DE2758502C2

DE2758502C2 - Verfahren zur Störunterdrückungs-Oberflächenbehandlung von Elektroden in Brennkraftmaschinen-Zundverteilern

Info

Publication number: DE2758502C2
Application number: DE2758502A
Authority: DE
Inventors: Osamu Hori; Katsumi Kondo
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1979-07-19
Also published as: JPS5450735A; DE2758502B1; JPS5759426B2; CA1104005A; US4175144A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Störunterdrückungs-Oberflächenbehandlung wenigstens einer Elektrode an einem Verteilerrotor, wie es dem Wortlaut des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entnehmbar ist. Ein solches Verfahren ist in der DE-AS 28 409 beschrieben.

Zur Unterdrückung durch Funkenentladungen verursachter Störungen bei Zündverteilern wurden unterschiedliche Vorrichtungen vorgeschlagen. Die meisten der vorgeschlagenen Vorrichtungen sind jedoch für den praktischen Gebrauch bei Massenproduktions-Fahrzeugen zu teuer. Darüber hinaus sind die Vorrichtungen in der Praxis nicht zuverlässig. Für die Unterdrückung von Funkstörungen sind drei typische Vorrichtungsarten bekannt. Die erste Vorrichtungsart besteht in einem Widerstand, der S-, L- oder K-förmig ist und der an dem Außenanschluß von Zündkerzen angebracht wird. In manchen Fällen sind die Widerstände in den Zündkerzen enthalten, die dann Widerstands-Zündkerzen genannt werden. Die zweite Vorrichtungsart besteht in einem Widerstand, der in einen Teilbereich eines Hochspannungskabels eingesetzt ist, das dann Widerstands-Hochspannungskabel genannt wird. Die dritte Vorrichtungsart ist ein Entstörungskondensator. Die vorgenannten bekannten Vorrichtungen für die Störunterdrückung sind jedoch insofern unvollkommen, als trotz Unterdrückung der Störungen auf einen bestimmten Intensitätspegel dieser Intensitätspegel immer noch über einem Störpegel Hegt, den es auf den Gebieten von Rundtunksystemen, Funknachrichtensystemen oder Fahrzeug-Systemen mit elektronischer Steuerung zu unterdrücken gilt Darüber hinaus hat der bekannte Störunterdrückungskondensator keine Auswirkung auf Störungen hoher Frequenz.

In der DE-OS 25 01 247 ist ein verbesserter Verteiler mit unterdrückter Störstrahlung beschrieben, bei dem die Elektrode eines Rotors, die Elektrode eines jeweiligen ortsfesten Anschlusses oder beide Elektroden eine Oberflächenschicht aus einem Material mit hohem elektrischen Widerstand haben.

Bei dem Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Elektroden in einem Verteiler einer Brennkraftmaschine nach der DE-AS 25 28 409.7 wird auf die Oberfläche der Elektrode ein feinpulverisiertes, elektrisch hochwiderstandsfähiges Material unter Anwendung eines Verfahrens zum Aufspritzen oder Aufsprühen hochschmelzender Materialien aufgebracht, wie eines »Lichtbogen-Beschichtungsverfahrens«, eines »Hitze-Aufsprühverfahrens« oder eines »Aufsprengverfahrens«. Das feinpulverisierte, elektrisch hochwiderstandsfähige Material kann CuO, NiO, Cr₂O₃, Si oder VO₂ se^:ji. Es können auch andere Materialien mit einem höheren elektrischen Widerstand von ungefähr 10¹³ bis 10¹⁵£lcm wie beispielsweise Aluminiumoxid verwendet werden. Zur Verwendung als elektrisch hochwiderstandsfähiges Material bzw. Material mit hohem elektrischen Widerstand ist von den Materialien in wirtschaftlicher Hinsicht und hinsichtlich einer zufriedenstellenden Störunterdrückung CuO das beste Material.

Es wurde jedoch festgestellt, daß ein Verteiler, bei dem entweder der Rotor oder die ortsfesten Anschlüsse oder beide eine CuO-beschichtete Elektrode haben, insofern einen Mangel aufweist, als während des Betriebs des Verteilers in einem Fahrzeug für eine längere Zeitdauer die Störunterdrückungsfähigkeit allmählich abnimmt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Störunterdrückung ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Elektroden in Verteilern von Brennkraftmaschinen und insbesondere ein Verfahren zur Ausbildung einer Schicht aus Material mit hohem elektrischen Widerstand auf der Oberfläche der Elektroden zu schaffen, das für die Erzeugung eines Verteilers geeignet ist, dessen Störunterdrückungsfähigkeit für eine sehr lange Zeitdauer auf einem gewünschten hohen Wert bleibt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist das Schaltbild einer typischen herkömmlichen Zündvorrichtung;

F i g. 2a ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines typischen Verteilers, bei dem das Verfahren angewendet wird;

F i g. 2b ist ein Schnitt entlang der Linie (b-b) in F ig. 2a;

Fig. 3-a ist eine perspektivische Ansicht von Elektroden für eine Funkenentladung;

F i g. 3-b ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeils h in

F ig. 3-a;

