DE3430183A1

DE3430183A1 - Material fuer hochfrequenzentstoerung und verteiler fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3430183A1
Application number: DE19843430183
Authority: DE
Inventors: Morihiro Atsumi; Naotaka Chita Aichi Nakamura; Kenji Nagoya Aichi Yagi; Shunzo Okazaki Aichi Yamaguchi; Ichiro Kariya Aichi Yoshida
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-08-19
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1985-03-07
Also published as: GB8421016D0; US4625085A; JPS6043179A; CA1243344A; GB2145075B; GB2145075A

Description

Material für Hochfrequenzentstörung und Verteiler für

Die Erfindung betrifft ein Material für Elektroden oder Kontakte, zwischen denen eine Funkenentladung hervorgerufen wird und die für einen Kraftfahrzeugverteiler, eine Kraftfahrzeugzündkerze und eine elektrische Entladungsvorrichtung bzw. eine Elektroerosionsmaschine verwendet werden können. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Material für Hochfrequenzentstörung.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Verteiler, bei dem das vorstehend erwähnte Material für Hochf requenzent st örung verwendet wird. D-i eser. Verteiler ist in bezug auf die Unterdrückung von Funkstörungen, die durch Funkenentladung zwischen einer umlaufenden Elektrode und feststehenden Elektroden hervorgerufen we rden, wirksam.

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Poslscfieck !».Wem ^w° 670-43-804

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.. 1 Durch eine Funkenentladung zwischen Elektroden werden Funkstörungen hervorgerufen_/ die eine eLektrotnagnetische Störung bzw. Interferenz verursachen. Infolgedessen wird ein Material benötigt, das einen niedrigen Energijeverlust hat und die Wirkung zeigt, daß es Hochfrequenz störungenunterdrückt.

ι Funkstörungen, die im Zündsystem einer in Fahrzeuge

• wie z.B. Automobile eingebauten Brennkraftmaschine

hervorgerufen werden, beeinflussen oft Nachrichtenverb in-

ι dungssysteme wie z.B. Fernsehen oder Rundfunk.

: Die folgenden Erscheinungen sind die Hauptursachen für

die Ausstrahlung von Funkstörungen in einem Zündsystem: ;. 15 (1) eine Funkenentladung zwischen Elektroden von Zürtd- \ k e r ζ e η ,

*§. (2) eine Funkenentladung zwischen einer umlaufenden ''Ί Elektrode und feststehenden Elektroden eines Verteilers

(3) eine Funkenentladung an einem Unterbrechungskontäkt des Verteilers, die gleichzeitig mit der UmschaItbewegung auftritt.

Unter den drei vorstehend erwähnten Ursachen, sind die durch (2) verursachten Funkstörungen durch die nachstehend angegebenen Verfahren (I) bis (V) unterdrückt worden, jedoch ist mit keinem dieser Verfahren eine wirksame Entstörung erzielt worden.

Verfahren (I): Verwendung einer umlaufenden Elektrode mit einem Widerstandselement

Bei diesem Verfahren ist in eine umlaufende Elektrode ein Widerstandselement eingebettet. In der Elektrode ist parallel zu dem Widerstandselement eine Streukapazität

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vorhanden, was zu Nachteilen wie z.B. einer geringen Entstörungswirkung bei einem hohen Frequenzbereich von mehr als etwa 300 MHz und einem hohen Verlust an . Zündenergie durch das Widerstandselement (ungefähr einige k £2) führt. Selbst bei einem niedrigen Frequenzbereich unterhalb von 200 MHz ist die Entstörungswirkung gering und beträgt z.B. nur 5-6 dB.

Verfahren (II): Verwendung einer unter Anwendung des Flammspritzbeschichtungsve rfahrens hergestellten Elek^ t rode

Bei diesem Verfahren wird auf der Oberfläche der Elektrode durch das F lammspritzbeschichtungsverfahren ein hochohmiger Film gebildet. Dieses Verfahren hat die folgenden zwei Nachteile:

(1) einen hohen Verlust an Zündenergie infolge .des auf der Oberfläche gebildeten hochohmigen Films und

(2) eine unzureichende Entstörungswirkung, z.B. nur 5 - 6 dB in dem Frequenzbereich unterhalb von 200 MHz.

