DE2503352B2 - Zuendverteiler und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündverteiler mit einer umlaufenden Elektrode an einem Verteilerläufer mit einem Überzug und feststehenden Elektroden und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Verteilerläufer, der dahingehend behandelt ist, daß die vom Zündverteiler erzeugten elektromagnetischen Störwellen, also das Rauschen unterdrückt wird. Im folgenden wird statt elektromagnetischer Störwellen einfach vom Rauschen gesprochen.

Bekannterweise erzeugt :in in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug od. dgl. vorgesehener Zündverteiler durch die bei hohen Geschwindigkeiten periodisch erzeugten Funkentladungen ein Rauschen, das sich dem drahtlosen Rundfunk- und Fernsehempfang, verschiedenen Arten der Kommunikation usw. überlagert.

Dieses Rauschen wird deswegen ein immer ernsteres Problem, weil die neuere Tendenz dahin geht, in einer Zündvorrichtung mit Hilfe eines großen Stromes innerhalb kurzer Zeil eine starke Funkenentladung zu erzeugen, um die Abgase zu reinigen.

Es wurden deshalb bisher verschiedene Vorschläge für Mittel zur Rauschunterdrückung gemacht, jedoch sind nur wenige von ihnen wegen ihrer hohen Kosten in der Massenproduktion von Fahrzeugen oder wegen ihres schlechten Betriebsverhaltens in die Praxis umgesetzt worden. Bei einem typischen der wenigen obenerwähnten Mittel zur Rauschunterdrückung, das in der Praxis verwendet wurde, ist die Oberfläche mindestens einer der Funkenelektroden, die am Verteilerläufer bzw. an einem seitlichen Kontakt vorgesehen sind und die einander gegenüberliegen und eine Funkenstrecke des Zündverteilers bilden, zusätzlich mit einem Überzug aus sehr widerstandsfähigem Material gebildet Beispielsweise besteht der Verteilerläufer aus einer Siliziumplatte, deren Oberfläche mit einem Überzug aus sehr widerstandsfähigem Material oder aus einem Siliziumoxyd gebildet ist das die Siliziumplatte selbst überzieht Oder aber es sind der Verteilerläufer und der seitliche Kontakt jeweils aus Messing oder einer widerstandsfähigen Invarlegierung od. dgL und es ist die Oberfläche jeder der betreffenden Zündelektroden des Verteilerläufers und des seitlichen Kontakts mit Hilfe eines Sprühverfahrens mit einem widerstandsfähigen Material versehen, wie beispielsweise Kupferoxyd, Aluminiumoxyd, einer widerstandsfähigen Invarlegierung od. dgl. (DT-OS 25 01 247).

Von den obenerwähnten Beispielen ist Silizium im Hinblick auf die Eigenschaft der Rauschunterdrückung das über'egen&te. Silizium hat jedoch die Nachteile, daß es sehr teuer für die Massenherstellung von Fahrzeugen ist und daß es eine Nachbehandlung erfordert, um einen Überzug eines Siliziumoxyds als sehr widerstandsfähiges Material zu bilden. Während ein Verteilerläufer, auf welchem Kupferoxyd usw. mittels Sprühen abgelagert ist, wirtschaftlich praktikabel ist, bestehen andere Nachteile darin, daß ein solcher besprühter Verteilerläufer einem solchen mit einer Siliziumplatte im Hinblick auf den Effekt der Rauschunterdrückung unterlegen ist, daß die Oberfläche eines solchen besprühten Verteilerläufers eine Sand- oder Kugelstrahl-Behandlung erfordert und des weiteren die Ablagerung durch Aufsprühen eines Nickeleloxals (aluminHe) od. dgl. als Grundlage erfordert, damit die Haftfähigkeit vor der Sprühbehandlung mit Kupferoxyd od. dgl. erhöht wird, und daß bei der zu schaffenden Funken- bzw. Entladestrecke die Dicke des aufgesprühten Materials in Betracht gezogen wird, welche einige Millimeter ausmacht.