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

Fig.4-c ist ein Schnitt entlang der Linie c-c in Fig.3-b bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel der Elektroden für die Funkenentladung;

F i g. 5 ist eine graphische Darstellung von Veränderungen eines Stromflusses (in A), der bei einer Zündvorrichtung der sog. Kapazitätsentladestrom ist. in bezug auf dl·; Zeit (ns) bei einer Zündvorrichtung mit einer Schicht aus Material mit hohem elektrischen Widerstand und einer Zündvorrichtung ohne eine derartige Schicht;

F i g. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektrode eines Verteilerrotors und zeigt den ganzen Spitzenbereich, auf dem eine Schicht aus Material mit hohem elektrischen Widerstand ausgebildet worden ist;

Γ i g. 7-H und 7-V sind graphische Darstellungen von Veränderungen des Störfeldintensitätspeg Is (in dB) horizontaler Polarisation bzw. vertikaler Polarisation, die von einer herkömmlichen Zündvorrichtung und einer Zündvorrichtung nach der DE-OS 25 01 2473 und der DE-AS 25 28 409.7 erzeugt werden, unter Bezug auf eine Meßfrequenz (in MHz);

Fig.8 ist eine graphische Darstellung der Stör-Unterdrückungsfähigkeit eines Verteilers, bei dem das Oberflächenbehandlungsverfahren angewendet wurde.

Die F i g. 1 ist ein Schaltbild einer typischen herkömmlichen Zündvorrichtung, deren Aufbau auf einem bekannten Batterie-ZUndsystem beruht In der F i g. 1 wird Gleichstrom von dem positiven Anschluß einer Batterie B über einen Zündschalter SW, eine Primärwicklung P einer Zündspule / und einen Unterbrecherkontakt C zu dem ein Kondensator CD parallel geschaltet ist, zum negativen Anschluß der Batterie S geleitet Wenn synchron mit der Drehung der Kurbelwelle in der Brennkraftmaschine ein (nicht gezeigter) Verteilernocken dreht, öffnet und schließt er periodisch den Unterbrecherkontakt C Wenn der Unterbrecherkontakt C schnell öffnet, wird der durch die Primärwicklung P fließende Primär-Strom plötzlich unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt wird elektromagnetisch in einer Sekundärwicklung λ der Zündspule / eine hohe Spannung induziert Der induzierte Hochspannungssprung, der normalerweise 10 bis 3OkV beträgt, gelangt von der Sekundärwicklung S über ein Primär-Hochspannungskabel Li zu einem Mittelstück bzw. Mittelkontakt CP, der in der Mitte des Verteilers D angebracht ist Der Mittelkontakt CP ist elektrisch mit einem Verteilerrotor d verbunden, der mit einer mit der Kurbelwelle synchronisierten Drehumlaufgeschwindigkeit dreht. Unter der Annahme, daß die Maschine vier Zylinder hat, sind in dem Verteiler D vier ortsfeste Anschlüsse r in gleichen Abständen entlang eines Kreises angeordnet, der durch die Drehelektrode des Verteilerrotors d so definiert ist, daß zwischen dem Kreis und den Elektroden der ortsfesten Anschlüsse ein schmaler Spalt g verbleibt. Jedesmal, wenn die Elektrode des Verteilerrotors d einem dieser vier ortsfesten Anschlüsse r nahekommt, wird der induzierte Hochspannungssprung über den kleinen Spalt g an die ortsfesten Anschlüsse r weitergegeben. Danach gelangt der induzierte Hochspannungssprung von den ortsfesten Anschlüssen r weiter über ein jeweiliges Sekundär-Hochspannungskabel Li zu einer entsprechenden Zündkerze PL, an der eine Funkenentladung auftritt, mit der das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem entsprechenden Zylinder gezündet wird.

Es ist bekannt, daß oeim Auftreten einer Funkenentladung Störungen abgestrahlt werden. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, treten drei Arten von Funkenentladungen an jeweiligen drei Teilbereichen in der Zündvorrichtung auf. Eine erste Funkenentladung tritt an dem Unterbrecherkontakt C des Unterbrechers auf. Eine zweite Funkenentladung tritt an dem schmalen Spalt g zwischen der Elektrode des Verteilerrotors d und der Elektrode eines jeweiligen ortsfesten Anschlusses r auf.

Eine dritte Funkenentladung tritt an der Zündkerze PL auf. Bei unterschiedlichen Arten von Versuchen wurde festgestellt daß von den drei Funkenentladungsarten die zweite Funkenentladung, die an den schmalen Spalt £ zwischen der Elektrode des Verteilerrotors (/und der Elektrode des Anschlusses r auftritt im Vergleich zu den beiden anderen Funkenentladungsarten die stärksten Störungen abstrahlt, während die erste und die dritte Funkenentladung gewöhnlich mittels des Entstörkondensators und der Widerstands-Zündkerze unterdrückt werden können. Dies ist deshalb der Fall, weil die zweite Funkenentladung eine Funkenentladung mit außerordentlich schmaler Impulsbreite und einem außerordentlich starken Entladungsstrom ist Diese Funkenentladung strahlt die stärksten Störungen über die Hoch-

2^r> Spannungskabel L₁₂ und L₂ ab, die als Antennen wirken.

