DE20020737U1

DE20020737U1 - Ignition coil for internal combustion engines

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Publication number: DE20020737U1
Application number: DE20020737U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2010-12-08
Also published as: FR2817919A1; FR2817919B3; JP3086471U; ITMI20010631U1

Description

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05.12.00 Gf/Zj05.12.00 Gf/Zj

ROBERT BOSCH' GMBH, 70442 StuttgartROBERT BOSCH' GMBH, 70442 Stuttgart

Zündspule für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik Ignition coil for internal combustion engines
State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Zündspule für . Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Durch die DE 198 22 560 Al ist eine Zündspule für Brennkraftmaschinen bekannt, die in einem Gehäuse neben einem Wicklungssatz eine Endstufe sowie Anschlußmittel aufweist.The invention is based on an ignition coil for internal combustion engines according to the preamble of claim 1. DE 198 22 560 A1 discloses an ignition coil for internal combustion engines which has a winding set, an output stage and connection means in a housing.

Die Anschlußmittel sind im wesentlichen durch Stromschienen realisie'rt, die die elektrischen Verbindungen innerhalb der ,Zündspule hin zu einem Niederspannungsanschlußstecker übernehmen. Die Realisierung der anfallenden Verbindungen innerhalb der Zündspule mittels Stromschienen ist insbesondere bei sich kreuzenden Verbindungen schwierig zu gestalten, so daß die Stromschienen eine Biegeform annehmen können, die fertigungstechnisch aufwendig ist. Zudem sind solche Biegeformen in der Abwicklung, d.h. der Ausstanzform aus einer ebenen Platte für den jeweiligen Rohling ausladend, so daß sich hier ein hoher Materialverbrauch ergibt.The connection means are essentially implemented by busbars, which take over the electrical connections within the ignition coil to a low-voltage connector. The implementation of the connections within the ignition coil using busbars is difficult to design, particularly in the case of crossing connections, so that the busbars can take on a bent shape that is complex to manufacture. In addition, such bent shapes are bulky in the unfolding, i.e. the punching out of a flat plate for the respective blank, so that a high material consumption results here.

Desweiteren erfordern Layoutänderungen in der Zündspule, insbesondere durch Wünsche der Automobilindustrie, die dieFurthermore, layout changes in the ignition coil, especially due to requests from the automotive industry, require

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Zündspule nach ihren individuellen Einbaugegebenheiten modifiziert haben wollen, kostenintensive Werkzeugänderungen zur Herstellung der Stromschienen. Da die Stromschienen an Verbindungsstellen vielfach durch Schweißverbindungen kontaktiert werden, muß bei ihrer Ausgestaltung auch noch die Zugänglichkeit für die Schweißwerkzeuge berücksichtigt werden.If you want to have the ignition coil modified to suit your individual installation conditions, costly tool changes are required to produce the busbars. Since the busbars are often contacted by welded joints at connection points, the accessibility for the welding tools must also be taken into account when designing them.

Diese zuvor ausgeführten Gegebenheiten führen in unerwünschter Weise zu einer fertigungstechnisch aufwendigen, teuren Zündspule.These previously mentioned circumstances lead, in an undesirable way, to an ignition coil that is complex and expensive to manufacture.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündspule für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten in zufriedenstellendem Maß vermieden werden.The ignition coil for internal combustion engines according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the previously mentioned deficiencies are avoided to a satisfactory extent.

Dazu weist die Zündspule mindestens eine Leiterplatte auf, an der Bauteile, insbesondere zur Steuerung der Endstufe, angebracht sind, die, wie auch die Endstufe selbst, durch' stoffschlüssige Verbindungen mit der Leiterplatte kontaktiert sind.For this purpose, the ignition coil has at least one circuit board to which components, in particular for controlling the output stage, are attached, which, like the output stage itself, are contacted with the circuit board by means of material-locking connections.

Die Leiterplatte weist zudem Durchführungen auf, die teilweise für Preßverbindungen, insbesondere, für die Kontaktierung mit einer Stromschiene, genutzt sind.The circuit board also has feedthroughs, some of which are used for press connections, in particular for contacting a busbar.

