DE2059346A1 - Zuendsystem fuer funkengezuendete Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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22 338/22 348 Berlin, den 24.November 1970

R.E. Phelon Company, Inc.,

East Longmeadow, Mass. (V.St.A.)

Zündsystem für funkengezündete Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für funkengezündete Brennkraftmaschinen und behandelt insbesondere eine Auslösemagnet- und -spuleneinheit zur Verwendung bei einem unterbrecherlosen Zündsystem, das einen Permanent-Magnet-Wechselstromerzeuger umfaßt.

Es sind mehrere verschiedene Arten unterbrecherloser Zündsysteme in der Fachwelt bekannt. Bei ihnen werden die üblichen Unterbrecherkontakte ersetzt durch einen Transistor, einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter, ein Thyratron oder einen anderen elektronischen, irgendwie durch ein Auslösesignal gesteuerten Schalter. Diese Systeme sind im allgemeinen zuverlässiger als die entsprechenden mechanischen Unterbrechersysteme und haben normalerweise eine längere Lebensdauer, da sie weniger mechanischem Verschleiß und Zerstörung unterliegen. Ein solches System ist in der USA-Patentschrift 3 465 739 beschrieben.

Bei dem dort offenbarten System ist eine Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit benachbart einem umlaufenden Teil des Motors angeordnet. Eine Reihe von Zapfen, Rippen oder anderen Unregel-

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mäöigkeiten auf dem umlaufenden Teil arbeiten mit der Spulen- und Magnet-Einheit zusammen, um einen Magnetflußkreis durch die Spulen vorzusehen, dessen Reluktanz in der Weise wechselt, daß, wenn die Zapfen, Rippen oder anderen Unregelmäßigkeiten an der Spulen- und Magnet-Einheit vorbeigehen, ein Auslösesignal in der Spule induziert wird. Das Auslösesignal der Spule wird der Steuerelektrode eines gesteuerten ^zium-Gleichrichters zugeführt, um diesen in dem richtigen Zeitpunkt innerhalb des Motor-Arbeitstaktes einzuschalten. Wenn der gesteuerte Silizium-Gleichrichter eingeschaltet ist, wird eine hohe Spannung der Zündkerze oder der sonstigen Funkenstrecken-Zündeinrichtung zugeführt, um einen Funken in der Funkenstrecke zu erzeugen. Zwei oder mehr dieser Unregelmäßigkeiten werden zur Erzeugung einer Frühzündung benutzt. Wie in dieser Patentschrift gezeigt, kann der umlaufende Teil des Motors, dem die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit benachbart angeordnet ist, der Kranz des Rotors eines Permanent-Magnet-Wechselstromerzeugers sein, der eine Windung für die Lieferung von Energie an das Zündsystem enthält.

Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit nach der Erfindung stellt eine Abwandlung der in der oben genannten Patentschrift offenbarten Magnet- und -Spulen-Einheit dar. Wenn die Magnet- und -Spulen-Einheit nach der genannten Patentschrift benachbart dem Kranz des Rotors eines Permanent-Magnet-Wechselstromerzeugers benutzt wird, muß der Kranz des Rotors aus Eisen oder einem anderen magnetischen Material gemacht werden, so daß das Streufeld, das von den Wechselstrom-Magneten erzeugt wird, auf ein Ausmaß beschränkt wird, bei dem es keine Wirkung auf die Auslöse-Spule ausübt. Das heißt, wenn das Streufeld zu groß ist, kann es ausreichend große Spannungen in der Auslöse-Spule induzieren, um ein Auslösen zu unrichtigen Zeitpunkten des Motor-Arbeitstaktes - namentlich bei höheren Motordrehzahlen zu veranlassen. Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit nach

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der Erfindung läßt sich mit einem Permanent-Wechselstromerzeuger verwenden, bei dem der Rotor, mit Ausnahme der von ihm getragenen Permanent-Magnet-Einheit, aus Aluminium oder anderem nicht magnetischem Werkstoff gefertigt ist und das Streufeld der Wechselstrom-Erzeuger-Magnete wenig Wirkung auf die Ausgangsspannung ausübt, die von den Auslösespulen erzeugt wird.

