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Von Ablenknocken betätigter Hebelunterbrecher.
Die Erfindung betrifft einen mechanisch gesteuerten Stromunterbrecher, dessen Unterbrecherkontakte durch Betätigung eines Nockens entgegen einer Federkraft voneinander abgehoben werden, wobei der Unterbrecher feststehend und der Nocken umlaufend oder umgekehrt der Unterbrecher umlaufend und der Nocken feststehend angeordnet sein kann.
Bei den bekannten Unterbrechern dieser Art ist der eine Unterbrecherkontakt an einem beweglichen Hebelarm angebracht, während der Gegenkontakt relativ feststeht. Zur Betätigung dieser Unterbrecher in dem einen Sinne wird der bewegliche Hebelarm mittels Nockens aus seiner Ruhestellung zwangläufig angehoben, während man bei der Rückführung des Hebelarmes, wobei der Unterbrecher im umgekehrten Sinne betätigt wird, auf federschlüssige Be- legung angewiesen ist.
Wo es sich darum handelt, einen Unterbrecher bei einer ganz bestimmten Stellung eines umlaufenden Maschinenteiles in dem einen und in dem anderen Sinne zu betätigen, wie das bei den mechanisch gesteuerten Unterbrechern für die Zündvorrichtungen von Verbrennungsmotoren der Fall ist, genügt die nur federschlüssige Bewegung bei der Rückführung des beweglichen Hebelarmes in seine Ruhestellung nicht mehr in allen Fällen. Die Feder braucht nämlich, um die Masse des beweglichen Hebelarmes nach erfolgter Ablenkbewegung wieder zu beschleunigen, eine ganz bestimmte Zeitdauer, die für eine gewisse Hubhöhe konstant ist. Bei grosser Geschwindigkeit wird daher der Winkel, um welchen sich der umlaufende Maschinenteil (z. B. der Anker des Zündapparates) gedreht hat, unzulässig gross, bis endlich die Feder den Kontakt wieder in seine Anfangslage zurückgeführt hat.
Dieser Übelstand wird noch dadurch gesteigert, dass der auflaufende Ablenknocken die Masse des beweglichen Unterbrecherarmes derart beschleunigt, dass der Arm über die von der Höhe des Ablenknockens bestimmte Hubhöhe hinausschwingt. Die Feder ist daher um so weniger imstande, den Kontakt rechtzeitig wieder zurückzuführen. Mit anderen Worten, es erfolgt also bei hohen Geschwindigkeiten die Rückführung des Hebelarmes nach einer erheblich flacheren Kurve als das zwangläufige Anheben.
Demgegenüber besteht die Forderung, dass der Unterbrecher bei einer ganz bestimmten Stellung eines umlaufenden Maschinenteiles betätigt wird, dass die Zeitdauer zwischen der Betätigung in dem einen und in dem anderen Sinne sich im umgekehrten Verhältnis zu der Umlaufsgeschwindigkeit ändert, also beispielsweise bei verdoppelter Umdrehungszahl die Zeit des Kurzschlusses und die der Unterbrechung auf die Hälfte vermindert wird. Der Nachteil der Verschleppung in der Unterbrechertätigkeit macht sich beispielsweise bei den magnetelektrischen Zündapparaten und bei den Batterieeinzelfunkenzündungen dadurch bemerkbar, dass der nächstfolgende Zündfunke geschwächt wird oder ganz ausbleibt, weil dem Ankerfeld bzw. dem Feld der Transformatorspule durch verspätetes Schliessen des Primärstromkreises zu wenig Zeit verblieben ist, sich wieder aufzubauen.
Bei dem Unterbrecher nach der Erfindung ist dieser Fehler dadurch vermieden, dass die Betätigung des Unterbrechers in dem einen wie auch in dem anderen Sinne zwangläufig erfolgt. also eine Verzögerung durch eine nur federschlüssige Bewegung nicht mehr eintreten kann. Zu diesem Zwecke sind die beiden Unterbrecherkontakte an beweglichen Hebelarmen befestigt, die nacheinander von Nocken derart angehoben werden, dass die Betätigung des Unterbrechers in dem einen Sinne durch Anheben des einen Hebelarmes und in dem anderen Sinne durch An- hebt-n des zweiten Hebelarmes erfolgt.
