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Kondensatorzündvorrichtung
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nerlei Sicherheitseinrichtungen, die ein vorzeitiges Auslösen einer Abfeuerung bei zu geringer Spannung am Schiesskondensator mit Sicherheit verhindert. Ausserdem ist diese Maschine durch die Verwendung von Gasdioden nur zur Abgabe einer geringen Leistung geeignet.
Es ist also notwendig jede Zündmaschine mit einer Vorrichtung auszustatten, die den Zustand sicherer Zündbereitschaft anzeigt.
Zur Beseitgung der erwähnten Nachteile und Mängel weist die vorgeschlagene Kondensatorzündvor - richtung erfindungsgemäss einen dem Ladekreis zugeordneten Steuerkreis auf, der einen Wirkleistungsverbraucher enthält, welcher dauernd an einem Teil der am Schiesskondensator liegenden Spannung zu deren Beschränkung angelegt und zur Steuerung einer Regeleinrichtung für die Entladung des Schiesskondensators herangezogen ist.
Es wird also ein Teil der am Schiesskondensator liegenden Spannung über einen Steuerkreis einem Wirkleistungsverbraucher z. B. einem Relais zugeführt, dessen Anker erst zu einem Zeitpunkt anzieht, zu dem der Sollwert der Spannung des Schiesskondensators mit Sicherheit erreicht ist. Das Relais steht seinerseits mit einer Regeleinrichtung z. B. einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung für den Zündschalter in Verbindung, die ein Umschalten des Lade-Zündschalters von"Laden"auf"Zünden"gestattet. Die An- zeige der vollen Zündspannung am Schiesskondensator kann z. B. durcheine von demRelais betätigte Glimmlampe ; durch ein Voltmeter oder ein ähnliches Anzeigegerät erfolgen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der Ladekreis als Gleichrichterschaltung mit wenigstens einem Gleichrichterzweig und der Steuerkreis als eine wenigstens ein Gleichrichterelement aufweisende Gleichrichterschaltung ausgebildet, deren Eingangsspannung über mindestens ein Gleichrichterelement des Zweiges abgegriffen ist.
Die Gleichrichterschaltung des Ladekreises kann im einfachsten Fall aus einem Gleichrichterzweig bestehen, wobei eine Spannung über mindestens ein Gleichrichterelement von diesem Zweig abgegriffen und dem Steuerkreis mit dem Verbraucher über ein Gleichrichterelement zugeführt wird.
Es ist aber auch möglich, den Ladekreis alsDoppelweg-Gleichrichterschaltung, Spannungsverdopplerschaltung oder Grätzgleichrichterschaltung auszuführen.
Weitere Merkmale der erfindungsgemässen Kondensatorzündmaschine werden nachstehend an Hand verschiedener Ausführungsformen, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemässen Zündmaschine. In Fig. 2 ist der zu Fig. 1 gehörige elektrische Schaltplan dargestellt. Die Fig. 3,4 und 5 zeigen die Schaltpläne verschiedener Ausführung-
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Die Ausgangsklemmen eines über ein Getriebe handbetriebenen Hochspannungsgenerators 1 sind über einen Kondensator Cl und eine Gleichrichterkette V mit den Belegungen eines Schiesskondensators C4 mittels Leitungen verbunden. In die Leitungen ist ein gemeinsamer Lade-Zündschalter 5 und parallel zum Generator 1 und demKondensator Cl eine Gleichrichterkette Vl geschaltet. Alle bisher genannten Schaltelemente mit Ausnahme des Schiesskondensators bilden den Ladekreis für diesen.
Der Ladekreis gemäss den Fig. l und 2 stellt eine Spannungsverdopplerschaltung (Villard-Schaltung) dar, deren Wirkungsweise noch erklärt werden wird.
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Gleichrichterkette V C2 mit einem Gleichrichterelement Vs .
