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Elektrische Niederspannungszündanordnung für Brennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Niederspann.ungszündanordnung für Brennkraftmaschinen
mit einer Stromquelle zur Erzeugung elektrischer Stromstöße, z. B. einem Magnetzünder
oder einer von einer Batterie über einen Unterbrecher gespeisten Zündspule, einem
Kondensator, der von der Stromquelle geladen werden kann, einer Funkenstrecke, z.
B. einer Gleitfunkenzündkerze, über die der Kondensator entladen werden kann, und
einem periodisch gesteuerten elektromagnetischen Schalter oder Umschalter, der den
Kondensator periodisch nach seiner Abschaltung von der Stromquelle unmittelbar an
die Zündkerze anschließt.
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Die Erfindung ist insbesondere auf die Anpassung einer solchen Zündanordnung
an bestehende Hochspannungszündvorrichtungen gerichtet. Sie 'besteht darin, daß
der Schalter oder Umschalter von oder gleichlaufend mit jedem im Arbeitstakt des
Unterbrechers gesteuerten elektrischen Ladestromstoß gesteuert wird.
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Eine in dieser Weise ausgebildete Zündanordnung mit Kondensator und
Gleitfunkenkerze kann unmittelbar an den Magnetzünder oder an die Zündspule einer
üblichen Hochspannungszündvorrichtung angeschlossen worden.
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Bei der erfindungsgemäßen Zündanordnung wird der Kondensator von den
Stromstößen geladen. Um sicher zu sein, daß der Kondensator bei jedem Stromstoß
eine zweckmäßige Energiemenge erhält, und um zu vermeiden, daß er diese Energie
in den Ladekreis zurückgibt, muß der Kondensator sofort,
nachdem
der Stromstoß seine Höchstspannung erreicht hat, vom Ladekreis abgeschaltet werden.
Dies erfordert eine gewisse Zeitspanne zwischen der Erzeugung des Stromstoßes und
dem Ansprechen des von oder gleichzeitig mit -diesem Stromstoß gesteuerten Schalters.
Zum Erreichen dieser genauen Zeitspanne wird entsprechend der Erfindung die Trägheit
oder die Masse des Schalters und/oder eine besondere Dämpfung -des Schalters benutzt.
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Für den Fall, daß bei einer Zündanordnung, die mit einer Anzahl üblicher
Hochspannungszündkerzen versehen ist, nur eine oder einige dieser Zündkerzen durch
eine mit einem Kondensator zusammenwirkende Gleitfunkenzündkerze ersetzt werden
sollen, ist es möglich, eine Anordnung zu verwenden, bei der die von der Stromquelle
erzeugten Stromstöße in üblicher Weise zu einem Verteiler geleitet werden. Zwischen
dessen festen Kontakten und Erde sind die Hochspannungszündkerzen angeordnet, wobei
eine oder mehrere dieser Zündkerzen durch die Reihenschaltung der Hoch- und Niederspannungswicklung
eines elektromagnetischen Schalters und eines Kondensators ersetzt sind und eine
Gleitfunkenzündkerze über diesen Schalter am Kondensator angeschlossen ist. Bei
dieser Anordnung wird die Verbindung des Verteilers für die Ladekreisunterbrechung
und des Schalters für den Anschluß des Kondensators an die Gleitfunkenzündkerze
an Stelle eines Umschalters für die Abschaltung des Kondensators und dessen Anschluß
an die Zündkerze gebraucht. In diesem Falle wirken der Verteiler und der Schalter
zusammen und bilden einen Umschalter.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i ein Schaubild der elektrischen Ladestromstöße,
Fig. 2, 3, .f und 5 Schaltungen nach der Erfindung, in denen ein Kondensator und
ein elektromagnetischer Umschalter zwischen der Stromquelle und dem Verteiler angeordnet
sind, Fig.6 eine Schaltung einer Zündanordnung, in der ein elektromagnetischer Schalter
und ein Kondensator am Ausgang eines Verteilers angeschlossen sind, und Fig. 7 eine
Schaltung einer Zündanordnung mit einem Umschalter und einem Kondensator, die sinngemäß
nach Fig.4 geschaltet sind. Bei dieser Schaltung wirkt die Zündspule für die Erzeugung
der Stromstöße auch als Magnetspule des Umschalters. .
