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Es ist bekannt, den Zündkontakt von Minenzündmaschinen beim Antrieb erst dann zu schliessen, wenn der Zündmaschinenanker eine solche Drehgeschwindigkeit erlangt hat, dass die an die Zündmaschine angeschlossenen Zünder mit Sicherheit gezündet werden, d. h. dass die von der Maschine entwickelte
Spannung einen zur Zündung ausreichenden Strom durch die Zünderkette zu treiben vermag.
Um dies zu erreichen, hat man beispielsweise den den äusseren Stromkreis schliessenden Zündkontakt so ausgebildet, dass er erst kurz vor dem Ende des Antriebs des Ankers durch geeignete mechanische Verbindung mit dem Antriebsmechanismus geschlossen wird. Bei einer derartigen Ausführungsweise wird aber der Zündkontakt auch dann geschlossen, wenn der z. B. von Hand ausgeübte Antrieb nicht genügend energisch erfolgt, so dass der Anker nicht die erforderliche Drehgeschwindigkeit erreicht. Es ist dann möglich, dass nur ein Teil der angeschlossenen Zünder zur Zündung gelangt, die übrigen aber Versager bilden.
Da aber auch die Drehgeschwindigkeit des Ankers an sich noch keine wirkliche Gewähr dafür bietet, dass beim Schliessen des äusseren Stromkreises durch den Zündkontakt auch die erforderliche Spannung an den Klemmen der Maschine zur Verfügung steht, was z. B. bei Schadhaftwerden einer der Wicklungen eintreten kann, hat man den Zündkontakt auch bereits elektromagnetisch in der Weise betätigt, dass man ihn durch einen Magnetanker schliessen liess, der gegen die Wirkung einer Feder z. B. von einem Pol des Feldmagneten der Maschine erst dann angezogen wurde, wenn dessen Magnetisierung durch die Feldwicklung die volle, zur Erzeugung der Zündspannung nötige Höhe erreicht hat.
Dabei hat sich aber gezeigt, dass eine derartige Ausbildung viel zu wenig präzise arbeitet, weil mit der bei Annäherung des Ankers zunehmenden magnetischen Zugkraft auch die Zugkraft der entgegenwirkenden Feder wächst und weil bei deren z. B. durch Ermüdung abnehmender Spannung die Einschaltung des Zündkontaktes verfrüht erfolgt.
Die genannten Einrichtungen bieten also keinerlei tatsächliche Gewähr dafür, dass die insbesondere von Hand aus angetriebene Maschine bei Eintreten des Kontaktschlusses bereits eine Spannung von solcher Höhe erzeugt, dass der Zündstrom in der Zünderkette die zur Entzündung unbedingt erforderliche Stärke erreicht und dass Versagen der Zündung nicht eintreten kann.
Die bekannten Einrichtungen besitzen aber auch den weiteren Nachteil, dass sie, auch wenn die Zündmaschine im Augenblick des Zündkontaktschlusses die volle Spannung besitzt, eine Fehlzündung dann noch zulassen, wenn der Widerstand der Zündleitung einschliesslich der Zünder aus irgendwelchen Gründen ein zu hoher ist, also der Zündstrom die für die Zündung erforderliche Stärke nicht erreichen kann.
Die Zündstrom-Einschaltvorrichtung nach der Erfindung besitzt die genannten Nachteile nicht.
Sie schliesst den Zündstromkreis nicht nur erst, wenn die Maschinenspannung selbst die ausreichende Höhe für eine sichere Zündung besitzt, sondern auch nur dann, wenn der Widerstand der Zünderkette den vorbestimmten Wert nicht überschreitet, wenn also beide Faktoren, die den in den Zünderkreis fliessenden Strom bestimmen, Maschinenspannung und Widerstand, den für eine wirksame Zündung richtigen Wert besitzen.
Die Anordnung nach der Erfindung besitzt aber noch den weiteren wesentlichen Vorteil, dass der Zündkontakt weder direkt von Hand noch durch ein elektromagnetisches Organ betätigt wird, so dass die genannten, mit einer derartigen Betätigung verbundenen Mängel vermieden werden. Der Antrieb
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des Zündkontaktes erfolgt vielmehr indirekt durch ein unabhängiges, unter Federspannung stehendes Schaltorgan, und die zu dessen Auslösung dienenden elektromagnetischen Organe können, da sie die mechanische Leistung für den Kontaktschluss nicht aufzubringen haben, leicht und sehr präzise funktionierend ausgeführt werden.
Gemäss der Erfindung löst ein unmittelbar von der Spannung der Zünddynamo beeinflusstes, elektromagnetisches Relais ein den Zündkontakt betätigendes, z. B. unter der Wirkung einer Feder stehendes Schaltorgan erst dann aus, wenn die Dynamo gegen Ende des Antriebs die vorbestimmte Spannung erreicht, die für die wirksame Zündung der Kette mit ebenfalls bestimmtem Widerstand nötig ist. Diese Auslösung erfolgt aber auch nur dann, wenn eine zweite Relaisanordnung, die durch einen vom Widerstand der Zünderkette abhängigen Strom betätigt wird, den Anker des erstgenannten Relais freigibt. Das geschieht nur dann, wenn die Grösse dieses Widerstandes einen vorbestimmten maximalen Wert nicht überschreitet, dem die Zündmaschine in ihrer Ausführung entspricht.