Obgleich die Gründe für die Entstehung einer Funkenentladung mit außerordentlich schmaler Impulsbreite und außerordentlich hohem Entladungsstrom schon in Einzelheiten in der DE-OS 24 30 419.6 erläutert

3» wurden, werden sie hier kurz zusammengefaßt In F i g. 1 tritt die Hochspannung aus dem induzierten Hochspannungssprung oder -stoß aus der Sekundärwicklung S an dem Verteilerrotor u nicht als Stufenwelle auf, sondern als eine Welle, bei der die

r> Spannung an dem Verteilerrotor d ansteigt und allmählich die Hochspannung mit einer Zeitkonstante erreicht deren Wert hauptsächlich durch die Schaltungskonstanten der Zündspule / und des primären Hochspannungskabels Li bestimmt ist. Wenn die an dem Verteilerrotor d auftretende Spannung ansteht und eine ausreichende Spannung erreicht hat, bewirkt sie eine Funkenentladung an dem Spalt g zwischen den Elektroden des Verteilerrotors dund des Anschlusses r, wobei zugleich die elektrische Ladung, mit der eine

*^r> verteilte Kapazität längs des primären Hochspannungskabels Li geladen war, über die bestehende Funkenentladung zu einer verteilten Kapazität längs des sekundären Hochspannungskabels L₂ gelangt was allgemein als Kapazitätsentladung bezeichnet wird.

ίο Danach tritt die sog. induktive Entladung auf. Wenn die Kapazitätsentladung auftritt, nimmt der Spannungswert entlang dem primären Hochspannungskabel Li momentan ab. Unmittelbar nach der Kapazitätsentladung steigt jedoch die Spannung an der Zündkerze PL allmählich

Ι") mit einer bestimmten Zeitkonstante an, so daß an der Zündkerze PL eine Funkenentladung entsteht, wenn die Spannung einen geeigneten Wert erreicht hat. Dadurch wird ein Zündablauf abgeschlossen. Demgemäß wird ein Funkenentladungsstrom, der über den kleinen Spalt g

w) fließt, in Übereinstimmung mit der Kapazitätsentladung bzw. der induktiven Entladung erzeugt. Bei den Entladungen wurden die stärksten Störungen mit besonders störenden hohen Frequenzen im Zusammenhang mit der Kapazitätsentladung festgestellt, bei der

b^r> Entladungsimpulse mit einer außerordentlich schmalen Impulsbreite und einem außerordentlich starken Entladungsstrom auftreten. Daher muß die Wellenform des Kapazitätsentladungsstronis in eint Wellenform mit

einer verhältnismäßig großen Impulsbreite und einem verhältnismäßig geringen Entladungsstrom umgesetzt werden. Dadurch werden mittels der vorstehend genannten Umsetzung der Kurvenform aufgrund des geglätteten bzw. gleichmäßigeren Kapazitätsentladungssircms schädliche Hochfrequenzkomponenten beträchtlich verringert. Zur Ausführung der vorstehend genannten Umsetzung der Kurvenform ist die Ablagerung von Material mit hohem elektrischem Widerstand an den Elektroden sehr wirkungsvoll.

In den F i g. 2-a und 2-b bezeichnet 1 einen (d in F i g. 1 entsprechenden) Verteilerrotor, während 2 einen (r in F i g. 1 entsprechenden) ortsfesten Anschluß bezeichnet. Die Elektrode des Verteilerrotors 1 und die Elektrode des Anschlusses 2 stehen einander mit einem kleinen zwischenliegenden Spalt g(¥ i g. 2-a) gegenüber.

Ein (CP in F i g. 1 entsprechendes) Mittelstück oder Mittelkontakt 3 berührt den inneren Endabschnitt des Verteilerrotors 1. Der induzierte Hochspannungssprung oder -stoß an der Sekundärwicklung 5(Fig. 1) gelangt über ein (L\ in F i g. 1 entsprechendes) primäres Hochspannungskabel 4 und den Mittelkontakt 3 zur Elektrode des Verteilerrotors 1. Eine Feder 6 drückt den Mittelkontakt 3 nach unten zu zu dem Verteilerrotor 1, wodurch zwischen diesen eine enge elektrische Verbindung hervorgerufen wird. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Elektrode des Verteilerrotors 1 gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig.2-b dem Anschluß 2 gegenübersteht, wird der Hochspannungssprung über eine Funkenentladung dem Anschluß 2 zugeführt und über ein (Lj in F i g. 1 entsprechendes) sekundäres Hochspannungskabel 7 an die entsprechende Zündkerze PL (Fig. 1) angelegt, wo in dem entsprechenden Zylinder das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird. Wenn der Verteilerrotor 1 in die durch die gestrichelte Linie in F i g. 2-b gezeigte Stellung dreht und die Elektrode des Verteilerrotors 1 dem nächsten Anschluß 2 gegensteht, wird der Hochspannungssprung über eine Funkenentladung dem nächsten Anschluß 2 zugeführt und über ein weiteres sekundäres Hochspannungskabel 7 an die nächste entsprechende Zündkerze PL (F i g 1) angelegt Auf diese Weise wird der Hochspannungssprung aufeinanderfolgend verteilt.