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In der Zeichnung ist i eine Batterie, z. B. ein Akkumulator eines
Kraftwagens, -> ist die Niederspannungswicklung einer Zündspule, 3 ist die Spule
eines elektromagnetischen Schalters oder Umschalters, d. ist ein Unterbrecher, 5
sind dieKontakte des Unterbrechers, 6 ist der bewegliche Kontaktarm des Schalters
oder Umschalters, 7 sind die Kontakte des Umschalters im Ladekreis, 8 ist ein. -einstellbarer
Anschlag für den beweglichen Kontaktarm, 9 ist die Hochspannungswicklung der Zündspule,
io ist eine am beweglichen Kontaktarm angeordnete Feder, i i ist ein Kondensator,
12 sind die Kontakte des Umschalters im Entladekreis, 13 ist ein Verteiler, 14 sind
feste Kontakte des Verteilers und 15 sind Gleitfunkenzündkerzen.
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Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist die Spule 3 des elektromagnetischen
Schalters im Kreis der Niederspannungswicklung 2 der Zündspule angeordnet. Normalerweise
wird d iese Spule vom Strom durchflossen, wodurch die Kontakte 7 geschlossen werden.
Mittels eines einstellbaren: Anschlags 8 können die Kontakte 7 in einiger Entfernung
voneinander getrennt gehalten werden. Wenn der Primärkreis vom Unterbrecher. unterbrochen
wird, wird die Spule 3 stromlos, und es wird- ein elektrischer Stromstoß hoher Spannung
in der Hochspannungswicklung 9 erzeugt. Dieser Stromstoß wird über die Kontakte
7 zum Kondensator i i geleitet, da der Umschalter infolge seiner Trägheit nicht
sofort auf das Stromloswerden der Spule 3 anspricht. Eine kurze Zeit nach der Ladung
des Kondensators, indem Augenblick, in dem der Stromstoß seinen Höchstwert x (in
Fig. i) erreicht hat, ändert der Umschalter seine Lage unter dem Einfluß d er Feder
io. Der Kondensator i i wird .dann vom Ladekreis abgeschaltet und durch das Schließen
der Kontakte 12 über den Dreharm des Verteilers 13 unmittelbar mit der vom Verteiler
gewähltenGleitfunkenzündkerze 15 verbunden. Infolge dieser Wirkung des Umschalters
wird der Kondensator plötzlich über die Zündkerze entladen, so daß auf der wirksamen
Oberfläche der Zündkerze ein kräftiger Gleitfunke erzeugt wird. Sobald die Kontakte
5 des Unterbrechers wieder geschlossen werden, zieht die Spule 3 .den Kontaktarm
6 des Umschalters wieder an und wird der Ladekreis des Kondensators i i über die
Kontakte 7 aufs neue geschlossen. In der Ladestellung des Umschalters brauchen die
Kontakte 7 einander nicht zu berühren. Wenn die von der Zündspule 29 erzeugte Spannung
ausreichend und -der Spalt zwischen den Kontakten 7 nur eng ist, kann der Ladestrom
diesen Spalt leicht überschlagen.
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Bei der Schaltung nach Eig. 2 ist die Spule 3 des Umschalters mit
der Niederspannungswicklung 2 der Zündspule in Reihe geschaltet. In Fig. 3 und 4.
ist die Spule 3 dagegen parallel zu der Niederspannungswicklung geschaltet. Diese
Zündanordnungen arbeiten. weiter wie die nach Fig. 2. In Fig.4 ist der Sekundärkreis
der Zündspule, d. h. der Ladekreis des Kondensators i i, völlig vom Primärkreis
der Zündspule getrennt.
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Bei der Zündanordnung nach Fig.5 ist die Spule 3 des Umschalters mit
der Hochspannungswicklung 9 der Zündspule in Reihe geschaltet. In der Zeitspanne,
während welcher keine Stromstöße erzeugt werden, ist die Spule 3 des Umschalters
stromlos und sind dieKontakte 7 geschlossen. Wenn ein Stromstoß erzeugt wird, wird
der Kondensator über die Kontakte 7 geladen, und sofort danach wird der bewegliche
Kontaktarm 6 des Schalters von der gespeisten Spule 3 in die andere Lage umgeschaltet.