Dementsprechend wird das von der Zündspannung zu beeinflussende Relais so mit dem Stromerzeuger verbunden, dass seine magnetische Zugkraft unmittelbar von der Spannung des Stromerzeugers abhängt und seine Spule von einem dieser Spannung proportionalen Strom durchflossen wird. Die Spule kann zu diesem Zweck mit der Feldwicklung oder mit einem Vorschaltwiderstand in Reihe an die Stromerzeugerklemmen angeschlossen werden. Es kann ihr aber auch eine beliebig kleine Teilspannung eines an diese Klemmen angeschlossenen Spannungsteilerwiderstandes zugeführt werden.
Das vom Widerstand der Zünderkette zu beeinflussende Relais wird demgegenüber derart in den Zündmaschinenstromkreis geschaltet, dass seine Spule von einem Strom durchflossen wird, der unmittelbar vom Gesamtwiderstand der'Zündleitung abhängig ist, dass also auch seine Zugkraft ein Mass für die Grösse dieses Widerstandes ist.
Überschreitet der Widerstand in der Zünderkette den maximal zulässigen Wert, so dass der Zündstrom auch bei voller Maschinenspannung nicht die für die Zündung nötige Stärke erreichen kann, so hält das vom Zündwiderstand beeinflusste Relais das von der Spannung abhängige Relais verriegelt. Der Zündkontakt wird also nicht geschlossen und in die Zündleitung fliesst kein Strom der die Zündung bewirken kann.
Auf der Zeichnung sind Anordnung und Schaltung nach der Erfindung in mehreren Ausführungbeispielen schematisch dargestellt.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist das den Schaltkontakt betätigende Relais in Reihe mit der Nebenschluss- wicklung der Maschine an deren Klemmen angeschlossen, das vom Zündleitungswiderstand beeinflusste Relais mit der Zünderkette und einem Hilfswiderstand in Reihe geschaltet. Fig. 1 zeigt alle Teile der Anordnung in Bereitschaftsstellung, Fig. 2 unmittelbar nach der Auslösung. Bei der Anordnung nach Fig. 3 wirken beide Relais auf einen gemeinsamen Anker. In den Fig. 4-7 sind verschiedene Möglichkeiten des Anschlusses des vom Zünderkettenwiderstand zu beeinflussenden Relais dargestellt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist demnach folgende : Sobald der vom Getriebeteil 2 über das Ritzel 3 angetriebene Anker 1 der Zünddynamo eine für die Zündung ausreichende Spannung erzeugt, sucht das mit der Nebenschlusswicklung 5 in Reihe geschaltete Relais 7 seinen durch den Anker 11 des Relais 10 verriegelten Anker 14 anzuziehen, der das unter der Spannung der Feder 16 stehende Schaltorgan 13 für den Zündkontakt 12 verriegelt hält.
Gleichzeitig mit der Erregung des Relais 7 wird auch Relais 10 erregt, das den noch offenen Zündkontakt 12 überbrückt und mit einem Widerstand 11 und der Zündleitung 20 in Reihe geschaltet ist. Überschreitet der Widerstand der letzteren den vorbestimmten Wert nicht, so zieht dieses entsprechend eingestellte Relais seinen Anker 17 an, dieser gibt daher den bereits unter der Zugwirkung des Relais 67 stehenden Anker 14 frei und letzterer löst das
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Nach der Abgabe des Zündstromes kehrt der Getriebeteil 2 z. B. unter der Wirkung der Rückstellfeder 25 in seine Ausgangslage (Fig. 1) zurück und führt dabei das Schaltorgan 13 wieder in die Bereitschaftsstellung.
Eine besonders präzise Funktion des Relais 7 wird erzielt, wenn der Anker 14 nicht gegen die Wirkung einer Blattfeder 22, wie in den Figuren beispielsweise schematisch dargestellt, sondern gegen die Zugwirkung eines kleinen permanenten Magneten 23 angezogen wird. Eine solche Anordnung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Gegenkraft des permanenten Magneten quadratisch mit der Entfernung des Ankers abnimmt. Steht der Anker 14 dagegen unter Wirkung einer Feder, so nimmt deren Gegenkraft bei Annäherung des Ankers an den Relaiskern zu und schwächt somit zunehmend dessen Anziehungswirkung.
Die Wirkungsweise der Anordnung bleibt unverändert, wenn gemäss Fig. 3 beide Relaisspulen 7 und 10 auf einen gemeinsamen Anker 24 wirken. Die Freigabe des Schaltorgans 13 durch diesen Anker erfolgt in diesem Fall erst dann, wenn beide Relais die je der richtigen Maschinenspannung bzw. dem vorbestimmten Zündleitungswiderstand entsprechende Zugkraft erlangt haben, die Zündung unterbleibt aber, wenn dies z. B. nur für eines der Relais zutrifft.