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Je nach der Aufgabe der Stromunterbrecher sind Unterbrecherkontakte in der Ruhestellung geschlossen. um durch Betätigung eines Nockens geöffnet und dann beim Fortschreiten der Bewegung wieder geschlossen zu werden, oder aber sie sind in der Ruhestellung geöffnet, um durch Betätigung des Nockens geschlossen und dann beim Fortschreiten der Bewegung wieder geöffnet zu werden. Elektrische Zündvorrichtungen für Verbrennungsmotoren verlangen je nach der Art der Zündung den einen oder den anderen Unterbrecher ; hei Magnetapparaten und bei der Batterieeinzetfunkenzündung fällt dem Unterbrecher die erste.
Aufgabe zu, da hier der Zündfunken durch Öffnen des Stromkreises erzeugt wird, während der Unterbrecher bei der Summerzündung, hei welcher der Zündvorgang durch Schliessen des Stromkreises eingeleitet wird, die zweite Aufgabe zu erfüllen hat.
Die Unterbrecher nach der Erfindung für die erste. Aufgabe sind so angeordnet, dass durch einen Nocken zunächst der eine Hebelarm mit dem obenliegenden Unterbrecherkontakt zwang- iäufig angehoben wird, wodurch die Kontakte voneinander entfernt werden. Beim Fortschreiten der Bewegung wird durch den gleichen oder einen anderen Nocken der zweite Hebelarm mit dem untenliegenden Unterbrecherkontakt gleichfalls zwangläufig angehoben, wodurch die Kontakte wieder zusammengeführt werden und der Stromkreis geschlossen wird. Beim Nockenablauf werden beide Kontakte, die geschlossen bleiben, in ihre Ruhestellung zurückgeführt.
Bei den Unterbrechern für die zweite Aufgabe werden die Unterbrecherkontakte durch Nockenbetätigung zunächst zwangläufig geschlossen. dann durch Bewegen des zweiten Hebelarmes gleichfalls zwangläufig geöffnet, während die Rückführung der Hebelarme in ihre Ruhestellung bei geöffneten Kontakten erfolgt.
Die zwangsläufige Bewegung des beweglichen Hebelarmes in dem einen und in dem anderen Sinne ist bei Unterbrechern mit nur einem beweglichen Hebelarm nicht möglich, weil der sichere
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wirkung erreichen lässt. Der Versuch, den beweglichen Kontakt vollständig zwanläufig zu führen, muss scheitern, da beim Fehlen eines elastischen Zwischengliedes die Kontakte entweder nicht geschlossen würden oder beim Aufeinanderstossen einen Bruch herbeiführen müssten.
Ein ganz genaues Aufeinanderpassen ist infolge der Ungenauigkeiten, die sich bei der Bearbeitung nicht vermeiden lassen und auch durch Abnutzung sich einstellen würden, nicht zu erzielen.
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beispielsweise in einer Kurve zwischen einem positiven und einem negativen Nocken, dann muss aber ein elastisches Zwischenglied zwischen dem Gegennocken und dem Unterbrecherkontekt
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Zwischenglied verzögert werden kann. mit in Kauf genommen werden muss.
Bei den Unterbrechern nach der Erfindung. bei denen durch Anheben des einen Hebelarmes eine Betätigung des Unterbrechers in dem einen Sinne und durch Anheben des zweiten Hebelarmes eine Betätigung in dem anderen Sinne erfolgt, ist der elastische Federschluss bei beiden Hebelarmen in der dieser Schaltbewegung entgegengesetzten Richtung gewahrt,
In der Zeichnung ist die grundsätzliche Anordnung verschiedener Ausführungsformen
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Die Zahl der Unterbrechungen während einer Umdrehung der Nockenscheibe wird durch die Nockenzahl bestimmt.
Die in der Zeichnung (Fig. i bis 6) gezeigten Unterbrecher werden bei jeder Umdrehung nur einmal in dem einen und in dem anderen Sinne betätigt, jedoch kann durch eine Vermehrung der Nocken die Zahl der Unterbrechungen während einer Umdrehung entsprechend vergrössert werden, ohne dass dadurch in dem Wesen der Erfindung etwas ge- ändert wird.
Der Unterbrecher nach Fig. i besteht aus den beiden federnden Hebelarmen a und b mit den Unterbrecherkontakten c und d und den Gegennocken e und die in den Bereich des umlaufenden Nockens i liegen. In der Ruhestellung wird der Hebelarm b durch Federwirkung auf den festen Anschlag/! und der Unterbrecherkontakt c auf den Unterbrecherkontakt d gepresst. Beim Auflaufen des Gegennockens e auf den Nocken i wird der Hebelarm a angehoben und somit der Unterbrecherkontakt c von dem Unterbrecherkontakt d entfernt.