Die F i g. 3-a, 3-b und 3-c sind vergrößerte Ansichten der Elektroden des Verteilerrotors und des ortsfesten Anschlusses, bei denen das Oberflächenbehandlungsverfahren verwendet wird und die den Elementen innerhalb des durch strichpunktierte Linien dargestellten Kreises A in Fig.2-a entsprechen. In Fig.3-a bezeichnet 11 die Elektrode des Verteilerrotors 1, die mit diesem einstückig ausgebildet ist und T-förmig ist. Eine Stirnfläche 11' der Elektrode 11 steht einer Seitenfläche 2' (F i g. 3-c) des Anschlusses 2 über den Funkenentladungs-Spalt g gegenüber. Die Stirnfläche 11' sowie die Seitenfläche 2' wirken als Elektroden für die Funkenentladung. Das Bezugszeichen 30 (F i g. 3-c) bezeichnet eine Schicht aus Material mit hohem elektrischen Widerstand, die mittels des später im einzelnen beschriebenen Oberflächenbehandlungs-Verfahren ausgebildet ist Hierbei ist anzumerken, daß die Schicht aus elektrisch hochwiderstandsfähigem Material auch sowohl an der Seitenfläche 2' als auch der Elektrode 11 gemäß der Darstellung durch die Bezugszeichen 30 und 30' in Fig.4-c oder auch nur an der Elektrode bzw. Seitenfläche 2* allein ausgebildet sein kann. Demnach ist es möglich, elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschichten an der Elektrode 11 und/oder an der Elektrode bzw. Seitenfläche 2' auszubilden.

Die F i g. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Auswirkung der elektrisch hochwiderstandsfähigen Materialschicht im Hinblick auf die Verringerung des

ι Kapazitätsentladungsstroms zeigt. In der F i g. 5 bezeichnen die mit der ausgezogenen Linie e dargestellte Kurve und die mit der gestrichelten Linie ddargestellte Kurve die Veränderungen des Kapazitätsentladungsstroms beim Verwenden bzw. beim Fehlen der Schicht

id aus elektrisch hochwiderstandsfähigem Material. In der F i g. 5 sind die Koordinaten ein Kapazitätsentladungsstrom /in A und die Zeit in ns. Wie aus F i g. 5 ersichtlich ist, ist durch die Ausbildung der Schicht aus Material mit hohem elektrischen Widerstand an der Elektrode 11 und/oder der Seitenfläche 2' der maximale Kapazitätsentladungsstrom / beträchtlich verringert, während zugleich die Impulsbreite und die Anstiegszeit des Kapazitätsentladungsstroms erweitert bzw. verlängert sind. Damit kann durch das Aufbringen der elektrisch

in hochwiderstandsfähigen Materialschicht auf die Elektrode oder die Elektroden ein Kapazitätsentladungsstrom mit schädlichen Hochfrequenzkomponenten und daher stärker Störungsabstrahlung in einen Kapazitätsentladungsstrom umgesetzt werden, der nahezu keine schädlichen bzw. störenden Hochfrequenzkomponenten hat und daher nur geringe Störungen hervorruft.

Der Grund für die vorstehend beschriebene Umsetzung der Kapazitätsentladungsstrom-Kurvenform ist nicht bekannt, es ist jedoch möglich, daß an dem

jo Funkenentladungs-Spalt g zwischen der Elektrode 11 und der Seitenfläche 2' keine normale Entladung auftritt, da die dazwischenliegende elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschicht 30 (30') einen Eingriff darstellt, durch den der Entladungsstromfluß

j5 unterbrochen wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden allein durch das Anbringen der elektrisch hochwiderstandsfähigen Materialschicht in dem Funkenentladungs-Spalt g sowohl die Anstiegszeit als auch die Impulsbreite des Kapazitätsentladungsstroms erweitert, wodurch sowohl schädliche Hochfrequenzkomponenten als auch die damit verbundene starke Störabstrahlung an dem Kapazitätsentladungsstrom beseitigt werden können.

Die Schicht 30 aus Material mit hohem elektrischen Widerstand kann aus unterschiedlichen Arten von Metalloxiden hergestellt sein. Für die Schicht 30 ist vom wirtschaftlichen Standpunkt und im Hinblick auf die Störunterdrückungsfähigkeit der Schicht gemäß der vorstehenden Beschreibung CuO das beste Metalloxid Die elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschichi 30 wurde beispielsweise durch folgende Verfahrensvorgänge hergestellt Eine Elektrode 11 aus Messing odei Stahl (gemäß der Darstellung in den F i g. 3-a bis 4-c wurde mit Trichloräthylen gewaschen und die (in F i g. ί als gestrichelte Fläche 60 gezeigte) Fläche dei Elektrode zum Anbringen einer CuO-Schicht mittel; eines Schrot- bzw. Kugel-Strahlverfahrens gleichförmig aufgerauht Zur Verbesserung der Haftung zwischen dei Elektrode 11 und der aufzubringenden CuO-Schichi

