DE2736093A1 - Zuendverteiler - Google Patents

Description

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER Nissan

Die Erfindung betrifft einen Zündverteiler gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und befaßt sich insbesondere mit dem Impulsgebermechanismus eines Zündverteilers.

Ein Zündverteiler umfaßt im allgemeinen einen Rotor mit einem Verteilerfinger, der vom Mittelpunkt der Drehung zum Umfang einer Verteilerkappe verläuft. Im Drehmittelpunkt steht der Verteilerfinger elektrisch mit einer Mittelelektrode in Verbindung, die in der Mitte der Verteilerkappe angebracht ist, und das äußere Ende des Verteilerfingers liegt im Abstand von äußeren Elektroden, die am inneren Umfang der Kappe angebracht sind. Wenn sich der Verteilerfinger dreht, erfolgt ein plötzlicher Luftdurchschlag in dem Luftspalt zwischen dem Verteilerfinger und den äußeren Elektroden, so daß eine elektrische Entladung oder ein Funke von kurzer Dauer erzeugt wird, der sich über eine Zeitperiode in der Größenordnung von Nano-Sekunden erstreckt und der zu Störungen beim Rundfunkempfang führen kann. Eine Möglichkeit zur Unterdrückung derartiger Rundfunkstörungen besteht darin, eine Widerstandsspule als Verteilerfinger zu verwenden, die den Strom

unterdrückt, der durch die elektrische Entladung erzeugt wird.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, daß aufgrund der Wicklungskonstruktion eine elektrische Unterbrechung aufgrund von Fahrzeugschwingungen eintreten kann und eine Massenproduktion wegen der konstruktiven Kompliziertheit nur mit Einschränkungen möglich ist.
35

Die Erfindung ist darauf gerichtet, einen Zündverteiler zu schaffen, der nicht zu Störungen des Rundfunkempfangeβ führt.

809808/0755

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER Nissan

— ο —

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. 5

Der erfindungsgemäße Zündverteiler umfaßt eine Welle, mit der ein Verteilerfinger verbunden und drehbar ist, eine Mittelelektrode, die koaxial zu der Welle angeordnet ist, wenigstens eine äußere Elektrode im Abstand vom äußeren Ende des Verteilerfingers, eine Grundplatte, die auf dem Verteilerfinger angebracht ist, und einen Film mit einem elektrischen Widerstand, der auf der Grundplatte angebracht ist und in elektrischer Berührung mit der Mittelelektrode steht und einen radial nach innen versetzten Abstand gegenüber der äußeren Elektrode aufweist, so daß sich ein plötzlicher Luftdurchschlag ergibt, wenn das äußere Ende des Widerstandsfilms in der Nähe der äußeren Elektrode liegt. Die elektrische Leitfähigkeit der Grundplatte ist geringer als diejenige des Films, so daß der Film und der Verteilerfinger mit der zwischen beiden liegenden Grundplatte eine RC-Schaltungsbahn mit stationärer Konstante zur Leitung eines elektrischen Stromes bilden, der sich durch die elektrische Entladung ergibt.

25

Die Widerstandsschaltung mit nichtstationärer Konstante, die durch *~*\ Film gebildet wird, dient als Verlustübertragungsleitung für die Hochfrequenz-Komponenten der erzeugten Funkenentladung mit einer Dauer in der Größen-Ordnung von Nano-Sekunden. Vorzugsweise besteht die

Grundplatte aus Metalloxid wie Berylliumoxid, Aluminiumoxid oder Ferrit. Wegen ihrer hohen thermischen Leitfähigkeit wird die in dem Film erzeugte Wärme leicht an die Umgebungsluft abgegeben. Die Verwendung von Ferrit als Grundplattenmaterial führt dazu, daß eine Induktivschaltung mit nichtstationärer Konstante entlang der

809808/0755

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan

Bahn des Films gebildet wird, so daß die Gesamtinduktivität des Films in vorteilhafter Weise vergrößert wird und Radiostörungen wirksam unterdrückt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. 10

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zündverteilers;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 2; 20

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 3;

Fig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Aueführungsform der Fig. 2;

Fig. 8 und 9 zeigen weitere Abwandlungen der Ausführungsform der Fig. 2. 35

In Fig. 1 und 2 ist der Impulsgebermechanismus eines erfindungsgemäßen Zündverteilers veranschaulicht. Der

