DE2503352C3 - Zündverteiler und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

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 einen Schnitt, in schematischer Darstellung, einer Silizium-Ionen-Plattier- bzw. Galvanisi>:rvorrichtung,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht der in der Vorrichtung nach F i g. 5 angeordneten Verteilerläufer,

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 Schaubild, das die Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verieilerläufers bei unterschiedlicher Dicke des Siliziumauftrags darstellt

Gemäß Fig. 1 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 Verteile.läufers 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—15μ Dicke wird über der Oberfläche des Verteilerläufers 2 oder nur über der Oberfläche eines Zündelektrodenteils 4 am EndteH des Verteilerläufers 2 gebildet. Ein ausreichendes Betriebsverhalten erhält man dann, wenn der Siliziumüberzug 5 auf der Oberfläche der Zündelektrode 4 des Verteilerläufers 2 gebildet ist. Auch wenn der Siliziumüberzug 5 nur auf der Überfläche 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 noch über den Teilen der betreffenden Oberflächen 7 und T zu bilden, die senkrecht zur Oberfläche 6 angeordnet und dieser benachbart sind. Als Material, aus dem der Verteilerläufer 2 besteht, kann ein gemeinhin verwendetes, gut elektrisch leitendes Material, wie beispielsweise Messing, Stahl od. dgl. verwendet werden.

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

Nach einem leichten Waschen mit Trichloräthylen od. dgl. wird eine große Anzahl von Verteilerläufern 2 mit Hilfe einer Tragstange 9 od. dgl. dicht nebeneinander in einen Vakuumbehälter 8 gehängt, wie in F i g. 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 der 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 Gaszuführvorrichtung 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 abgerieben. 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 Siliziummenge 10 mit Hilfe eines Elektronenstrahls, eines Plasmalichtbogens od. dgl. zu verdampfen.

Bei der Verwendung des Elektronenstrahlverfahrens wird ein Elektronenstrahl 12 mit Hilfe eines Elektronenstrahlgenerators It erzeugt und in geeigneter Weise durch Anwendung eines Magnetfeldes derart abgelenkt, daß er die Siliziummenge 10 bestrahlt und dadurch die Siliziummenge schmilzt und verdampft Das verdampfte Silizium lagert sich fest an der Zündelektrode 4 jedes Verteilerläufers 2, hauptsächlich auf dessen Oberfläche 6, ab, die der Siliziummenge 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 lonenplattierung 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 !onenplattier- 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 F i g. 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)

1 2 ihres schlechten Betriebsverhaltens in die Praxis Patentansprüche: umgesetzt worden. Bei einem typischen der wenigen obenerwähnten Mittel zur Rauschunterdrückung, das in

1. Zündverteiler mit einer umlaufenden Elektrode der Praxis verwendet wurde, ist die Oberfläche an einem Verteilerläufer mit einem Oberzug und 5 mindestens einer der Funkenelektroden, die am feststehenden Elektroden, dadurch gekenn- Verteilerläufer bzw. an einem seitlichen Kontakt zeichnet, daß die Oberfläche (6, 7, T) des vorgesehen sind und die einander gegenüberliegen und Verteilerläufers (2) mit einem Siliziumüberzug (5) eine Funkenstrecke des Zündverteilers bilden, zusätzversehenist lieh mit einem Oberzug aus sehr widerstandsfähigem

2. Zündverteiler nach Anspruch 1, dadurch io Material gebildet Beispielsweise besteht der Verteilergekennzeichnet, daß der Siliziumüberzug (5) über läufer aus einer Siliziumplatte, deren Oberfläche mit der Oberfläche (6,7, T) des Zündelektrodenteils (4) einem Überzug aus sehr widerstandsfähigem Material des Verteilerläufers (2) vorgesehen ist oder aus einem Siliziumoxyd gebildet ist, das die

3. Zündverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Siliziumplatte selbst überzieht Oder aber es sind der gekennzeichnet, daß die Dicke des Siliziumüberzugs 15 Verteilerläufer und der seitliche Kontakt jeweils aus (5) etwa 0,5 bis 2,5 μ beträgt Messing oder einer widerstandsfähigen Invarlegierung

4. Verfahre« zur Herstellung eines Oberzugs am od. dgl. und es ist die Oberfläche jeder der betreffenden Verteilerläufer eines Zündverteilers nach Anspruch Zündelektroden des Verteilerläufers und des seitlichen 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Kontakts mit Hilfe eines Sprühverfahrens mit einem Siliziumüberzugs über die Oberfläche des aus 20 widerstandsfähigen Material versehen, wie beispielsüblicherweise verwendetem Material bestehenden weise Kupferoxyd, Aluminiumoxyd, einer widerstands-Verteileriäufers oder des Elektrodenteils des Ver- fähigen Invarlegierung od. dgl. (DE-OS 25 01 247). teilerläufers ein Ionenplattier- bzw. -galvanisie- Von den obenerwähnten Beispielen ist Silizium im längsverfahren verwendet wird. Hinblick auf die Eigenschaft der Rauschunterdrückung