Die allgemeine Aufgabe der Erfindung ist sonach, eine verbesserte Auslöse-Magnet-Spulen-Einheit zur Verwendung bei einem unterbrecherlosen Zündsystem vorzusehen, das einen Permanent-Magnet-Wechselstromerzeuger einschließt·

Die Erfindung besteht in einer Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit zur Erzeugung einer Auslösespannung für eine elektronische Schaltvorrichtung, wie z.B. einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter, bei einem unterbrecherIosen Zündsystem, das einen Permanent-Magnet-Wechselstromerzeüger mit einem Permanent-Magnete tragenden Rotor einschließt. Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit ist nahe dem Rotor angeordnet, und hervorstehende Unregelmäßigkeiten auf diesem, seiner Nabe oder irgendeinem anderen mit ihm zusammen umlaufenden Teil bewegen sich an der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit vorbei und induzieren eine Spannung in zwei getrennten Spulen der Einheit. Zwei oder mehr Unregelmäßigkeiten oder Vorsprünge werden benutzt, um eine Frühzündung vorzusehen. Die induzierte Spannung wird dem elektronischen Schalter des Auslösesystems zugeführt, wodurch eine Spannung an der verwendeten Zündkerze oder sonstigen Funkenstrecken-Einrichtung vorgesehen wirdc Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit umfaßt einen Permanent-Auslöse-Magneten, einen laminierten, an dem Auslöse-Magneten befestigten Eisenkern und zwei vorerwähnte Spulen, die auf diesen Kern aufgewickelt sind. Die Spulen und der Kern sind in der Weise zu dem Streufeld der Wechselstrom-Erzeuger-Magnete angeordnet, daß jede im wesentlichen

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dieselbe Momentanspannung durch solchen Streufluß induziert erhält, und sie sind miteinander elektrisch in Reihe verbunden, und zwar in solcher Weise, daß die in den beiden Spulen durch den Streufluß induzierten Spannungen in sich gegenseitig ausgleichender Hintereinanderschaltungs-Beziehung stehen, während die darin von dem Feld des Auslöse-Magneten induzierte Spannung in sich gegenseitig unterstützender Reihenschaltungs-Beziehung zueinander stehen. Dementsprechend heben sich die von dem Streufluß induzierten Spannungen gegenseitig auf, und sie haben wenig Auswirkung auf die Ausgangsspannung, die an den beiden Spulen erscheint.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, zum Teil im Schnitt dargestellte Veranschaulichung diner durch Funken gezündeten Brennkraftmaschine, die mit einem Permanent-Magnet-Wechselstrom-Erzeuger und einem Zündsystem ausgerüstet ist, das eine Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit nach der Erfindung verwendet;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Wechselstrom-Erzeuger-Rotor nach Fig. 1 längs einer senkrecht zu seiner Achse gerichteten Ebene, wobei die Windungen des Wechselstrom-Erzeuger-Stators schematisch dargestellt sind.

Fig. 3 einen senkrechten Teilschnitt durch den Rotor nach Fig. 1 längs einer Ebene, die die Rotorachse enthält und die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit in Seitenansicht veranschaulicht;

Fig. 4 ein Schaltbild des Zündsystems der Brennkraftmaschine nach Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Art und Weise, in der die beiden Spulen der Auslöse-

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Magnet- und -Spulen-Einheit nach Fig. 1 elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Richtung der Windungen gegenüber dem Weg des Auslöse-Magnet-Flusses und dem Weg des Streuflusses der Wechselstrom-Erzeuger-Magnete veranschaulicht ist;

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt längs einer Ebene, die die Rotorachse enthält, wobei ein Wechselstrom-Erzeuger veranschaulicht ist, bei dem eine zweite Ausführungsform der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit nach der Erfindung benutzt wird, die in Seitenansicht veranschaulicht ist, und

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 nach Fig. 6

Betrachtet man Fig. 1, 2 und J, und zuerst Fig. 1, so zeigt diese fragmentarisch eine funkengezündete Brennkraftmaschine 1, die einen Permanent-Magnet-Wechselstrom-Erzeuger einschließt, der allgemein mit 17 bezeichnet ist. das Zündsystem für die Brennkraftmaschine 1 schließt eine Auslöse-Magnet- und· -Spulen-Einheit 2 ein, die außerhalb und benachbart dem Kranz 31 des Wechselstrom-Erzeugers 18 angebracht ist. Diese Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit kann Teil einer größeren Einheit sein, die durch die gestrichelten Linien 4 nach Fig. 1 angedeutet ist, und andere Teile des Zündsystems, die in passender Weise an dem benachbarten ortsfesten Teil der Maschine befestigt sind, umfaßt. Die Einheit 4 kann beispielsweise aus einem Körper aus Kunststoff bestehen, in den die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit und andere Teile des Zündsystems eingesetzt sind, jedoch umfaßt die Einheit 4, abgesehen von der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2, keinen besonderen Teil der Erfindung, und sie kann in weitem Ausmaß hinsichtlich Bauweise und Form variieren.

