DE1194931B - In die Hochspannungsleitungen von Zuendanlagen fuer Otto-Motoren eingeschalteter Daempfungs-zweipol - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04b

Deutsche Kl.: 21 a4 - 76

Nummer: 1194 931

Aktenzeichen: B 51740IX d/21 a4

Anmeldetag: 14. Januar 1959

Auslegetag: 16. Juni 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen in die Hochspannungsleitungen von Zündanlagen für Otto-Motoren eingeschalteten Dämpfungszweipol, durch den die von den Funkenstrecken in diesen Anlagen ausgehenden Hochfrequenzschwingungen unterdrückt werden, welche Störungen in Geräten der drahtlosen Nachrichtenübermittlung und Bildübertragung verursachen.

Es ist bekannt, die von den Zündanlagen der Otto-Motoren ausgehenden Störwellen für Radio- und Fernsehapparate entweder durch metallische Umhüllung (Abschirmung) unschädlich zu machen oder aber durch in ihre Hochspannungsleitungen eingebaute induktivitätsfreie Hochohmwiderstände, welche die Störwellen dämpfen. Von diesen beiden Methoden ist die Abschirmung überaus aufwendig, da eine lückenlose metallische Umhüllung sehr schwer herzustellen ist. Sie kommt daher nur für spezielle Zwecke in Frage. Verbreitet ist dagegen die zweite Methode, die auf der Verwendung von Widerständen beruht, die in die Hochspannungsleitungen der Zündanlagen eingeschaltet werden. Widerstände dieser Art mit einem Widerstandswert von 10 000 bis 20 000 Ohm werden in der Regel in jede Hochspannungsleitung einer Zündanlage eingeschaltet. Wegen ihrer hohen Widerstandswerte haben sie aber den Nachteil, daß sie die Zündstromkreise belasten und zu einer Schwächung der Zündenergie führen. Besonders bei hochverdichteten Brennkraftmaschinen können dadurch Zündungsaussetzer verursacht werden, denen lediglich durch eine ganz unerwünschte Leistungssteigerung der Zündanlagen entgegengewirkt werden könnte.

Während nun bisher angenommen wurde, daß die von den Zündanlagen der Otto-Motoren ausgehenden Störwellen — abgesehen von der Abschirmung der Anlagen — nur durch möglichst hochohmige in die Hochspannungsleitungen eingeschaltete Widerstände unschädlich gemacht werden könnten, ergaben neuere Untersuchungen, daß dies mindestens nicht für alle Frequenzbereiche, sondern lediglich für Störwellen des Mittel- und Langwellenbereichs zutrifft, denn für die höheren Frequenzen des durch die Funken angeregten Frequenzspektrums werden die Widerstände durch die ihnen anhaftende natürliche Kapazität überbrückt und verlieren schließlich ihre Dämpfungseigenschaft.

Eine auch im Bereich ultrakurzer Störwellen gute Entstörwirkung ergibt sich dagegen bei Verwendung eines in die Hochspannungsleitungen der Zündanlagen eingeschalteten Dämpfungszweipols, der gemäß der Erfindung aus mindestens einer auf einen In die Hochspannungsleitungen von Zündanlagen für Otto-Motoren eingeschalteter Dämpfungszweipol

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Leo Kirchgessner, Stuttgart

Isolierstoffträger aufgewickelten Hochfrequenzdrossel besteht, deren Induktivität mit ihrer Eigenkapazität auf eine kurzwellige, im Bereich der zu entstörenden Empfangsfrequenz liegende Resonanzfrequenz abgestimmt ist und die aus einem Widerstandsdraht gewickelt ist, der einen die Unterdrückung langwelliger Störfrequenzen bewirkenden ohmschen Widerstand von etwa 1000 Ohm hat. Unter der Eigenkapazität der Drosselspule ist dabei die konzentrierte Kapazität der Spule zwischen dem Anfang und dem Ende ihrer Wicklung zu verstehen.

Die Verwendung nicht induktivitätsfreier Drahtwiderstände wurde bisher dann als vorteilhaft angesehen, wenn es gelänge, die Widerstände so zu bemessen, daß ihre Induktivität mit den konstruktiv sich ergebenden Kapazitätsverhältnissen einen mehrgliedrigen Tiefpaß ergäbe, der besonders die Störfrequenz im UKW-Bereich zusätzlich dämpfe.

Ein derartiger Tiefpaß besteht jedoch aus einer Leitung mit verteilter Induktivität und Kapazität gegen Masse (Erde), d. h. aber aus einer Siebkette, bei der eine Resonanzabstimmung überhaupt nicht möglich ist.