Im Nebenschluss zu V liegt eine Serienschaltung eines Gleichrichterelementes V und eines Relais 3, das mit einem Kondensator Cs überbrückt ist. Parallel zumSchiesskondensator C4 ist ein Spannungsteiler, bestehend aus'den ohm'schen Widerständen R1 und R2 angeordnet, wobeiR1 von einer Serienschaltung einer Glimmlampe 2 und eines Arbeitskontaktes 4 des Relais 3 überbrückt ist. Die Elemente 2, 4, R 1 und R2 bilden den Anzeigekreis. Der Schiesskondensator < ist über ein weiteres Kontaktpaar des Lade-Zündschalters 5an Ausgangsklemmen Kgund K4 anschliessbar. Parallel zu diesen Klemmen ist ein ohm'scherWiderstand geschaltet.
Das Relais 3 besitzt einen Anker 7 der als Anschlag für einen Schaltriegel 8 einer Verriegelungsvorrichtung 6 ausgebildet ist. Dieser ist mit einer Welle 9 drehfest verbunden und weist eine Gabel 13 auf, in die ein Mitnehmer 10 eingreift. Der Mitnehmer 10 ist mittels eines Ansatzstückes 12 für eine nicht gezeichnete Handkurbel in zwei Richtungen verdrehbar. Zwischen dem Schaltriegel 8 und dem Mitnehmer 10 ist eine Federkupplung 11 angeordnet. Die Welle 9 steht mit dem Lade-Zündschalter 5 in Verbindung (nicht gezeichnet). Diese elektromagnetische Verriegelungseinrichtung 7 - 12 ist klemmfreiund vereisungssicher konstruiert.
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Die Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung ist folgende : Im Ruhezustand ist der Anker 7 des Relais 3 abgefallen und damit der Schaltriegel 8 der Verriegelungsvorrichtung 6 blockiert. Die Welle 9 kann nicht verdreht werden und der Lade-Zündschalter 5 befindet sich in Stellung"Laden". Der Arbeitskontakt 4 des Relais ist offen und die Glimmlampe leuchtet nicht. Der Schiesskondensator C. ist ungeladen, ein Abfeu- ern ist daher nicht möglich.
Wird nun mittels einer nicht gezeichneten Handkurbel der Anker des Hoch -
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l inDrehungBei Annahme eines positiven Momentanwertes der Spannung an der Klemme K2 entsprechend der positiven Halbwelle der Wechselspannung und eines negativen Wertes an K 1 sind die Gleichrichterelemente V, V, und . in Durchlassrichtung gepolt. Der Kondensator Cl wird also auf eine Spannung aufgeladen, die der Generatorspannung entgegen gerichtetist, wobei die Grösse der beiden Spannungen gleich ist. An den Platten des Schiesskondensators Co4 tritt somit keine Spannung auf.
Während der nun folgenden negativenHalbwelle der Wechselspannung sind die Gleichrichterelemente V Vs und Vs in Sperrichtung gepolt, die Spannung des Kondensators Cl addiert sich daher zu dem Momentanwert der Spannung des Generators und es tritt an den Punkten A, B eine Gleichspannung von der doppelten Grösse der Generatorspannung auf, die über das Gleichrichterelement V und die beiden geschlossenen Kontakte des Zündschalters 5 an die Platten desSchiesskondensators C gelangt. Der Zeitpunkt desErreichens von dessen voller Ladespannung hängt von der Geschwindigkeit der Ankerumdrehungdes Generators und der Dimensionierung der Schaltelemente ab.
Die Spannung am Schiesskondensator weist eine derartige Polung auf, dass der Punkt A auf positivem und der Punkt B auf negativem Potential liegt.
Zur Erklärung der Wirkungsweise ges Steuerkreises wird ein Zeitpunkt betrachtet, zu dem der Momen-
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Es ist also ersichtlich, dass auch im Steuerkreis eine Gleichspannungsverdopplung ähnlich der des Ladekreises stattfindet.
Die Begrenzung der Ladespannung des Schiesskondensators durch den Steuerkreis lässt sich wie folgt er-
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Auf Grund des nicht linearen Zusammenhanges von Spannung und Strom eines Gleichrichterelementes sinkt dessen Widerstand in Sperrichtung mit zunehmendem Potential an der Kathode. Daraus folgt für die vorliegendeschaltung, dass mitzunehmenderSpannung amSchiesskondensator das positivepotential an der
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am Schiesskondensator ist.