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Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2, wie ambesten aus Fig. 3 ersichtlich, umfaßt einen zylindrischen Magneten 3 und einen Kern, der aus laminierten Eisenschenkeln 5 und 7 besteht, welche durch einen Bolzen oder ein anderes, durch die Schenkel und den Magneten hindurchgehendes Befestigungsmittel an den Enden des Magneten 3 angebracht sind. Zwei getrennte Auslöse-Spulen gehören zu dieser Einheit und bestehen aus einer ersten Spule 9, die um den Schenkel 5 gewickelt ist, und einer zweiten Spule 11, die um den Schenkel 7 gewickelt ist. Die beiden Spulen 9 und 11 sind übereinstimmend oder im wesentlichen übereinstimmend miteinander ausgebildet, so daß sie im wesentlichen gleiche Spannungen darin induziert erhalten, und, wie im einzelnen später erläutert, sind sie in Reihe miteinander elektrisch verbunden.

Der veranschaulichte Wechselstrom-Erzeuger 17 ist oder kann sein ein im allgemeinen in üblicher Weise ausgebildeter Permanent-Magnet-Wechselstrom-Erzeuger von der Art, wie sie bei funkengezündeten Brennkraftmaschinen benutzt werden, und* er enthält einen Stator 25, der an einem ortsfesten Teil der Maschine befestigt ist, sowie den Rotor 18, der auf einer Welle 29 sitzt. Die Welle 29 läuft in Synchronismus mit der Brennkraftmaschine um und kann die Kurbelwelle und Nockenwelle derselben sein· Jedenfalls ist die Welle 29 eine solche, die mit einer direkt in Beziehung zu der Drehzahl der Motor-Kurbelwelle stehenden Drehzahl umläuft, so daß eine gegebene Winkelverstellung der Kurbelwelle zu einer entsprechenden Winkelverstellung des Wechselstrom-Erzeuger-Rotors führt. Der Rotor hat eine zentrale Nabe 35tund Kranz 31 ist mit dieser Nabe durch eine radial gerichtete Scheibe verbunden. Der Stator 25 ist innerhalb des Rotors in dem Raum zwischen der Nabe 35 und dem Kranz 31 angeordnet und umfaßt einen Kern 24 laminierten magnetischen Werkstoffs, der zwölf in gleichem Winkelabstand sich ra-

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dial nach außen erstreckende Pole 21 hat. Elf der Pole 21 nehmen zugehörige Wicklungen 23 auf, von denen jede eine verhältnismäßig geringe Windungszahl von verhältnismäßig dickem Draht hat, und diese Wicklungen sind in Reihe miteinander verbunden, um eine Wechselstromenergie-Quelle für eine Last 41, wie aus Fig. 4 ersichtlich, vorzusehen. Die Last 41 kann beispielsweise einen Ladestromkreis für eine Batterie darstellen, die zum Anlassen der Brennkraftmaschine benutzt wird, und/oder einen Beleuchtungs- oder sonstigen elektrisch betriebenen Hilfsstromkreis. Der zwölfte Pol 21 nimmt eine Wicklung 39 auf, die aus einer großen Anzahl Windungen, z.B. 4000 Windungen, von verhältnismäßig dünnem Draht besteht. Diese Wicklung wird benutzt, um eine Hochspannungsquelle für das Zündsystem 40 gemäß Fig. 4 vorzusehen.

Um ein Magnetflußfeld für das Induzieren von Spannungen in den Statorwindungen 23 und 39 des Wechselstromerzeugers vorzusehen, sind sechs Magneteinheiten in den Rotorkranz 31 eingebettet. Jede dieser Magneteinheiten besteht aus zwei Polstücken 19 und einem in tangentialer Richtung polarisierten Permanent-Magneten 20. Die beiden Polstücke 19 sehen eine Reihe von zwölf abwechselnd magnetisch polarisierten Polflächen auf der Innenfläche des Rotorkranzes vor. Es ist deshalb ersichtlich, daß beim Umlauf des Rotors 18 Wechselspannungen in den verschiedenen Statorspulen 23 und 39 induziert werden. Die in der Spule 39 induzierte Spannung ist natürlich verhältnismäßig hoch im Vergleich zu der, die in jeder der anderen Spulen 23 erzeugt wird. Während des normalen Betriebs wird der Rotor 18 von der Brennkraftmaschine in der Richtung des Pfeils 22 in Umlauf gehalten.

