DE2430419C3 - Entstörter Zündverteiler für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündverteiler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art. Ein solcher Zündverteiler ist aus der US-PS 55 488 bekannt

Dieser Zündverteiler weist im Verteilerfinger ein Widerstandselement auf, das in Reihe zur Entladungsstrecke geschaltet ist und das Enstehen von vom Zündkreis ausgehenden Störstrahlungen, die zu Rundfunkstörungen führen können, unterdrückt. Ein solches Widerstandselement ist aber für die elektrische Entladung nur hinderlich. So darf denn dieses Widerstandselement im Verteiler einen Widerstandswert von K Ω nicht überschreiten. Größere Widerstands werte, die zur Verbesserung der Störstrahlungsunterdrückung zu bevorzugen wären, lassen sich hier nicht einsetzen, da man dann keine sichere Zündung mehr erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verteiler der vorbeschriebenen Art so auszugestalten, daß sowohl die Störstrahlungsunterdrückung als auch die Zündeigenschaften verbessert sind.

Diese Aufgabe wird durch die kern zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Gegensatz zu nur einem einzigen Luftspalt, wie er bei dem bekannten Verteiler vorhanden ist, weist der erfindungsg?mäße Verteiler zwei Luftspalte auf, wobei dem ersten Luftspalt wie beim bekannten Verteiler ein Widerstandselement in Reihe geschaltet ist, der zweite Luftspalt aber, ohne jedes zusätzliche Widerstandselement der aus erstem Luftspalt und Widerstandselement gebildeten Serienschaltung elektrisch parallel geschaltet ist Die beiden Luftspalte sind so gestaltet und angeordnet, daß ein Funken zuerst im ersten Luftspalt und unmittelbar anschließend im zweiten Luftspalt überspringt Der Überschlag im ersten Luftspalt führt zu einer ionisierung der Luft im zweiten Luftspalt und begünstigt dort den Oberschlag, der sich dort aufgrund des Fehlens jedes Widerstandes frei entwickeln kann. Man kann in der Serienschaltung aus Widerstand und erstem Luftspalt Widerstandswerte bis zu 1 M Ω verwenden, was sich entsprechend günstig auf die Funktstörungsunterdrückung auswirkt, andererseits ist der für die Zündung wichtige Entladungsstrom im zweiten Luftspalt nicht durch ein Widerstandselement verringert Wie später noch zu erläutern sein wird, ergeben sich insgesamt günstige Stromflußkurven über der Zeit.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen und im Vergleich zum Stand der Technik näher beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild eines typischen Zündkreises üblicher Bauart;

Fig. 2 den Kurvenverlauf einer Spannung auf einem primären Hochspannungskabel L\ und einem sekundären Hochspannungskabel L₂;

F i g. 3a eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt eines typischen Verteilers;

F i g. 3b einen Querschnitt entiang der Linie b-b von Fig. 3a;

Fig.4a eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

F i g. 4b eine Draufsicht in Richtung des Pfeils b von F i g. 4a;

F i g. 4c einen Querschnitt entlang der Linie c-c von F ig. 4b;

F i g. 5 den Kurvenverlauf des Störpegels (in db) über der Frequenz (in MHz) von herkömmlichen Zündanlagen und von solchen nach der vorliegenden Erfindung;

F i g. 6 ein Diagramm, aus dem hervorgeht wie sich der Stromverlauf über der Zeit bei der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik geändert hat;

Fig.7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a und 13a sieben weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Draufsicht;

Fig.7b—13b entsprechende Schnitte durch die AusfUhrungsbeispiele gemäß der F i g. 7a bis 13a jeweils entlang der Linie b-b;

Fig.9c, 10c und Hc entsprechende perspektivische Darstellungen der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 9a, 10a und 11a.

Fig. 1 zeigt einen typischen konventionellen Schalt

plan einer Zündanlage, dessen Aufbau sich nach dem verwendeten Zündsystem richtet In F i g. 1 fließt ein vom positiven Pol der Batterie B gelieferter Gleichstrom über einen Zündschalter SW, die Primärwicklung P einer Zündspule / und einen Unterbrecherkontakt C, dem ein Kondensator CD parallel geschaltet ist, zum negativen Pol der Batterie R Wenn der (nicht gezeigte) Nocken des Verteilers synchron mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors rotiert, dann öffnet und

ίο schließt er zyklisch den Unterbrecherkontakt C. Wenn der Kontakt C schnell öffnet, dann wird der Primärstrom, der durch die Primärwicklung P fließt plötzlich unterbrochen. In diesem Moment wird eine hohe Spannung in der Sekundärwicklung S der Zündspule / elektromagnetisch induziert Der induzierte Hochspannungsstoß, der normalerweise 10 bis 3OkV beträgt, verläßt die Sekundärwicklung 5 und wandert über ein primäres Hochspannungskabel L\ zum Mittelstück CP in der Mitte des Verteilers D. Das Mittelstück

μ CP ist elektrisch mit dem rotierenden Verteilerfinger d verbunden, der sich während der Umdrehungsperiode synchron mit der Kurbelwelle dreht Vier feststehende Kontakte r, im vorliegenden Fall für einen Vierzylindermotor, sind gleichmäßig mit gleichem Abstand vom Mittelpunkt des Verteilerfingers auf einem Kreis angeordnet wobei zwischen dem Verteilerfinger d und der jeweils wirksamen Elektrode r ein kleiner Luftspalt g vorhanden ist. Der induzierte Hochspannungsstoß wird dann jeweils auf den feststehenden Kontakt r über den kleinen Luftspalt gjedesmal dann übertragen, wenn sich der Verteilerfinger (/ausreichend an den jeweiligen Kontakt rangenähert hat Von dem jeweiligen Kontakt r wandert dann der Hochspannungsstoß über ein sekundäres Hochspannungskabel Li zu einer zugehöri gen Zündkerze PL, an der ein entsprechender Zündfunken erzeugt wird, der das Kraftstoff-/Luftgemisch im zugehörigen Zylinder entzündet.

