DE20014502U1

DE20014502U1 - Kondensator-Zündanlage

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Publication number: DE20014502U1
Application number: DE20014502U
Authority: DE
Original assignee: PVL ELECTRONIC GERMANY
Current assignee: PVL ELECTRONIC GERMANY
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2010-08-23

Description

Gebrauchsmusteranmeldung DE

Anmelder: PVL Electronic Germany

Unser Zeichen: 76200DE (KI/GE)

Titel: Kondensator-Zündanlage

Die Erfindung betrifft eine Kondensator-Zündanlage mit einem STOP-Taster, die einen mit dem Motor rotierenden Magneten, einen mit dem Magneten zusammenwirkenden Eisenkern mit einer Ladespule zum Laden des Kondensators, eine Primärspule und eine Zündspule zur Erzeugung eines Zündimpulses und eine Thyristor-Zündschaltung zwischen der Ladespule und der Primärspule aufweist. Bei derartigen Kondensator-Zündanlagen erfolgt die Steuerung des Primärstromes der Zündspule mit Hilfe der Thyristor-Zündschaltung. Die Stromversorgung der Schaltung wird von der Ladespule geliefert, in der ein Strom induziert wird, wenn die Magneten sich an dem Eisenkern mit den Spulen vorbeibewegt.

Wenn derartige Kondensator-Zündanlagen bei Brennkraftmaschinen beispielsweise für Freischneider, Rasenmäher, Trennschleifer und dergleichen garten- und forstwirtschaftlichen Geräten eingesetzt wird, ist es erwünscht, den Motor jederzeit abschalten zu können, damit mit diesen Geräten genau gearbeitet werden kann oder damit gefährliche Situationen vermieden werden können, die sich dann ergeben können, wenn beispielsweise der Schneidkopf eines Freischneiders in die Nähe eines Arbeiters kommt. Um den Motor zu stoppen oder abzuschalten, wird bisher ein Taster oder STOP-Schalter eingesetzt, der einerseits zwischen der Ladespule und dem Thyristor und andererseits mit Erde verbunden ist. Um den Motor tatsächlich abzuschalten, muß dieser Taster so lange gedrückt werden, bis der Motor ausgeht oder steht. Diese Lösung hat den Nachteil, dass es einige Sekunden dauern kann, bis der Motor tatsächlich steht, und dass nicht mit Sicherheit festgestellt werden kann, wann der Motor tatsächlich steht.