Abgesehen von den Magnet-Einheiten kann der Rotor 18 aus

einem nicht-magnetischen Preßguß-Werkstoff, wie z.B. Aluminium öder einer Aluminium-Legierung| bestehen. Wenn solches nichtmagnetisches Material für den Rotor verwendet wird, begrenzt es den Fluß der Magneten 20 nicht, und ein erhebliches Streu-

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feld, das von den Magneten 20 ausgeht, wird um den Rotor herum und in seiner Nachbarschaft erzeugt. Die allgemeine Beschaffenheit dieses Streufelds in dem den Außenumfang des Rotors umgebenden Bereich ist allgemein durch die Fluß-Kraftlinien 33 in Fig. 2 veranschaulicht.

Fig. 4 zeigt das Zündsystem der Brennkraftmaschine 1 nach Fig. 1« Dieses System verwendet die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2 und ist im übrigen im allgemeinen ähnlich dem in der USA-Patentschrift 3 465 739 veranschaulichten und beschriebenen ausgebildet. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird das Zündsystem allgemein mit 40 bezeichnet und umfaßt die Spule 39, eine Diode 45, die an der Spule liegt, eine Diode 47, einen Kondensator 43, einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter 49, die hintereinander geschalteten Spulen 9 und 11 der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit, einen Aufwärts-Transformator 50 und eine Zündkerze ^. Der Transformator 50 hat eine Primärwindung 51 und eine Sekundärwindung 53. Der Kondensator 43 wird über die Diode 45 bei den positiven Halbperioden der in der Spule 39 induzierten Spannung aufgeladen. Die Diode 47 wird als Blockierungsdiode verwendet, um die Entladung des Kondensators 43 zurück durch die Spule 39 zu blockieren. Wenn der gesteuerte Silizium-Gleichrichter abgeschaltet wird, wird der Kondensator 43 geladen und bleibt geladen, bis der gesteuerte Silizium-Gleichrichter in einen Einschalt- oder leitenden Zustand geschaltet wird. Wenn der gesteuerte Silizium-Gleichrichter 49 eingeschaltet ist, wird der Kondensator 43 über die Primärwicklung 51 des Transformators 50 entladen, und dabei wird wiederum eine Hochspannung in der Sekundärwicklung 53 erzeugt, so daß an der Zündkerze 55 ein Funken entsteht.

Das Auslösen des gesteuerten Silizium-Gleichrichters 49 wird von den Auslöse-Spulen 9 und 11 gesteuert, die zwischen seiner Steuer-Elektrode und Kathode in Reihe geschaltet sind.

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Wie später im einzelnen in Verbindung mit Fig. 5 erläutert, sind die beiden Spulen 9 und 11 so miteinander verbunden, daß die in ihnen durch den Fluß des Auslöse-Magneten 3 erzeugten Spannungen sinh in hintereinander geschalteter, einander unterstützender Beziehung befinden, so daß sie sich zueinander addieren und zwischen ihren entgegengesetzten Enden, d.h. zwischen der Steuer- und der Kathoden-Klemme des gesteuerten Silizium-Gleichrichters, eine Spannung hervorbringen, die gleich angenähert zweimal der in Jeder einzelnen der Spulen induzierten Spannung ist.

Der Auslöse-Magnet 3 und die Magnet-Kern-Schenkel 5 und 7 sehen ein Magnetflußfeld vor, das durch die Spulen 8 und 11 geht und durch die gestrichelten Linien 12 in Fig. 3 und 5 veranschaulicht wird. Die Größe dieses Magnetflusses, der durch die Spulen 9 und 11 fließt, hängt unter anderem von der Reluktanz des Magnetkreises zwischen den inneren Enden der Kern-Schenkel 5 und 7 ab, und Unregelmäßigkeiten sind auf dem Rotorkranz 31 vorgesehen, so daß diese Reluktanz im wesentlichen bei verschiedenen Rotorstellungen verschieden ist. Bei der in Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Unregelmäßigkeiten auf dem Rotorkranz zur Veränderung der Reluktanz des Flußkreises zwischen den Enden der Auslöse-Magnet-Kern-Schenkel 5 und 7 aus rechteckigen Stäben 13 und 15 aus magnetischem Werkstoff, die auf dem Rotorkranz 31 befestigt sind. Die beiden Stäbe 13 und 15 erstrecken sich in der axialen Richtung des Rotorkranzes und sind so angeordnet, daß sie in axialer Richtung den Raum zwischen den Kern-Schenkeln 5 und 7 überbrücken, und jeder Stab ragt von der Oberfläche des Rotorkranzes radial nach außen. Die Stäbe 13 und 15 haben im wesentlichen dieselbe axiale Länge und in Umfangsrichtung sich erstreckende Breite, aber der vorderste Stab 13 ist im wesentlichen radial kurzer als der hintere Stab 15.

