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Elektrische Zündvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen.
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Es sind bereits Verfahren zur Zündung von Verbrennungskraftmaschinen bekannt, die den vorstehend erläuterten Gesichtspunkten in der Weise Rechnung tragen, dass die Ankerwicklung der Wechselstrommaschine an Stelle der Zündspule verwendet wird, so dass eine besondere Zündspule dadurch entbehrlich wird. Bei den Anordnungen dieser Art ist jedoch die Gleichstromquelle und der zur Gleichrichtung beider Ströme dienende Kommutator mit der Primärwicklung des Ankers und dem mechanisch gesteuerten Unterbrecher der Wechselstrommaschine in Serie
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strommaschine Schleifkontakte vorhanden sind, die dem Strom einen grossen Widerstand ontgegenseten und die Leistung der Zündung herabsetzen.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Zündverfahren wird nach der Erfindung die zum Ingangsetzen der Maschine verwendete Gleichstromquelle samt dem Kommutator parallel zum primären Stromkreis der Wechselstrommaschine geschaltet. Um dabei zu verhindern, dass hei Verwendung einer Batterie als Gleichstromquelle diese bei geschlossenem mechanisch gesteuertem Unterbrecher kurz geschlossen wird, und um die Leistung der Batterie zu erhöhen, ist in dem Batteriestromkreis eine Selbstinduktionsspule als Widerstand eingeschaltet.
Durch diese Schaltung wird erreicht, dass im primären Stromkreis der Wechselstrommaschine bei normalem Betriebe keine Schleifkontakte liegen. Die Kommutatorschleifbürsten werden nur beim Anlassen zur Übertragung des Gleichstromes benutzt, solange die Gleichstromquelle eingeschaltet ist.
Die Zeichnung zeigt die zur Durchführung des neuen Zündverfahrens erforderliche Schaltung in mehreren Ausführungsbeispielen.
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einem Ende an den Körper b, mit dem anderen an den isolierten Unterbrecherkontakt c des mechanisch gesteuerten Unterbrechers il gelegt ist. Parallel zu den Unt61'brecherkontakten ist ein Kondensator e geschatet, der ein möglichst funkenloses und rasches Unterbrechen ermöglicht. Der Anker trägt ausser der Primärwicklung a noch eine sekundäre Wicklung, in der der hochgespannte Strom zur Bildung des Zündfunkens an der Zündkerze g erzeugt wird.
Parallel zum Primärstromkreise ist ein zweiter Stromkreis geschaltet, dessen Stromquelle eine Batterie oder Dynamomaschine h ist. In diesem Stromkreis ist ein Kommutator i mit den Segmenten und n angeordnet, der dazu dient, den Wechselstrom gleichzurichten, damit das Zusammenarbeiten von Gleichstrom und Wechselstrom ermöglicht wird. Zum Einschalten des Batteriestromkreises dient ein Schalter k. Um bei geschlossenem mechanisch gesteuerten Unterbrecher d und geschlossenem Schalter keinen Kurzschluss der Batterie It zu verhindern, ist als Widerstand eine Selbstinduktionsspule I vorgeschaltet. o ist ein Druckknopfkontakt, der beim Anlassen der Maschine benutzt wird.
Parallel zum Druckknopfkontakt o ist in den Ausführungsformen der Schaltung nach den Fig. 3 und 4 ein Kondensator el geschaltet. p (Fig. 2 bis 4) ist ein Strom Verteiler, der bei mehrzylindrigen Maschinen den sekundären Strom auf die einzelnen Zündstelle verteilt.
Die Wirkungsweise der neuen Schaltung ist folgende : Soll die Maschine nach Fig. 1 durch Andrehen in Gang gesetzt werden, so wird der Schalthebel k in die ausgezogen gezeichnete Stellung A gebracht, wodurch die Gleichstromquelle eingeschaltet wird. Durch das Andrehen der Maschine wird in der Primärwicklung a des Ankers der Wechselstrommaschine, der mit der Maschine zwangläufig gekuppelt ist, ein Strom erzeugt, der bei geschlossenem Unterbrecher vom isolierten Ankerwicklungsende über den Unterbrecher d und den Körper b zurück in die Ankerwicklung fliesst. Da an dem Unterbrecher d gleichzeitig auch der Batteriestromkreis liegt, so ist auch dieser bei geschlossenem Unterbrecher kurz geschlossen.