Um den letztgenannten Nachteil zu vermeiden, hat man einen Schalter eingesetzt, der betätigt wird und dann in der entsprechenden Schaltstellung eine dauerhafte Abschaltung des Motors bewirkt. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass bei Wiederinbetriebnahme des Gerätes vergessen werden kann, den Schalter wieder in Betriebsstellung zurückzustellen. Wenn dies eintritt, zieht man am Startseil des Motors und ist darüber verärgert, dass der Motor nicht anspringt. Diese Situation kommt tatsächlich sehr häufig vor und führt immer wieder zu einer Unzahl von Reklamationen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kondensator-Zündanlage bereitzustellen, die durch ein kurzzeitiges Betätigen eines STOP-Tasters abschaltbar ist, so dass der Motor mit Sicherheit ausgeht, wenn der STOP-Taster betätigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Kondensator-Zündanlage gekennzeichnet durch einen elektronischen Schalter, der in einem ersten Schaltzustand die Gate-Kathoden-Strecke des Thyristors kurzschließt, durch eine Steuerschaltung mit dem STOP-Taster, die den elektronischen Schalter durch einen kurzzeitigen Steuerimpuls in den ersten Schaltzustand umschaltet und die beim Wiederandrehen des Motors den elektronischen Schalter in einen zweiten Schaltzustand umschaltet, in dem die Verbindung der Gate-Elektrode des Thyristors zur Erde unterbrochen ist, und durch eine Stromversorgungsschaltung für den elektronischen Schalter, die an der Ladespule angeschlossen ist. Da der elektronische Schalter, wenn durch eine kurzzeitige Betätigung des STOP-Tasters der Steuerschalter in den Schaltzustand geschaltet wird, bei der die Gate-Kathoden-Strecke des Thyristors kurzgeschlossen ist, wird dieser Zustand gehalten, unabhängig davon, wie lange der Motor benötigt, um stillzustehen. Wenn der Motor wieder angeworfen wird, werden der elektronische Schalter und die Steuerschaltung wieder mit Strom versorgt, so dass der elektronische Schalter wiederum in den Schaltzustand zurückgeschaltet wird, in dem die Zündschaltung ordnungsgemäß arbeiten kann. Es ist daher kein zusätzlicher Handgriff erforderlich, um die Wirkung des STOP-Tasters wieder rückgängig zu machen, bevor der Motor neu gestartet wird. Vielmehr wird die Schaltung durch Starten des Motors selbst zurückgesetzt, so dass die Zündung sofort ordnungsgemäß arbeiten kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter ein Flip-Flop aufweist, dessen Q-Ausgang einen Transistor steuert, der zwischen der Gate-Elektrode des Thyristors und Erde angeordnet ist. Durch ein derartiges Flip-Flop läßt sich die gewünschte Schaltung mit einfachen und zuverlässigen Mitteln verwirklichen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flip-Flop und dem Transistor ein erster Widerstand als Begrenzungswiderstand angeordnet ist. Der Begrenzungswiderstand sorgt in vorteilhafter Weise dafür, dass der Transistor und/oder das Flip-Flop beim Umschalten in den ersten Schaltzustand des Flip-Flops nicht überlastet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsschaltung einen Kondensator, vorzugsweise einen Elektrolytkondensator, aufweist, der zwischen der Ladespule und Erde angeschlossen ist. Der Kondensator wird daher direkt von einem Teil der Energie der Ladespule aufgeladen und zieht dabei jedoch nur wenig Strom, so dass die Funktion der Zündschaltung durch die Stromversorgung für den elektronischen Schalter und die Steuerschaltung nicht beeinträchtigt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ladespule und dem Kondensator eine Diode und ein zweiter Widerstand als Begrenzungswiderstand angeordnet sind. Der Begrenzungswiderstand und die Diode sorgen für eine weitere Begrenzung des Stromes, der von der Ladespule in den Kondensator fließt und damit an Zündenergie verlorengeht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfmdungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Kondensator eine Zenerdiode parallel geschaltet ist. Die Zenerdiode sorgt für eine Begrenzung der Spannung des Kondensators, so dass die zulässige Spannung bei der Versorgung des Flip-Flops nicht überschritten bzw. auf die Nennspannung stabilisiert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen ersten Kondensator zwisehen dem R-Eingang des Flip-Flops und Erde sowie einen dritten Widerstand zwischen dem R-Eingang des Flip-Flops der Versorgungsspannung V_s umfasst. Diese Schaltung sorgt in vorteilhafter Weise dafür, dass der elektronische Schalter bzw. das Flip-Flop beim Andrehen des Motors wieder in den zweiten Zustand zurückversetzt wird, in dem die Verbindung der Gate-Elektrode des Thyristors zur Erde unterbrochen ist. Sobald der Motor angedreht wird, wird der Kondensator der Stromversorgungsschaltung geladen und versorgt so die zuletzt genannte Schaltung mit Strom, so dass diese den elektronischen Schalter umschalten kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen zweiten Kondensator zwischen dem S-Eingang des Flip-Flops und V_s aufweist, und dass zwischen dem zweiten Kondensator und dem vierten Widerstand ein vierter Widerstand in Reihe geschaltet ist, der zusammen mit dem zweiten Kondensator eine Filterschaltung bildet, die bei Nicht-Betätigung

des STOP-Tasters verhindert, dass das Flip-Flop durch Störimpulse bzw. durch bei Zündanlagen übliche, hochfrequente Störsignale ungewollt geschaltet wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Kondensator ein fünfter Widerstand parallel geschaltet ist, durch den in vorteilhafter Weise bewirkt wird, dass der S-Eingang auf V_s gehalten wird, bis der STOP-Taster betätigt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der STOP-Taster zwischen dem vierten Widerstand und dem fünften Widerstand und Masse angeordnet ist, so dass in vorteilhafter Weise ein gesteuerter Impuls für die Umschaltung des elektronischen Schalters geliefert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage ist.