Es ist deshalb zur Lösung der vorstehend genannten Probleme eine: Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verteilerläufer für einen Zündverteiler zu schaffen, der für die Massenherstellung geeigneter, weniger aufwendig als die herkömmlichen und diesen im Hinblick auf die Rauschunterdrückung überlegen ist, wobei die gute Eigenschaft von Silizium bei der Rauschunterdrückung und die Wirtschaftlichkeit von Messing od. dgl. zu berücksichtigen ist. Ferner soll ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zu dessen Herstellung geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht, teilweise geschnitten, eines herkömmlichen Zündverteilers,

F i g. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf den Teil gemäß Kreis A der Fig. 1 bei Anwendung der vorliegenden Erfindung,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch F i g. 2, F i g. 4 eine perspektivische Ansicht der F i g. 2,

Fig.5 «inen Schnitt, in schematischer Darstellung einer Siuzhim-Ionen-Plattier- bzw. Galvanisiervorrichtung,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht der in der Vorrichtung nach Fi g. 5 angeordneten Verteilerläu^rer

F i g. 7 ein Schaubild, in welchem die Eigenschaft der Rauschunterdrückung eines Verteilerläufers gemäß vorliegender Erfindung mit derjenigen eines herkömmliehen verglichen wird, und

Fig.8 ein Schaubüd, das die Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verteilerläufers bei unterschiedlicher Dicke des Siliziumauftrags darstellt.

Gemäß Fig.l weist ein Verteiler 1 einen Verteilerläufer 2, der sich zusammen mit einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine dreht, und eine Vielzahl seitlicher, feststehender Elektroden 3 auf, die dem geometrischen Ort der Rotation des Verteilerläufers 2 unter Zwischenschalten einer Entlade- oder Funkenstrecke benachbart angeordnet sind. Die F i g. 2 bis 4 zeigen den Teil des Kreisausschnittes A der F i g. 1 vergrößert und detailliert, wobei jedoch die vorliegende Erfindung an diesem Teil verwendet wird. Ein Siliziumüberzug 5 von etwa 5-15 μ Dicke wird über der Oberfläche des Verteilerläufers 2 oder nur über der Oberfläche eines Zündelektrodenteils 4 am Endteil des Verteilerläufers 2 gebildet. Ein ausreichendes Betriebsverhalten erhält man dann, wenn der Siliziumüberzug 5 auf der Oberfläche der Zündelektrode 4 des Verteiler- !äufers 2 gebildet ist. Auch wenn der Siliziumüberzug 5 nur auf der Oberfläche der Zündelektrode 4 gebildet ist, ist es für ein gutes Betriebsverhalten ausreichend, den Siliziumüberzug 5 hauptsächlich über der Oberfläche 6. die den seitlichen Elektroden 3 gegenüberliegt, und nur 3.«, noch über den Teilen der betreffenden Oberflächen 7 und 7' zu bilden, die senkrecht zur Oberfläche 6 angeordnet und dieser benachbart sind. Als Material, aus dem der Verteilerläufer 2 besteht, kann ein gemeinhin verwendttes, gut elektrisch leitendes Material, wie beispielsweise Messing, Stahl od. dgl. verwendet werden.

Die Bildung eines Siliziumüberzugs 5 über der Oberfläche des Verteilerläufers 2 kann nrt Hilfe eines noch zu erläuternden Ionenplattier- bzw. -galvanisier-Verfahrens erreicht werden.

Nach einem leichten Waschen mit Trichloräthylen od. dgl. wird eine g-oße Anzahl von Verteilerläufern 2 mit Hilfe einer Tragstange 9 od. dgl. dicht nebeneinander in einen Vakuumbehälter 8 gehängt, wie in Fig.5 dargestellt. Gleichzeitig wird ein Siliziumklumpen 10 hoher Reinheit bzw. eine bestimmte Menge reinen Siliziums in einem bestimmten Abstand von den Oberflächen 6 der Zündelektroden 4 dei Verteilerläufer 2 und diesen gegenüberliegend angeordnet. Nachdem im Behälter 8 mit Hilfe einer Absaugvorrichtung 13 ein Vakuum erzeugt worden ist, wird Argongas od. dgl. in den Vakuumraum des Behälters 8 über eine Gaszufuhrvorrichtung 14 eingeleitet, wobei eine inaktive Gasatmosphäre aus Argongas od. dgl. von etwa 10~³Torr geschaffen wird. Eine Vorspannung von einigen kV wird zwischen dem Behälter 8, der, um ein Nullpotential zu erhalten, geerdet wird, und den Verteilerläufern in solcher Weise angelegt, daß der Behälter als positive Elektrode und die Verteilerläufer als negative Elektrode wirken.

Auf diese Weise wird eine Glimmentladung erzeugt und das inaktive Argongas od. dgl. zu positiven Ionen ionisiert, welche auf die Oberfläche der Verteilerläufer 2 fliegen, die auf negativem Potential gehalten werden.