Eine solche Ausgestaltung der Zündspule hat den Vorteil, daß die Leiterplatte außerhalb der Zündspule vormontiert' und geprüft werden kann. Damit lassen sich Layoutänderungen, die durch zusätzliche Forderungen und Änderungen des Kunden, der Technik oder der Funktion hervorgerufen werden, einfachSuch a design of the ignition coil has the advantage that the circuit board can be pre-assembled and tested outside the ignition coil. This makes it easy to make layout changes that are caused by additional customer requirements and changes to the technology or function.

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realisieren und aufwendige Werkzeugänderungen werden vermieden. Dadurch läßt sich die Zündspule mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellen.and costly tool changes are avoided. This means that the ignition coil can be manufactured cost-effectively with little production effort.

Mit der Einbettung der in der Zündspule eingesetzten Leiterplatte in aushärtbares Gießharz erhält diese eine zusatzliche mechanische Fixierung und einen Schutz gegen Umwelteinflüsse.By embedding the circuit board used in the ignition coil in hardenable casting resin, it receives additional mechanical fixation and protection against environmental influences.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen für die Realisierung der Erfindung angegeben.Advantageous embodiments for the realization of the invention are specified in the subclaims.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Abschnitt der Zündspule in einer Schnittdarstellung. In der Figur 2 ist dieser Abschnitt der Zündspule in einer Draufsicht dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the description of the figures. Figure 1 shows a section of the ignition coil in a sectional view. Figure 2 shows this section of the ignition coil in a top view.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Eine Zündspule 11 für Brennkraftmaschinen ist in der Figur bereichsweise dargestellt. Die Zündspule 11 enthält in einem becherförmigen Gehäuse 12 in konzentrischer Anordnung um einen zylindrischen Kern 13 aus magnetisierbarem Material, eine Niederspannung führende Primärwicklung 14 und, radial abgesetzt, eine Hochspannung führende Sekundärwicklung 16. Die beiden Wicklungen 14, 16 bilden zusammen einen Wicklungssatz 17.An ignition coil 11 for internal combustion engines is shown in sections in the figure. The ignition coil 11 contains a low-voltage primary winding 14 and, radially offset, a high-voltage secondary winding 16 in a cup-shaped housing 12 in a concentric arrangement around a cylindrical core 13 made of magnetizable material. The two windings 14, 16 together form a winding set 17.

Das Gehäuse 12 schließt bei dem in der Figur 1 dargestellten Endbereich stirnseitig mit einer Aufnahmeöffnung 18 ab, durch die das Gehäuse 12 mit Bauteilen der Zündspule 11The housing 12 terminates at the end region shown in Figure 1 with a receiving opening 18 through which the housing 12 with components of the ignition coil 11

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bestückt werden kann. In diesem Endbereich ist das Gehäuse 12 radial erweitert.can be fitted. In this end area, the housing 12 is radially expanded.

Radial von dem Gehäuse 12 abstehend ist an diesem ein Anschlußstecker 19 angebracht, in dem stiftförmige Kontaktelemente 21 zur Niederspannungsversorgung der Zündspule 11 gelagert sind. Die Kontaktelemente 21 ragen jeweils mit einem Kontaktabschnitt 22 in einen endseitig offenen Schacht 23 des Anschlußsteckers 19 und mit einem, zur Aufnahmeöffnung 18 hin abgewinkelten Anschlußabschnitt 24, der dem Kontaktabschnitt 22 gegenläufig ist, in einen Innenraum 26 der Zündspule 11.A connector plug 19 is attached to the housing 12, projecting radially from the latter, in which pin-shaped contact elements 21 are mounted for the low-voltage supply of the ignition coil 11. The contact elements 21 each protrude with a contact section 22 into a shaft 23 of the connector plug 19 that is open at the end and with a connection section 24 that is angled towards the receiving opening 18 and runs in the opposite direction to the contact section 22 into an interior space 26 of the ignition coil 11.