Die wichtigsten Frequenzbereiche, in denen ein von Zündungsstörungen freier Empfang sicherzustellen ist, ist Band II (UKW-Rundfunkband, 87 bis 100 MHz) und Band III (Fernsehen 174 bis 216MHz). Je nach den von Fall zu Fall gestellten Forderungen sind die Dämpfungsglieder auszulegen. Zu bevorzugter Störbefreiung des Rundfunkbandes II ist z. B. ein Dämpfungszweipol mit einer Resonanz bei etwa 90MHz in die Hochspannungsleitungen der Zündanlagen einzuschalten. Die Störwellen für die langwelligeren Bereiche, in denen die Induktivität der Drosselspule nicht wirksam ist (KW, MW, LW), werden dadurch mit demselben Dämpfungszweipol unschädlich gemacht, daß die

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Drosselspule einen genügend großen ohmschen Widerstand erhält. Versuche haben ergeben, daß dies in der Regel mit einem reellen Widerstand von etwa 1000 Ohm zu erreichen ist, das ist mit einem Widerstandswert, durch welchen die Zündenergie der Zündanlagen noch nicht merklich geschwächt wird. Ein derartiger Dämpfungszweipol wird zweckmäßig in der Nähe der die Schwingungen erzeugenden Funken in die Leitungen eingeschaltet und beispielsweise in die Zündkerzen selbst, in einen Zündkerzenstecker oder in den Verteilerläufer einer Zündanlage eingesetzt. Unter Umständen kann es zweckmäßig oder notwendig sein, zwei oder gar drei gleichartige Dämpfungszweipole an verschiedenen Stellen in die Hochspannungsleitungen der Zündanlagen einzuschalten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Dämpfungszweipol für das UKW-Band Π und

F i g. 2 einen Dämpfungszweipol, der auf das UKW-Band II und das Fernsehband III abgestimmt ist; in

F i g. 3 ist schließlich die Resonanzkurve des Dämpfungszweipols nach F i g. 2 dargestellt.

Der Dämpfungszweipol nach F i g. 1 ist zum Einbau in einen Verteilerläufer einer Hochspannungszündanlage für mehrzylindrige Otto-Motoren bestimmt.

Er besteht aus einem 5 mm dicken Keramikkörper mit einer Dielektrizitätskonstante von 6, auf dessen Enden Anschlußkappen 10, 11 aufgepreßt sind. Die Eigenkapazität des Keramikkörpers mit den beiden Anschlußkappen wurde einschließlich eines Zuschlags für die Streukapazität und die Kapazität der Drahtwicklung zu 0,12 pF berechnet. Mit einer Wicklungsinduktivität von 26 μΆ kann der Dämpfungszweipol auf eine Resonanzfrequenz gebracht werden, die etwa in der Mitte des UKW-Bereichs liegt, woraus eine Windungszahl von rund 170 für den Dämpfungszweipol errechnet werden kann. Mit dieser Windungszahl ist die auf den Keramikträger aufgewickelte Wicklung 12 ausgeführt, die sich über eine Länge von 17 mm zwischen den beiden Kappen 10 und 11 erstreckt, einen ohmschen Widerstand von 1000 Ohm aufweist und aus einem 0,04 mm dicken Widerstandsdraht mit einem spezifischen Widerstand von 0,5 Ohm

mm"
m

hergestellt

ist.

Mit einem Dämpfungszweipol dieser Art konnte eine voll befriedigende Entstörwirkung im UKW-Bereich erzielt werden. Dabei bewirkt der vorgesehene ohmsche Widerstand von 1000 Ohm gleichzeitig eine wirksame Störbefreiung im kurzen, mittleren und langen Wellenbereich.

Für die Wirkung eines auf die Resonanzfrequenz des zu entstörenden Wellenbereichs eingestellten Dämpfungszweipols ist es ausschlaggebend, daß seine Güte, die durch das Verhältnis

gekennzeichnet ist, größer als 1, beispielsweise 2 bis 10, vorzugsweise 5 ist

In ähnlicher Weise wie für den UKW-Bereich II kann auch ein Dämpfungszweipol für den Fernsehbereich III entwickelt werden. Da im allgemeinen die Kapazität des Widerstandsträgers durch seine Abmessungen und die Anschlußkappen festliegt, muß in jedem Fall von dem genau festzustellenden Kapazitätswert dieser Bauelemente ausgegangen werden, da er für die Festlegung der Induktivität und damit der Windungszahl des Dämpfungszweipols bestimmend ist.

Schwieriger ist es, einen Dämpfungszweipol zu bauen, der eine auf den UKW-Bereich II und außerdem eine auf den Fernsehbereich III abgestimmte Resonanz hat. Dies kann z. B. durch zwei auf je einen der beiden Bereiche abgestimmte Dämpfungszweipole erreicht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, auf einen Tragkörper eine Drahtwicklung so aufzuteilen, daß Teilresonanzen entstehen, von denen je eine auf einen der zu entstörenden Frequenzbereiche abgestimmt ist.

