DE1640070A1

DE1640070A1 - Hochspannungskabel mit Stoerspannungsunterdrueckung

Info

Publication number: DE1640070A1
Application number: DE19671640070
Authority: DE
Inventors: Gen Hara; Masayuki Hayashi
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1966-01-22
Filing date: 1967-01-23
Publication date: 1971-10-21
Also published as: GB1121375A; DE1958174U; US3492622A; FR1508725A

Description

Fujikura Cable Works Limited 1 6 A Q 0 7

4«2, l«chotne, Fukagawa Heikyu«cho, Koto«Ku Tokio, Japan

Hochspannungskabel mit Störspannungsunterdrückung

Die Erfindung betrifft Hochspannungskabel mit Störspannungsunterdrückung, insbesondere zur Verwendung bei Zündanlagen von Verbrennungsmotoren. Unter den beispielsweise in Kraft« fahrzeugen verwendeten elektrischen Einrichtungen erzeugt die Zündanlage die kräftigsten Störspannungen in einem sehr breiten Frequenzbereich, die die verschiedenstens Nachrichtenübertragungs« anlagen, beispielsweise Rundfunk, Fernsehen u.a. stark stören.

Zur Unterdrückung dieser Störspannungen werden in bekannter Weise Widerstände in die Zündanlagen eingesetzt« Dabei lie^t jedoch die Hochfrequenzspannung an einem kurzen Widerstandskörper an, so daß der wirksame Widerstand insbesondere im Frequenz« bereich oberhalb von 100 MHz herabgesetzt ist und die Stör« Spannungsunterdrückung verschlechtert wird.

Es ist daher erwünscht, ein widerstandsbehaftetes Kabel zu verwenden, dessen elektrischer Widerstand so hoch als möglich ist, sdiange der Zündfunken biaw, Zündvorgang nicht beeinträchtigt

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wird. Die Verwendung eines Metalld.r£ides als Widerstandskörper mit einem hohen Widerstand von etwa 10 « 30 KOhm je m, dessen Durchmesser etwa dem eines üblichen Kupferdrahtes entspricht, ist jedoch sehr teuer unä weder wirtschaftlich noch praktisch. Folglich muß man ein marktgängiges Widerstandsmaterial auf einen Durchmesser von etwa 0, 1 mm bis O_-, 05 mm bringen und diese feinen Drähte mit möglichst großer Länge in ein Kabel einbringen, um dessen Widerstand zu erhöhen.

Bei herkömmliehen drahtgewickelten Widerständen wird ein feiner Widerstandsdraht direkt und dicht auf einen isolierenden Kern mit kreisförmigem Querschnitt gewickelt, und der so gebildete Drahtwiderstand mit einem Isolator, beispielsweise Vinyl, beschichtet. Bei solchen Widerständen ist jedoch die Zahl der aus dem Widerstands draht auf den Kern gewickelten Windungen be« schränkt, und folglich ist es nicht möglich, den Widerstand über einen Grenzwert hinaus zu erhöhen. Mit anderen Worten, wenn die-Windungszahl des feinen Widerstands drahte s zur Erhöhung des Widerstandes stark vergrößert wird, können sich Widerstands« Schwankungen aufgrund von Kurzschlüssen zwischen den Windungen ergeben, die durch Verlagerungen des aufgewickelten Drahtes bei im Betrieb auftretenden mechanischen Spannungen und Biegungen entstehen. Andererseits werden bei einer Verringerung des Draht« durchmessers zur Vergrößerung des Widerstandes der Kontakt am

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Anschlußpunkt, die mechanische Festigkeit am Verbindungspunkt der Drähte mit dem Anschluß und die Handhabung aufgrund der Empfindlichkeit von Drähten verschlechtert, deren Durchmesser gleichoder kleiner als 0, 1 mm ist«

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein widerstandsbehaftetes Kabel mit hohem Widerstand zu schaffen, bei dem die erläuterten Nachteile vermieden sind« Das erfindungsgemäße Kabel ist gekennzeichnet durch eine aus feinem metallischen Widerstandsdraht mit kleiner Steigung und Durchmesser gewickelten Primärwendel, eine aus der Primärwendel um einen Isolierkern gewickelten Sekundärwendel und eine IsoMerbeschichtung der Sekundär wendel*

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Kabels in Form einer Doppelwendel wird die Gesamtlänge des Widerstandsdrahtes und damit der Widerstand des Kabels je Längeneinheit wesentlich erhöht. Die Gefahr von Unterbrechungen und Widerstandsänderungen ist wesentlich vermindert, da durch den Aufbau des Kabels in Form einer Doppelwendel eine hohe Flexibilität erreicht wird, ohne daß bei der Biegung des Kabels oder bei größeren Zugkräften der Widerstandsdraht direkt beansprucht wird«