Verfahren (III): Verbreiterung der Entladungsstrecke

Bei diesem Verfahren wird jede Entladungsstrecke zwischen einer umlaufenden Elektrode und feststehenden Elektroden auf 1,5 - 6,4 mm verbreitert, was vorteilhafterweise zu einer sehr guten Entstörungswirkung von z.B. 15
20 dB führt.

Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile wie z.B. einen sehr hohen Verlust an Zündenergie infolge der breiten Entladungsstrecke und eine Korrosion der Elektroden, die durch Metalle angreifende korrodierende Gase wie z.B. NO , die durch die höhere Entladungsspannung zwisehen den Elektroden erzeugt werden, geschädigt werden.

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χ Verfahren (IV): Verwendung von B ο r i d , S i I i c i d , Carbid und Leitfähigen keramischen Werkstoffen (mit einem spezifischen Widerstand von 10 bis 10 ^B-cm) als Elektrodenmaterial !

Der spezifische Widerstand solcher Elektroden ist relativ klein, so daß der Energieverlust gering sein kann. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile wie z.B. eine unzureichende Entstörungswirkung, z.B. nur 5 - 10 dB in dem Frequenzbereich unterhalb von 300 MHz₇ und einen schnellen Abbrand der Elektroden wegen der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Materialien, die eine örtliche Erhitzung der Elektroden verursacht.

Verfahren (V): Verwendung von leitfähigem Ferrit für die Elektroden

Dieses Verfahren führt zu einer guten Entstörungswirkung von z.B. 10 - 15 dB, jedoch wird die Elektrode durch den starken Strom, der bei der induktiven Entladung zwischen .der Entladungsstrecke fließt, erhitzt, so daß dieses Verfahren den Nachteil eines örtlichen Abbrandes der Elektrode infolge der Erhitzung bei der Entladung hat. Andererseits sind bei der Verwendung eines solchen Ferrits, der einen hohen spezifischen Widerstand hat, sowohl die Entstörungswirkung als auch die Haltbarkeit der Elektroden ausreichend,jedoch ist der Energieverlust in schwerwiegendem Maße hoch.

^Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material zur Verfugung zu stellen, das eine Hochfrequenzentstörungswirkung und insbesondere die Wirkung einer Unterdrückung der Erzeugung von Funkstörungen zeigt.

Ferner soll durch die Erfindung ein Material für die

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Bildung von Elektroden, zwischen denen eine Entladungsstrecke gebildet wird, zur Verfugung gestellt werden, das gegenüber der Entladung beständig ist, Funkstörungen, die bei der Entladung hervorgerufen werden, unterdrückt und einen niedrigen Energieverlust hat.

Durch die Erfindung soll auch ein Material für die Bildung einer Elektrode, die für einen Verteiler, eine Zündkerze und eine elektrische Entladungsvorrichtung verwendet wird, zur Verfügung gestellt werden.

Des weiteren sollen durch die Erfindung die vorstehend erwähnten Probleme des Standes der Technik gelöst werden, und es soll ein Verteiler für ein Zündsystem zur Verfü-_; gung gestellt werden, der eine ausreichende Entstörungs-_; wirkungzeigt.

Ferner soll durch die Erfindung ein Verteiler für ein-Zündsystem zur Verfügung gestellt werden, der einen geringen Energieverlust hat.

Purch die Erfindung soll auch ein Verteiler für ein Zündsystem zur Verfügung gestellt werden, bei dem Elektroden verwendet werden, die mit niedrigen Kosten hergestellt werden und deren Endteil gegenüber einem Abbra η d: best ändi gist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Material für Hochfrequenzentstörung, das aus einer gesinterten pulverförmigen Mischung aus Zinkoxid in einer Menge von 45- 90 Mot-% und Ferrit in einer Menge von 55 - 10 Mol-% besteht, gelöst.

Die beigefügten Zeichnungen werden nachstehend kurz er I äute rt.

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Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den praktischen Aufbau des Verteilers entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsfοrm zeigt.

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung der Strom-Spannungs-Kennlinien des für eine bekannte Elektrode verwendeten leitfähigen keramischen Werkstoffs ^uncl des für die erfindungsgemäße Elektrode verwendeten Materials.

Fig. 3 ist ein Gefügebild und zeigt das Mikrogefüge

von Zinkoxid, das in der erfindungsgemäßen

Ausführungsform verwendet wird.

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung der Ergebnisse der Messung der Frequenzabhängigkeit der Feldstärke des von dem Verteiler entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungs form ausgestrahlten Störfeldes.