Es ist bekannt, daß im Moment eines Funkenüberschlags eine Störstrahlung erzeugt wird. Wie man aus F i g. 1 sehen kann, gibt es in einer Zündanlage drei Arten solcher Funkenüberschläge. Eine erste Funkenentladung erscheint am Unterbrecherkontakt C. Ein zweiter Funkenüberschlag erscheint am kleinen Luftspalt g zwischen dem Verteilerfinger d und der jeweils wirksamen Elektrode r. Ein dritter Funkenüberschlag erscheint an der Zündkerze PL

In verschiedensten Untersuchungen fanden die Erfinder, daß unter den drei Arten von Funkenüberschlägen — obleich die erste und dritte Funkenentla- dung einfach durch einen Kondensator und die zweite, an der Zündkerze, durch einen Widerstand entstört werden kann — die zweite Funkenentladung, die am kleinen Luftspalt g zwischen dem Verteilerfinger d und der Elektrode r auftritt, die stärksten Störungen,

verglichen mit dem ersten und dritten Überschlag, erzeugt. Dies rührt daher, daß bei der zweiten Funkenentladung die Impulslänge extrem klein ist und der Entladungsstrom extrem groß. Diese Funkenentladung bewirkt über die Hochspannungskabel L\ und Li,

bo die als Antennen wirken, die stärksten Störstrahlungen. Der Grund für die Erzeugung der Funkenentladung bei extrem kurzem Impuls und extrm großer Entladestromstärke geht aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Aus ihr wird zugleich das Wesen der Erfindung

t>> offtnbar. Die Hochvoltstoßspannung von der Sekundärwicklung Serscheint am Verteilerfinger din F i g. 1 nicht als eine stufenförmige Welle, sondern in einer Form, wie sie durch die Linie a in F i g. 2 dargestellt ist. F i g. 2 zeigt

eine Wellenform, die entlang dem primären Hochspannungskabel L\ und dem sekundären Hochspannungskabel L? läuft. Dieser Kurvenverlauf ist über der Zeit aufgetragen. Die Spannung, wie sie am Verteilerfinger d erscheint, nimmt längs der Linie a mit einer Zeitkonstante zu. deren Größe von der Kxeiszeitkonstante, die von der Zündspule I, der Kapazität des Kondensators ('D parallel zum Unterbrecherkontakt C, dem Kapazitätsbelag des primären Hochspannungskabels L\ und dem Widerstandsbelag des primären Hochspannungskabeis L\ bestimmt ist. Wenn die Spannung die Größe Vj erreicht hat, die ausreichend ist, um den zweiten Überschlag zu bewirken, dann nimmt sie im Moment des zweiten Überschlags am kleinen Luftspalt g zwischen dem Verteiiierfinger c/und dem Kontakt rab, was durch den Kurvenabschnitt η dargestellt ist. Dieser zweite Funkenüberschlag, dargestellt durch den Abschnitt b, hat, wie bereits erwähnt, eine extrem kurze Impulsdauer und einen extrem großen Entladungsstrom, wodurch eine starke und schädliche Störstrahlung erzeugt wird, die in der Hauptsache hochfrequente Anteile enthält. Wenn der zweite Funkenüberschlag auftritt, wandert die elektrische Ladung, die im Kapazitätsbelag des primären Hochspannungskabels U gespeichert ist, über die zweite Funkenstrecke zum Kapazitätsbelag des sekundären Hochspannungskabels Ln. Daher wird der zweite Funkenüberschlag mit Kapazitätsentladung bezeichnet. Die Spannung am Anschluß der Zündkerze PL· wächst gemäß dem Kurvenverlauf c an, unmittelbar nachdem die Kapazitätsentladung stattgefunden hat. Der Anstieg gemäß dem Kurvenabschnitt c erfolgt mit einer Zeitkonstante, die vom Kapazitätsbelag des primären Hochspannungskabels L\ und des sekundären Hochspannungskabels Li, von den Widerstandsbelägen dieser Kabel und einer Kreiskonstante bestimmt ist, die die Zündspule /und die Kapazität des dem Unterbrecherkontakt C parallelgeschalteten Kondensators CD bilden. Wenn der Spannunganstieg gemäß dem Kurvenabschnitt c zu einer Spannung geführt hat, die einen Zündfunken an der Zündkerze PL erzeugt, dann nimmt die Spannung plötzlich entsprechend dem Kurvenverlauf d in F i g. 2 ab und es folgt eine induktive Entladung entsprechend dem Kurvenabschnitt e, unmittelbar nachdem die Spannung entsprechend dem Kurvenabschnitt d abgenommen hat Damit ist ein Zündvorgang abgeschlossen. Wie oben erwähnt, wird die stärkste Störstrahlung, die schädliche Hochfrequenzanteile enthält, durch besagte Kapazitätsentladung hervorgerufen, die in F i g. 2 durch den Kurvenabschnitt b dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Prinzip, den Kurvenverlauf im Abschnitt b in eine Form überzuführen, die in Fig.2 durch die Linien ft'und ft"dargestellt ist Hierdurch soll die Kapazitätsentladung extrem kurzer Impulsdauer und extrem hoher Entladestromstärke in eine Kapazitätsentladung relativ großer Impulslänge und relativ kleiner Entladestromstärke umgewandelt werden. Es muß festgestellt werden, daß die Intensität der Störstrahlung, die von einer so geänderten Kapazitätsentladung hervorgerufen wird, beträchtlich verringert ist und die schädlichen Hochfrequenzanteile, die in dieser Strahlung enthalten sind, in hohem Maße beseitigt sind. Mit anderen Worten, die geänderte Kapazitätsentladung unterdrückt das Strommaximum des Entladestromes, der zwischen dem Verteilerfinger c/und der Elektrode r fließt, gleichzeitig verlängert die geänderte Kapazitätsentladung die Anstiegszeit des Kapazitätsentladungsstroms beträchtlich. Es soll hier erwähnt werden, daß in Fig. 2 die Zeitabschnitte für die Kurvenabschnitte b, b' und b" etwas größer dargestellt sind, als es der Wirklichkeit entspricht, um das Verständnis der Phänomene zu erleichtern.