ω wurde auf die Fläche 60 Teilchen-Nickelaluminid untei Verwendung eines Plasma-Lichtbogenaufschichtverfah rens aufgebracht Das Nickelalummid kann ein« Zusammensetzung von 80 bis 97 Gew.-% Ni und 20 bis 2 Gew.-% Al haben. Das geeignetste Nickelaluminic besteht im wesentlichen aus ungefähr 95,5 Gew.-% N und ungefähr 4,5 Gew.-% AL Unter Verwendung einei Plasmastrahlvorrichtung mit der Handelsbezeichnung METCO 3 MBT wurde feinpulverisiertes CuO auf die

Nickelaluminidschicht gespritzt und dann unter Kühlung der Oberfläche der Elektrode mit Argongas einem Plasmalichtbogen mit einem geeigneten Strom von beispielsweise 400 A ausgesetzt. Dadurch wurde eine Schicht 30 aus CuO mit hohem elektrischen Widerstand erzielt.

Der Verteiler mit dem gemäß der vorstehenden Beschreibung CuO-beschichteten Verteilerrotor wurde in ein herkömmliches Fahrzeug eingebaut und hinsichtlich des Störfeldintensitätpegels geprüft. Die Fig. 7-H und 7-V sind graphische Darstellungen, die die Vorteile des Verteilerrotors mit der CuO-Schicht gegenüber dem herkömmlichen Verteilerrotor ohne elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschicht zeigen; die Koordinaten in Fig.7-H zeigen eine Störfeldintensität in Horizontal-Polarisation bzw. die Frequenz, bei der die Störfeldintensität gemessen ist. Die Störfeldintensität ist in dB angegeben, wobei 0 dB der Störfeldstärke 1 μν/m entspricht, und die Frequenz ist in MHz angegeben. In Fig.7-V ist die Abszisse die gleiche wie diejenige in F i g. 7-H, während die Koordinate die Störfeldintensität der Wellen mit Vertikalpolarisation darstellt. Nach den Fig. 7-H und 7-V werden Messungen gemäß den ausgezogenen Linien gn, gvund den gestrichelten Linien fn fv jeweils bei einem Fahrzeug mit herkömmlichen Widerstands-Zündkerzen und Widerstands-Hochspannungskabeln in Verbindung mit der CuO-Schicht bzw. einem Fahrzeug erzielt, das nur die herkömmlichen Widerstands-Zündkerzen und Widerstands-Hochspannungskabel aufv/eist Aus den F i g. 7-H und 7-V ist deutlich ersichtlich, daß die von der Zündvorrichtung mit der CuO-Schicht erzeugte Störfeldintensität oder Störfeldstärke im Vergleich zu derjenigen bei einer herkömmlichen Zündvorrichtung beträchtlich verringert ist, so daß demgemäß ersichtlich ist, daß die CuO-Schicht die vorstehend genannten unerwünschten starken Störungen beträchtlich unterdrückt.

Es wurde jedoch festgestellt, daß die Störunterdrükkungsfähigkeit der CuO-Schicht allmählich abnimmt, wenn der Verteilerrotor mit der CuO-Schicht für eine sehr lange Zeitdauer in dem Fahrzeug in Betrieb ist Das heißt, nach den F i g. 7-H und 7-V nähern sich die durch die ausgezogenen Linien gn und gv dargestellten Kennlinien allmählich den durch die gestrichelten Linien /«bzw. fv dargestellten Kennlinien. Daher kann bei dem Betrieb des Verteilerrotors im Fahrzeug durch die CuO-Schicht eine gleichförmige Störunterdrückungsfähigkeit nicht über eine sehr lange Zeitdauer beibehalten werden.

Als Ergebnis unterschiedlicher Untersuchungen zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems der Verringerung der Störunterdrückungsfähigkeit wurde festgestellt, daß in der CuO-Schicht in einer Atmosphäre hoher Temperatur eine chemische Veränderung auftritt Die chemische Veränderung kann wie folgt beschrieben werden. Das CuO der CuO-Schicht ändert seinen chemischen Zustand in einer Atmosphäre hoher Temperatur wie beispielsweise einer solchen von ungefähr 1000⁰C gemäß der folgenden reversiblen chemischen Reaktion:

Für diese reversible chemische Reaktion ist anzumerken, daß Cu einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand hat, während Cu₂O auch einen verhältnismäßig niedrigen elektrischen Widerstand hat Daher kann sich die elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschicht 30 aus CuO aufgrund des Vorhandenseins von CuO oder Cu₂O in eine Materialschicht mit niedrigem elektrischem Widerstand verändern. Als Folge davon ändert sich der durch die ausgezogene Linie e dargestellte Kapazitätsentladungsstrom nach Fig.5, der nahezu keine störenden Hochfrequenzkomponenten hat, allmählich auf den durch die gestrichelte Linie d dargestellten Kapazitätsentladungsstrom, der schädliche bzw. störende Hochfrequenzkomponenten hat. Auf diese Weise wird die Störunterdrückungsfähigkeit allmählich verringert.