Dem Anschlußstecker 19 entgegengerichtet ist an dem Gehäuse 12 eine abgesetzte Kammer 27 ausgebildet, die zur Aufnahmeöffnung 18 hin offen ist. In dieser Kammer 27 ist eine Endstufe 28 in Form eines Leistungstransistors gelagert. Die Endstufe 28 dient zur Steuerung des Stromes durch die Primärwicklung 14. Die Endstufe 28 weist als Anschlüsse drei Stifte 29 auf, von denen einer in der Figur 1 dargestellt ist. Die Stifte 29 ragen, voneinander parallel beabstandet, wie die Anschlußabschnitte 24 axial gerichtet, mit ihren freien Enden zur Aufnahmeöffnung 28 hin.Opposite the connector plug 19, a recessed chamber 27 is formed on the housing 12, which is open towards the receiving opening 18. An output stage 28 in the form of a power transistor is mounted in this chamber 27. The output stage 28 serves to control the current through the primary winding 14. The output stage 28 has three pins 29 as connections, one of which is shown in Figure 1. The pins 29 protrude with their free ends towards the receiving opening 28, spaced parallel from one another and axially directed like the connection sections 24.

Desweiteren ist in den Figuren 1 und 2 schematisiert eine Stromschiene 31 als ein Blechbiegeteil dargestellt, das Schneidklemmverbinder 30, insbesondere zur Kontaktierung mit Anschlußdrähten des Wicklungssatzes 17 aufweist. Die Stifte 29, die Stromschiene 31 und die Anschlußabschnitte 24 sind mit einer Leiterplatte 32 verbunden.Furthermore, in Figures 1 and 2, a busbar 31 is shown schematically as a bent sheet metal part, which has insulation displacement connectors 30, in particular for contacting connecting wires of the winding set 17. The pins 29, the busbar 31 and the connecting sections 24 are connected to a circuit board 32.

Die Leiterplatte 32 besteht aus glasfaserverstärktem ausgehärtetem Epoxidharz und weist beidseitig in einem Ätzverfahren aus aufkaschierten Kupferschichten herausgebildete, sogenannte - gedruckte - Leiterbahnen 33The circuit board 32 consists of glass fibre reinforced hardened epoxy resin and has on both sides so-called printed conductor tracks 33 formed from laminated copper layers in an etching process.

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auf. Zum Zwecke des Anschlusses der Leiterbahnen 33 weist die Leiterplatte 32 Durchführungen 34 auf. Wie insbesondere in der Figur 2 verdeutlicht, sind bei diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft drei Durchführungen 34 für die Stifte 29, zwei Durchführungen 34 für die Stromschiene 31 und vier Durchführungen 34 für die Anschlußabschnitte 24 dargestellt.For the purpose of connecting the conductor tracks 33, the circuit board 32 has feedthroughs 34. As is particularly clear in Figure 2, in this embodiment, three feedthroughs 34 for the pins 29, two feedthroughs 34 for the busbar 31 and four feedthroughs 34 for the connection sections 24 are shown by way of example.

Die Stifte 29 der Endstufe 28 sind mit der Leiterplatte 32 durch Lötverbindungen kontaktiert, während die Stromschiene 31 und die Anschlußabschnitte 24 mit der Leiterplatte 32 durch Preßverbindungen verbunden sind. Durch diese Verbindungen ist die Leiterplatte 32 in der Zündspule 11 vorfixiert.The pins 29 of the output stage 28 are connected to the circuit board 32 by solder connections, while the busbar 31 and the connection sections 24 are connected to the circuit board 32 by press connections. The circuit board 32 is pre-fixed in the ignition coil 11 by these connections.