Die Oberfläche jedes Verteilerläufers 2 wird durch die Ionen um etwa einige Angström pro Minute abgerieben. Wenn sich irgendein Oxyd auf deren Oberfläche festgesetzt hat, wird dabei der mit dem Oxyd versehene Teil mit Hilfe der Ionen des inaktiven Gases vollkommen abgeriebea Eine Korrosion oder ein Oxydüberzug auf der mit Trichloräthylen od. dgl. vorgereinigten Oberfläche kann innerhalb von 10 Minuten mit Hilfe der Aufstäubreinigung durch Ionen vollständig entfernt werden. Es wird dann der Druck im Behälter 8 auf etwa 10-⁵Torr herabgesetzt, um die Süiziummenge 10 mit Hilfe eines Elektronenstrahls, eines Plasmalichtbogens od. dgl. zu verdampfen.

Bei der Verwendung des Elektronenstrahlverfahrens wird ein Elektronenstrahl 12 mit Hilfe eines Elektronenstrahlgenerators 11 erzeugt und in geeigneter Weise durch Anwendung eines Magnetfeldes derart abgelenkt, daß er die Sitiziummenge 10 bestrahlt und dadurch die Süiziummenge schmilzt und verdampft Das verdampfte Silizium lagert sich fest an der Zündelektrode 4 jedes Verteilerläufers 2, hauptsächlich auf dessen Oberfläche 6, ab, die der Süiziummenge 10 gegenüberliegt. Das Silizium lagert sich ferner in einem gewissen Ausmaß an den senkrecht zur Oberfläche 6 verlaufenden Oberflächen 7 und T fest ab. Dadurch wird eine lonenplauierung bzw. -galvanisierung erreicht. Eine Bestrahlung von 5 bis 20 Minuten zum Verdampfen des Siliziums ist ausreichend, um einen Siliziumüberzug 5 von etwa 5 bis 15 μ Dicke zu bilden. Der Nachbehandlungsschritt zur Bildung eines Siliziumoxydüberzugs, der bei dem Verteilerläufer mit einer Siliziumplatte oder beim mit Silizium besprühten Verteilerläufer notwendig ist, ist hier nicht erforderlich, wenn der Siliziumüberzug mit Hilfe des Ionenplattier- und -galvanisierverfahrens gebildet wird.

Die experimentellen Ergebnisse hinsichtlich der Eigenschaft der Rauschunterdrückung des mit einem Siliziumüberzug gemäß der Erfindung versehenen Verteilerläufers und hinsichtlich des Einflusses der Dicke des Siliziumüberzuges werden im folgenden beschrieben.

Die Fig. 7 zeigt die Meßergebnisse der Rauschfeldstärke, wobei der Fall, bei dem der Zündverteiler 1, der einen mit einem Siliziumüberzug gemäß der vorliegenden Erfindung versehenen Verteilerläufer 2 besitzt, an einem Fahrzeug befestigt ist, mit dem Fall, bei dem der Verteiler, der einen herkömmlichen, mit Kupferoxyd besprühten Verteilerläufer besitzt, an einem Fahrzeug befestigt ist, und mit dem Fall verglichen wird, bei dem der Verteiler, der einen unbehandelten Verteilerläufer besitzt, an einem Fahrzeug befestigt ist. In F i g. 7 stellt die Ordinate die Rauschfeldstärke in dB der horizontal polarisierten Wellenebene und die Abszisse die Frequenz in MHz des gemessenen Rauschens dar.

Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß die Rauschfeldstärke bei horizontal polarisierten Wellen dann, wenn ein ^verteilerläufer mit einer Siliziumionenplattierung verwendet wird, bei allen Frequenzen innerhalb des Meßbereiches stets niedriger ist als bei Verwendung eines unbehandelten Verteilerläufers oder eines Verteilerläufers mit aufgesprühtem, sehr widerstandsfähigem Material. Dies bedeutet, daß erfindungsgemäß der Effekt der Rauschunterdrückung sehr wesentlich verbessert ist, wobei die Rauschfeldstärke stark reduziert ist.