Bei Weiterdrehung der Nockenscheibe wird auch der Gegennocken /von dem Nocken i angehoben und der Unter- bre''herkontakt d dadurch an den Unterbrecherkontakt c wieder herangebracht, so dass Stromschluss erfolgt und der Gegennocken e vom Nocken i abgehoben wird. Beim Ablaufen des Gegen- nockens Nocken i werden die beiden Hebelarme a und b in ihre Ruhestellung zurückgeführt, ohne dass der Schluss der Kontakte c und d dabei unterbrochen wird.
Die Geschwindigkeitsgrenze der Unterbrecher dieser Art ist dadurch bestimmt, dass die Hubhöhe der von dem auflaufenden Nocken emporgeschleuderten Hebelarme das zulässige Mass nicht überschreiten darf. Die Unterbrechungsdauer wird durch ein Höherschleudern der Hebelarme allerdings nicht wesentlich beeinflusst. weil beide Hebelarme gleichartig nacheinander in
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einem durch den Abstand der Gegennocken bestimmten Zeitraum in die Höhe geschleudert werden und das Zusammenführen der Kontakte etwa. bei höchster Stellung der Hebelarme erfolgt, wenn ihre Eigenbewegung bei dem Übergang von der Aufwärts-zur Abwärtsbewegung nur gering ist. Dabei ist auch nicht zu fürchten, dass die aufeinandertreffenden Kontakte voneinander abprallen.
Dagegen ist die mechanische Beanspruchung der Feder, die mit der Geschwindigkeit und der Hubhöhe steigt, an gewisse Grenzen gebunden. Auch darf die Geschwindigkeit, mit der die Gegennocken auf den Nockenrücken auftreffen, nicht zu gross sein. Die Ablautfläche des Nockens kann hei diesen Unterbrechern beliebig nach gewählt werden, da von ihr die Dauer der Unterbrechung nicht mehr abhängt.
Die Anordnung und Wirkungsweise des Unterbrechers nach Fig. 2 gleicht der'des Unterbrechers nach Fig. i, nur dass bei diesem Unterbrecher die Gegennocken e und f nicht von ein und demselben Nocken betätigt werden, sondern der Gegennocken e von dem Nocken i und der Gegennocken f von denr Nocken k. Zu diesem Zwecke können die Nocken und die Gegennocken seitlich gegeneinander versetzt sein, wie die Seitenansicht, Fig. 2, erkennen lässt. Wenn die Nockenscheiben, auf denen die Nocken i und k angebracht sind, zueinander verdreht werden können, so lässt sich dadurch der Abstand der beiden Nocken einsteHen.
Hiemit ist ein Mittel gegeben, die Unterbrechungsdauer beliebig festzulegen, die im gleichen Verhältnis wie der Nockenabstand sich ändert. rig. ss zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Unterbrecher, bei welchem die Unterhrecherkontakte c und d auf biegsamen Bändern a und b angebracht sind, die an beiden Enden von Federn w, n und o in Spannung gehalten und von dem Nocken i senkrecht zu ihrer Spannrichtung abgelenkt werden. Diese Unterbrecher haben den Vorzug, dass bei nur geringen Massen der bewegten Teile die Federspannung hoch gewählt werden kann und durch eine wirksame Dämpfung der Eigenschwingungen diese nahezu unterdrückt werden.
Der Gegennocken e ist doppelseitig ausgeführt und umgleift das Band b, so dass er von dem entsprechend breit ausgeführten Nocken i'angehoben werden kann, ohne dass der Nocken./'dabei beeinnusst wird.
Bei den Unterbrechern nach Fig. i bis 3 werden die in der Ruhestellung geschlossenen Unterbrecherkontakte bei Betätigung des Nockens durch Anheben des einen Kontaktträgers voneinander getrennt und darauf durch Anheben des anderen Kontaktträgers wieder geschlossen. während in Fig. 4 und 5 Unterbrecher gezeigt sind, bei welchen in der Ruhestellung die Unterbrecherkontakte getrennt sind und durch. Anheben des einen Kontaktträgers geschlossen, durch
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Bei dem Unterbrecher nach Fig. 4 wird in der Ruhestellung durch Federwirkung der Hebelarm a auf den Anschlag g und der Hebelarm b auf den Anschlag h gepresst, wobei die Unter- hrecherkontakte voneinander getrennt sind.