Die vorstehend genannte Atmosphäre hoher Temperatur wie einer solchen von ungefähr 1000⁰C, die eine chemische Reaktion umkehren kann, tritt zuerst während des Vorgangs auf, bei dem das feinpulverisierte CuO auf die Elektrode 11 (F i g. 3-c und 4-c) aufgesprüht wird und einem Plasma-Lichtbogen ausgesetzt wird. Eine derartige hohe Temperatur tritt wieder in dem Funkenentladungs-Spalt g(Fig.3-c und 4-c) auf, wenn bei Betrieb des Fahrzeugs eine Funkenentladung zwischen der Elektrode 11 und der Elektrode bzw. Seitenfläche 2' eines jeweiligen ortsfesten Anschlusses 2 auftritt.

Es wurden Versuche unternommen, bei denen ein Teil des CuO in der CuO-Schicht durch ein in einer Atmosphäre hoher Temperatur feuerfestes Material und elektrisch isolierendes Material ersetzt wurde.

Es wurde festgestellt, daß die Störunterdrückungsfähigkeit über eine sehr lange Zeitdauer auf einem gewünschten hohen Wert stabil gehalten werden kann, wenn die CuO-Schicht sowohl CuO als auch das feuerfeste und elektrisch isolierende Material enthält, die in einem besonderen vorbestimmten Mischungsverhältnis gemischt sind. Demgemäß weist die CuO-Schicht bei dem Verfahren zur Störunterdrückung-Oberflächenbehandlung feuerfestes und elektrisch isolierendes Material auf, das mit dem CuO in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis gemischt ist.

Gemäß den Versuchen ist das feuerfeste und elektrisch isolierende Material vorzugsweise aus den Stoffen Al₂O₃, SiO₂, Cr₂O₃ und MgO · Al₂O₃ zu wählen. Vom Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit und der chemischen Stabilität ist jedoch besonders Al₂O₃ als feuerfestes und elektrisch isolierendes Material geeignet. Die Stabilität bzw. Beständigkeit der Störunterdrükkungsfähigkeit ändert sich entsprechend dem Mischungsverhältnis zwischen CuO und dem gewählten feuerfesten und elektrisch isolierenden Material. Wenn als feuerfestes und elektrisch isolierendes Material Al₂O₃ gewählt ist so sind z.B. CuO und Al₂O₃ am vorteilhaftesten nach folgendem Gewichtsmischungsverhältnis zu mischen:

CuO: Al₂O₃ = 60:40

Wenn das Gewichtsmischungsverhältnis gleich
" CuO : Al₂O₃ = 90 :10

- ist durch das in der CuO-Schicht eine in bezug auf Al₂O₃ überschüssige Menge an CuO enthalten ist und bei dem die CuO-Schicht wie die herkömmliche CuO-Schicht als hauptsächlich aus CuO bestehend anzusehen ist dann kann die Störunterdrückungsfähigkeit nicht über einen sehr langen Zeitraum beibehalten werden. Wenn andererseits das Gewichtsmischungsverhältnis gleich

CuO: Al₂O₃ = 50:50
oder

CuO 1Al₂O₃ = 40:60

ist wodurch in bezug auf das CuO eine verhältnismäßig

übermäßige Menge an AI2O3 in der CuO-Schicht enthalten ist, dann erfolgt die Funkenentladung in dem Funkenentladungs-Spalt g (Fig. 3-c) nicht durch die elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschicht 30 (F i g. 3-c), d. h. die CuO-Schicht hindurch, sondern unter Überspringen der CuO-Schicht durch Luft hindurch. Folglich fließt der Funkenentladungsstrom direkt von der Elektrode 11 zu der Elektrode bzw. Seitenfläche 2' (F i g. 3-c). In diesem Fall wird keine Störunterdrükkungsfähigkeit erzielt, da der Funkenentladungsstrom nicht über die CuO-Schicht fließt. Zur Bestätigung wurde die Elektrode 11 entlang der Linie C-C (s. F i g. 3-b) aufgeschnitten und der Schnitt der CuO-Schicht mikroskopisch betrachtet, die unter Anwendung des vorgenannten Mischverhältnisse von

CuO : Al₂O₃ = 50 :50

ausgebildet war; dabei wurde festgestellt, daß in der CuO-Schicht die von dem CuO eingenommene Schnittfläche außerordentlich gering war, nämlich ungefähr 10 bis 20% der Gesamtschnittfläche. Es ist jedoch anzumerken, daß die beste Störunterdrückungsfähigkeit erzielt wurde, wenn CuO und AI2O3 in einem Mischungsverhältnis gemischt waren, das sehr nahe an einer Mischungsverhältnisgrenze lag, bei der die Funkenentladung nicht über die CuO-Schicht, sondern unter Überspringen der CuO-Schicht erfolgt. Daher ist gemäß der vorstehenden Beschreibung das Mischungsverhältnis

CuO : Al₂O₃ = 60 :40

am besten geeignet.