Diese Änderung im Kurvenverlauf bei der Kapazitätsentladung wird gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich durch den nachfolgend beschriebenen Aufbau erreicht. Der Verteiler gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen ersten Entladungsluftspalt, der zwischen dem Verteilerfinger d und der jeweils wirksamen Elektrode r ausgebildet ist. und einen zweiten Entladungsluftspalt, der örtlich nahe und elektrisch parallel zum ersten Luftspalt ausgebildet ist, und in dem ein Funkenüberschlag zeitlich eher stattfindet als im ersten Luftspalt

Fig.3a zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen typischen Verteiler üblicher Bauart. F i g. 3b zeigt einen Querschnitt entlang der Linie b-b von F i g. 3a. In den Fig.3a und 3b bedeutet 1 einen rotierenden Verteilerfinger (entsprechend d in Fig. 1), die feststehenden Kontakte (entsprechend r in Fi g. 1) sind mit 2 bezeichnet. Die Elektroden von Verteilerfinger 1 und jeweils wirksamem Kontakt 2 stehen einander uanter Bildung eines kleinen Luftspalts g(Fig.3a) gegenüber. Ein Mittelstück 3 (entsprechend CPin Fig. 1) berührt den mittleren Teil des Verteilerfingers 1. Der induzierte Hochspannungsstoß von der Sekundärwicklung S (Fig. 1) läuft über ein primäres Hochspannungskabel 4 (entsprechend U in Fig. 1) und das Mittelstück 3 zur Elektrode des Verteilerfingers 1. Eine Feder 6 drückt das Mittelstück 3 gegen den Verteilerringer 1 und stellt hierdurch eine feste elektrische Kontaktverbindung zwischen diesen beiden Teilen her. Wenn die Elektrode des Verteilerfingers 1 dem Kontakt 2 gegenübersteht, was in F i g. 3b ausgezogen dargestellt ist, dann wird der Hochspannungsstoß über eine Funkenentladung dem Kontakt 2 zugleitet und über ein sekundäres Hochspannungskabel 7 (entsprechend L₁ in F i g. 1) zur Zündkerze PL gebracht, die die Kraftstoff-Luftmischung im Motorzylinder zündet. Wenn der Verteilerfinger 1 sich in die in Fig.3b gestrichtelt dargestellte Position bewegt und die Elektrode des Verteilerfingers 1 dem nächsten Kontakt 2 gegenübersteht, dann wird der Hochspannungsstoß dem nächsten Kontakt 2 über eine Funkenentladung zugeführt und entsprechend zur nächsten zugehörigen Zündkerze PL (Fig. 1) über ein weiteres sekundäres Hcchspannungskabel 7 gebracht In gleicher Weise wird der HochspannungsstoB nachfolgend verteilt

Die vorliegende Erfindung greift an den Teilen an, die mit A in F i g. 3a eingekreist sind. Die F i g. 4 und 7 bis Ii zeigen vergrößerte Ansichten dieser Teile. F i g. 4a zeigi als perspektivische Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie zeigt die Elektrode 11 von T-förmiger Gestalt als Teil de< rotierenden Verteilerfingers 1. Die Frontfläche 11' dei Elektrode 11 steht einer Seitenfläche 2' des Kontakts 2 unter Bildung eines Luftspaltes gegenüber, desser Weite demjenigen des zweiten Überschlagsabstande« entspricht Der Kontakt 2 besteht aus einem hohler oder massiven zylindrischen Stift Die Seitenfläche de> Kontaktes 2, die der Stirnfläche 11' gegenübersteht is aus dem zylindrischen Stift teilweise herausgeschnitter und dient als Elektrode, die mit der Elektrode 11 zusammenwirkt Ein Widerstandselement 12 vor rechteckiger stabförmiger Gestalt ist mit der Unterflä ehe der Elektrode 11 verbunden, z.B. mit Hilfe eine!

bekannten elektrisch leitenden Klebers. Weiterhin ist eine metallische Steuerelektrode 13 mit der Unterfläche des Widerstandselementes 12 verbunden, z. B. ebenfalls durch einen bekannten elektrisch leitenden Kleber. Die metallische Steuerelektrode 13 hat, wie dargestellt, einen etwa U-förmigen Abschnitt und einen fahnenförmigen Anschlußflansch, der von einer der oberen Kanten des U-fÖrmigen Abschnitts ausgeht. Die andere obere Kante 13' des U-förmigen Abschnitts steht mit der unteren Stirnfläche des Stiftes 2 unter Bildung eines Luftspaltes gegenüber, dessen Weite etwa demjenigen der ersten Überschlagsstrecke entspricht. Sowohl die untere Stirnfläche als auch die Kante 13' wirken als Elektroden. F i g. 4b zeigt in Draufsicht die Anordnung von F i g, 4a in Richtung des Pfeils b und F i g. 4c zeigt einen Schnitt entlang der Linie c-c von F i g. 4b. Man sieht in F i g. 4c, daß die Stirnfläche 11' der Elektrode 11 der Seitenfläche 2' des Kontaktes 2 unter Bildung des zweiten Überschlagsspalts der Breite g\, gegenübersteht. Diese beiden Elektroden bilden die zweite μ Überschlagsstrecke. Weiterhin steht die untere Stirnfläche 2" des Konakts 2 der Kante 13' der metallenen Steuerelektrode 13 unter Bildung eines Abstandes g₂ gegenüber und bildet damit die erste Entladungsstrecke. In diesem ersten Ausführungsbeispiel hat die zweite Entladungsstrecke g\ eine Weite von 1,4 mm und die erste Entladungsstrecke g₂ eine Weite von 0,2 mm. Die metallene Steuerelektrode besteht aus Messingblech mit einer Stärke von 0,6 mm. Die Elektrode 11 besteht aus Messingblech mit einer Stärke von 1,5 mm, wobei die Länge L (Fig.4b) 16 mm und die Breite IV3 mm beträgt. Das Widerstandselement 12 besteht aus Kohle und hat einen Widerstand von 1 M Ω zwischen den oberen und unteren Flächen, gemessen mit Gleichstrom.