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Bei dem veranschaulichten Fall liegen die Stäbe 13 und 15 in Umf ι

fernt.

in Umfangsrichtung des Rotorkranzes etwa 20° voneinander ent-

Die Umlaufrichtung des Rotors 18 ist durch den Pfeil 22 in Fig. 2 veranschaulicht. Deshalb geht bei jedem Umlauf des Rotors der kürzere, vordere Stab 13 zuerst unter den Auslöse-Magnet-Kern-Schenkeln 5 und 7 durch und dann 20° später der größere, hintere Stab 15. Wenn der kürzere Stab 13 unter den Kern-Schenkeln vorbeigeht, wird die Reluktanz des Flußkreises zwischen ihren inneren Enden um ein gewisses Maß verringert, und eine kleine Spannungswelle wird in den Spulen 9 und 11 induziert. Wenn der größere Stab 15 später unter den Kern-Schenkeln vorbeigeht, wird die Reluktanz des Flußkreises zwischen ihren inneren Enden weiter vermindert, und eine größere Spanlungswelle wird in den Spulen 9 und 11 induziert.

Die Spitzenspannung der in den Spulen 9 und 11 induzierten Spannungswellen, wenn die Stäbe 13 und 15 unter der Auslöse-Magnetund -Spulen-Einheit 2 hindurchgehen, hängt von der Veränderungsgeschwindigkeit der Reluktanz des Auslöse-Magnet-Flußkreises und somit von der Drehzahl des Rotors ab. Die Höhe des Stabs 15 und andere Parameter werden so gewählt, daß selbst bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die in den Spulen 9 und 11 im Augenblick des Vorbeigangs des Stabes 15-- unter der Einheit 2 induzierten Spannungen ausreichen, um den gesteuerten Silizium-Gleichrichter 49 einzuschalten und dadurch einen Funken die Funkenstrecke der Zündkerze 55 überspringen zu lassen. Der Stab 15 seinerseits ist auf dem Kranz 31 des Rotors so angeordnet, daß,wenn er unter der Einheit 2 ist, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine sich bei oder nahe ihrer oberen Totpunktstellung befindet. Bei höheren Rotor- und Maschinendrehzahlen wird eine größere Spannungswelle in den Spulen 9 und 11 durch den kürzeren Stab induziert, wenn dieser unter der Einheit 2 hindurchgeht, und

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die Höhe des Stabs 13 und andere Parameter des Systems werden wiederum so gewählt, daß bei oder nahe einer vorgegebenen Maschinendrehzahl die in den Spulen 9 und 11 durch den Vorbeigang des kürzeren Stabs 13 induzierte Spannung ausreicht, um den gesteuerten Silizium-Gleichrichter 49 auszulösen und einzuschalten, fla der kürzere Stab 13 sich angenähert 20° vor dem größeren Stab 15 befindet, tritt die Zündung der Zündkerze bei dieser höheren Rotordrehzahl entsprechend angenähert 20° vor der Stellung ein, bei der die Zündung bei niedrigen Maschinendrehzahlen eintritt. Eine 20 -Frühzündung wurde hier natürlich nur beispielsweise angeführt, und es können unterschiedliche Frühzündungswinkel leicht durch Veränderung des Abstands zwischen den beiden Stäben 13 und 15 erhalten werden. Es ist ferner ersichtlich, daß, während die Unregelmäßigkeiten als in axialer Richtung sich erstreckende Stäbe aus magnetischem Werkstoff veranschaulicht sind, andere Formen und Ausbildungen der Unregelmäßigkeiten verwendbar sind, um die Reluktanz des Auslöse-Magnet-Flußkreises zu verändern, wenn diese Unregelmässigkeiten die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit passieren. Es kann ferner eine große Anzahl von in Umfangsrichtung auseinanderliegenden Unregelmäßigkeiten gewUnschtenfalls benutzt werden, um unterschiedliche Vorzündungswinkel bei verschiedenen Drehzahlen vorzusehen, wie im einzelnen in der bereits erwähnten USA-Patentschrift 3 465 739 beschrieben.