809808/0755

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER Nissan

Zündverteiler umfaßt eine Welle 10, die sich mit der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs dreht, einen Verteilerfinger 11, der auf der aus Metall bestehenden Welle 10 angebracht ist, die elektrisch mit der Fahrzeugmasse verbunden ist, eine Mittelelektrode 12, die in einer Verteilerkappe 13 koaxial zu der Welle 10 angebracht ist, und eine Anzahl von in Winkelabstand liegenden äußeren Elektroden 14, die in der Verteilerkappe radial außerhalb der äußeren Kante des Verteilerfingers 11 vorgesehen sind. Eine hohe Spannung wird über die Mittelelektrode 12 und die äußeren Elektroden 14 von einer nicht gezeigten Spannungsquelle aus zugeführt. Auf der oberen Oberfläche des Verteilerfingers 11 ist ein Kontaktglied 15 angebracht, das elektrisch mit der Mittelelektrode 12 in Verbindung steht und im Abstand von den äußeren Elektroden 14 endet, so daß ein Luftspalt zwischen (der Elektrode 14 und dem Kontaktglied 15 verbleibt, wenn das Kontaktglied gegenüber der Elektrode 14 liegt, und eine elektrische Entladung oder ein Funke mit einer Dauer in der Größenordnung von Nano-Sekunden erzeugt wird.

Erfindungsgemäß umfaßt das Kontaktglied 15 eine Grundplatte 16 mit hoher Wärmeübertragung und geringer elektrischer Leitfähigkeit und einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise aus Metalloxiden wie Aluminiumoxid und Berylliumoxid, vorzugsweise mit hoher Permeabilität, wie es bei Ferrit der Fall ist. Auf der Grundplatte 16 ist ein Film 17 aus einem Material mit elektrischem Widerstand durch Ablagerung eines pastenförmigen Gemisches ausgebildet, das aus einer Mischung aus Rutheniumoxid und Glasmasse oder einer Mischung aus Silber, Palladium und Glasmasse besteht. Ein derartiges pastenförmiges Gemisch wird beispielsweise von der Fa. Du Pont unter der Typen-Bezeichnung DP-1300 vertrieben. Die Ablagerung kann durch Aufdrucken oder Ausprühen der Paste auf die Grund-

809808/0755

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER Nissan

platte mit Hilfe einer Abdeckungsmaske geeigneter Form erfolgen. Die aufgebrachte Paste wird sodann bei einer Temperatur im Bereich von 700 - 900⁰C gebrannt. Die elektrische Leitfähigkeit der Grundplatte 16 ist wesentlich geringer als diejenige des einen Widerstand aufweisenden Films, und die thermische Leitfähigkeit ist zumindest so groß, daß die Grundplatte 16 als Dielektrikum zwischen dem Film 17 und dem Verteilerfinger 11 und als Wärmesenke zur Aufnahme der in dem Film aufgrund des Entladungsstromes erzeugten Wärme und zugleich als Isolator zur Isolierung der elektrischen Bahn von dem Verteilerfinger 11 dient.

Im übrigen besteht die Grundplatte 16 aus einem Metalloxid, das einen Schmelzpunkt über 900⁰C aufweist und auf das der Film der beschriebenen Art bei derart hohen Temperaturen aufgebrannt werden kann, ohne daß die physikalischen Eigenschaften der Grundplatte zerstört werden.

Der Widerstands-Film 17 des Verteilerfingers 11 mit der Grundplatte 16 bilden eine RC-Obertragungsleitung mit nichtstationären oder verteilten Konstanten für die Hochfrequenzkomponenten des Funkenstromes. Daher kann der Effekt einer Radioempfangsstörung auf ein Minimum verringert werden. Wenn Ferrit als Material der Grundplatte verwendet wird, dient die Grundplatte als Induktivschaltung mit nichtstationären Konstanten, die die Induktivität der Übertragungslinie vergrößert, so daß Radioempfangsstörungen weiter verringert werden. Da die Grundplatte 16 eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, wird die in dem Film 17 entwickelte Wärme durch die Grundplatte 16 über den Verteilerfinger 11 an die Umgebungsluft abgegeben, so daß der Film eine Leistungsdichte von bis zu 30 Milliwatt/mm^a erzielen kann. Die Dicke des Filmes 16 kann zwischen 20 und 50 μΐη liegen. Sie kann jedoch, soweit notwendig, bis in