Fig.5 ist eine graphische Darstellung, die die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik zeigt. In ihr ist die Abhängigkeit der Störfeldstärke in db von der Frequenz in MHd dargestellt, wobei 0 db einer Feldstärke von 1 μν/m entspricht Die gestrichelte Linie entspricht dem Stand der Technik, die ausgezogenen Linie entspricht der vorliegenden Erfindung. Die der durchgezogenen Linie entsprechenden Messungen wurden mit Hilfe eines Fahrzeugs erhalten, indem das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der F i g. 4a bis 4c eingebaut war. Die Messungen entsprechend der gestrichelten Kurve wurden mit Hilfe eines Fahrzeugs erhalten, in dem übliche Widerstandszündkerzen und Widerstandshochspannungskabel eingebaut waren. Man sieht aus F i g. 5, daß die Störfeldstärke, die sich unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verteilers ergibt, beträchtlich verringern ist gegenüber derjenigen, die mit einer konventionellen Zündanlage erhalten wird. Speziell die Störfeldstärke im Bereich hoher Frequenzen ist beachtlich verringert (um 10 db).

Ein möglicher Grund für die Reduzierung der Störfeldstärke durch die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf die F i g. 4a bis 4c nachfolgend angegeben werden. Der Hochspannungsstoß von der Sekundärwicklung 5 der Zündspule / wird dem zweiten Überschlagsluftspalt g, (Fig.4c) und dem ersten Überschlagsluftspalt g₂ (Fig.4c) über das primäre Hochspannungskabel 4 (Fig.3a) zugeführt Die Spannung an den Luftspalten g\ und gi steigt in der Form an, wie sie mit dem Abschnitt a in F i g. 2 dargestellt ist Da der erste Luftspalt gi mit seiner Weite von 0,2 mm kürzer ist als der zweite Luftspalt g\ mit seiner Weite von 1.4 mm, erscheint zuerst eine Überschlagsentladung am ersten Luftspalt g₂ zum Zeitpunkt h (Fig.2). Die Spannung, die diesen Überschlag am Luftspalt g₂ zum Zeitpunkt h hervorruft, ist daher vergleichsweise niedrig. Sie ist in Fig.2 mit V₃ bezeichnet. Die Spannung V₃ ist sehr viel niedriger als die Spannung Vi, bei der, wie zuvor erwähnt, die Kapazitätsentladung bei den konventionellen Verteilern auftritt. Bei den konventionellen Systemen beträgt der Luftspalt zwischen den Elektroden von Verteilerfinger 1 und Kontakt 2 nämlich 0,7 mm, er ist damit weiter als der erste Luftspalt g₂ der vorliegenden Erfindung.

Wenn der Überschlag am Luftspalt g₂ auftritt, fließt die elektrische Ladung, die sich auf dem Kapazitätsbelag des primären Hochspannungskabels Li gesammelt hat, auf den Kapazitätsbelag des sekundären Hochspannungskabels L₂ über diese Entladungsstrecke. Dieser Kapazitätsentladungsstrom ist jedoch sehr klein, da er über die metallene Steuerelektrode 13 und das Widerstandselement 12 (Fig.4c) fließen muß. Das Widerstandselement 12 setzt diesen Entladungsstrom wirksam herab. Der maximale Kapazitätsentladungsstrom, der bei den herkömmlichen Systemen auftreten kann, ist auf diese Weise extrem herabgesetzt. Die Spannung, die am Luftspalt g₂ auftritt, nimmt nicht ab, wie man es bei den bekannten Systemen beobachten kann (Kurvenabschnitt b in Fig.2), sondern steigt langsam an, wie es die gestrichelte Linie b" in Fig. 2 zeigt Dies rührt daher, daß, wie bereits erwähnt, der Kapazitätsentladungsstrom sehr klein ist und daher nur ein geringer Elektronentransport stattfindet und daher fast kein Spannungsabfall am Hochspannungskabel 4 auftritt.