Die Bauweise der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2, wie oben beschrieben, hat den zusätzlichen wichtigen Vorteil, daß sie die Wirkung des Flußfeldes der Wechselstrom-Erzeuger-Magnete 20 verringert, so daß der Rotor vorwiegend aus einem nicht-magnetischen Werkstoff hergestellt werden und/oder die Notwendigkeit einer magnetischen Abschirmung zwischen dem Rotor und der Auslöse-Magnet- und-Spulen-Einheit vermieden werden kann. Die Art und Weise, in der dieser Vorteil erzielt wird, läßt sich am besten bei Betrachtung von Fig. 5 würdigen, die schematisch die physikalische Anordnung/föle Richtung der Wick-

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lung der beiden Spulen 9 und 11 gegenüber dem von den Auslöse-Magneten erzeugten Flußfeld und dem von den Wechselstromerzeuger-Magneten 20 erzeugten Streuflußfeld veranschaulicht.

Gemäß Fig. 5 ist das durch den Auslöse-Magneten erzeugte Flußfeld durch die gestrichelte Linie 12 angegeben und das durch die Wechselstrom-Erzeuger^Magnete 20 erzeugte Streuflüösfeld, wie es bei einer Stellung des Rotors durch die Spulen 9 und auftritt, durch die Linien 33. Die Pfeile an diesen Linien zeigen die Richtungen des Feldes in dem veranschaulichten Augenblick an. Wie ersichtlich, bewegt sich der Fluß des durch den Auslöse-Magnet erzeugten Feldes 12 abwärts gegenüber der Spule 9 und aufwärts gegenüber der Spule 11, und diese beiden Spulen sind ihrerseits auf den entsprechenden Kernen 5 und 7 so gewickelt und miteinander verbunden, daß sie hinsichtlich des Feldes 12 in Reihe und in sich verstärkender Weise verbunden sind. Andererseits ist hinsichtlich des Streufeldes 33 zu bemerken, daß der Fluß dieses Feldes gegenüber den beiden Spulen 9 und 11 sich abwärts bewegt, und daß deshalb hinsichtlich dieses Feldes die beiden Spulen 9 und 11 zueinander in Reihe und sich gegenseitig aufhebender Beziehung geschaltet sind. Ganz besonders ist zu beachten, daß hinsichtlich der einen Auslöse-Spule (Spule 9) die Flüsse der beiden Felder sich in derselben Richtung bewegen,und hinsichtlich der anderen Spule die Flüsse der beiden Felder in entgegengesetzten Richtungen, und daß, solange die Spulen so angeordnet sind, daß ein solcher Sachverhalt erhalten wird, sie so gewickelt und verbunden sein können, daß eine Addition der von dem Auslöse-Magnetfluß erzeugten Spannungen und eine Aufhebung der von den Wechselstromerzeuger-Magnet-Streufluß-Spannungen erzielt wird.

Demgemäß addieren sich die in den Spulen 9 und 11 von dem Auslöse-Magnetfeld 12 induzierten Spannungen zueinander und erzeugen an den einander entgegengesetzten Enden der Spulen eine Spannung, die angenähert gleich dem doppelten der in je-

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der einzelnen Spule erzeugten Spannung ist, jedoch streben die durch das Streuflußfeld in den Spulen 9 und 11 erzeugten Spannungen danach, einander aufzuheben und deshalb keine nennenswerte - Ausgangsspannung an den beiden entgegengesetzten Enden der Spulen zu erzeugen. Die Möglichkeit der Induktion ausreichend großer Spannungen in den Auslöse-Spulen durch das Streuflußfeld zum Auslösen des gesteuerten Silizium-Gleichrichters zu einem unrichtigen Zeitpunkt wird also drastisch verringert, wenn nicht völlig ausgeschlossen. Um eine Aufhebung der in den Spulen 9 und 11 von dem Streufluß der Magnete 20 induzierten Spannungen zu erhalten, sollten die Spulen 9 und 11 so angeordnet sein, daß der durch diese beiden Spulen hindurchgehende Streufluß im wesentlichen in derselben Richtung verläuft und von im wesentlichen derselben Größe ist, wie in Fig. 5 angedeutet. Dies läßt sich durch eine solche Anordnung der Spulen erreichen, wenn diese mit einem, wie dargestellt, ausgebildeten Rotor benutzt werden, daß ihre Achsen voneinander entfernt parallel zueinander verlaufen und im wesentlichen in einer durch die Rotorachse gehenden Ebene liegen.