F i g. 8 zeigt die Auswirkung der Rauschfeldstärke bei

horizontal polarisierter Welle, wenn die Dicke der mit Hilfe der lonenplattierung gebildeten Siliziumschicht verändert wird. Wie aus dieser Figur ersichtlich, wirkt sich eine Dicke von etwa 5 bis 15 μ einer ionenplattierten Siliziumschicht ausreichend auf die Rauschunterdrückung aus. Der Verteilerläufer, der durch das lonenplattierverfahren behandelt ist und einen Siliziumüberzug von 5 bis 15 μ Dicke besitzt, zeigt denselben ausgezeichneten Effekt hinsichtlich der Eigenschaft der Rauschunterdrückung wie ein Verteilerläufer mit einer Siliziumplatte. Auch wenn die Dicke des Siliziumüberzugs weiter über die Dicke von 15 μ erhöht wird, kann der Effekt nicht mehr wesentlich verbessert werden. Wenn die Dicke des Siliziumüberzugs etwa 0,5 bis 2,5 μ beträgt, kann sich der Effekt der Rauschunterdrückung bei langem Gebrauch verschlechtern. Wenn jedoch eine Dicke von mehr als 5 μ gewählt wird, wird die Eigenschaft der Rauschunterdrückung sehr stabil erhalten, ohne daß sie sich bezüglich ihres Anfangszustandes ändert und wobei sie über eine lange Betriebsdauer im wesentlichen gleich bleibt.

Wenn der Verteilerläufer gemäß der Erfindung verwendet wird, erhält man eine sehr erhebliche Rauschunterdrückung, die der eines einen aufgesprühten Kupferoxydüberzug besitzenden Verteilerläufers weit überlegen ist, was auch gegenüber dem mit einer Siliziumplatte versehenen Verteilerläufer der Fall ist, der den herkömmlichen Verteilerläufern, die in verschiedener Weise zur Bildung eines Überzugs aus sehr widerstandsfähigem Material behandelt werden, insbesondere hinsichtlich der Rauschunterdrückung überlegen ist. Des weiteren sind Vorbehandlungen, wie beispielsweise Sand- oder Kugelstrahlen oder dergleichen, die beim Aufsprühverfahren eines hochwiderstandsfähigen Materials stets erforderlich sind, und die Behandlung durch Aufsprühen eines Nickeleloxals oder dergleichen zur Bildung einer Grundlage beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Eine

ίο solche Behandlung wird im Verfahren der vorliegenden Erfindung durch eine Zerstäubungsreinigung mit Hilfe von Gasionen ersetzt, was eine große Vereinfachung der Vorbehandlung mit sich bringt. Schließlich ist auch eine Nachbehandlung zur Bildung eines Siliziumoxyd-Überzugs, wie sie bei der Herstellung des Verteilerläufers mit einer Siliziumplatte erforderlich ist, beim Verfahren vorliegender Erfindung nicht notwendig.

Des weiteren ist, da ja eine 5 bis 15 μ dünne ionenplattierte Schicht ein ausreichendes Betriebsverhalten zur Rauschunterdrückung zeigt, sogar dann, wenn ein in Gebrauch befindlicher Verteilerläufer erfindungsgemäß ohne Änderung seiner vorliegenden Form behandelt wird, die Änderung der Funkenstrecke zwischen dem Verteilerläufer und den seitlichen Elektroden vernachlässigbar. Deshalb besitzt die vorliegende Erfindung auch nicht das Problem, das sich beim Sprühverfahren einstellt, daß die Dicke der Sprühschicht bei der Konstruktion und Herstellung in Betracht gezogen werden muß.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zündverteiler mit einer umlaufenden Elektrode an einem Verteilerläufer mit einem Oberzug und feststehenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (6, 7, T) des Verteilerläufers (2) mit einem Siliziumüberzug (5) versehen ist

2. Zündverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumüberzug (5) über der Oberfläche (6,7, T) des Zündelektrodenteils (4) des Verteijerläufers (2) vorgesehen ist

3. Zündverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Siliziumüberzugs (5).->twa 0,5 bis 2,5 μ beträgt

4. Verfahren zur Herstellung eines Überzugs am Verteilerläufer eines Zündverteilers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Siüziumüberzugs über die Oberfläche des aus üblicherweise verwendetem Material bestehenden Verteilerläufers oder des Elektrodenteils des Verteilerläufers ein lonenplattier- bzw. -galvanisierungsverfahren verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerläufer in einen Vakuumbehälter eingebracht werden und daß dort Silizium verdampft wird, das sich unter Bildung eines dünnen Überzugs an der betreffenden Oberfläche der Verteilerläufer fest absetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung der mit dem Siiiziumüberzug zu versehenden Oberflächen im Vakuumbehälter eine inaktive Gasatmosphäre niedrigen Drucks geschaffen wird und daß das Gas durch Anlegen einer elektrischen Spannung derart ionisiert wird, daß positive Ionen zum auf negativem Potential liegenden Verteilerläufer gelangen.