Wenn die Spannung am Luftspalt g₂ und ebenso am Luftspalt gi langsam entsprechend dem Kurvenabschnitt b"ansteigt und die Spannung V₂ zum Zeitpunkt f₂ erreicht (Fig.2), tritt am zweiten Luftspalt g\ ein weiterer Überschlag auf. In der Praxis erscheint der Überschlag am Luftspalt g\ unmittelbar nach dem Auftreten des Überschlags am Luftspalt g₂, obwohl der Luftspalt g\ sehr viel weiter ist als der Luftspalt g₂ (im ersten Ausführungsbeispiel 1,4 mm gegen 0,2 mm). Als Grund hierfür wird folgendes angenommen: Wenn die Entladung im ersten Luftspalt g₂ auftritt, dann wird die in der Umgebung des Spalts g₂ befindliche Luft ionisiert und erleichtert damit das Auftreten eines Überschlages am zweiten Luftspalt g\, der dem Luftspalt g₂ nahe benachbart ist Die Entladung am Luftspalt g\ wird in der Tat durch die Entladung am Luftspalt g₂ ausgelöst. Auf diese Weise wird eine den Durchschlag herbeiführende Entladung zwischen den Elektroden des Verteilerfingers 1 und des Kontakts 2 sehr langsam entsprechend der gestrichelten Linien Z>"und 6'(F i g. 2) vollendet Wie man aus F i g. 2 sieht ist die Durchbruchspannung V₂ viel niedriger als diejenige beim Stand der Technik. Der maxiamale Kapazitätsentladungsstrom ist bei der vorliegenden Erfindung beträchtlich verringert gegenüber demjenigen beim Stand der Technik und darüber hinaus ist die Anstiegszeit und die Impulslänge des Kapazitätsentladungsstroms gegenüber dem Stand der Technik beachtlich verlängert, wodurch die schädlichen Hochfrequenzanteile in der Störstrahlung herabgesetzt sind.

Der zweite Überschlagsluftspalt g, und der erste Überschlagsluftspalt g₂ müssen unter Einschluß des Widerstandselements 12 nicht nur elektrisch einander parallel geschaltet sein, sondern, wie F i g. 4c zeigt, auch örtlich eng benachbart angeordnet sein. Der letztgenannte Gesichtspunkt geht aus der vorangegangenen

Beschreibung der lonisationseffekte als Selbstverständlichkeit hervor. Sind die die Luftspalte g\ und gi bildenden Elektroden aus dem gleichen Material aufgebaut, dann muß der erste Luftspalt g₂ eine geringere Weite aufweisen als der zweite Luftspalt gh Wenn jedoch die Elektrode, die den ersten Luftspalt gj bildet, aus einem Material hergestellt ist, das eine bezüglich des Elektrodenmaterials des zweiten Luftspalts g\ niedrigere Durchschlagsspannung aufweist, dann stellt die Differenz zwischen den Luftspaltweiten kein Problem dar. Wichtig ist nur, daß, wenn eine Entladung auftritt, diese stets am ersten Luftspalt gi, mit dem das Widerstandselement 12 verbunden ist, zuerst auftritt und dann erst der Überschlag im zweiten Luftpalt g\ folgt.

Nachdem die erste Überschlagsentladung am Luftspalt gi zum Zeitpunkt 6 aufgetreten ist, steigt die Spannung zwischen den Elektroden des Verteilerfingers 1 und des Kontakts 2 langsam entsprechend der gestrichelten Linie b" an, und wenn die Spannung den Wert V₂ zum Zeitpunkt I₂ erreicht hat, tritt am Luftspalt g\ die zweite Überschlagsentladung auf. Zu diesem Zeitpunkt fließt die elektrische Ladung, die auf dem primären Hochspannungskabel zurückgeblieben ist und sich noch nicht auf das sekundäre Hochspannungskabel L₂ ab dem Zeitpunkt i3 über die zweite Funkenstrecke entladen hat, langsam auf das sekundäre Hochspannungskabel L₂ ab, wo der Kapazitätsentladungsstrom seinen Maximalwert erreicht. Zum selben Zeitpunkt nimmt die Spannung zwischen den Elektroden des Verteilerfingers 1 und des Kontakts 2 langsam gemäß der gestrichelten Linie b' (F i g. 2) ab. Nachdem die Überschlagsentladung aufgetreten ist, ändert sich die Spannung weiterhin, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, und der Vorgang verläuft dann weiter so ab, wie er oben bereits unter Bezugnahme auf die Kurvenabschnitte c dund e beschrieben worden ist, bis schließlich die Zündkerze PL die Kraftstoff-/Luftmischung im Zylinder zündet.

F i g. 6 zeigt in graphischer Darstellung den Kurvenverlauf des Kapazitätsentladungsstromes, wobei die ausgezogene Linie b zur vorliegenden Erfindung gehört und die gestrichelte Linie a zum Stand der Technik gehört. Im Diagramm ist die Stromstärke /in A über der Zeit t in ns aufgetragen. Es soll jedoch betont werden, daß diese Zeitangaben keine Absolutwerte bei der Betrachtung der Phänomene darstellen, sondern nur Relativwerte, die Fig.6 zeigt daher nur den Unterschied in den Kurvenformen a und b. Man sieht aus der Fig.6 deutlich, daß der maximale Kapazitätsentladungsstrom /, wie er zur Erfindung gehörig, durch die ausgezogene Linie b dargestellt wird, gegenüber dem maximalen Kapazitätsentladungsstrom /, der für den Stand der Technik gestrichelt mit a eingezeichnet ist, auf etwa den zehnten Teil verringert ist Darüber hinaus sind die Anstiebszeit und die Impulsdauer des Kapazitätsentladungsstromes / bei der vorliegenden Erfindung auf etwa die zehnfachen Werte gegenüber dem Stand der Technik verlängert Daher enthält der Kapazitätsentladungsstrom bei der vorlegenden Erfindung fast keine schädlichen Hochfrequenzanteile mehr in der Störstrahlung, als Ergebnis folgt eine maximale Entstörung.

Der Widerstandswert des Widerstandselements 12 ist bei der vorliegenden Erfindung nicht auf 1 M Ω begrenzt, sondern kann auch entsprechend der Bedürfnisse anders gewählt sein, z. B. 100 K Ω oder 10 M Ω Wenn jedoch der Widerstandswert des Widerstandselements 12 kleiner als 100 K Ω oder mehr als 10 M Ω gewählt ist, dann ist damit eine Beeinträchtigung der sich mit der Erfindung ergebenden Vorteile verbunden. Weiterhin brauchen die Luftspaltweiten des zweiten Luftspaltes g\ und des ersten Luftspaltes g₂ nicht notwendig auf die im ersten Ausführungsbeispiel angegebenen Werte beschränkt zu sein. Weder der Aufbau noch die Anordnung der metallenen Steuerelektrode 13 und des Widerstandselements 12 sind auf die in

ίο den F i g. 4a bis 4c dargestellten Formen beschränkt.