In Fig. 1, 2 und 3 ist die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2 außerhalb des Wechselstromerzeuger-Rotors nahe dessen Kranz angeordnet veranschaulicht. Diese Anordnung ist jedoch für die Erfindung nicht wesentlich, und es können andere Anordnungen der Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit gewünschtenfalls verwendet werden. So zeigen beispielsweise Fig. 6 und 7 die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit nahe der Nabe des Wechselstromerzeuger-Rotors angeordnet. Bei den in diesen Abbildungen veranschaulichten Apparaten sind der Wechselstromerzeuger und die Auslöse-Spulen- und -Magnet-Einheit im wesentlichen identisch mit denen nach Fig. 1, 2 und 3, und ihre verschiedenen Teile haben dieselben Bezugszeichen, wie

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in den letzteren Abbildungen verwendet,und brauchen nicht nochmal beschrieben zu werden. Eine Ausnahme hiervon bildet jedoch die Tatsache, daß der Wechselstromerzeuger-Rotor nach Fig. 6 eine in axialer Richtung verlängerte Nabe 34a umfaßt, die die in axialer Richtung sich erstreckenden, radial vorstehenden Magnetstäbe 13 und 15 trägt. Die Auslöse-Magnet- und -Spulen-Einheit 2 ist ihrerseits nahe der Nabe 35a in der Nachbarschaft der Stäbe 13 und 15 angeordnet, so daß diese unter den Enden der Kernschenkel 5 und 7 bei jeder Umdrehung des Rotors vorbeigehen, um Spannungen in den Auslöse-Spulen 9 und 11 in derselben Weise zu erzeugen, wie oben in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig. 1, 2 und 3 bereits beschrieben wurde. In diesem Fall ist die Einheit 2 in dem Teil des Streuflußfeldes der Wechselstrom-Magnete angeordnet, der sich radial nach innen, etwas zur einen Seite des Rotorkranzes 31 erstreckt, jedoch ist die Wirkung dieselbe wie gemäß Fig. 5. Das heißt, der Streufluß ist bestrebt, in dieselbe Richtung durch die beiden Spulen 9 und 11 zu fließen und dadurch in diesen Spulen Spannungen zu induzieren, die sich gegenseitig aufheben, da die Spulen in Reihe und in Gegenwirkungsbeziehung für solche Spannungen verbunden sind.

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Claims (10)

1. Patentansprüche :

   Unterbrecherloses Zündsystem für funkengezündete Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch einen Permanent-Magnet-Wechselstromerzeuger (17) mit einem in Synchronismus mit der Brennkraftmaschine (1) umlaufenden Rotor (18), der mindestens einen ein Streufeld (33) in der Nähe des Rotors (18) erzeugenden Permanentmagneten (3) enthält, eine Funkenstreckenzündvorrichtung (55), Mittel, die eine elektronische Schaltvorrichtung (49) umfassen, zur Veranlassung des Auftretens eines Funkens an der Funkenstreckenzündvorrichtung (55), wenn die Schaltvorrichtung (49) von einem ersten in einen zweiten Zustand geschaltet wird, einen Auslösemagneten (3), zwei Auslösespulen (9, 11), die nahe dem Rotor (18) so angeordnet sind, daß sie sich innerhalb des Streufelds befinden, Mittel zur Erzeugung eines Kreises für den Fluß des Auslösemagneten (3), der durch die beiden Auslösespulen (9, 11) geht und eine beim Umlauf des Rotors (18) sich so ändernde Reluktanz aufweist, daß verschiedene Spannungen in den Auslösespulen (9» 11) bei verschiedenen Winkelstellungen des Rotors von dem Fluß des Auslösemagneten (3) induziert werden, wobei die beiden Auslösespulen (9, 11) gegenüber dem Streufeld (33) und dem Feld des Auslösemagneten (9, 11) so angeordnet sind, daß in einer der Auslösespulen der Fluß des Streufelds (33) und der Fluß des Auslösemagneten (3) gegenüber der Achse dieser Spule in derselben Richtung wandern und in der anderen Auslösespule der Fluß des Streufelds (33) und der Fluß des Auslösemagneten (3) gegenüber der Achse dieser Spule in entgegengesetzten Richtungen wandern, und wobei die beiden Auslösespulen in Reihe so miteinander verbunden sind, daß die darin von dem Streu-