Die Leiterplatte 32, die, wie in der Figur 1 ansatzweise gezeigt, noch mehrere Bauteile 35, wie beispielsweise Widerstände, Halbleiter, Kondensatoren aufweist, ist durch ein aushärtendes Gießharz 36 in der Zündspule eingebettet und endfixiert. Dieses Gießharz 36 verbindet sich mit dem glasfaserverstärkten Epoxidharz der Leiterplatte 32 besser als mit der Stromschiene 31, selbst wenn diese partiell kunststoffummantelt ist. Dies führt angesichts der hohen Temperaturdifferenzen an der Zündspule 11 beim Betrieb in einem Kraftfahrzeug zu einer hohen Alterungsbeständigkeit der Zündspule 11.The circuit board 32, which, as shown in Figure 1, has several components 35, such as resistors, semiconductors, capacitors, is embedded in the ignition coil and finally fixed by a hardening casting resin 36. This casting resin 36 bonds better to the glass fiber reinforced epoxy resin of the circuit board 32 than to the busbar 31, even if the latter is partially plastic-coated. In view of the high temperature differences at the ignition coil 11 during operation in a motor vehicle, this leads to a high aging resistance of the ignition coil 11.

Mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung der Zündspule 11 lassen sich alle Bauelemente, die einen Lötanschluß aufweisen, unkompliziert mit der Leiterplatte 32 verbinden, auf der die weiteren Verbindungen durch die Leiterbahnen 33 in einfacherer Weise realisiert sind als durch die vielfach gebogenen Stromschienen, die beim Stand der Technik zum Herstellen der Verbindungen verwendet werden. Die bei diesem Ausführungsbeispiel eingesetzte.Stromschiene 31 ist deshalbWith the above-described design of the ignition coil 11, all components that have a solder connection can be connected in an uncomplicated manner to the circuit board 32, on which the further connections are realized by the conductor tracks 33 in a simpler manner than by the multiply bent busbars that are used in the prior art to make the connections. The busbar 31 used in this embodiment is therefore

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nur ein einfach ausgestaltetes Blechbiegeteil, das kostengünstig hergestellt werden kann und das wegen seiner Preßverbindungen mit der Leiterplatte 32 auch keinen Zugriff von Schweißwerkzeugen in der Zündspule 11 erforderlich macht. Eine solchermaßen ausgebildete Zündspule 11 läßt sich fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellen.only a simply designed bent sheet metal part that can be manufactured inexpensively and which, due to its press connections with the circuit board 32, does not require any access by welding tools to the ignition coil 11. An ignition coil 11 designed in this way can be manufactured simply and inexpensively.

Claims

1. Ignition coil for internal combustion engines with at least one winding set ( 17 ) which is arranged in a housing ( 12 ) of the ignition coil ( 11 ) and with at least one output stage ( 28 ) and with at least one busbar ( 31 ) having an insulation displacement connector ( 30 ), characterized in that the ignition coil ( 11 ) contains at least one circuit board ( 32 ), which circuit board ( 32 ) has components ( 35 ), in particular for controlling the output stage ( 28 ), which, like the output stage ( 28 ), are contacted with the circuit board ( 32 ) by means of material-locking connections, the circuit board ( 32 ) has bushings ( 34 ) which are partially designed for producing press connections, in particular for contacting the busbar ( 31 ) with the circuit board ( 32 ), and at least the circuit board ( 32 ) with the completed ignition coil ( 11 ) is embedded in hardenable casting resin ( 36 ).

2. Ignition coil according to claim 1, characterized in that the circuit board ( 32 ) consists of electrical insulating material partially coated with electrically conductive material.

3. Ignition coil according to claim 2, characterized in that the printed circuit board ( 32 ) is partially provided on two sides with conductor tracks ( 33 ) as conductive material and has local feedthroughs ( 34 ).

4. Ignition coil according to claim 3, characterized in that the material connections with the circuit board ( 32 ) are designed as soldered connections.

5. Ignition coil according to claim 4, characterized in that the circuit board ( 32 ) equipped with the components ( 35 ) forms a pre-assembly unit for the ignition coil ( 11 ).

6. Ignition coil according to one of the preceding claims, characterized in that the casting resin ( 36 ) is a one- or two-component mass and preferably consists of a filled epoxy resin or of polyurethane.