Fig. 5 ist ein Gefügebild und zeigt das Mikrogefüge

von Zinkoxid, dem Ferrit beigemischt worden ist.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung der Ergebnisse der Messung des Ferritgefüges durch. Röntgenstrahl l-Fotoelektronenspektros kopie.

Fig. 7 ist eine Fig. 6 ähnliche grafische Darstellung, zeigt jedoch die Meßergebnisse bei dem Material

entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform, das aus mit Ferrit vermischtem Zinkoxid besteht.

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung der Ergebnisse

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der Messung der Entstör u.ngswirkung und des

EnergieverLustes bei der Verwendung verschiedener Elektroden mit verschiedenen Anteilen des Ferrits an der Zusammensetzung.

Fig. 9 zeigt die Zusammensetzung eines bei der ersten Ausführungs form verwendeten Ferrits, und

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung der Ergebnisse der Messung der Frequenzabhängigkeit der Ent

störungswirkung beim Vergleich- von Zinkoxid, zu dem Ni-Zn-Ferrit hinzugefügt worden ist, mit Zinkoxid, zu dem Mn-Zn-Ferrit hinzugefügt worden ist.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau des Verteilers entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Der Verteiler enthält ein Gehäuse 1 und eine Verteilerkappe 2 , die aus isolierendem Material hergestellt und an dem Gehäuse 1 angebracht ist. Am Umfang der Unterseite des Oberteils der Verteilerkappe .2 sind feststehende Elektroden 3, die aus der Kappe vorstehen, angebracht. Die feststehenden Elektroden 3 sind durch ein Hochspannungskabel, das nicht gezeigt wird, jeweils mit einer Zündkerze verbunden. In der Mitte der Unterseite des Oberteils der Verteilerkappe 2 ist ein vorspringender Mittelanschluß 4 angeordnet.

Der Mittelanschluß 4 ist mit einer Sekundärwicklung einer Zündspule, die nicht gezeigt werden, verbunden. Am Ende des Mittelanschlusses 4 ist eine leitende Feder 6 angeordnet, die mit einem Schleifer 5 ausgestattet ist, der aus Kohlenstoff besteht und durch die Verteilerkappe 2 verschiebbar gestützt wird. Das Gehäuse 1 und die

1 Verteilerkappe 2 bilden einen inneren Hohlraum, in dem

sich eine Nockenwelle 7 befindet. Die. Nockenwelle 7

i wird mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekup-

; pelt umlaufen gelassen. Am oberen Ende der Nockenwelle

' 5 7 ist ein Verteilerrotor 8 angebracht. Der Verteiler-

:· rotor 8 besteht aus einem isolierenden Träger 9 und

ΐ einer umlaufenden Elektrode 10, die an der Oberseite

1 des isolierenden Trägers 9 angeordnet ist. Eine Seite

s der umlaufenden Elektrode 10 ist mit dem Schleifer 5 ,

i 10 auf den durch die leitende Feder 6 ein Druck ausgeübt

:| wird, verbunden. Die umlaufende Elektrode 10 wird in

^J! Übereinstimmung mit der Um lauf bewegung des Verteile'r-

<? rotors 8 in der Weise umlaufen gelassen, daß die um lau-I

* fende Elektrode 10 aufeinanderfolgend jeder der mehreren

15 feststehenden Elektroden 3 unter Bildung eines engen

'' Spaltes mit der feststehenden Elektrode gegenübersteht.

! Wenn die umlaufende Elektrode 10 in die in Fig. 1 .gezeig-

; te Lage gekommen ist, in der sie einer der feststehenden

■ Elektroden unter Bildung eines engen Spaltes dazwischen , 20 gegenübersteht, wird an den Mittelanschluß 4 eine durch ■> die Zündspule erzeugte Hochspannung angelegt. Dadurch : tritt an dem engen Spalt wegen des Durchschlags in