BeiErreichen der vollen Ladespannung des Schiesskondensators spricht das Relais 3 an, dessen Arbeitskontakt 4 schliesst den Stromkreis in dem sich die Glimmlampe 2 befindet und diese wird dadurch an die
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Gleichzeitig wird durch das Ansprechen des Relais 3 dessen Anker 7 angezogen, wodurch der Schaltriegel 8 freigegeben wird. Es wird nun die Handkurbel vom Generator an das Ansatzstück 12 der Verriegelungseinrichtung gesteckt. BeiDrehen der Welle 9 im Uhrzeigersinn wird der Lade-Zündschalter von der Stellung "Laden" auf die Stellung"Zünden"geschaltet und es kann bei Anschluss eines Zünders mit einer Sprengladung an die Klemmen Ks und K eine Abfeuerung vorgenommen werden.
DerWiderstand 1\ dient zum Verbrauch einer etwaig noch vorhandenen Restladung des Schiesskonden-
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nach seinerDimensionierung, eine Abfallverzögerung von dessen Anker von z. B. bis zu 30 sec. Innerhalb dieser Zeitspanne ist ein sicheres Abfeuern mit der vollen Spannung des Zündkondensators möglich. Wenn innerhalb dieser Zeitspanne kein Abfeuern erfolgt, erlischt die Glimmlampe nach Ablauf derselben, der Anker des Relais fällt ab und verriegelt den Schaltriegel der Verriegelungsvorrichtung. Dadurch ist eine
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Betätigung des Lade-Zündschalters von der Stellung "Laden" in die Stellung "Zünden" nicht mehr möglich und es kann somit zu keiner Abfeuerung ohne ausreichender Spannung am Zündkondensator kommen.
Um ein Abfeuern zu ermöglichen, muss nach demErlöschen der Glimmlampe bis zu deren Wiederaufleuchten am Generator gekurbelt werden.
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den Gleichrichterelementen \ und Vg des Ladekreises ist die abgegriffene Spannung über einen Kondensator C, an zwei gegenüberliegende Eckpunkte einer Grätzgleichrichterschaltung, bestehend aus Gleichrichterelementen V4, Vs, un < Vg gslegt. An den beiden übrigen Eckpunkten der Gleichrichterschaltung liegt das von dem Kondensator. Cg überbrückte Relais 3, dessen Schaltkontakt 4 in einem Anzeigekreis wie in den Fig. 1 und 2 genau beschrieben (Glimmlampe 2, Widerstände R, und R,) geschaltet ist.
Der Kondensator C2 ist bei diesem Aufbau des Steuerkreises nicht unbedingt erforderlich. Der Schiesskon-
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Die Schaltungfunktioniert genauso wie die Schaltunggemäss den Fig. l und 2. es entfällt nur die Spannungsverdopplung im Steuerkreis.
Fig. 4 zeigt einen andern Schaltungsaufbau entsprechend der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform liegt die vom Generator 1 erzeugte Wechselspannung unter Zwischenschaltung des Kondensators Cl an zwei ge-
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Eckpunkten einer Grätzgleichrichterschaltung.tung sind über den Lade-Zündschalter 5 mit dem Schiesskondensator C4 verbunden.
Die Gleichrichterschaltung ist aus Gleichrichterelementen V, V10, V11, V12 und V13 aufgebaut.
Der Steuer- bzw. Anzeigekreis, bestehend aus dem Kondensator den Gleichrichterelementen V4 und V, dem Kondensator C, dem Relais 3 mit Schaltkontakt 4 der Glimmlampe und den Widerständen 1\ und R2 ist genauso aufgebaut, wie bereits in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben.
Der Potentialabgriff für die Spannung des Steuerkreises erfolgt bei dieser Schaltung zwischen den Gleichrichterelementen Vlo und V, des Ladekreises. Wie unmittelbar ersichtlich, wird die vom Generator gelieferte Wechselspannung in der Gleichrichterschaltung gleichgerichtet, die von dieser abgegriffene Teilspannung im Steuerkreis jedoch verdoppelt. Die Funktionsweise des Steuerkreises hinsichtlich der Beschränkung der Spannung am Schiesskondensator ist dieselbe wie bei den Schaltungen nach den Fig. 1 und 2.