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 23 das überlegenste. Silizium hat jedoch die Nachteile, daß zeichnet, daß die Verteilerläufer in einen Vakuumbe- es sehr teuer für die Massenherstellung von Fahrzeugen hälter eingebracht werden und daß dort Silizium ist und daß es eine Nachbehandlung erfordert, um einen verdampft wird, das sich unter Bildung eines dünnen Oberzug eines Siliziumoxyds als sehr widerstandsfähi-Überzugs an der betreffenden Oberfläche der ges Material zu bilden. Während ein Verteilerläufer, auf Verteilerläufer fest absetzt. 30 welchem Kupferoxyd usw. mittels Sprühen abgelagert

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- ist, wirtschaftlich praktikabel ist, bestehen andere zeichnet, daß zur Behandlung der mit dem Nachteile darin, daß ein solcher besprühter Verteilerläu-Siliziumüberzug zu versehenden Oberflächen im fer einem solchen mit einer Siliziumplatte im Hinblick Vakuumbehälter eine inaktive Gasatmosphäre nied- auf den Effekt der Rauschunterdrückung unterlegen ist, rigen Drucks geschaffen wird und daß das Gas durch 35 daß die Oberfläche eines solchen besprühten Verteiler-Anlegen einer elektrischen Spannung derart ioni- läufers eine Sand- oder Kugelstrahl-Behandlung erforsiert wird, daß positive Ionen zum auf negativem dert und des weiteren die Ablagerung durch Aufsprühen Potential liegenden Verteilerläufer gelangen. eines Nickeleloxals (aluminide) od. dgl. als Grundlage

erfordert, damit die Haftfähigkeit vor der Sprühbehand-

40 lung mit Kupferoxyd od. dgl. erhöht wird, und daß bei

der zu schaffenden Funken- bzw. Entladestrecke die Dicke des aufgesprühten Materials in Betracht gezogen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündverteiler wird, welche einige Millimeter ausmacht, mit einer umlaufenden Elektrode an einem Verteilerläu- Es ist deshalb zur Lösung der vorstehend genann-

fer mit einem Überzug und feststehenden Elektroden 43 ten Probleme Aufgabe der vorliegenden Erfindung, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung. einen Verteilerläufer für einen Zündverteiler zu

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere schaffen, der für die Massenherstellung geeigneter, auf einen Verteilerläufer, der dahingehend behandelt ist, weniger aufwendig als die herkömmlichen und diesen im daß die vom Zündverteiler erzeugten elektromagneti- Hinblick auf die Rauschunterdrückung überlegen ist, sehen Störwellen, also das Rauschen unterdrückt wird. 5° wobei die gute Eigenschaft von Silizium bei der Im folgenden wird statt elektromagnetischer Störwellen Rauschunterdrückung und die Wirtschaftlichkeit von einfach vom Rauschen gesprochen. Messing od. dgl. zu berücksichtigen ist. Ferner soll ein

Bekannterweise erzeugt ein in einem Fahrzeug, einfaches und wirtschaftliches Verfahren zu dessen beispielsweise einem Kraftfahrzeug od. dgl. vorgesehe- Herstellung geschaffen werden, ner Zündverteiler durch die bei hohen Geschwindigkei- 55 Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung ten periodisch erzeugten Funkentladungen ein Rau- durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und sehen, das sich dem drahtlosen Rundfunk- und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen Fernsehempfang, verschiedenen Arten der Kommuni- des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale gelöst, kation usw. überlagert. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgen-

Dieses Rauschen wird deswegen ein immer ernsteres 60 den Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung Problem, weil die neuere Tendenz dahin geht, in einer anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-Zündvorrichtung mit Hilfe eines großen Stromes rungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es innerhalb kurzer Zeit eine starke Funkenentladung zu zeigt erzeugen, um die Abgase zu reinigen. Fig. 1 eine Ansicht, teilweise geschnitten, eines

Es wurden deshalb bisher verschiedene Vorschläge 65 herkömmlichen Zündverteilers,

für Mittel zur Rauschunterdrückung gemacht, jedoch Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht auf den Teil

sind nur wenige von ihnen wegen ihrer hohen Kosten in gemäß Kreis A der Fig. 1 bei Anwendung der der Massenproduktion von Fahrzeugen oder wegen vorliegenden Erfindung,