■ der Luft eine Funkenentladung ein. Gleichzeitig tritt

• an einer Funkenstrecke innerhalb der Zündkerze, die " 25 mit dem vorstehend erwähnten engen Spalt in Serie vef- ? bunden ist, eine Entladung ein. Auf diese Weise kann

der gewünschte Zündvorgang durchgeführt. werden. Bei

., diesem Vorgang rufen die Funkenentladung an dem engen

ν" Spalt in dem Verteiler sowie die Funkenentladung inner-

30 halb der Zündkerze Funkstörungen hervor. Bei dem vor-

I stehend erwähnten Vorgang wird die Hochspannung nicht

;, gemäß einer Stufenfunktion an den Entladungsspalt ange-

: legt, sondern steigt längs einer Exponentialkurve an,

die durch eine Zeitkonstante gekennzeichnet ist, die

I 35 durch Schaltungskonstanten wie z.B. die Zündspule und

das Hochspannungskabel festgelegt wird. Wenn die Spannung den Wert erreicht, der ausreicht, um eine Funkenentladung hervorzurufen, tritt an dem Entladungsspalt ein Durchschlag ein, der von einer Funkenentladung begleitet ist. Wegen des plötzlichen Durchschlags fließt der Entladungsstrom plötzlich in Form von schmalen Impulsen (10 - 100 A). Dieser unstabile Strom mit einem hohen Spitzenwert von 10 - 100 A, der viele ungünstige Hochfrequenzwellen enthält, verursacht eine Ausstrahlung von Funkstörungen durch das HochspannungskabeI. Die Feldstärke des Störfeldes ist zu dem Betrag eines Störstroms proportional, und infolgedessen muß der Störstrom vermindert werden, um die Funkstörungen zu unterdrücken.

Der Entladungsstrom, der zwischen der umlaufenden Elektrode und der feststehenden Elektrode fließt, .ist aus zwei Arten von Strömen, die auf eine kapazitive Entladung und eine induktive Entladung zurückzuführen sind, ζ us ammengesetzt.

Bei der kapazitiven Entladung wird die elektrische Ladung, die sich in Kapazitäten angesammelt hat, plötzlich entladen. Diese Kapazitäten werden durch die Elektroden an dem Entladungsspalt, das HochspannungskabeI und Hassepotential oder durch die Elektroden und Massepotential gebildet. Infolgedessen fließt plötzlich ein Hochfrequenzstrom von kurzer Dauer in einigen Nanosekunden. Ein solcher kapazitiver Entladungsstrom bildet den vorstehend erwähnten Störstrom.

Andererseits führt die induktive Entladung zu einem niederfrequenten Strom (10 - 100 mA), der nach der kapazitiven Entladung kontinuierlich fließt. Die Zündenergie, die den Zündkerzen zugeführt wird, ist dem Produkt des

1 induktiven Entladungsstroms I und der Entladungsdauer

„'- - T (I ■ T) annähernd proportional.

- Es ist folglich naheliegend, daß nur die kapazitive

"; 5 Entladung vermindert werden darf, um den Stör strom zu

·-' unterdrücken, ohne daß die Zündenergie vermindert wird.

_M Für diesen Entstörungszweck sind Verfahren wie die vor-

·■ stehend erwähnten Verfahren (IV) und (V) vorgeschlagen.

Ί? worden, bei denen leitfähige keramische Werkstoffe ver-

10 wendet werden, jedoch sollte der spezifische Widerstand solcher keramischer Werkstoffe einen kleinen Wert haben,

■f um zu bewirken, daß der Energieverlust niedrig ist.

Γ Wie durch die Linie "a" in Fig. 2 gezeigt wird, kann

*' durch die Elektroden selbst bei einer niedrigen Spannung

;·■ 15 ein übermäßiger Strom fließen und die Elektroden erhit-, zen. Ferner haben solche keramische Werkstoffe eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, so daß die Elektroden wegien i der örtlichen Erhitzungabgenutzt werden.

7' 20 I"¹ Rahmen der Erfindung wird als ein Bestandteil für

i^; das Elektrodenmaterial Zinkoxid allein oder in Form

? einer Mischung mi.t Wismutoxid und Mangandioxid verwefi-

4 det. Dieses verwendete Zinkoxid hat die Eigenschaft

;'" eines Varistors, so daß der spezifische Widerstand bei

25 hoher Spannung abnimmt und der Verlust an Zündenergie

auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.