Der Schiesskondensator ist auch bei dieser Schaltung mit einem Widerstand Rg überbrückt.
Fig. 5 zeigt eine andere Variante einer Schaltung entsprechend der Erfindung.
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V, VundV. demLade-ZündschalterSunddemSchiess-Transistorverstärker 14 mit dem Relais 3 und dem Schaltkontakt 4.
Parallel zum Schiesskondensator C4 liegt der Widerstand IL und eine Serienschaltung eines Voltmeters 15 und der Widerstände Ri und R. Die Serienschaltung bildet den Anzeigekreis.
Der Potentialabgriff zwischen den beiden Widerständen Ri und R liegt am Eingang des Verstärkers.
Der Verstärker ist zweistufig aufgebaut (Transistoren Ti und Tir2). Transistor Tr, ist in Emitterbasisschal-
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weise bereits beschrieben wurde (Fig. l und 2). Die gesamte Schaltung funktioniert wie folgt :
Die an den beiden Gleichrichterelementen auftretende Gleichspannung ist über den zu diesen parallel geschalteten Kondensator Cg dem Verstärker als Betriebsspannung zugeführt. Die Grösse dieser Spannung hängt, wie bereits ausführlich beschrieben (Fig. l und 2) von der Spannung am Schiesskondensator ab.
Mit steigender Spannung am Schiesskondensator steigt auch die Spannung am Potentialabgriff zwischen R und R . Wenn die Spannung am Schiesskondensator ihren vorgesehenen Wert erreicht hat, so ist auch die Spannung an der Schaltdiode auf einen Wert angestiegen, bei dem die Diode Stromzu führen beginnt. Gleichzeitig hat aber die vom Potentialabgriff des Ladekreises abgegriffene Spannung einen Wert erreicht, der der vollen Betriebsspannung des Verstärkers entspricht. Es fliesst daher im Kollektorkreis des
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Transistor tu ein Strom, der das Relais 3 zum Ansprechen bringt. Dadurch wird der Arbeitskontakt 4 geschlossen, der mit dem Schiesskondensator und dem Lade-Zündschalter in Serie liegt.
Durch das Ansprechen des Relais wird, wie bereits beschrieben (Fig. 1 und 2), die Verriegelung des Lade-Zündschalters freigegeben und das Gerät ist abfeuerbereit.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Potentialabgriffes des Ladekreises gezeigt. Diese ist bei den Schaltungen gemäss denFig. 1 - 5 anwendbar. Sie zeigtderen Zweige A-B bzw. C-D. Zwischen den Gleichrichterelementen V und Vs ist ein ohm'scher Widerstand R4 mit diesen in Serie geschaltet. Durch einen variablen Abgriff der Spannung des Steuerkreises an R4 ist es möglich, eine Feineinstellung vorzunehmen und den Ansprechstrom des Relais 3 genau festzulegen.
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reren Gleichrichterelementen. In den Schaltungen sind nur die für das Verständnis von deren Funktionsweise unbedingt erforderlichen Elemente eingezeichnet.
Der Spannungsabgriff für den Steuerkreis erfolgt bei Ausbildung des Ladekreises als Villardschaltung (Fig. l, 2,3 und 5) in der Weise, dass der mit einem Pol der Spannungsquelle unmittelbar verbundene Gleichrichterzweig mit einer wenigstens zwe i Gleichrichterelemente enthaltenden Gleichrichterkette über- brückt und die an den Verbraucher gelangende Spannung von den Enden wenigstens eines Gleichrichterelementes der Kette, mit Ausnahme des einseitig am höchsten Potential liegenden abgegriffen ist.
Bei Ausbildung des Ladekreises als Grätzgleichrichterschaltung gemäss Fig. 4 erfolgt der Spannungsabgriff in vorteilhafter Weise von einem der beiden Gleichrichterzweige, die mit dem das niedrigste Gleichspannungspotential aufweisenden Punkt C der Schaltung in Verbindung stehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kondensatorzündvorrichtung mit einer Spannungsquelle, z. B. einem Wechselstromgenerator und einem mit diesem verbundenen Ladekreis zum Aufladen des Schiesskondensators, der über einen Schalter
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