Die Kondensatorzündanlage umfasst einen mit dem Motor rotierenden Magneten 2, einen mit dem Magneten zusammenwirkenden Eisenkern 4 mit einer Ladespule 6 zum Laden des Kondensators 8, eine Primärspule 10 und eine Zündspule 12 zur Erzeugung eines Zündimpulses. Das eine Ende 14 der Ladespule 6 ist geerdet, während das andere Ende 16 der Ladespule über eine Diode 18 mit dem Kondensator 8 verbunden ist. Zwischen der Diode 18 und dem Kondensator 8 ist der Thyristor 20 angeschlossen, dessen Kathode geerdet ist. Die Gate-Elektrode des Thyristors 20 ist über einen weiteren Widerstand 22 mit dem Kondensator 8 bzw. der Primärspule 10 verbunden.

Insoweit handelt es sich um eine herkömmliche Kondensator-Zündanlage. Um den Motor zu stoppen, hat man bisher das Ende 16 der Ladespule 6 über einen STOP-Taster an Erde gelegt. Dies hat die oben beschriebenen Nachteile.

Bei der erfindungsgemäßen Kondensator-Zündanlage wird dagegen die Gate-Elektroden-Strecke des Thyristors 20 kurzgeschlossen bzw. die Gate-Elektrode und die Kathode werden beide auf Erde gelegt. Dazu umfasst die Schaltung ein Flip-Flop 24, das die üblichen Eingänge S (für Setzen) und R (für Rücksetzen) und den Ausgang Q aufweist, der je nach dem Schaltzustand des Flip-Flops 24 an Erde oder an der Versorgungsspannung V_s liegt.

Der Ausgang Q ist über einen Widerstand 26 mit einem Transistor 28 verbunden, dessen Emitterkollektorstrecke zwischen der Gate-Elektrode des Thyristors 20 und Erde liegt. Die Basis des Transistors 28 liegt über dem Widerstand 26 an dem Q-Ausgang des Flip-Flops

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24. Der R-Eingang des Flip-Flops 24 liegt über einem Widerstand 30 an der Versorgungsspannung V_s und über einem ersten Kondensator 32 (Cl) an Erde. Der S-Eingang des Flip-Flops 24 liegt über einen zweiten Kondensator 34 (C2) an der Versorgungsspannung V_s und über einen Widerstand 36 (RF) und einen damit in Reihe geschalteten Widerstand 38 ebenfalls an der Versorgungsspannung V_s. Der Widerstand 36 (RF) bildet der zusammen mit dem zweiten Kondensator eine Filterschaltung, die bei Nicht-Betätigung des STOP-Tasters verhindert, dass das Flip-Flop durch Störimpulse bzw. durch bei Zündanlagen übliche, hochfrequente Störsignale ungewollt geschaltet wird. Ein STOP-Taster 40 liegt einerseits an Erde und andererseits an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 36 und 38.

Die Versorgungsspannung V_s (beispielsweise -15 V) wird von dem Ende 16 der Ladespule über eine Diode 42 und einen B egrenzungswiderstand 44 auf einen Kondensator 46 geladen bzw. dort aufgebaut, der vorzugsweise ein Elektrolytkondensator ist. Zur Begrenzung der Versorgungsspannung V_s und deren Stabilisierung ist eine Zenerdiode 48 vorgesehen.

Die Kondensator-Zündanlage arbeitet beim Aus- bzw. Einschalten des Motors wie folgt. Sobald sich der Rotor 1 mit dem Magneten 2 dreht, wird der Elektrolytkondensator 46 geladen, und die Versorgungsspannung V_s für das Flip-Flop 24 steht zur Verfügung. Wird bei drehendem Rotor 1 der STOP-Taster 40 betätigt, wird das Flip-Flop 24 über den S-Eingang gesetzt, und der Q-Ausgang schaltet auf V_s. Der Thyristor 20 schaltet jetzt nicht mehr, weil die Gate-Kathoden-Strecke kurzgeschlossen ist, da die Gate-Elektrode über den Transistor 28 geerdet ist und die Kathode ohnehin an Erde liegt. Der Widerstand 26 dient dabei zur Begrenzung des durch das Flip-Flop 24 und den Transistor 28 fließenden Strom.