Ein Dämpfungszweipol dieser Art ist in F i g. 2 dargestellt. Es ist zum Einbau in einen Zündkerzenstecker geeignet. Auf einen keramischen Träger 13 ist in diesem Fall eine Drahtwicklung 14 aus siebzig Windungen und in einem Abstand davon eine Drahtwicklung 15 aus siebenundzwanzig Windungen aufgewickelt. Die galvanische Verbindung zwischen den Wicklungen 14 und 15 ist dabei durch drei weit auseinandergezogene Windungen der Spule hergestellt. Die Enden der beiden Wicklungen liegen an auf den Keramikkörper 13 aufgepreßten Anschlußkappen 16 und 17, an denen einerseits eine Schraube 18 mit Holzschraubengewinde zum Eindrehen in die Seele eines Zündkerzenanschlußkabels und andererseits eine Anschlußbüchse 19 zum Aufstecken auf eine Zündkerze befestigt ist.

Die gegenüber dem Dämpfungszweipol nach Fig. 1 größeren Massen in Gestalt der Teile 18 und 19 bedingen eine wesentlich größere natürliche Kapazität dieses Dämpfungszweipols. Dementsprechend sind die Windungszahlen, die erforderlich sind, um die Resonanzfrequenz beispielsweise auf den Frequenzbereich des UKW-Bandes II abzustimmen, kleiner als bei dem Dämpfungszweipol nach Fig. 1.

Die Resonanzkurve des Dämpfungszweipols nach Fig. 2 mit zweiteiliger Spulenwicklung ist in Fig. 3 abgebildet. Sie zeigt drei Dämpfungsmaxima (db) bei 95, 137 und 200MHz. In die Ausbildung des im UKW-Frequenzbereichs II liegenden Maximums von 95 MHz geht dabei die volle Zahl von siebenundneunzig der auf den keramischen Träger 13 aufgewickelten Drahtwindungen ein, die bei 137 und 200MHz liegenden Teilresonanzen kommen dagegen unter dem Einfluß der Teilwicklungen 14 bzw. 15 zustande. Wesentlich für diese Anordnungen sind zwar nur die Resonanzen im Band II und III, während die Resonanz bei 137 MHz zwangläufig mit der Aufteilung der Drahtwicklung in Teilwicklungen 14, 15 verbunden ist. Sie hat eine zusätzliche Dämpfung in einem Zwischenbereich zur Folge, der beispielsweise von Flugdiensten benutzt wird.

Eine Kurvenform gemäß F i g. 3 kann natürlich auch unter Verwendung von auf zwei getrennte Keramikträger aufgewickelten Dämpfungszweipolen erzielt werden. In diesem Fall müßte auf den einen Keramikträger die Resonanzwicklung für die höhere Frequenz aufgewickelt sein, die zusammen mit der auf den anderen Keramikträger aufgewickelten Wicklung auf den niedrigeren zu entstörenden

Wellenbereich abzustimmen wäre. Auch in diesem Fall liegt zwischen den beiden Bereichen ein nicht unmittelbar augenutztes Maximum. Unter Umständen kann es einfacher sein, das aus der Gesamtwindungszahl der Dämpfungszweipole resultierende Dämpfungsmaximum in einen niedrigeren Frequenzbereich als denjenigen des UKW-Bandes II zu legen. In diesem Fall ist das UKW-Band durch die Teilresonanz der größeren Windungszahl entstört, während der höhere Frequenzbereich die Teilresonanz der kleineren Windungszahl enthält.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. In die Hochspannungsleitungen von Zündanlagen für Otto-Motoren eingeschalteter Dämpfungszweipol, durch den die von den Funkenstrecken in diesen Anlagen ausgehenden Hochfrequenzschwingungen unterdrückt werden, welche Störungen in Geräten der drahtlosen Nachrichtenübermittlung und Bildübertragung verursachen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mindestens einer auf einen Isolierstoffträger aufgewickelten Hochfrequenzdrossel besteht, deren Induktivität mit ihrer Eigenkapazität auf eine kurzwellige, im Bereich der zu entstörenden Empfangsfrequenz liegende Resonanzfrequenz abgestimmt ist und die aus einem Widerstandsdraht gewickelt ist, der einen die Unterdrückung langwelliger Störfrequenzen bewirkenden ohmschen Widerstand von etwa 1000 Ohm hat.

2. Dämpfungszweipol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Resonanzfrequenz das Verhältnis -^- = 2 bis 10, vorzugsweise 5 ist.

3. Dämpfungszweipol nach den Ansprüchen 1 ίο und 2, gekennzeichnet durch einen aus Draht auf einen keramischen Isolierkörper aufgewickelten Widerstand von 1000 Ohm mit einer Eigenkapazität von 0,12pF und einer Induktivität von 26 μΗ.

4. Dämpfungszweipol nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei auf getrennte Träger aufgewickelte Spulen, von denen jede auf einen zu entstörenden Frequenzbereich abgestimmt ist.

5. Dämpfungszweipol nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch auf einen Träger aufgewickelte Teilspulen, die auf in die zu entstörenden Frequenzbereiche fallende Teilresonanzen abgestimmt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 754 890, 827 809,

410, 885 330;

»Funkentstörung« von Friedrich Seelemann,

Berlin, Darmstadt, 1954, S. 479.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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