Zinkoxid ist ein halbleitender keramischer Werkstoff mit einem Gefüge, wie es in Fig. 3 gezeigt wird, das ■v 30 Korngrenzen 20 aufweist. Wenn der Störstrom durch dies'es ■! Gefüge hindurchfließt, verursachen die Gitterstörungen I der Korngrenzen einen hohen spezifischen Widerstand, * der nur den Hochfrequenzstörstrom betrifft, so daß der

Störstrom unterdrückt werden kann.
₍ ^: 35

Im FaLL der Zugabe magnetischer Materialien wie z.B. Ni-Zn-Ferrit zu Zinkoxid wird durch den Störstrom ein hochfrequenter magnetischer Fluß induziert. Dadurch kann der Störstrom unterdrückt werden, weil durch den hochfrequenten Magnetfluß Wirbelstromverluste und Hystereseverluste bzw. Ummagnetisierungsverluste verursacht werden. Je höher die Permeabilität des verwendeten magnetischen Materials ist, um so höher ist der eintretende W i rbe I s t rornve r L us t und um so höher ist die Entstörungswirkung, die bei der gleichen Frequenz erzielt werden kann. Eine übermäßige Permeabilität wird jedoch nicht bevorzugt, weil sie zu einem hohen Verlust an niederfrequentem Strom führt. InfoLgedessen gibt es für die Permeabilität des magnetischen Materials einen Bereich geeigneter Werte. Ein magnetisches Material, dessen relative Permeabilität 100 beträgt, kann beispielsweise den Störstrom in dem Frequenzbereich von 50- 500. MHz absorbieren und unterdrücken, wenn die Bedingung erfüllt ist, daß der Energieverlust innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.

Die Erfindung beruht auf den vorstehend erwähnten Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verteiler wird für die umlaufende Elektrode und / oder für die feststehenden Elektroden ein Sinterkörper verwendet, der hergestellt wird, indem pulverförmiges Zinkoxid in einer Menge von 45 -90 MoL-% und pulverförmiger Ferrit in einer Menge von 55 Mol—% vermischt werden und die erhaltene Mischung gesintert wird. Ein über 55 Mol-% liegender Anteil des Ferrits in der Zusammensetzung führt zu einem hohen, über dem zulässigen Wert liegenden Verlust an Zündenergie, obwohl die Entstörungswirkung höher wird. Der Ferritanteil in der Zusammensetzung liegt infolgedessen vorzugsweise

: 1 unter 55 Mol — V. und beträgt vorzugsweise mehr als 10 * M ο L - % , weiL die auf die Ausnutzung magnetischer Eigen^r! schäften wie z.B. Wirbelstromverlust und Hystereseverlust zurückzuführende Entstörungswirkung kLein ist, wenn

4 5 der Ferritanteil unter 10 Mol-% liegt.

J Brauchbare Ferritart !en sind beispielsweise Ni-Zn-Ferrit [(Ni-Zn)Fe₂O₄], Ni-Ferrit [NiFe₂O₄] und Ni-Mn-Ferrit

► [(Ni-Mn)Fe_?0₄J . Andere Arten des Materials, die im

." IO allgemeinen verwendet werden können, sind ein Ferrit, der als MFe^O₄ beschrieben wird (worin "M" ein aus Mg,

i· Fe, Co, Ni, Cu, Li usw. ausgewähltes Element oder eine .'_; Kombination davon bedeutet), MFe₁₂O₁₉ (worin "M" ein aus Ba, Sr,. Pb

\ usw, ausgewähltes Element bedeut?t) mit einer Kristallstruktur »rm Magnetoplurtbittyp ,

5 15 ein Eisenoxid mit einer Kristallstruktur des Pera/skittyps in Form von MFeO-. (worin

"M" SeltenerdeLemente bedeutet) und ein Eisenoxid mit einer Kristallstruktur des Granattyps in Ferm' von M₃Fe₅O₁₂ ( worin "M" SeItsnerdelemente bedeutet).

f 20 Wenn Ni-Zn-Ferrit verwendet wird, liegt der Anteil der Bestandteile in den Zusammensetzung vorzugsweise innerhalb eines Bereichs L der in Fig. 9 mit schrägen Linien bezeichnet ist. Zn-F;errit ist hinsichtlich der Verbesserung der Permeabilität wirksam.
25 j

Als anderer Bestandteil des erfindungsgenäßen Materials \

"^T- - kann Zinkoxid entweder aLs Einzelsubstanz oder in Foto

eines kombinierten Materials, zu den Wisnutoxid, Manganj dioxid und Kobaltoxid hinzugefügt worden sind, eingesetzt * 30 werden. Durch Zugabe dieser Materialien kann die HaLt-

\ barkeit verbessert werden.
t

Zinkoxid wird als ein Bestandteil für das im Rahmen

I ■ ί

der Erfindung vsruejndete E Ie k t r odonn? t 3 r i 3 I eingesetzt. ' 35 Zinkoxid hat die Eigenschaften eines Varistors, dessen