Der Teil 2 des Antriebsmechanismus stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar, die Rückstellung des Schaltorgans in die Bereitschaftsstellung kann durch einen beliebigen Teil dieses Mechanismus erfolgen.
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Sie kann bei Hand angetriebenen Maschinen z. B. -bei Beginn der Betätigung, bei Zündmaschinen mit Federzugantrieb bei Beginn des Aufzugs der Feder oder bei Beginn ihres Ablaufs, oder auch bei Auslösung der gespannten Zugfeder bewirkt werden.
Bei der Schaltung nach den Fig. 1-3 ist die Spule des Relais 10 an die volle Maschinenspannung angeschlossen. Damit der hiebei die Zündleitung durchfliessende Strom auf einem für die Zünder ungefährlichen Wert gehalten wird, ist es daher notwendig, der Zündleitung einen entsprechend hohen Widerstand 11 vorzuschalten. Dadurch wird jedoch die Genauigkeit der Funktion des Relais 10 herabgesetzt, die mit zunehmender Grösse des Widerstandes abnimmt.
Durch die Schaltung nach Fig. 4 wird diesem Nachteil dadurch begegnet, dass für die Betätigung des Relais 10 nur ein so geringer Teil der Maschinenspannung verwendet wird, dass die Vorschaltung eines Widerstandes zur Strombegrenzung entfallen kann. Eine solche geringe Spannung 31 kann z. B. einem als Spannungsteiler wirkenden bei 25 und 26 an die Gesamtspannung der Maschine angeschlossenen Widerstand 27 entnommen werden. Wird die Zündmaschine angetrieben, so fliesst unter der Wirkung der z. B. nur 5-10% der Gesamtspannung betragenden Teilspannung 31 ein für die Zünder ungefährlicher
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sowohl der für den Spannungsteilerwiderstand 27 dienende Schalter 30 als auch der Schalter 29 des Relais 10 geöffnet, so dass der Zündmaschinenstrom in voller Stärke die Zünderkette durchfliesst.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Schaltung der Relaisspule 10 dargestellt, bei welcher letztere unmittelbar vom Spannungsabfall in der Zünderkette beeinflusst wird bzw. da sie mit dieser allein parallel geschaltet ist, einen dem Zündleitungswiderstand umgekehrt proportionalen Strom erhält. Bei Antrieb der Zündmaschine fliesst ein durch den gemeinsamen Vorschaltwiderstand 32 niedrig gehaltener Strom über den Schalter 31 durch das Relais 10 und gleichzeitig ein diesem umgekehrt proportionaler Strom durch die Zünderkette. Überschreitet der Widerstand der Kette den vorgeschriebenen Wert, so fliesst durch die Spule des Relais 10 ein zu hoher Strom und letzteres verriegelt durch seinen Anker 17 den Anker 14 des Relais 7, so dass die Zündung unterbleibt.
Zieht dagegen das Relais 10 seinen Anker 17 bei richtigem Zündleitungswiderstand nicht an, so unterbricht das Schaltorgan 13 den Schalter 31 des Spulenstromkreises und der gesamte Zündmaschinenstrom fliesst über den Zündkontakt 12, der nun den Vorschaltwiderstand 32 kurzschliesst, in die Zündleitung.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 erfolgt die Auslösung des Schaltorgans nur, wenn die vom gemeinsamen Kern beider Relaisspulen durch die Spule y entwickelte Zugkraft nicht zu sehr durch die ihr entgegenwirkende Magnetisierung der Spule 10 geschwächt wird, falls deren Strom infolge zu hohen ZündLeitungswiderstandes zu hoch ist.
Gemäss Fig. 7 wirkt ausser der Spule 10, die mit dem Widerstand 33 parallel zur Zünderkette geschaltet ist, noch die Spule 10', die im Zündstromkreis liegt, auf den Anker 17. Wird der Strom in der Spule 10 zu gross, weil der Widerstand der Zünderkette zu hoch ist, so verriegelt der Anker 17 den Anker des Spannungsrelais 7 und die Zündung kommt nicht zu Stande.
Statt der in den Figuren dargestellten Relaisspulen mit Magnetkern können natürlich gegebenenfalls auch Spulen ohne Eisenkern oder beliebige andere bekannte, auf elektromagnetischer Kraftwirkung beruhende Anordnungen verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zündstrom-Einschaltvorrichtung für elektrische Minenzündmaschinen und-zündvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Antrieb der Zündmaschine unabhängiges, z. B. federbetätigtes Schaltorgan (13) die Schliessung des Zündkontaktes (12) in Abhängigkeit von einem von der Zündmaschinenspannung oder einem Teil derselben beeinflussten Relais (7) und von einem vom Zündleitungswiderstand abhängigen Relais (10) bewirkt.