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Magnet-oder Lichtmagnetzünder für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf Magnet-oder Lichtmagnetzünder für Brennkraftmaschinen mit umlaufenden ode ! : feststehenden Ankern, bei denen der induzierende Magnetfluss von Dauermagneten erzeugt wird.
Bei der Durchbildung von elektrischen Geräten aller Art, die mit Dauermagneten ausgerüstet werden sollen, ist man in jedem Falle bestrebt, die Dauermagnete optimal auszunutzen, um für das jeweilige Gerät das kleinste Magnetvolumen zu erhalten. Da kleinste Abmessungen des Magnetzündersbzw. Licht- magnetzilnders die Voraussetzung für ein günstiges Leistungsgewicht des Motors, der eine Einheit mit dem Zünder bildet, ist, treten bei der Konstruktion dieser Geräte die Forderungen nach optimaler Ausnutzung der Dauermagnetwerkstoffenochbedeutend stärker in Erscheinung.
Aus diesem Grunde wurden bisher für
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Aus den Entmagnetisierungslinien der bekannten Magnetlegierungen mit hohem (BH) max lässt sich erkennen, dass mit steigenden (BH) max-Werten die Krlimmung der Entmagnetisierungslinien zunimmt. Dies bedeutet aber, dass der Winkel zwischen der Tangente an die Entmagnetisierungslinie und der permanenten Zustandslinie (permanenten Permeabilität) mit steigendem (BH) -Wert auch zunimmt. Bekanntlich ändert sich bei Magnet-und Lichtmagnetzünder der Widerstand des magnetischen Kreises, bedingt durch die Funktion des Gerätes, in einer Periode zwischen einem Kleinstwert, der fast magnetischem Kurzschluss gleichkommt, und einem Grösstwert, der durch den offenen Magnetkreis gegeben ist.
Bei der Änderung des magnetischen Widerstandes ändert sich die Remanenz des Magnetstückes aber nicht gemäss der äusseren Magnetisierungslinie, sondern nach einer inneren Zustandslinie (permanenten Zustandskurve), die ihren Anfangspunkt auf der äusseren Entmagnetisierungslinie hat und mit der Tangente an dieser einen Winkel bildet. Das ergibt, dass von der unteren Grenze des magnetischen Arbeitsbereiches (offener magnetischer Kreis) bis zur oberen Grenze des magnetischen Arbeitsbereiches (beinahe magnetischer Kurzschluss) ein starkerAbfall der Remanenz eintritt. Dieser starkeAbfall muss beiAuslegung des Dauermagneten für einen Ma-
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von vornherein inRechnung gestellt werden und bedingt eine wesentliche Erhöhung desrad-oder fast geradlinig verläuft.
Derartige Dauermagnete hat man in jüngster Zeit beim Bau von Fahrrad-Dynamos, kleinen Generatoren und vorwiegend bei Lautsprechersystemen angewendet und zwar in erster Linie deswegen, weil dieser Dauermagnetwerkstoffe'im Gegensatz zu den bisherigen teueren Legierungsdauermagneten aus billigen Rohstoffen bestehen. Der niedrige Remanenzwert Br von zirka 2000 G lässt aber auch erkennen, dass man derartige Dauermagnete bisher nur für solche Geräte benutzte, bei denen keine Rücksicht auf das einzusetzende Magnetvolumen genommen zu werden braucht, wie dies praktisch insbesondere bei Lautsprechersystemen in den Vordergrund tritt.
Gemäss der Schweizer Patentschrift Nr. 310045 ist der letzgenannte Dauermagnetwerkstoff auch bei einer Hochfrequenzmaschine angewendet worden. Die Anwendung dieses Dauermagaetwerkstoffes eignet sich für derartige Maschinen aus dem Grunde besonders vorteilhaft, weil dieses Material praktisch nicht entmagnetisierbar ist und einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Um diese gewünschten Vorteile gegenüber der Anwendung bei Stahlmagneten zu erreichen, muss aber auch. in diesem Falle ein Vergrö -
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sserung des Magnetvolumens in Kauf genommen werden.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass sich für den Aufbau von Magnet- oder Lichtmagnetzündern von Brer. nkraftmaschinen eine optimale Ausnutzung der Magnetwerkstoffe und ein wesentlich ge-
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das Verhältnis der Neigungwendung solcher Dauermagnete in Ma gnetzündapparaten alle vorstehend beschriebenen Nachteile mit sich bringt und demzufolge einen leistungsgünstigen und wirtschaftlich vorteilhaften Aufbau von Zündap- paraten für Brennkraftmaschinen nicht gewährleistet.
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geringste Aufwand an Magnetwerkstoff und damit kieinste Zünderabmessung erreichen.
Ausserdem kann der Zünderkonstrukteur unter Anwendung von Dauermagneten nach der erfindungsgemässen Regel die Zun- derwicklung optimal auslegen, ohne wie bisher auf die Ankerrückwirkung Rücksicht nehmen zu müssen.