.1 spezifischer Widerstand bei niedriger Spannuno hoch ist und abnimmt, wenn die Spannung höher wird. Der Verlust an Zündenergie an den Elektroden kann folglich dadurch auf ein Minimum herabgesetzt werden, daß der Bereich des niedrigen spezifischen Widerstandes gewählt wird. Der Hochfrequenzstörstrom wird erzeugt, wenn die Spannung an dem Spalt hoch ist, d.h. wenn die elektrische Feldstärke in den Elektroden klein ist. Der Hochfrequenzstrom fließt innerhalb des Bereichs, in dem Zinkoxid einen hohen spezifischen Widerstand hat, so daß dieser Strom unterdrückt werden kann. Die Zugabe von Ferrit zu Zinkoxid kann infolge des hochfrequenten magnetischen Flusses, der durch den kapazitiven Entladungsstrom erzeugt wird, einen Wirbelstromverlust oder einen Hystereseverlust verursachen. Das Fließen des kapazitiven Entladungsstroms kann infolgedessen eingeschränkt werden. Folglich können die Elektroden,, die aus dem Material bestehen, in dem Zinkoxid und Ferrit, die in einem festgelegten Verhältnis vermischt worden sind, enthalten sind, hinsichtlich der Herabsetzung des Verlustes an Zündenergie an den Elektroden auf ein Minimum und auch hinsichtlich der Unterdrückung der Funkstörungen wirksam sein.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden ?nachstehend näher erläutert.
Ausführungsform 1

Materialien, die aus Eisen(III)-oxid ( F e _? 0 ,) in einer Menge von 50 Mol—%, Nickeloxid (NiO) in einer Menge von 35 Mol-% und Zinkoxid (ZnO) in einer Menge von 15 ^rM ο I — % bestanden, wurden durch ein nasses Verfahren in ■einer Kugelmühle zusammengemischt und pulverisiert, und dann wurde die erhaltene puI ve rförmige Mischung 2 h lang bei 1100 ⁰C gebrannt, wobei Ni-Zn-Ferrit synthe-

.1 tisiert wurde. Die relative Permeabilität dieses Ferrits betrug 1000. Dann wurde Polyvinylalkohol in einer Mervge von 1 G e w . - % als Bindemittel zu 40 MoI-X des synthetisierten Ferrits und 60 Mol-% Zinkoxid gegeben, und danach wurden die gesamten Materialien durch Preßformen im trockenen Zustand zu einem Formkörper mit der Gestalt einer umlaufenden Elektrode geformt. Dieser Formkörper wurde einer Sinter'behandlung unterzogen, indem er mit einer Geschwindigkeit von 100 C/h bis auf 1400 ⁰C e r hitzt, 2 h lang bei 1400 ⁰C gehalten und mit einer Geschwindigkeit von 100 C/h abgekühlt wurde. Der spezifische Widerstand dejr durch dieses Verfahren erhaltenen umlaufenden Elektrode betrug mit Gleichstrom bei 100 V 2 · 10 «ß · c m , und ihre relative Permeabilität betrug etwa

50. Fig. 4 zeigt die Ergebnisse der Messung der Feldstärke des Störfeldes, die gemessen wurde, als diese

umlaufende Elektrode an einem Verteiler angebracht und mit einer Kurbelwelilendrehzahl von 1500 U/min betrieben wurde. In Fig. 4 ist eine Feldstärke von 1jiA/m des Störfeldes im 120 kHz-Band als Bezugsgröße gewählt und als 0 dB festgelegt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, hat der erfindungsgem'äße Verteiler im Vergleich zu dem bekannten Verteiler,¹ bei dem übliche Metallelektroden verwendet werden, eine verbesserte Entstörungswirkung von 20 - 30 dB.

Ferner stellt bei einem bekannten Typ eines Verteilers, dessen Elektroden aus leitfähigem Ferrit bestehen, die Haltbarkeit ein Problem dar, obwohl er hinsichtlich der Entstörung wirksam ist. Der erfindungsgemäße Verteiler könnte im Vergleich zu diesem bekannten Verteiler haltbarer sein. Tatsächlich traten bei dem erfindungsgemäßen Verteiler keine Schwierigkeiten auf, nachdem ein mit diesem Verteiler ausgerüstetes Automobil über eine Fahrstrecke von 100000 km in einem Betriebsversuch ge-

fahren worden war. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die in dem erfindungsgemäßen Verteiler verwendete Elektrode aus einem Material hergestellt war, dessen spezifischer Widerstand im Bereich niedriger Spannung hoch und im Bereich hoher Spannung niedrig ist, wie es in Fig. 2 durch die Kurve "b" dargestellt ist, und daß folglich der Spitzenwert des Entladungsstroms auf ein niedriges Ausmaß herabgesetzt wurde, so daß eine örtliche Erhitzung vermieden werden konnte.