Beispiel

Eine Elektrode 11 (Fig.3-a und 3-b) aus Messing wurde mit Trichloräthylen gewaschen und die (in F i g. 6 als gestrichelte Fläche 60 gezeigte) Fläche der Elektrode für das Aufbringen einer Schicht aus elektrisch hochwiderstandsfähigem Material wurde unter Anwendung eines Schrotspritzverfahrens gleichförmig aufgerauht Auf die Fläche 60 wurde unter Anwendung eines Plasmalichtbogen-Beschichtungsverfahrens Nickelaluminid (METCO Nr. 450) aus im wesentlichen 95,5 Gew.-°/o Ni und 4,5 Gew.-% Al zur Bildung einer Beschichtung von 0,05 bis 0,1 mm Stärke aufgebracht, um die Haftung zwischen der Elektrode 11 (Fig.3-c) und der aufzubringenden elektrisch hochwiderstandsfähigen Materialschicht zu verbessern. Andererseits wurden feinpulverisiertes CuO in einer Siebung von ungefähr 40 bis 100 μπι und feinpulverisiertes AI2O3 in einer Siebung von ungefähr 40 bis 100 μπι in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis, nämlich zu

CuO: Al₂O₃ = 60:40

gemischt Darüber hinaus wurden das feinpulverisierte CuO und AI2O3 unter Verwendung eines Pulvermischers gleichförmig vermengt Danach wurde unter Verwendung einer Sprühvorrichtung (mit der Handelsbezeichnung METCO 3 MBT) mittels eines Plasmalichtbogen-Beschichtungsverfahrens eine 0,1 bis 0,5 mm starke Schicht des gemischten CuO und Al₂O₃ auf die Fläche 60 aufgebracht, wobei zuerst das Gemisch aus dem feinpulverisierten CuO und AI2O3 auf die Fläche 60 ausgesprüht und dann diese Beschichtung einem Plasmalichtbogen mit 400 A ausgesetzt wurde, während die Oberfläche der Elektrode 11 mit Luft gekühlt wurde. Dadurch wurde auf der Elektrode die elektrisch hochwiderstandsfähige Materialschicht 30 (Fig.3-c) aus einem Gemisch von CuO und AI₂O₃ hergestellt.

Der entsprechend diesem Oberflächenbehandlungsverfahren hergestellte Verteiler wurde in ein herkömmliches Fahrzeug eingebaut und im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit der Störunterdrückungseigenschaften über eine lange Zeitdauer geprüft.

Die Ergebnisse der Prüfungen sind in der graphischen Darstellung von F i g. 8 gezeigt. In der F i g. 8 bezeichnet die Ordinate eine kumulative oder Sammelmeßmenge in Prozent, während die Abszisse einen relativen Stromwert in dB bezeichnet, wobei 0 dB einem vorbestimmten Bezugswert des Kapazitätsentladungsstroms entspricht (s. F i g. 5). Während der vorbestimmte Bezugswert des Kapazitätsentladungsstroms zu 1,8 A gewählt wurde, entspricht der Wert —10 dB ungefähr einem Drittel und der Wert +1OdB ungefähr dem Dreifachen des vorbestimmten Bezugswerts. Entsprechend der Ordinate der graphischen Darstellung wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens unterschiedlicher Werte des Kapazitätsentladungsstroms in Prozent ausgedrückt, wobei diese Wahrscheinlichkeit dadurch errechnet wird, daß die Sammelmeßmenge für Meßwerte für beispielsweise 1000 gleichmäßige Funkenentladungen zwischen der Elektrode 11 und der Seitenfläche 2' (Fig.3-c) herangezogen wird. Nichtkumulative Meßwerte bzw. Einzelmeßwerte sind im allgemeinen entsprechend der sog. Normalverteilung · «rteilt. Wenn eine in der graphischen Darstellunr nach F i g. 8 gezeigte Kennlinie einen steilen Anstieg hat und weiter links in der graphischen Darstellung liegt, dann stellt die Kennlinie eine geringe Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Kapazitätsentladungsstroms mit großer Amplitude dar. Zugleich stellt eine derartige Kurve eine große Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Kapazitätsentladungsstrom kleiner Amplitude dar. Demgemäß ist der Verteiler mit der vorstehend beschriebenen Kennlinie der geeignetste Verteiler für das Einhalten einer beständigen Störunterdrückungsfähigkeit über eine ausgedehnte Zeitdauer hinweg. In der F i g. 8 zeigt die durch eine gestrichelte Linie dargestellte Kurve F die Kennlinie, die bei einem Verteiler erzielt wird, der einen Rotor mit einer CuO-Schicht ausschließlich aus CuO enthält während die durch eine ausgezogene Linie dargestellte Kurve G die Kennlinie darstellt die mittels eines Verteilers erzielt wird, der einen Rotor mit einer CuO-Schicht aufweist die gemäß einem Ausführungsbeispiel des Oberflächenbehandlungsverfahrens ein Gemisch aus CuO und Al₂O₃ enthält. Wie aus der graphischen Darstellung Fig.8 ersichtlich ist hat die Kurve G für das Oberflächenbehandlungsverfahren einen steileren Anstieg als die Kurve F; weiterhin liegt die Kurve G als ganze weiter links in der graphischen Darstellung als die Kurve F. Daher kann gemäß der vorstehenden Erläuterung die CuO-Schicht nach dem Oberflächenbehandlungsverfahren eine gleichförmige und gute Störunterdrückungsfähigkeit über eine sehr lange Zeitdauer beibehalten.