Wird nun der Unterbrecher geöffnet, so fliesst der Strom der Gleichstromquelle h verstärkt durch den in der Selbstinduktionsspule f erzeugten Extrastrom über den geschlossenen Schaltkontakt k, Kommutatorsegment m in die Primärwicklung a des Anker, und zwar in entgegengesetztem Sinne wie der bei der Drehung des Ankers im Magnetfeld erzeugte Strom. Hiedurch werden, Gleichheit der beiden Stromquellen vorausgesetzt, beide Ströme vollständig aufgehoben und der Strom in der Ankerwicklung fällt daher sehr rasch auf Null ab.
Bei dieser Schaltung bewirkt also nicht allein das öffnen der Unterbrecherkontakte einen Spannungsabfall in dei Ankerwicklung, sondern der entgegengesetzt. gerichtete Strom der Gleichstromquelle unterstützt die Wirkung des Unterbrechers in solchem Masse, dass deI Spannungsabfall des Stiomes in der Ankerwicklung ein ausserordentlich plötzlicbei wird. Hiedurch wird ein bedeutend kräftigerer Induktionsstrom in der Sekundärwicklung f des Ankers hervorgerufen, als in dem Falle, in dem nur die Unterbrechung des vorher kurz geschlossenen Primärstromkreises den Spannungsabfall bewirkt.
Ist der Betrieb der Maschine auf diese Weise eingeleitet, so wird der Schalter k in die Stellung M umgelegt, so dass nunmehr nur noch die Wechselstrommaschine eingeschaltet bleibt und in bekannter Weisse fortlaufend zündet. Soll der Betrieb durch Abstellen der Zündung unterbrochen werden, so wird der Schalter k in die Stellung 0 umgelegt, wodurch beide Stromkreise über den Schalter k kurz geschlossen werden und der Unterbrecher d keine Wirkung ausübt.
- Um die Gleichstromquelle (Batterie) als Anlasszündung für solche Maschinen zu benutzen, die nach einer Betriebsunterbrechung durch blosse Zündung selbsttstig anspriren iele Fig.' und 3), muss sich der Unterbrecher d in seiner geöffneten Stellung befinden. Man schliesst-n Gleichstromkreis, indem man den Schalter k in die Stellung A bringt und drückt den Druckknopf o nieder.
Im Falle der Fig. 2 tritt dann folgende Wirkung ein. Durch das Niederdrücken des Kontaktknopfes o ist der Strom der Gleichstromquelle kurz geschlossen worden, so dass in der Ankerwicklung a kein Strom fliesst. Dieser kurz geschlossene Stromkreis wird nun durch Loslassen des Druckknopfes o unterbrochen und der Strom der Gleichstromquelle fliesst durch die Ankerwicklung a. Das plötzliche Unterbrechen des kurzgeschlossenen Gleichstromkreises hat ausserdem die Folge, dass in der Selbstinduktionsspule ein kräftiger Induktionsstrom von gleicher Richtung erzeugt wird, der den durch die Ankerwicklung a gehenden Strom der Gleichstromquelle verstärkt.
Da aber der Induktionsstrom der Spule l nur von kurzer Dauer ist, also den Charakter einer elektrischen Welle hat, so sinkt der Strom ebenso plötzlich auf die Stärke des Stromes der Gleichstromquelle herab. Dieses plötzliche Anwachsen und Abfallen des Stromes erzeugt in der Sekundärwicklung/des Ankers einen kräftigen Induktionsstrom, der die Zündung bewirkt.