Der Ladekreis wird also unterbrochen und der Kondensator i i über die Kontakte 12
unmittelbar an die Gleitfunkenzündkerze 15 angeschlossen. Nach der Erzeugung des
Stromstoßes und der darauffolgenden Entladung des Kondensators
i
i über die Zündkerze 15 geht der bewegliche Kontaktarm 6 unter dem Einfluß
der Feder io zur Ladestellung zurück.
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Fig. 6 stellt eine Zündanordnung dar, bei der nur eine von: vier üblichen
Hochspannungszündkerzen 15' durch eine mit einem Kondensator arbeitende Gleitfunkenzündkerze
15 ersetzt ist. Zu diesem Zweck ist einer der festen Kontakte i -. eines üblichen
Hochspannungsverteilers über die Spule 3 eines elektromagnetischen Umschalters und
einen damit in Reihe geschalteten Kondensator mit der Erde verbunden.
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Der feste Kontakt des Umschalters ist mit der Spule 3 und mit dem
Kondensator verbunden und der bewegliche mit der Gleitfunkenzündkerze 15. Der Verteiler
und der Unterbrecher laufen, derart gleich, daß sich der Kontaktarm des Verteilers,
wenn ein Stromstoß erzeugt wird, gegenüber einem festen Kontakt 14 befindet. In
der dargestellten Lage des Kontaktarmes geht der Stromstoß durch die Spule 3 hindurch
und lädt den Kondensator. Darauf wird der Kontaktarm des Schalters von der Spule
3 angezogen, und der Kondensator entlädt sich über die Gleitfunkenzündkerze 15,
so daß zwischen ihren Elektroden ein Funke überspringt. Die Spannung des Kondensators
erreicht keinen so hohen Wert, daß der Kondensator sich über die Spule 3 und den
Spalt zwischen dem Dreharm des Verteilers und dem festen Kontakt 14 entladen kann.
Der Kondensator kann sich daher nur über die Gleitfunkenzündkerze 15 entladen. Diese
Anordnung ist nur für einen behelfsmäßigen Betrieb geeignet, z. B. in den Fällen,
in denen keine Gelegenheit gegeben ist, ,den üblichen Hochspannungsverteiler durch
einen der Niederspannungsschaltung entsprechenden Verteiler zu ersetzen, der mit
niedrigeren Spannungen und Strömen größerer Stärke arbeitet. Im Falle der Verwendung
eines Niederspannungsverteilers können mehrere Hochspannungszündkerzen durch eine
Anordnung nach der Erfindung ersetzt werden.
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Bei den Schaltungen nach den Fig. 2 bis 6 ist eine normale Zündspule
verwendet. Statt dieser kann ein Magnetzünder für die Erzeugung der Stromstöße benutzt
werden. Die Anordnung nach Fig. 7 ist mit einer besonders ausgebildeten Zündspule
versehen, die gleichzeitig als Umschalter arbeitet. Wenn die Niederspannungswicklung
2 gespeist wird, wird der Kontaktarm 6 von dem durch sie erzeugten Magnetfeld angezogen,
und die Kontakte 7, d. h. der Ladekreis des Kondensators, werden geschlossen. Sobald
der Strom in der Niederspannungswicklung 2 durch den Unterbrecher .f unterbrochen
wird, wird von der Hochspannungswicklung 9 im Ladekreis ein Stromstoß erzeugt, der
den Kondensator i i lädt. Sofort darauf zieht die Feder io den beweglichen Kontaktarm
6 in die andere Lage, wodurch der Ladekreis unterbrochen und der Entladekreis des
Kondensators über die Kontakte 12 geschlossen werden. Der Kondensator entlädt sich
dann über eine der Gleitfunkenzündkerzen 15. Diese Anordnung ist dem erfindungsgemäßen
Zündvorgang völlig angepaßt, da, bereits be,stehende Teile und Einrichtungen, wie
der Verteiler 13, die Zündspule oder ein. Magnetzünder einer üblichenHochspannungszündanlage
benutzt werden.
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Es sei bemerkt, daß der Schalter oder der Umschalter immer derart
ausgeführt werden muß, daß er bei der Erzeugung eines Stromstoßes genau in dem durch
x in Fig.i angegebenen Zeitpunkt arbeitet.