Der Magnetzünderkonstrukteur ist schliesslich bei Anwendung der erfindungsgemässen Erkenntnis nicht mehr gezwungen, durch zusätzlichen Einbau von Flussleitstücken den Widerstand des offenen Magnetkreises zu verkleinern. Diese wesentlichen Vorteile werden beim Bau von Magnetzündern immer schon angestrebt,
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max-Wen nie erreichtschaulicht : die im zweiten Quadranten aufgenommene Entma gnetisierungslinien enthalten und wobei rechts davon die hiezu gehörenden BH-Werte gegenübergestellt sind.
Es handelt sich hiebei um die Magnetwerkstoffe 1 Alnico V, 2 Alni XII, 3 Alni 120 und einen Oxyddauermagneten 4 mit einer Koerzitivkraft von 1800 Oersted und einer Remanenz von 2000 Gauss.
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des Magneten 110% (BH) max zu, so bedeutet dies, dass die magnetischen Widerstandsgeraden a, b, die den Arbeitsbereich begrenzen, durch die Punkte A und B bestimmt sind. Die Widerstandsgerade a gilt für den magnetischen Kurzschluss und die Gerade b für den offenen Kreis. Bringt man nun den Magneten aus dem offenen Kreis
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so verläuft47, 80/o des (BH) x-Wertes. Das Volumen des Magneten errechnet sich hieraus auf über das Doppelte des nach dem (BH) x-Werte zu Erwartenden.
Bei den meisten Magnetzündern liegen die Verhältnisse so, dass der Widerstand des offenen Kreises so hoch ist, dass die untere Arbeitsgrenze b noch weiter absinken würde. Um dies zu vermeiden, wird der Widerstand des magnetischen Kreises künstlich verringert. Der durch diesen verringerten Widerstand abgeleitete Fluss geht zum Teil auch imArbeitszustand a verloren-Um dies auszugleichen, ist ein weiterer Aufwand an Magnetwerkstoff erforderlich.
Unter gleichen Voraussetzungen ergibt sich für die Magnete 2 und 3 ein Abfall der ausnutzbaren Energie auf 58, 5% bzw. auf 53, 1% des (BH) max-Wertes.
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Eine Ausnutzung von 100% ergibt sich aber, wenn man die Widerstandsgerade a durch den (BH) x-Punkt legt. Für b ergibt sich dann eine Verschiebung b, nach unten, die aber bedeutungslos ist, da dies den of-
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tenen. Kreis darstellt. Da dieser aber die Funktion des Zündapparates nicht beeinflusst, ist damit die Möglichkeit gegeben, die Auslegung des magnetischen Kreises optimal für den Arbeitszustand zu bemessen, ohne auf den offenen Kreis Rücksicht nehmen zu müssen.
In Fig. 2 ist ein Magnetzünder veranschaulicht, bei dem die Bemessungsregel nach der gekennzeich- neten Art zur Anwendung kommt. Der in den ZUnder eingebaute Dauermagnet weist eine gerade Entmagnetisierungslinie nach dem Diagramm gemäss Fig. l auf. Die Widerstandsgerade ist hiebei durch den
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die Nordpolseite N des Dauermagneten am eisernen Schwungrad 25 anliegt. Auf der gesamten S-Polseite des Dauermagneten 26 ist ein segmentförmiger Eisenpolschuh 28 angeordnet, der durch die Befestigungsschrauben 27 zusammen mit dem Dauermagneten 26 an der Schwungscheibe 25 gehalten wird. Der Polschuh 28 bildet in Gemeinschaft mit der S-Polseite des Dauermagneten 26 an seinen äusseren Endteilen S I, S II zwei gleichnamige Pole bzw. Polkanten.
Der eine Magnetpol N des Dauermagneten wird über die ei-
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in die wirksame Arbeitsstellung gebracht. Die Pfeile x zeigen den Verlauf der Kraftlinie, die in den zwi sehen den Polkanten S I, S 1I hindurchgeführten Pol 29 einlaufen. Im Bereich der Pole 29, S I und S II ist ein mit Polen 30,31 versehenes Joch 32 angeordnet, das eine Zündspule 33 aufnimmt. Die schematisch dargestellte Unterbrechereinrichtung 34 sowie der Unterbrechernocken 35 sind in bekannter Weise innerhalb der Schwungscheibe 25 angeordnet.
Bei dem Aufbau dieses Magnetzünders mit einer Schwungscheibe geringsten Durchmessers, wie sie
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-timalste Ausnutzung des magnetischen Kieises gewährleistet. Ausserdem zeigt sich bei diesem Ausführungsbeispiel deutlich, dass zwischen dem Dauermagneten und der Schwungscheibe einerseits und dem Dauermagneten und dem Polschuh anderseits bedeutende Luftspalte entstehen müssen, wenn die Durchmesser der Passflächen nicht genau aufeinander abgestimmt sind, was nur durch die Einhaltung engster Toleranzen möglich wäre. Dazu ist aber ein erheblicher Aufwand an mechanischer Bearbeitung erforderlich. In diedem Falle kann aber auf die Einhaltung enger Luftspalte verzichtet werden, weil die grösseren Luftspalte sowie ihre Unterschiede den Dauermagneten nicht wesentlich beeinflussen.