Bei dem vorstehenden Beispiel war das Gewichtsmischungsverhältnis zu

CuO 1Al₂O₃ = 60:40

gewählt Gemäß den Versuchen kann das Gewichtsmischungsverhältnis zu

CuOrAl₂O₃ = 70:30 (1)

CuOrAl₂O₃ = 80:20 (2)

gewählt werden. Die CuO-Schicht mit dem vorstehend

genannten Mischungsverhältnis (1) oder (2) ist gleichfalls zur Einhaltung der beständigen und guten Störunterdrückungsfähigkeit über eine sehr lange Zeitdauer geeignet. Die Wirksamkeit der CuO-Schichten gemäß dem Mischungsverhältnis (1) und (2) ist jedoch verhältnismäßig geringer als diejenige der bei dem vorstehend genannten Beispiel genannten CuO-Schicht. Ferner wurde bei dem vorstehend genannten Beispiel als feuerfestes und elektrisch isolierendes Material Al₂O₃ gewählt. Es ist anzumerken, daR statt dessen auch SiO₂, MgO ■ Al₂Oj od. dgl. verwendet werden kann.

Die CuO-Schicht mit CuO und SiO₂ hat die gleiche Wirksamkeit hinsichtlich der Einhaltung der gleichförmigen und guten Störunterdrückungsfähigkeit wie die bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel genannte CuO-Schicht, wobei das Gewichtsmischungsverhältnis

:uO:.SiO₂ = 60:40

gewählt wurde und das feinpulverisierte CuO und SiO₂ mit einer jeweiligen Siebung von weniger als 100 μηι gleichförmig vermengt und unter Verwendung eines Plasmalichtbogen-Beschichtungsverfahrens auf die Fläche 60 (F i g. 6) aufgespritzt wurden.
Ferner kann eine CuO-Schicht mit CuO sowie

MgO · AI2O3 anstelle des AI2O3 als feuerfestes und elektrisches Isoliermaterial verwendet werden. Diese CuO-Schicht hat die gleiche Wirksamkeit hinsichtlich der Einhaltung der stabilen und guten Störunterdrükkunarsfähigkeit wie die CuO-Schicht mit CuO und A1₂O3 gemäß dem vorstehend genannten Beispiel, wobei das Gewichtsmischungsverhältnis zn

CuO : MgO · AI₂O₃ = 80 : 20

gewählt wurde und feinpulverisiertes CuO und MgO · AI2O3 mit einer jeweiligen Siebung von weniger als 150μπι gleichförmig vermischt und unter Anwendung eines Plasmalichtbogen-Beschichtungsverfahrens auf die Fläche 60 (F i g. 6) aufgespritzt wurden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann mit dem Oberflächenbehandlungsverfahren zur Störunterdrükkung die schädliche Auswirkung, bei der die ausschließlich aus CuO gebildete CuO-Schicht in einer Atmosphäre hoher Temperatur von über 1000⁰C chemisch verändert wird und Cu und/oder CuO₂ ergibt, (die beide einen verhältnismäßig geringen elektrischen Widerstand zeigen), dadurch ausgeschaltet werden, daß der CuO-Schicht in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis ein feuerfestes und elektrisch isolierendes Material zusätzlich hinzugefügt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Störunterdrückungs-Oberflächenbehandlung wenigstens einer Elektrode an einem Verteilerrotor und/oder einem jeweiligen ortsfesten Anschluß in einem Zündverteiler einer Brennkraftmaschine, bei dem auf die Oberfläche der Elektrode unter Anwendung eines Spritzbeschichtungsverfahrens feinpulverisiertes Metalloxid mit hohem elektrischen Widerstand aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dein feinpulverisierten Metalloxid in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis feinpulverisiertes feuerfestes und elektrisch isolierendes Material hinzugefügt is wird, das feinpulverisierte Metalloxid um? das feinpulverisierte feuerfeste und elektrisch isolierende Material gleichförmig miteinander gemischt werden und dann unter Anwendung des Spritzbeschichtungsverfahrens auf die Oberfläche der Elektrode aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinpulverisierte Metalloxid CuO ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Pi Gew.-% des feinpulverisierten CuO und P₂ Gew.-°/o des feinpulverisierten feuerfesten elektrisch isolierenden Materials unter den Bedingungen PiH-P₂=IOO, 80>Piä60 und 40^P₂>20 miteinander gleichmäßig vermischt und auf die in Elektrode aufgebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinpulverisierte feuerfeste und elektrisch isolierende Material AI2O3 ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch i^r> gekennzeichnet, daß das feinpulverisierte feuerfeste und elektrisch isolierende Material SiO₂ ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinpulverisierte feuerfeste und elektrisch isolierende Material MgO · AI₂O3 ist. 4«