Durch Auflaufen des Nockens i auf den Gegennocken ;/ wird der Hebelarm b angehoben, so dass der Kontakt d an den Kontakt c herangebracht un't der Stromkreis geschlossen wird. Bei Weiterbewegung der Nockenscheibe kommt der Gegennocken e in den Bereich des Nockens i und wird angehoben, wodurch die Kontakte wieder voneinander getrennt werden. Bei der Rückführung der Hebelarme a und'b in ihre Ruhestellung, bei der die Gegennocken e und./auf dem Nockenrücken abgleiten, bleiben die Kontakte voneinander getrennt.
Der Unterbrecher nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem Unterbrecher nach Fig. 4 nur dadurch, dass die Breite des Ablenknockens i so gewählt ist, dass beim Auflaufen des Nockens e der Xocken f abläuft. Dadurch wird erreicht, dass beim Trennen der Unterbrecherkontakte der Hebelarm a zwangläufig durch den Nocken i angehoben wird und gleichzeitig der Hebelarm b federschlüssig aus seiner angehobenen Stellung in seine Ruhestellung zurückbewegt wird.
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Bewegung der Unterbrecherkontakte hat ihre schnelle Trennung zur Folge.
Während bei den Unterbrechern nach Fig. i bis 5 die Unterbrecher feststehend und die Nocken umlaufend angeordnet sind, zeigt Fig. 6 eine. Ausführungsform des Unterbrechers nach der Erfindung mit feststehendem Nocken und umlaufendem Unterbrecher. Bei diesem Unterbrecher tragen die beiden Blattfedern a und b in ihrer Mitte die Unterbrecherkontakte c und d.
Die Enden der Federn a und b sind auf der einen Seite an festen Punkten der Unterbrecherscheibe und auf der anderen Seite an den radial beweglich geführten Gegennocken e und l drehbar gelagert. Die Federn sind soweit vorgespannt, dass in der Ruhestellung des Unterbrechers die Feder b auf den festen Anschlag h und der Unterbrecherkontakt c auf den Unterbrecherkontakt d gepresst werden. Läuft der Unterbrecher in der Richtung des Pfeiles um, so stösst der Gegennocken e an den feststehenden Ablenknocken i und wird in seiner Führung nach innen verschoben. Die Feder a wirkt wie ein Kniehebel ; sie wird etwas durchgebogen und hebt den Unterbrecherkontakt o von dem Unterhrecherkontakt d ab. Bei Weiterdrehung der Unterbrecherscheibe kommt auch der Gegennocken t in den Bereich des Nockens i und wird nach innen verschoben.
Dadurch wird der Unterbrecherkontakt d angehoben und an den Unterbrecherkontakt c heran- gebracht, so dass Stromschtuss erfoigt und der Gegennocken e vom Nocken i abgehoben wird.
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Beim Ablaufen des Gegennockens f von Nocken i werden die bei den Blattfedern a und b in ihre Ruhestellung zurückgeführt, ohne dass der Schluss der Kontakte e und d dabei unterbrochen wird. Die Arbeitsweise dieses Unterbrechers stimmt also vollständig mit der des Unterbrechers nach Fig. I überein.
In Fig. I bis 6 sind einige Beispiele herausgegriffen, welche die Anwendung der Erfindung auf solche Unterbrecher veranschaulichen, die bisher mit einem beweglichen und einem feststehenden Kontakt ausgeführt wurden. Die Anwendung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten Unterhrecherarten beschränkt, sondern kann auf alle von Ableknocken betätigten Hebeiunterbrecher übertragen werden, bei welchen zwei bewegliche, die Kontakte tragende Hebelarme sich anordnen lassen. Der Vorteil der Unterbrecher nach der Erfindung, an Stelle der nur federschlüssigen Bewegung bei ablaufendem Nocken eine zwangläufige Bewegung durch Anhebung des zweiten Hebelarmes zu setzen, tritt vor allem dort in Erscheinung, wo bisher
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in der Unterbrerhertätigkeit führte.
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während der Betätigung des Unterbrechers unabhängig voneinander von Nocken (i) gesteuert werden, so dass diese Betätigung zwangläufig erfolgt.
2. Unterbrecher nach. \nspruch i. dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelarme (a, b) nacheinander angehoben werden und durch Anheben des einen Hebelarmes (a) die Unterbrecher-. kontakte voneinander entfernt, durch das darauffolgende Auheben des anderen Armes (b) aber wieder aneinander gebracht werden (Fig. i bis 3).