Ein Material mit einem hohen spezifischen Widerstand neigt im allgemeinen dazu, einen hohen Energieverlust zu verursachen. Das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial hatte das in Fig. 5 gezeigte Gefüge, bei dem Ferritteilchen 22 umgebende Zinkoxidteilchen 24 eine Korngrenze 20 bilden. Der Kontaktwiderstand zwischen Zinkoxid 24 und Ferrit 22 und der Kontaktwiderstand z-wischen den einzelnen Zinkoxidteilchen 24 innerhalb der Korngrenze wurden bei hoher Spannung sprunghaft vermindert.

Das Material hatte folglich die Eigenschaften eines Varistors, wie sie durch die Kurve "b" in Fig. 2 dargestellt sind, und -der Energieverlust konnte auf ein solches Ausmaß eingeschränkt werden, daß der normale Fahrbetrieb eines Au-tomobils nicht beeinträchtigt wurde.

Ein sog. leitfähiger Ferrit besteht im allgemeinen aus dem ternären System Fe-,O,-ZnO-NiO, dessen Bestandteile in einem Anteil von 70 Mol '/., 10 Mol % bzw. 20 Mol % enthalten sind. Der spezifische Widerstand dieses Ferrits beträgt etwa 10
bet ragt etwa 50.

beträgt etwa 10 ,φ· cm, und die relative Permeabilität

Als weiterer leitfähiger Ferrit ist auch ein Ferrit des ternären Systems bekannt, der aus Fe^O-, in einer Menge von 70 bis 80 Mol-%, MnO in einer Menge von 10 -

20 MoL-% und ZnO in einer Menge von 10 - 20 Mol-% besteht.

Der Unterschied qles erfindungsgemäßen Materials zu dem bekannten Leitfähigen Ferrit besteht dari n-> daß im Rahmen ., der Erfindung mik den Ferrit teilchen Zinkoxidteilchen vermischt sind. Diese Tatsache wurde durch Versuchsergebnisse bewiesen, die bei dem Ferritmaterial aus einer einzigen Phase und dem Material der erfindungsgemäßen Ausführungs form durch Messung mit einem Röntgenstrahl-Fotoelektronenspektroskop erhalten wurden. Fig. 6 zeigt das Ergebnis der Messung bei dem aus einer einzigen Phase bestehenden Ferritmaterial, und Fig. 7 zeigt das Ergebnis der Messung bei dem aus Zinkoxid und Ferrit bestehenden Mii sch kristall der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei die Messung in beiden Fällen mit einem Röntgenstrahl-FotoeIektronenspektroskop. durchgeführt wurde. Vi ie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind Peaks P1 , P2, P3 und P4 vorhanden, die durch die Zn-O-Bindung hervorgerufen werden, so daß das Vorhandensein von Zinkoxid-Krista11körnern in den Materialien der erfindungsgemäßen.Ausführungsform festgestellt wurde.

Bei der erfindungsgje mäßen Ausführungsform ist in Zinkoxid ein Ferrit mit hoher Permeabilität dispergiert. Für eine Unterdrückung des Hochfrequenzstörstroms wird "es bevorzugt, daß das Material nit hoher Permeabilität in der Strombahn angeordnet ist. Das Material mit hoher Permeabilität besteht in stöchiometrischer Hinsicht aus einer festen Lösung von 50 Mol-% anderem, zusätzlichem Material in 50 Mol-% Eisen(I!I)-oxid. Im Gegensatz dazu ist es schwierig, leitfähigen Ferrit mit einer hohen Permeabilität herzustellen, weil Eisen(ill)-ox id einen hohen· Anteil einnimmt, './ie es vor-

stehend erwähnt wurde.