Wenn der Thyristor nicht mehr schaltet, wird kein Zündfunke mehr erzeugt und der Motor geht aus. Das Flip-Flop 24 hält diesen Zustand aufrecht, auch wenn der STOP-Taster 40 nicht mehr betätigt ist. Wenn dann der Motor steht, steht keine Stromversorgung mehr für das Flip-Flop 24 zur Verfügung, und das Flip-Flop 24 kann nicht mehr arbeiten. Bei erneutem Start des Motors wird beim Aufbau der Stromversorgung der R-Eingang des Flip-Flops 24 über den Kondensator 32 kurz angesteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Q-Ausgang des Flip-Flops 24 auf Erde liegt und die Zündung wieder normal funktioniert. Der Motor wird somit über die Zündung durch einen kurzen STOP-Impuls von dem STOP-Taster 40 ausgeschaltet. Die Zündanlage wird automatisch wieder aktiviert, wenn der Motor wieder angedreht wird.

Claims

1. Kondensator-Zündanlage mit einem STOP-Taster, die einen mit dem Motor rotierenden Magneten, einen mit dem Magneten zusammenwirkenden Eisenkern mit einer Ladespule zum Laden des Kondensators, eine Primärspule und eine Zündspule zur Erzeugung eines Zündimpulses und eine Thyristor-Zündschaltung zwischen der Ladespule und der Primärspule aufweist, gekennzeichnet durch

- einen elektronischen Schalter (24), der in einem ersten Schaltzustand die Gate- Kathoden-Strecke des Thyristors (20) kurzschließt,

- eine Steuerschaltung (30-38) mit dem STOP-Taster (40), die den elektronischen Schalter (24) durch einen kurzzeitigen Steuerimpuls in den ersten Schaltzustand umschaltet, und die beim Wiederandrehen des Motors den elektronischen Schalter (24) in einen zweiten Schaltzustand umschaltet, in dem die Verbindung der Gate- Elektrode des Thyristors (20) zur Erde unterbrochen ist, und durch

- eine Stromversorgungsschaltung (42-46) für den elektronischen Schalter (24), die an der Ladespule (6) angeschlossen ist.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter (24) ein Flip-Flop aufweist, dessen Q-Ausgang einen Transistor (28) steuert, der zwischen der Gate-Elektrode des Thyristors (20) und Erde angeordnet ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flip- Flop (24) und dem Transistor (20) ein erster Widerstand (26) als Begrenzungswiderstand angeordnet ist.

4. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsschaltung einen Kondensator (46), vorzugsweise einen Elektrolytkondensator, aufweist, der zwischen der Ladespule (6) und Erde angeschlossen ist.

5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ladespule (6) und dem Kondensator (46) eine Diode (42) und ein zweiter Widerstand (44) als Begrenzungswiderstand angeordnet sind.

6. Zündanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Kondensator (46) eine Zenerdiode (48) parallel geschaltet ist.

7. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen ersten Kondensator (32) zwischen dem R-Eingang des Flip-Flops (24) und Erde sowie einen dritten Widerstand zwischen dem R-Eingang des Flip-Flops (24) und der Versorgungsanpassung V_S umfasst.

8. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen zweiten Kondensator (34) zwischen dem S-Eingang des Flip-Flops (24) und der Versorgungsspannung V_S aufweist, und dass zwischen dem zweiten Kondensator (34) und dem vierten Widerstand (38) ein vierter Widerstand (36) in Reihe geschaltet ist.

9. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Kondensator (34) ein fünfter Widerstand (38) parallel geschaltet ist.

10. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der STOP-Taster zwischen dem vierten Widerstand (38) und dem fünften Widerstand (36) und Masse angeordnet ist.