lediglich die Kontaktstifte 10 frei bleiben. Die Zündelektronik 2 wird vollständig und an allen Seiten in die Vergussmasse eingebettet. Gleichermaßen wird auch der Zwischenraum zwischen den Spulenkörpern 5 und 7 und die äußere Wicklung des Spulenkörpers 7 mit der Vergussmasse 9 vollständig aus- beziehungsweise eingegossen. Der Vergusskörper ist vollständig isoliert und funktionsfähig und könnte in dieser Form seine eigentliche Funktion im Fahrzeug erfüllen. Als Vergussmasse wird zweckmäßigerweise ein Epoxydharz verwendet, das hinreichend einfach bei gleichzeitigem hohen Isolationsvermögen verarbeitet werden kann.
• Der hieraus gebildete Vergusskörper, wie er aus Fig. 1 zu entnehmen ist, wird nun in eine Kunststoffspritzform eingesetzt und mit einem Kunststoffspritzmaterial, vorzugsweise einem Duro- oder einem Thermoplast umspritzt. Dabei wird, siehe Fig. 2, die Vergussmasse 9, in die die Zündelektronik 2 bereits eingegossen ist, vollständig mit dem Kunststoffspritzmaterial 11 umspritzt, lediglich die Kontaktstecker 10 liegen frei und werden lediglich von einer aus dem Kunststoffspritzmaterial ausgebildeten Steckeraufnahme 12 umgeben. Der äußere Spulenkörper wird lediglich im oberen, an die Zündelektronik anschließenden Bereich mit dem Kunststoffmaterial umspritzt, ein weiteres Umspritzen ist nicht nötig, da er aufgrund des Vergusses bereits isoliert ist. Das Kunststoffspritzmaterial 11 bildet also den äußeren oberen Abschluss beziehungsweise das äußere Gehäuse der Zündvorrichtung 1. Aufgrund der vorherigen Einbettung der Zündelektronik 2 und des Vergießens der Spulenkörper in beziehungsweise mit der Vergussmasse 9 sind diese Elemente soweit bezüglich einander fixiert, insbesondere die elektrische Verbindung zwischen ihnen, dass in dem nachfolgendem Kunststoffspritzvorgang keine vom Spritzvorgang selbst herrührende Spannungen oder thermische Spannungen auf die eingegossenen Teile, insbesondere die elektrischen Bauelemente und die elektrischen Verbindungen einwirken, die zu einer Beeinträchtigung oder Zerstörung derselben führen könnten. Es ist also möglich, den aus Fig. 1 bekannten Vergusskörper stressfrei zu umspritzen.
• Dabei bietet das vollständige Umspritzen die Möglichkeit, den Spritzkörper in seinem Äußeren und seiner Farbe etc. beliebig gestalten zu können. In Fig. 2 sind beispielsweise seitlich am Zündspulenkopfbereich des Kunststoffspritzkörpers 13 Rillen 14 ausgebildet, die Oberseite ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenflächig. Gleichermaßen kann die Spritzform natürlich auch anders gestaltet sein, beispielsweise ohne die seitlichen Rillen aber dafür mit einer oberseitigen Profilierung, z. B. mit den Namen des Kraftfahrzeugherstellers etc. Hier sind dem Design letztlich keine Grenzen gesetzt. Daneben bietet das Spritzen natürlich auch die Möglichkeit, beliebige Elemente am Kunststoffkörper 13 anzuformen, z. B. Verdrehnasen und Ähnliches, z. B. über den umspritzten oberen Abschnitt am äußeren Spulenkörper.
• Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung im Schnitt. Es wurden übersichtlichkeitshalber die gleichen Bezugszeichen wie bezüglich der Fig. 1 und 2 für die gleichen Teile verwendet.
• Bei dieser Zündvorrichtung ist lediglich die Zündelektronik 2 mit Vergussmaterial vollständig ein- beziehungsweise vergossen worden, die äußere Wicklung 8 des äußeren Spulenkörpers 7 wurde nicht vergossen. Dieser lediglich im oberen Zündspulenkopfbereich vergossene, zwar bereits voll funktionsfähig jedoch im Bereich der äußeren Wicklung des äußeren Spulenkörpers 7 nicht isolierte Vergusskörper wird nun in die Kunststoffspritzform eingelegt, wobei hier aber - siehe Fig. 3 - sowohl der oberseitige Verguss als auch der äußere Spulenkörper 7 mit dem Kunststoffmaterial umspritzt wird. Hier erfolgt also die Isolierung der äußeren Wicklung des äußeren Spulenkörpers 7 durch das Kunststoffspritzmaterial selbst. Da auch hier der Zündspulenkopfbereich mittels des Kunststoffspritzmaterials gebildet wird sind auch hier dem Design insoweit keine Grenzen gesetzt. Ersichtlich besteht auch hier die Möglichkeit, durch entsprechende dickere Materialbereiche im oberen Bereich des äußeren Spulenkörpers entsprechende Verdrehnasen und dergleichen vorzusehen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche Zündvorrichtung einen Innern und einen diesen umgebenden äußeren Spulenkörper sowie eine Zündelektronik, mit der die Spulenkörper elektrisch zu verbinden sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem elektrischen Verbinden der Spulenkörper mit der Zündelektronik die Zündelektronik und zumindest der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Spulenkörper mit einer Vergussmasse umgossen bzw. ausgegossen wird, wonach die vergossene Zündelektronik mit einer Kunststoffspritzmasse umspritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der äußere Spulenkörper mit in die Vergussmasse eingegossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kunststoffspritzmasse neben der vergossenen Zündelektronik auch der obere daran anschließende Vergussbereich des äußeren Spulenkörpers umspritzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kunststoffspritzmasse auch der äußere Spulenkörper umspritzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergussmasse ein Isolierharz, insbesondere ein Epoxydharz verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffspritzmasse ein Duroplast oder ein Thermoplast verwendet wird.

7. Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem inneren und einem diesen umgebenden äußeren Spulenkörper, die mit einer daran angesetzten Zündelektronik elektrisch verbunden sind, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektronik (2) und zumindest der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Spulenkörper (5, 7) mit einer Vergussmasse (9) umgossen bzw. ausgegossen ist, und dass die vergossene Zündelektronik (2) mit einem Kunststoffspritzmaterial (12) umspritzt ist.

8. Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch der äußere Spulenkörper (7) mit in die Vergussmasse (9) eingegossen ist.

9. Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kunststoffspritzmasse neben der vergossenen Zündelektronik (2) auch der obere daran anschließende Vergussbereich des äußeren Spulenkörpers (7) umspritzt ist.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kunststoffspritzmasse auch der äußere Spulenkörper (7) umspritzt ist.

11. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (9) ein Isolierharz, insbesondere ein Epoxydharz ist.

12. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffspritzmaterial (12) ein Duroplast oder ein Thermoplast ist.