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   flußfeld induzierten Spannungen in hintereinandergeschalteter, sich schwächender Beziehung zueinander stehen, während die von dem Auslösemagnetfluß darin induzierten Spannungen in hintereinandergesehalteter, sich unterstützender Beziehung zueinander stehen, wobei Mittel zur Verbindung der Auslösespulen (9, 11) mit der elektronischen Schaltvorrichtung (49) in der Weise vorgesehen sind, daß an die letztere Auslösesignale für ihr Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand geliefert werden.
2. 2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Auslösespulen (9, 11) mit ihren Achsen in einer durch die Achse (29) des Rotors (18) gehenden Ebene liegend angeordnet sind.
3. 3. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemagnet (3) und die beiden Auslösespulen (9, 11) Teile einer Auslösemagnet- und -spuleneinheit (4) bilden, die an dem ortsfesten Teil der Brennkraftmaschine (1) befestigt ist.
4. 4. Zündsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösemagnet- und -spuleneinheit (4) einen zwei auseinanderliegende Schenkel (5, 7) umfassenden, aus magnetischem Werkstoff bestehenden Kern enthält, dessen Schenkel (5, 7) im wesentlichen in einer durch die Achse des Rotors (18) gehenden Ebene liegen und von denen jeder eine der Auslösespulen (9, 11) aufnimmt.
5. 5. Zündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Flußkreis für den Auslösemagneten (3) vorsehenden Mittel mindestens eine längliche magnetische Unregelmäßigkeit (13, 15) umfassen, die im

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   wesentlichen in einer durch die Achse des Rotors (18_ gehenden Ebene angeordnet ist, wobei der Auslösemagnet (3) und die beiden Auslösespulen (9, 11) als Teile der Auslösemagnet- und -spuleneinheit (4) nahe dem Umlauf weg der Unregelmäßigkeit (13, 15) angeordnet sind, und die Schenkel (5, 7) des Kerns des Auslösemagneten (3) sich in der Weise auf die Umlaufbahn der Unregelmäßigkeit (13, 15) zu erstrecken, daß beim Vorbeigang der letzteren an den Schenkeln (5, 7) die Reluktanz des Flußweges zwischen den Enden der Schenkel momentan verändert wird.
6. 6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, magnetischen Unregelmäßigkeiten (13, 15) einen radial nach außen vorstehenden und sich in axialer Richtung erstreckenden Streifen aus magnetischem Werkstoff umfassen.
7. 7. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) eine in axialer Richtung sich längs erstreckende Nab? (35) umfaßt, und daß die längliche, magnetische Unregelmäßigkeit (13, 15), die einen radial nach außen vorstehenden und sich in axialer Richtung erstreckenden Streifen aus magnetischem Werkstoff umfaßt, auf der Nabe (35) des Rotors (18) angeordnet ist.
8. 8. Zündsystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens einen Permanent-Magneten (20) aus einer Mehrzahl von einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe von an dem Kranz des Rotors (18) befestigten Magneten, die in Umfangsrichtung auseinanderliegen und in tangentialer Richtung magnetisiert sind.
9. 9. Zündsystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch g e -

   - 18 -

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   kennzeichnet, daß der Rotor (18) einen Kranz aus nicht-magnetischem Werkstoff aufweist.
10. 10. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) einen mindestens einen Permanentmagneten (20) tragenden Kranz sowie eine sich in axialer Richtung längs erstreckende Nabe (35) aufweist, wobei die Mittel zur Erzeugung eines Kreises für den Fluß des Auslösemagneten (3) mindestens einen Streifen (13, 15) magnetischen Werkstoffs enthalten, der an einer Stelle längs des Umfangs der Nabe (35) angebracht ist, und die beiden Auslösespulen (9, 11) Teile einer Auslösemagnet- und -spuleneinheit (4) sind, die benachbart der Nabe (35) angeordnet ist und einen Kern aus magnetischem Werkstoff enthält, der zwei nahe der Bahn des Streifens (13, 15) axial auseinanderliegende, sich radial nach innen erstreckende Schenkel (5, 7), die je eine der Auslösespulen (9, 11) tragen, in der Weise umfaßt, daß beim Vorbeigang des Streifens (13i 15) unter den Schenkeln (5, 7) die Reluktanz des Flußkreises zwischen diesen verändert wird.

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