DE1958174U

DE1958174U - Hochspannungskabel mit stoerspannungsunterdrueckung.

Info

Publication number: DE1958174U
Application number: DEF31487U
Authority: DE
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1966-01-22
Filing date: 1967-01-23
Publication date: 1967-04-06
Also published as: FR1508725A; US3492622A; GB1121375A; DE1640070A1

Description

PA O 39 820*23.1

Fujikura Cable Works Limited

4-2, l-choine, 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 Kraftfahrzeugen verwendeten elektrischen Einrichtungen erzeugt die Zündanlage die kräftigsten Störspannungen in einem sehr breiten Frequenzbereich, die die verschiedenstens Nachrichtenübertragungsanlagen, beispielsweise Rundfunk, Fernsehen u»ä« stark stören*

Zur Unterdrückung dieser Störspannungen werden in bekannter Weise Widerstände in die Zündanlagen eingesetzt* Dabei liegt jedoch die Hochfrequenzspannung an einem kurzen Widerstandskörper an, so daß der wirksame Widerstand insbesondere im Frequenzbereich oberhalb von 100 MHz herabgesetzt ist und die Störspannungsunterdrückung verschlechtert wird*

Es ist daher erwünscht, ein widerstandsbehaftetes KaheL-ZU verwenden, dessen elektrischer Widerstand so hoch als möglich ist, solange der Zündfunken baw« Zündvorgang nicht beeinträchtigt

wird* Die Verwendung eines MetaHgfrsides als Widerstandskörper mit einem hohen Widerstand von etwa 10 - 3Q KOhm je m, dessen Durchmesser etwa dem eines üblichen Kupferdrahtes entspricht, ist jedoch sehr teuer wM weder wirtschaftlich noch praktisch» Folglich muß man ein marktgängiges Widerstandsmaterial auf einen Durchmesser von etwa 0,1 mm bis 0, 05 ram bringen und diese feinen Drähte mit möglichst großer Länge in ein Kabel einbringen, um dessen Widerstand zu erhöhen«

Bei herkömmlichen 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 beschränkt, und folglich ist es nicht möglich, den Widerstand über einen Grenzwert hinaus zu erhöhen* Mit anderen Worten, wenn die Windungszahl des feinen Widerstandsdrahtes zur Erhöhung des Widerstandes stark vergrößert wird, können sich Widerstandsschwankungen 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 Drahtdurchmessers zur Vergrößerung des Widerstandes der Kontakt am

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, aine aus der Primärwendel um einen Isolierkern gewickelten Sekundärwendel und eine IsoMerbeschiehtung der Sekundärwendel*

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Kabels in Form einer Doppelwendel wird die Gesamtlänge des Widerstandsdrahtes und damit der Widerstand des Kabels je Längeneinheit wesentlich erhöhtj» 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 Isolier kern gewickelt ist* Dadurch läßt sich das mechanische und elektrische Verhalten

weiter verbessern*

In ihrer weiteren Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß ein aus Isoliermaterial bestehender Abstandshalter zwischen benachbarten Windungen der Sekundärwendel liegt« Der Abstandshalter verbinder 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 Ausfüjjirungsbeispiel der Erfindung, wobei in Fig* 1 die Primärwendel und in Fig* 2 die teilweise geschnittene Seitenansicht des widerstandsbehafteten Kabels dargestellt ist;

Pig» 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 widerstandsbehaftete Kabel nach der Erfindung im
Vergleich zu einem bekannten Kabel»

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig* I 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 Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Nylon, Fischdarm, Glasfasern, Baumwollfaden o,ä# besteht, ist ein metallischer Widerstandsdraht 2 unter Bildung einer Primärwendel gewickelt* Die Primärwendel ist um einen Isolierkern 3 aus ähnlichem Material wie das des dünnen
Isolierkerns 1 gewiekelt und bildet eine Sekundärwendel* Die Se-

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 Störströme sonder auch ein Störstrom verhältnismäßig niedriger Frequenz leicht unterdrückt 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 Primär wendel gewickelt,- Diese Wiederum ist um den Isolierkern 3 gewickelt und bildet die Sekundärwicklung, die eine Isolierschicht 4 trägt*

Bei den beiden Äusführungsbeispielen werden blanke Drähte benutzt« Es lassen sich jedoch auch metallische Widerstands drähte verwenden, die mit einer isolierschicht versehen sind, beispielsweise Emaülelack, Polyäthylen, Polyester, Polyurethan, Folmal-Harz»

Bei den bevorzugten Äusführungsbeispielen 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 Isolierkern gewickeltem Widerstandsdraht ist um die Außenfläche der Isolierschicht 4 gefaltet, und der gefaltete Teil ist in die Anschlußhülse 6 eingesetzt«

Für die zweite Ausführungsform sei folgendes Beispiel gegeben;

Beispiel

Widerstandsdrahti

Material; Ni- Cr-Dr aht

Ni 77% oder mehr, Cr 19-21 % CO, 15% oder weniger, Si 0, 75-1,5 % Mn 2, 5 % oder weniger, Fe 1, 0 % o» weniger Durchmesser; 0,05 mm
elektr* Widerstand etwa 550 Ohm/m*

Isolierkern der Primärwendel:

Material: Polypropylen-Faden

Durchmesser: 0,47 min Primärwendel:

Der Widerstandsdraht ist um den dünnen Isolierkern in Form einer offenen Wendel gewickelt, Außendurchmessers ö, 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 Sekundärwendel:

Die Primärwendel ist um den Isolierkern zusammen mit einem Abstandshalter in Form eines Baumwollfadens gegewickelt«

Außendurchmesser j 2,0 mm

Windungszahl der Primärwendel je Längeneinheit 11/cm Isolierschicht:

Material: Vinyl oder Gummi-Polychloropren

Dicke: Vinyl 2, 5 mm

Gummi 1, 9 mm

) 2, 5 mm Polychloropren 0, 6 mm

Endgültiger Außendurchmesser: 7 mm Elektrischer Widerstand; 16 kOhm/m·

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

von der Zündspule zum Verteiler 380 mm

vom Verteiler zum ersten Zündkerzenstecker 190 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 Störspannungen 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 Kraftfahrzeug bei einer Höhe von 4 m über der Erde ermittelt» Wie die grafische Darstellung zeigt, ist erfindungsgemäß die Störfeldstärke in einem großen Frequenzbereich wesentlich herabgesetzt»

Claims

P.A.039 8.20*211.67 /rf

ANSPRÜCHE

1» Hochspannungskabel, insbesondere Zündkabel, mit

Störspannungsunterdrüekung,

gekennzeichnet durch eine aus feinem metallischen Widerstandsdraht (2) mit kleiner Steigung und Durchmesser gewickelten Primärwendel, eine aus der Primärwendel um einen Isolierkern

(3) gewickelten Sekundär wendel und eine Isolierbe schichtung (4) der Sekundärwendel» .

2_Ψ 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 Abstandshalter (5) zwischen benachbarten Windungen der Sekundärwendel 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)*