Eine Weiterbildung der Erfindung empfiehlt, daß der Widerstandsdraht der Primärwendel um einen dünnen Isolierkern gewickelt ist» Dadurch läßt sich das mechanische und elektrische Verhalten 109843/021 0

weiter verbessern»

In ihrer weiteren Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß ein aus Isoliermaterial bestehender Abstandshalter zwischen benachbarten Windungen der Sekundär wendel liegt« Der Abstandshalter verhinder Berührungen und Kurzschlüsse zwischen den benachbarten Windungen der Sekundärwendel«

Zur Sicherstellung eine zuverlässigen Anschlusses an das Kabel sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Endabschnitt der Primärwendel um die Isolierbeschichtung gefaltet und eine Anschlußhülse über die Isolierschicht geschoben ist« Gegenüber einem herkömmlichen Anschluß, bei dem der feüne Widerstandsdraht selbst entweder direkt oder unter Vermittlung eine Stiftes an einen Anschluß geführt ist, läßt sich auf diese Weise eine dauerhafte und sichere Verbindung schaffen, insbesondere dann, wenn die Primärwendel um einen dünnen Isolierkern gewickelt ist«

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigen:

Fig« 1 und 2 ein erstes Ausfügirungsbeispiel der Erfindung, wobei in Pig, 1 die Primärwendel und in Fig. 2 die teilweise geschnittene Seitenansicht des widerstandsbehafteten Kabels dargestellt ist;

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Fig, 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in Fig. 3 die Primärwendel mit auf einen Isolierkern gewickeltem Widerstand« draht und in Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des widerstandsbehafteten Kabels dargestellt sind;

Fig. 5 eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem ein Abstandshalter zwischen benachbarte Windungen der Sekundärwicklung eingefügt ist;

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Anschlußbereich des ™

widerstandsbehafteten Kabels;

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Stör eigenschaften in Abhängigkeit von der Frequenz für das wider« standsbehaftete Kabel nach der Erfindung im Vergleich zu einem bekannten Kabel.

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2

weicht von dem zweiten Ausführungsbeispiel nur dadurch ab, daß

die Primärwendel nicht auf einen dünnen Isolierkern gewickelt

ist. Es soll daher nur das zweite Ausführungsbeispiel anhand der

Figuren 3 und 4 im einzelnen erläutert werden.

Auf den dünnen Isolierkern 1, der beispielsweise aus Polyvinyl« chlorid, Polyäthylen, Nylon, Fischdarm, Glasfasern, Baumwolle faden o.a. besteht, ist ein metallischer Widerstands draht 2 unter Bildung einer Primärwendel gewickelt. Die Primärwendel ist um einen Isoliertem 3 aus ähnlichem Material wie das des dünnen Isolierkerns 1 gewickelt und bildet eine Sekundärwendel» Die Se« 109843/0210

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kundärwendel ist mit einer Isolierschicht 4 aus natürlichem oder synthetischen Gummi ader einem Kunststoff (Polyäthylen oder Polyvinylchlorid) versehen.

Wie oben erläutert, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Primärwendel, die durch den um den dünnen Isolierkern 1 gewickelten Widerstandsdraht 2 besteht, um den Isolierkern 3 unter Bildung einer Sekunflärwendel gewickelt» Es ist daher möglich, die Länge des metallischen Widerstandsdrahtes 2 je Längeneinheit des Zündkabels zu vergrößern mit dem Ergebnis, daß der Widerstand je Längeneinheit des Kabels größer und die Störunterdrückung besser wird. Bei der Wicklung des metallischen Drahtes 2 um den dünnen Isolierkern 1 läßt sich zur Erzielung des gewünschten Widerstandes die Steigung der Wendel leicht ändern. Dadurch können nicht nur hochfrequente Stör ströme sonder auch ein Störstrom verhältnismäßig niedriger Frequenz leicht unterdeückt werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig_# 1 und 2 wird kein Isolierkern 1 benutzt, sondern der metallische Widerstandsdraht 2 ist selbsttragend mit gleicher Steigung und gleichem Durchmesser zur Bildung der Primärwendel gewickelt. Diese Wiederum ist um den Isolierkern 3 gewickelt und bildet die Sekundärwicklung, die eine Isolierschicht 4 trägt.

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Bei den beiden Ausführungsbeispielen werden blanke Drähte benutzt. Es lassen sich jedoch auch metallische Widerstands drähte verwen«-· den, die mit einer Isolierschicht versehen sind, beispielsweise Emaillelack, Polyäthylen, Polyester, Polyurethan, Folmal«Harz.

Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein Abstandshalter 5, beispielsweise ein Baumwollfaden, zwischen benachbarten Windungen der Sekundärwicklung um den Isolierkern gewickelt, wie in Fig. 5 gezeigt.

Der Anschluß an das Zündkabel nach der Erfindung erfolgt zweckmäßig entsprechend der Darstellung nach Fig, 6. Der Endabschnitt der Primärwendel mit um den dünnen Isoliqrkern gewickeltem Widerstandsdraht ist um die Außenfläche der Isolierschicht 4 ge« faltet, und der gefaltete Teil ist in die Anschlußhülse 6 eingesetzt.

Für die zweite Ausführungsform sei folgendes Beispiel gegeben? B β is ρ i

Widerstandsdrahts

Material: Ni«Cr«Draht

Ni 77% oder mehr, Cr 19«21 %

C 0, 15% oder weniger, Si 0, 75 « 1, 5 %

Mn 2, 5 % oder weniger, Fe 1, 0 % o, weniger

Durchmesser: 0, ι

elektr« Widerstand etwa 550 Ohm/m,

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Isolierkern der Primärwendel:

Material J Polypropylen^ aden

Durchmesser: 0,47 mm Primärwendel:

Der Widerstandsdraht ist um den dünnen Isolierkern in Form einer offenen Wendel gewickelt.

Außendurchmesser: 0, 57 mm

Windungszahl je Längeneinheit: 34/cm Isolierkern der Sekundärwendel:

Material: Glasfaser«Faden oder Polyäthylen«Glycol«

Telphthalat (Handelsname Tetolon)~Faser« Faden,

Durchmesser: 1, 0 mm Sekundärwendeli

Die Primärwendel ist um den Isolierkern zusammen mit einem Abstandshalter in Form eines Baumwollfadens ge« gewickelt»

Außendurchmesseri 2, 0 mm

Windungszahl der Primärwendel je Längeneinheit 11/cm Isolierschicht;

Material: Vinyl oder Gummi«Polychloropren

Dickes Vinyl 2, 5 mm

Gummi 1, 9 mm

) 2_t 5 mm Polychloropren 0, 6 mm

Endgültiger Außendurchmesser: 7 mm Elektrischer Widerstand! 16 kOhm/m,

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Wenn dieses Widerstandskabel in der Zündanlage eines Kraft« fahrzeugmotors mit 4 Zylindern von 1000 ecm eingesetzt wird, ergeben sich folgende Längen:

von der Zündspule zum Verteiler 380 mm

vom Verteiler zum ersten Zündkerzenstecker 180 mm

vom Verteiler zum zweiten Zündkerzenstecker 250 mm

vom Verteiler zum dritten Zündkerzenstecker 300 mm

vom Verteiler zum vierten Zündkerzenstecker 390 mm

Für eine Drehzahl des Motors von 1500 U/min sind die Stör« spannungen in Abhängigkeit von der Frequenz für ein Kabel ohne Widerstandsdraht und für ein Kabel nach der Erfindung in Fig. 7 dargestellt,- Die ausgezogene Kurve A gilt für den ersten Fall und die gre strichelte Kurve B für den zweiten Fall, Die Meßwerte für die Kurven wurden in einer Entfernung von 10 m vom Kraftfahr« zeug bei einer Höhe von 4 m über der Erde ermittelt. Wie die grafische Darstellung zeigt, ist erfindungsgemäß die Störfeld« stärke in einem großen Frequenzbereich wesentlich herabgesetzt.

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Claims

._{Λ f}i6 401);/O

ΙΌ

ANSPRÜCHE

1# Hochspannungskabel, insbesondere Zündkabel, mit

Störspannungsunterdrückung,

gekennzeichnet durch eine aus feinem metallischen Widerstands« draht (2) mit kleiner Steigung und Durchmesser gewickelten Pri« märwendel, eine aus der Primärwendel um einen Isolierkern

(3) gewickelten Sekundärwendel und eine Isolierbeschichtung (4) der Sekundär wendel.
2. Hochspannungskabel, insbesondere Zündkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstands draht

(2) der Primärwendel um einen dünnen Isolierkern (1) gewickelt ist.
3. Hochspannungskabel, insbesondere Zündkabel, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Isoliermaterial bestehender Abstands« halter (5) zwischen benachbarten Windungen der Sekundär wendel liegt.
4. Anschluß für das Hochspannungskabel, insbesondere Zündkabel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der Primärwendel um die Isolierbeschichtung (4) gefaltet und eine Anschlußhülse (6) über die Isolierbeschichtung geschoben ist (Fig. 6).

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