Im Rahmen der Erfindung wird Zinkoxid mit zusätzlichem Material, das eine hohe Permeabilität hat, als Ganzes gesintert, was zu einer hohen Funkentstörungswirkung führt. Ferner kann der Frequenzbereich, der durch das Material absorbiert werden kann, dadurch eingestellt werden, daß für die Zugabe ein magnetisches Material mit einer geeigneten Permeabilität gewählt wird. Ausführungsform 2

Es wurden verschiedene Arten von Mischungen hergestellt, indem jeweils der Zinkoxidanteil und der Ferritanteil der Zusammensetzung verändert wurden. Die Entstörungswirkung wurde in Abhängigkeit von dem Ferritanteil der Zusammensetzung gemessen, wobei die in Fig. 8 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Fig. 8 zeigt auch den Energieverlust. Der Ferrit wurde ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gebildet. Die Meßergebnisse ,zeigen, daß die Zugabe von Ferrit in einer Menge von mehr als 5 5 Mol % für die Zündeinrichtungen nachteilig ist, weil iⁿ diesem FaLl die Entladungsenergie an den Zündkerzen vermindert wird. Der Ferritanteil der Zusammensetzung muß folglich unter 55 Mol % herabgesetzt werden. Andererseits wird die Entstörungswirkung vermindert, wenn der Ferritanteil unter 20 Mol % liegt.

Ausführungsform 3

Als magnetisches Material für die Zugabe zu Zinkoxid wurde ein anderer Ferrit (Mn-Zn-Ferrit) eingesetzt, bei dem es sich um eine aus Eisen(III)-oxid, Manganoxid und Zinkoxid bestehende ternäre Verbindung handelte. Durch ein ähnliches Verfahren wie bei der ersten Ausführungsform wurde aus einem Material, das aus Eisen(III)-oxid in einer Menge von 50 Mol—%, Manganoxid in einer Menge von 20 Mol-% und Zinkoxid in einer Menge von 30 Mol-% bestand, Mn-Zn-Ferrit synthetisiert. Die relative Per-

meabilität des vorstehend erwähnten synthetisierten Ferrits betrug 3000. Fig. 10 zeigt die Frequenzabhängigkeit der Funkentstörungswirkung eines Verteilers, bei dem Elektroden verwendet werden«, die aus e i η em solchen synt hetisierten Ferrit in einer Menge von 70 Mol-% als pulver-

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■förmigem Ferrit und
bestehen. Es wurde

Zinkoxid in' einer Menge von 30 Mol-% festgestellt, daß die Entstörungswirkung des Verbundmaiterials gemäß Ausführungsform 3 an der Seite der niedrigeren Frequenzen im Vergleich mit einem aus ZnO und Ni-Zn-Ferrit bestehenden Verbundmaterial gemäß der ersten Ausführungsform höher ist.

Erfindungsgemäß kann ein Material für Hochfrequenzentstörung erhalten werden, das nicht auf die Verwendung für die vorstehend erwähnten Elektroden eines Verteilers eingeschränkt ist, j sondern auch für Elektroden einer Zündkerze und für eine elektrische Entladungsvorrichtung verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Material für Hochfrequenzentstörung, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Sintern einer pulverförmigen Mischung aus Zinkoxid in einer Menge von 45 bis 90 Mol-% und Ferrit in einer Menge von 55 bis 10 Mol—% g'ebildet wird.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige Ferrit aus einer Substanz besteht, die aus Ni-Zn-Fe rrit und Mn-Zn-Ferrit ausgewählt ist.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner Wismutoxid, Mangandioxid und Kobaltoxid enthä It.

4. Verteiler mit

mehreren feststehenden Elektroden, die jeweils mit einer von mehreren Zündkerzen für eine Brennkraftmaschine leitend verbunden sind, und

einer umlaufenden Elektrode, die mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekuppelt ist und dadurch aufeinanderfolgend mit jeder der feststehenden Elektroden einen engen Spalt bildet,

dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren feststehenden Elektroden oder die umlaufende Elektrode aus

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einem Sinterkörper bestehen (besteht), der aus einer pulverförmigen Mischung,_ die Zinkoxid in einer Menge von 45 bis 90 MoL % und Ferrit in einer Mengevon 55 bis 10 MoL.%' enthält, hergestellt wird.

5. Verteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-

net, daß der Ferritbestandteil Ni-Zn-Ferrit oder Mn-Zn-Ferritist. -

6. Verteiler ijiach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem Material besteht, das ferner Wismutoxid, Mangandioxid und Kobaltoxid enthält.