Die F i g. 7 bis 13 zeigen sieben weitere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen die dargestellten Einzelteile denjenigen in den F i g. 4a bis 4c entsprechen und mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Fig.7a zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel und F i g. 7b zeigt einen Schnitt entlang der Linie b-b von F i g. 7a. Wie aus den F i g. 7a und 7b ersichtlich, ist die Länge der Elektroden 11 mit 5 mm kleiner gewählt als beim ersten Ausführungsbeispiel. Dementsprechend ist auch das Widerstandselement 12 kürzer als beim ersten Ausführungsbeispiel. Der Widerstandswert des Elements 12 ist zu 500 ΚΩ gewählt, gemessen auf die gleiche Art wie beim Ausführungsbeiüpiel nach Fig.4. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die metallene Steuerelektrode 13 aus einem Metalldraht hergestellt, was folgende Vorteile mit sich bringt. Die metallene Steuerelektrode 13 kann einfach und hii'.ig hergestellt werden und der Luftspalt g2 kann sehr einfach einjustiert werden. Die anderen Bedingungen, wie z. B. die Luftspaltweiten und die Materialien von Steuerelektrode 13, Widerstandselement 12 und Elektroden von Verteilerfinger 1 und Kontakt 2 sind die gleichen wie diejenigen beim ersten Ausführungsbeispiel.

F i g. 8a zeigt eine Draufsicht auf das dritte Ausführungsbeispiei und Fig.8b ist ein Schnitt entlang der Linie b-b von Fig.8a. Wie aus den Fig.8a und 8b ersichtlich, weisen sowohl die metallene Steuerelektrode 13 als auch das Widerstandselement 12 L-förmigen

«o Querschnitt auf. Der metallene Abschnitt, der notwendig ist, um den Entladungsluftspalt g₂ zu bilden, ist kleiner als beim ersten Ausführungsbeispiel und die metallene Steuerelektrode 13 des dritten Ausführungsbeispiels kann einfacher hergestellt werden als beim ersten Ausführungsbeispiel. Beim dritten Ausführungsbeispiel hat das Widerstandselement, wie bereits erwähnt, einen L-förmigen Querschnitt, was folgende Vorteile mit sich bringt. Der erste Luftspalt gi, dessen Weite vom Abstand zwischen der oberen Fläche 13' der

so metallenen Steuerelektrode 13 und der unteren Stirnfläche 2" des Kontakts 2 bestimmt wird, läßt eine einmal vorgegebene Spaltweite für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten. Dies rührt daher, daß das L-förmige Widerstandselement 12, das die Spaltweite gi in diesem Ausführungsbeispiel bestimmt, aus Kohle hergestellt ist, das die wohlbekannte Charakteristik aufweist, daß es allen Änderungen in Größe oder Form ohne Rücksicht auf den Zeitfaktor widersteht Die anderen Charakteristiken, wie sie zuvor erwähnt wurden, sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Fig.9a zeigt eine Draufsicht auf das vierte Ausführungsbeispiel, F i g. 9b zeigt einen Schnitt entlang der Linie b-b von Fig.9a und 9c zeigt das vierte Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Widerstandselement 12 und die metallene Steuerelektrode 13 auf einem Isolator 21 befestigt, der aus einer keramischen Platte besteht, auf der das Widerstandselement 12 in

Form einer Widerstandspaste aufgebracht ist, z. B. in einer Technik, wie sie gewöhnlich zur Herstellung von integrierten Dickfilmschaltkreisen angewandt wird. Die keramische Platte 21 ist in eine in der Elektrode 11 angeordneten Nut eingesetzt. Beim vierten Ausführungsbeispiel bilden also das Widerstandselement 12 und die metallene Steuerelektrode 13 infolge ihrer Befestigung an der keramischen Platte 21 eine bauliche Einheit. Vorteilhaft an einer solchen Anordnung ist, daß sie sehr billig hergestellt werden kann und daher für die Massenproduktion vorzüglich geeignet ist. Die übrigen bsreits erwähnten Charakteristiken Und die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 10a zeigt eine Draufsicht auf das fünfte Ausführungsbeispiei, Fig. lüb zeigt einen Schnitt entlang der Linie b-b in F i g. 10a und F ι g. 10c zeigt das fünfte Ausfiihrungsbeispiei in perspektivischer Darstellung. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, sind das Widerstandselement 12 und die metallene Steuerelektrode 13 als Teil des Kontakts 2 ausgebildet. Weiterhin besteht die metallene Steuerelektrode 13 aus einem Metalldraht. In einer speziellen Ausführungsform beträgt der Durchmesser dieses MetalMrahtes 0,6 mm und der Widerstand des Widerstandselements 12 beträgt 10 M Ω , gemessen mit Gleichstrom Der Luftspalt g\ hat eine Weite von 0,7 mm und der Luftspalt gi eine Weite von 0,2 mm. Der Abstand zwischen der Seitenfläche 2' des Kontakts 2 und dem oberen Ende der metallenen Steuerelektrode 13 ist mit Li bezeichnet, der Abstand zwischen der unteren Stirnfläche 2' des Kontakts 2 und dem Mittelteil der metallenen Steuerelektrode 13 ist mit Li bezeichnet L\ ist zu 0,8 mm gewählt Li beträgt etwa 5 mm. Das fünfte Ausführungsbeispiel hebt sich von den vorangegangenen dadurch ab, daß das Widerstandselement 12 und die metallene Steuerelektrode 13 am Kontakt 2 angeordnet sind. Die metallene Steuerelektrode 13 ist etwa U-förmig ausgebildet Es ergibt sich bei diesem Ausführungsbeispiel als Vorteil, daß das Widerstandselement 12 und die metallene Steuerelektrode 13 für eine lange Zeitdauer stabil arbeiten, da sie an dem feststehenden Kontakt 2 befestigt sind. Außerdem kann der Luftspalt gi auf eine vorbestimmte Weite sehr einfach einjustiert werden. Die anderen bereits genannten Chrarakteristiken sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 11a zeigt eine Draufsicht auf das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 11b ist ein Schnitt entlang der Linie b-b von F i g. 11 a und F i g. 11 c zeigt eine Widerstandselemente Darstellung dieses Ausführungsbeispieles.