809808/0755

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER NiSSan

einen Bereich von 100 - 200 μιη vergrößert werden.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein leitender Film 19 an einem Ende der Grundplatte 16 vorgesehen ist und in elektrischem Kontakt mit der Mittelelektrode 12 steht, während ein anderer leitender Film 20 am entgegengesetzten Ende der Grundplatte angebracht ist und den äußeren Elektroden 14 gegenüberliegt. Die beiden leitenden Filme bestehen vorzugsweise aus einem Gemisch aus Silber und Palladium oder einem Gemisch aus Platin und Silber. Der Film 17 ist auf der Grundplatte 16 in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform abgelagert, ausgenommen, daß die entgegengesetzten Enden des Filmes teilweise die Filme 19 und 20 überlappen. Der leitende Film 19 dient zur Reduzierung des elektrischen übergangswiderstandes zwischen dem Kontaktglied 15 und der Mittelelektrode 12, und der leitende Film 20 dient zur Erleichterung des Oberganges von elektrischer Energie zwischen dem Kontaktglied und der Elektrode 14.

Das Material, das die Mittelelektrode 12 bildet, ist vorzugsweise weicher als das Material des diese berührenden Films, damit die Lebensdauer des Kontaktgliedes 15 verlängert wird. Die Mittelelektrode 12 wird durch eine Schraubenfeder 21 gemäß Fig. 2 gegen die gegenüberliegende Kontaktfläche gedrückt, so daß ein Abrieb der Mittelelektrode während des Gebrauches ausgeglicken wird.

Die Lebensdauer des Kontaktgliedes kann weiter durch Verwendung eines Metallstreifens 22, etwa aus Messing oder Aluminium, verlängert werden, der auf dem Film 19 angebracht ist, und einen weiteren Metallstreifen 23 aus demselben Material über dem Film 20, wie es in Fig. 5 und

809808/0755

TER MEER - MÖLLER · STEINMEISTER Nissan

6 gezeigt ist. Der obere Metallstreifen 22 bringt den Reibungsverschleiß auf ein Minimum und gewährleistet zugleich einen guten elektrischen Kontakt mit der Mittelelektrode 12 über einen langen Zeitraum. Der Metallstreifen 23 dient ebenfalls dazu, den Verschleiß aufgrund der Funkenbildung bei hoher Temperatur zu verringern uhd den Obergang von elektrischer Energie über einen langen Zeitraum sicher zustellen.

Eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 3 ist in Fig. 7 gezeigt. Das äußere Ende des Kontaktglie des 15 ist mit Zähnen 24 versehen, die die Oberfläche vergrößert, die einen Energieübergang bewirkt, so daß die elektrische Entladung gestreut wird und Radiostörungen weiter verringert werden. Die Ausführungsform der Fig. 7 kann ebenfalls mit der Ausführungs- form der Fig. 5 kombiniert werden.

Eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 2 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Film 17 ist ζick-zack-oder meanderförmig ausgebildet, so daß die Bahnlänge, die von dem Funkenstrom durchströmt wird, größer als der

Abstand zwischen der Mittelelektrode 12 und der äußeren Elektrode 14 ist. Die verlängerte Bahn des Films 17 dient zur Verbesserung der Verteilung der Widerstandskomponenten über einen vergrößerten Bereich, so daß der Widerstandsfilm in zufriedenstellender Weise eine Schaltung mit nichtstationären Konstanten darstellt und Radiostörungen weiter verringert werden. Fig. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 8, bei der der Film 17 etwa spiralförmig im Bereich der Mittel elektrode 12 gelegt ist und sich in Richtung der äuße ren Kante in einer geraden Linie erstreckt.

809808/0755

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die Verwendung des pastenförmigen Gemisches mit elektrischem Widerstand die Herstellung des Kontaktgliedes in Massenproduktion gestattet und das Brennen in einem Temperaturbereich von etwa 700 - 900 ⁰C ermöglicht, daß das Kontaktglied Temperaturen standhält, die beim Betrieb auftreten. Aufgrund der vereinfachten Konstruktion des Kontaktgliedes ergibt sich eine sehr hohe Betriebssicherheit.