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Bei der Schaltung nach Fig. 3 fliesst bei eingeschaltetem Schalthebel k und geschlossenem Druckknopf o (Normalstellung) durch die Anker-wicklung a ein gleichmässiger Strom. Durch das oeffnen des Druekknopfkontaktes o wird der Gesamtstromkreis unterbrochen und der Strom in der Ankerwicklung a fällt plötzlich auf Null, wodurch in der Sekundärspule f des Ankers der zur Zündung des Gasgemisches dienende Induktionsstrom erzeugt wird.
Hat die Maschine eine genügende Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht, so wird der Schalthebel k ebenso, wie oben mit Bezug auf die Schaltung nach Fig. 1 angegeben ist, in die Stellung Al und zum Abstellen der Zündung in die, Stellung 0 gebracht.
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Fig. 4 dargestellt ist, in der der Druckknopf o parallel zur Induktionsspule I gelegt ist. Der von der Batterie ausgehende Strom braucht alsdann nicht durch die Induktionsspule zu fliessen.
Die bauliche Ausbildung des Erfindungsgedankens kann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass am mechanisch gesteuerten Unterbrecher einer Hochspannungsmagnetmaschine zwei Kommutatorschleifbürsten befestigt werden, von denen die eine auf dem isolierten Kontaktstück und die andere auf dem mit dem Körper der Wechselstrommaschine in leitender Verbindung stehenden Teil des Unterbrechers sitzt. Der Strom der Gleichstromquelle wird diesen beiden Schleifbürsten durch zwei Segmente zugeführt, die durch Isolationsmaterial voneinander getrennt sind. Die Anordnung lässt sich auch so treffen, dass die beiden Segmente des Kommutators am Unterbrecher sitzen und der Strom der Gleichstromquelle diesen Segmenten durch zwei Schleifkohlen zugeführt wird.
Damit immer ein sicheres Arbeiten der Magnetmaschine gewährleistet ist und im Falle der Verwendung einer Batterie als Gleichstromquelle diese nicht kurz geschlossen wird, während die Platinkontakte des Unterbrechers sich berühren, wird zwischen die Batterie und dem einen Segment eine Induktionsspule ! eingeschaltet, die zunächst als Widerstand dient, gleichzeitig aber zur Verstärkung des Batteriestromes verwendet werden kann.
Wenn eine genügend kräftige Batterie zur Verfügung steht, beispielsweise eine Batterie, deren Klemmenspannung 50 Volt erreicht, so kann an Stelle der Selbstinduktionsspule 1 ein induktionsfreier Ohmscher Widerstand benutzt werden, der gross genug angenommen wird, um zu verhindern, dass die Batterie zu viel Strom abgibt. Soll dagegen an Stelle der Batterie eine Gleichstrom-Dynamomaschine verwendet werden, so kann die Induktionsspule ganz fehlen.
Das beschriebene Zündverfahren lässt sich mit Vorteil sowohl für Ein-wie für Mehrzylindermaschinen anwenden, wobei das Andrehen der Maschine durch die äussere Gleichstromquelle wesentlich erleichtert wird. Bei Vier-und Sechszylindermaschinen wird durch die neue Schaltung
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eine besondere Transformatorspule zu verwenden.
Das Wesen der Erfindung wird nicht geändert, wenn zur Erleichterung des Anlassens mit
Hilfe des Druckknopfes ein elektromagnetischer Selbstunterbrecher in die Druckknopf1eitung eingeschaltet wird.. Der Druckknopf selbst kann parallel zum Batteriestromkreis oder auch in
Serie mit der Batterie geschaltet sein. Ausserdem können parallel zur Druckknopfleitung Konden- satoren eingescbaltet sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Zündvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit Hilfe einer Wechsel- strommaschine und einer damit zusammenarbeitenden äusseren Stromquelle, dadurch gekenn- zeichnet, dass die äussere Stromquelle parallel zur Primärwicklung der Wechselstrommaschine und dem mechanisch gesteuerten Unterbrecher geschaltet ist.