Bei diesem ist die metallene Steuerelektrode 13 der vorgenannten Ausführungsbeispiele weggelassen und die seitliche Stirnfläche 12' des Widerstandselements 12 steht direkt und nahe der Seitenfläche 2' des Kontakts 2 gegenüber Ausführungsbeispiel bildet mit dieser zusammen den Luftspalt gi aus. Auch diese Ausführungsform bringt eine wirksame Störstrahlungsunterdrückung. Die Dicke d\ der Elektrode 11 beträgt 0,8 mm, das Widerstandselement 12 aus Kohle ist 0,8 mm dick, und die Luftspalte g\ und gs Einflüsse Weiten von 1,4 mm bzw. 0,4 mm. Bei diesem Ausführungsbeispiel fehlt die metallene Steuerelektrode, ihre Funktion wird von der seitlichen Stirnfläche 12' des Widerstandselements 12 übernommen. Man erhält auf diese Weise den Vorteil, daß die Luftspaltweite gi für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten bleibt, weil der Luftspalt gi auf der einen Seite nur vom Widerstandselement 12 begrenzt wird. Dieses Ausführungsbeispiel kann ebenfalls sehr billig hergestellt werden. Das Widerstandselement 12 sollte hierbei aus einem hilzebeständigen Widerstandsmaterial, wie z. B. Kohle, bestehen, weil die Funkenentladung direkt an seiner Oberfläche auftritt. Die anderen Charakteristiken sind wieder die gleichen wie beim c!Sien Ausführungsbeispiei.

Fig. \2ü zeigt eine Draufsicht auf das siebente Ausführungsbeispiel der voi liegenden Erfindung und Fig. 12b ist ein Schnitt entlang der Linie b-b von

ίο Fig. 12a. Das siebente Ausführungsbeispiei entspricht im wesentlichen dem zuvor beschriebenen, auch wenn das in Fi g. 11a dargestellte bogenförmige Widerstandselement 12 in mehrere Einzelteile aufgespalten ist. Im siebenten Ausführungsbeispiel hat die Elektrode 11 eine Dicke </i von 0,8mm, das Widerstandselement 12 ist ebenfalls 0,8 mm dick. Die Luftspaltweiten von g\ und gi betragen i ,4 mm bzw. 0,4 mm. Das Widerstandseiement 12 besteht aus sieben Kohlestückchen, die entlang der Stirnfläche ίΓ der Elektrode 11 verteilt angeordnet sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel fehlt die metallene Steuerelektrode. Die Aufteilung des Widerstandselements 12 in mehrere Einzelteile bringt den Vorteil, daß eine einmal vorgegebene Luftspaltweite gi für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden kann, da der Luftspalt nur durch das Widerstandselement 12 begrenzt ist, ohne daß eine metallene Steuerelektrode verwendet wird. Auch die Herstellungskosten sind sehr niedrig. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß auch dann noch stabile Betriebsverhältnisse vorliegen, wenn etwa aufgrund einer ungeschickten Behandlung eines oder mehrere der Widerstandselemente 12 abgebrochen sind. Die übrigen Widerstandselemente 12 stellen dies dann sicher. Es ist nämlich sehr unwahrscheinlich, daß zur gleichen Zeit sämtliche Widerstandselemente 12 abgebrochen werden. Die übrigen Charakteristiken sind wieder die gleichen wei beim ersten oder sechsten Ausführungsbeispiel.

Fig. 13a zeigt eine Draufsicht auf das achte Ausführungsbeispiel und Fig. 13b ist wieder ein entsprechender Schnitt entlang der Linie b-b in Fig. 13a. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Stirnseite der Elektrode 11 Teil eines mehrschichtigen Aufbaus und liegt zwischen den Widerstandselementen 12 und 12". Die Widerstandselemente 12 und 12" sind ihrerseits zwischen Isolatoren 31 und 3Γ angeordnet Die Dicke cfe der Elektrode 11 im Bereich dieses Mehrschichtaufbaus beträgt 1 mm, die Dicke d\ der Isolatoren 31 und 3Γ beträgt 0,5 mm und die Dicke efe jedes der Widerstandselemente 12 und 12" beträgt

so ebenfalls 0,5 mm. Die Luftspaltweiten g\ und gz sind 1,4 mm bzw. 0,4 mm. Die Isolatoren 31 und 31' bestehen beide aus keramischen Platten. Die Widerstandselemente 12 und 12" bestehen aus Kohle. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel fehlt wie beim sechsten und

⁵S siebenten Ausführungsbeispiel eine metallene Steuerelektrode. Das von der keramischen Platte 31 (bzw. 3Γ) bedeckte Widerstandselement 12 (bzw. 12") bringt die gleichen Vorteile mit sich wie beim sechsten und siebenten Ausführungsbeispiel, darüber hinaus ist es segen äußere Einflüsse durch die keramische Platte 31 (bzw. 31') geschützt Dadurch kann es unsachgemäßen Behandlungen besser widerstehen. Der Verteilerfinger braucht daher während der Herstellung auch nicht sorgfältiger behandelt zu werden als die herkömmlichen Verteilerfinger.