Die Erfindung gestattet verschiedene Abwandlungen. Der Film kann auf verschiedene Weise auf die Grundplatte aufgebracht werden und eine gewünschte Form besitzen und aufgedruckt oder durch andere bekannte Verfahren hergestellt werden.

20

809808/0755

A3

L e e r s e i \ e

Claims (19)

PATENTANWÄLTE TER MEER - MOLLT=R - STEINMEISTER ^93 D-8OOO München 22 D-4800 Bielefeld Triftstraße 4 Siekerwall 7 PG23-77104 1 0. AUG. NISSAN MOTOR COMPANY, Limited No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, JAPAN ZÜNDVERTEILER Patentansprüche

1.Λ Zündverteiler mit einer Welle, einem auf die-

ir befestigten und mit dieser drehbaren Verteilerfinger, einer Mittelelektrode, die koaxial zu der Welle angeordnet ist und wenigstens einer äußeren Elektrode im Abstand vom äußeren Ende des Verteilerfingers, gekennzeichnet durch eine auf dem Verteilerfinger (11) angebrachten Grundplatte

(16) und einen Film (17) mit elektrischem Widerstand, der auf der Grundplatte befestigt ist und mit der Mittelelektrode (12) elektrisch in Berührung steht und radial nach innen einen Abstand von der äußeren Elektrode aufweist, wobei die elektrische Leitfähigkeit der Grundplatte (16) geringer als diejenige des Filmes (17) ist und der Film mit dem Verteilerfinger (11) und der zwischen beiden liegenden Grundplatte (16) eine RC-Schaltungsbahn mit nicht stationärer Konstante zur Führung eines Stromes aufgrund einer elektrischen Entladung bilden.

809808/075R

ORIGINAL INSPECTED

TER MEER - MÖLLER ■ STEINMEISTER Nissan

2. Zündverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (16) einen höheren

Schmelzpunkt als der Film (17) aufweist.

3. Zündverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (16) aus Metalloxid besteht.

10

4. Zündverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid Aluminiumoxid ist.

5. Zündverteiler nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet, daß das Metalloxid Berylliumoxid ist.

6. Zündverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte eine hohe Permeabilität aufweist.

20

7. Zündverteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte aus Ferrit besteht.

8. Zündverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus einem Gemisch aus Rutheniumoxid und Glasmasse besteht.

9. Zündverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (17) aus einem Gemisch aus Silber, Palladium und Glasmasse besteht.

10. Zündverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichne t durch ein elektrisch leitendes Glied (20) auf der Grundplatte (16) angrenzend an die äußere Elektrode (14) in elektrischer Berührung mit einem Ende des Films (17).

809808/0755

TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER Nissan

11. Zündverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (17) und die Grundplatte (16) eine Anzahl von Zähnen (24) auf der der äußeren Elektrode (14) zugewandten Seite aufweisen.

12. Zündverteiler nach Anspruch 11, gekenn-

zeichnet durch ein zweites elektrisch leitendes Glied (19) auf der Grundplatte in elektrischer Berührung mit der Mittelelektrode (12) und dem inneren Ende des Films (17).

13. Zündverteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Glieder (.19,20) aus einem Metallgemisch, insbesondere einem Gemisch aus Silber und Palladium bestehen.

14. Zündverteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Glieder (19,20) aus einem Metallgemisch, insbesondere einem Gemisch aus Platin und Silber bestehen.

15. Zündverteiler nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Messingglied (22,23) auf dem ersten und zweiten metallischen, elektrisch leitenden Glied (19,20).

16. Zündverteiler nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Aluminiumglied (22,23) auf dem ersten und zweiten metallischen Glied (19,20).

17. Zündverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (17) eine längere elektrische Bahn darstellt als der Abstand zwischen der Mitte des Zündverteilers und

809808/0755

TER MEER · MÖLLER . STEINMEISTER Ni S San

den äußeren Elektroden.

18. Zündverteiler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (17) eine meanderartige Form aufweist.

19. Zündverteiler nach Anspruch 17, dadurch g e -kennzeichnet, daß der Film (17) eine Spiral form aufweist.

809808/0755