Wie beschrieben, unterdrückt ein erfindungsgemäßer Verteiler Störstrahlungen in höchstem Maße und kann industriell einfach hergestellt werden. Darüber hinaus

13 ·

soll hervorgehoben werden, daß ein erfindungsgemäßer Verteiler bei einem Verbrennungsmotor auch zusammen mil den üblichen Hntstöreinrichtungen, wie z, B. Widsrstandszündkerzen und/oder Widerstandszündkabel, verwendet werden kann, da diese üblichen Entstörglieder auch bei dem erfindungsgemäßen Verteiler vorteilhaft anwendbar sind. Sie beeinträchtigen dessen Wirkungsweise in keiner Weise.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Entstörter Zündverteiler für einen Verbrennungsmotor mit einem von der Motorkurbelwelle angetriebenen rotierenden Verteilerfinger, einer Mehrzahl auf einem Kreis um den Verteilerfinger verteilter feststehend angeordneter Elektroden, zwischen denen und der am Verteilerfinger angebrachten Elektrode ein Überschlagsluftspalt ausgebildet ist, und einem elektrischen Widerstandsele- ment im Verteilerfinger, das zwischen den Verteilerfirigeranschluß und die Verteilerfingerelektrode eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß räumlich in unmittelbarer Nähe zu dem (ersten) Überschlagsluftspalt (gi) ein zweiter Überschlagsluftspalt (g\) zwischen den feststehenden Elektroden (2) und einer am Verteilerfinger (1) ausgebildeten zweiten Elektrode (11) ausgebildet ist, welche der Serienschaltung aus Widerstandselement (12) und (erster) Verteilerfingerelektrode (13) elektrisch M parallel geschaltet ist, und daß die uberschlagsluftspaite (g\, <h) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Entladung ein Überschlag zuerst am ersten Luftspalt (g2) und unmittelbar folgend am zweiten Luftspalt (g\) auftritt.

2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (12) aus Kohle besteht.

3. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Überschlagsluftspalt (g\) zwischen der Oberfläche (H') der Stirnseite des Verteilerfingers (1) und der einen Seitenfläche (2') der feststehenden Elektrode (2) ausgebildet wird, wenn der Verteilerfinger (1) der jeweiligen Elektrode (2) gegenübersteht.

4. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (gi) zwischen der unteren Stirnseite (2") der feststehenden Elektrode (2) und einer der oberen Kanten (13') mit dem Verteilerfinger (1) einer umlaufenden Elektrode (13) von etwa U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, und daß die andere obere Kante der umlaufenden Elektrode (13) an der unteren Stirnfläche des Widerstandselements (12) befestigt ist, das mit seiner oberen Stirnfläche am Verteilerfinger (1, 11) befestigt ist.

5. Verteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Elektrode (13) eine Metallplatte ist.

6. Verteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Elektrode (13) ein Metalldraht ist.

7. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (gi) zwischen der unteren Stirnfläche (2') der Elektrode (2) und einer Seitenfläche (13') einer Metallplatte (13) von L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, deren andere Seitenfläche mit der einen Stirnfläche eines im Querschnitt L-förmigen Widerstandselements (12) verbunden ist, deren dem anderen Schenkel zugehörige Stirnfläche mit dem Verteilerfinger (1,11) verbunden ist.

8. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (g₂) zwischen der unteren Stirnfläche (2') der Elektrode (2) und dem einen Teil einer Metallplatte (13) ausgebildet ist, deren anderer Teil an einem Isolator \\ befestigt ist, welcher auch das Widerständscle(12) trägt, und daß der Isolator (21) und das Widerstandselement (12) in eine in der Stirnfläche (H') des Verteilerfingers (11, 1) ausgebildeten Nut eingesetzt sind.

9. Verteiler nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (12) aus einer Widerstandspaste besteht und der Isolator (21) eine keramische Platte ist

10. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (gi) zwischen der Unterseite des Verteilerfingers (1,11) und jeweils dem einen Ende eines U-förmig gebogenen Metalldrahtes (13) ausgebildet ist, dessen anderes Ende jeweils an der Untereite eines Widerstandselements (12) befestigt ist, dessen Oberseite jeweils an der unteren Stirnfläche (2") der feststehenden Elektrode (2) befestigt ist.

11. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (gi) zwischen der gleichen Seitenfläche (2') der Elektrode (2) und der Stirnseite (12') eines Widerstandselements (12) ausgebildet ist, das an der Unterseite des Verteilerfingers (1,11) befestigt ist

12. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Verteilerfingers (1,11) im Bereich der Stirnseite (H') schichtartig zwischen zwei Teilen (12, 12") des Widerstandselements gelegen ist die ihrerseits mit ihrer Ober- bzw. Unterseite von je einem Isolator (31, 31') bedeckt sind, und daß der erste Überschlagsluftspalt (gi) zwischen der Seitenfläche (2') der Elektrode (2) und den äußeren Stirnflächen der zwei Teile (12,12") des Widerstandselements ausgebildet ist.

13. Verteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Isolatoren (31,3Γ) aus keramischen Platten bestehen.

14. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überschlagsluftspalt (g₂) jeweils zwischen der Seitenfläche (2') der feststehenden Elektrode (2) und den Stirnflächen einer Vielzahl von Widerstandselementsegmenten (12) ausgebildet ist, die an der Stirnseite (W) des Verteijerfingers (1, 11) befestigt sind, und daß der zweite Überschlagsluftspalt (g\) zwischen der gleichen Seitenfläche (2") der Elektrode (2) und der Stirnfläche (W) des Verteilerfingers (1, 11) an solchen Stellen ausgebildet ist, wo sich keine Widerstandselementsegmente (12) befinden.