Verfahren und Anordnung zur Verbesserung der Wirkung elektrischer Induktions. tipparate, insbesondere für Spulenzündnng an Verbrennungsmotoren. Die bekannten Induktionsapparate leiden an den folgenden Übelständen:
Wenn die Dauer der Einwirkung des pri mären Stromes bei den einzelnen Magnetisie- rungen nicht konstant ist, wie zum Beispiel bei den meisten sogenannten Batteriezündan- lagen für Explosionsmotore mit wechselnden Drehzahlen, so kann ein optimales Verhältnis zwischen den Massen von Eisen, Kupfer und primärer Stromquelle und Löschkondensator am Stromunterbrecher nur für eine ganz be stimmte Stromschlussdauer hergestellt wer den, für alle andern Stromschlussdauern sind daher die Abmessungen der Zündanlage falsch.
Kennzeichnend hierfür ist die Tat sache, dass diese Einrichtungen bei langsamer Funkenfolge unverhältnismässig viel Ström verbrauchen; dagegen bei hohen Unterbre chungsfolgen zu wenig Energie aufnehmen. Wirtschaftlich kann für die meisten An wendungsgebiete eine Induktoranlage nur dann sein, wenn sie stets gleichbleibende Sekundärleistung bei jedem Einzelimpuls er- zeugt, also bei hohen Impulszahlen mehr Energie aufnimmt als bei niederen.
Die Eisenkerne der Induktionsapparate sind bekanutich bisher im Gegensatz zu denen der technischen Transformatoren eigens so ausgebildet, dass sie den Kraftlinien nicht gut geschlossene Eisenwege bieten, sondern starke Streuung besitzen, damit ein genü gend steiler und tiefer Abfall des nach Un terbrechung des Primärstromes sich selbst überlassenen Feldes stattfinden kann, denn hierzu ist normalerweise die entmagnetisie- rende Wirkung der freien Pole erforderlich. Ausserdem arbeitet man mit sehr geringer Sättigung des Eisens.
Andernfalls würde von jedem Impuls ein Restbetrag an remanentem Magnetismus zurückbleiben, was bei höheren Impulszahlen zu einem starken Anwachsen des Primärstromes bei sehr schlechter Sekun därleistung führen -würde.
Die Folge der Verwendung von Eisen kernen mit derartig unvollkommenem Eisen- sehlul3 und so geringer Sättigung ist aber, dass sehr viel Hupfer aufgewandt -erden muss und dass der Wirkungsgrad der Anlagen sehr gering ist.
Anderseits würden technisch bestens kon struierte, den höchsten sekundlich - vorkom menden Stromstosszahlen entsprechend be rechnete Transformatoren mit geschlossenen Kernen bei geringen sekundlichen Stromstoss zahlen wegen der damit in der Regel ver bundenen viel zu langen Stromschlussdauer in vielen Fällen, zum Beispiel für einen ge regelten Betrieb von Motorzündanlagen un brauchbar sein.
Am besten ist bisher die Aufgabe, die einzelnen Impulse unter sich gleich zu hal ten, bei den bekannten Summerspulen gelöst. Bei diesen sind die einzelnen Impulse, deren Stromschlussdauer durch einen vom Primär strom gesteuerten elektromagnetischen Un terbrecher geregelt wird, in ihrer Stärke ein ander gleich, solange nicht sehr hohe Unter brechungsziffern verlangt werden und die Sättigung des Eisens nicht zu stark ist.
Für viele Zwecke, zum Beispiel für die .l,lotorzündung, ist es jedoch unnützlicli, eine Reihe von Hochspannungsimpulsen noch nach Eintritt der gewünschten Momentan vrirhung, zum Beispiel der Entzündung des Gases zu erzeugen. Es wäre im Gegenteil nützlicher, die ganze Elektroenergie einer Gruppe von Impulsen auf einen einzigen Augenblick zu konzentrieren.
Gemäss der Erfindung werden die vor stehend geschilderten Übelstände durch ein neues Verfahren beseitigt, das darin besteht, dass' nach Beschickung des Primärl@reiscs durch einen Speisestrom der Primärstrom kreis sieh mittelst eines Hilfsunterbreeliers selbst mindestens teilweise unterbricht und solange unterbrochen gehalten wird, bis der Speisestromkreis durch andere Organe ge öffnet wird.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Anordnungen zur Ausführung des Verfah rens schematisch in den Fig. 2 bis 5 darge stellt. Die Fig. 1 zeigt als Gegenbeispiel die bekannte Summerspule. In 1 bedeutet 1 die Stromduelle, einen beliebig betätigten Stroin.schalter, zum Beispiel den von einem Explosionsmotor -P- steuerten r-nterbrreelier;
3a und 901) sind die Kontakte des Hanirnerunterbrechers 93; l ist der übliche Löschkondensator, 5 der Eisen kern eines Induktors. der den Hanimerunter- brecher elel@troniagnetiseli steuere:
und die primären Windungen C) und die sekundären 7 tr ä.gt. ea und 8b sind die Enden der Se kundärwindungen.
Die Fit. 1 entspri@@lit dem bekannten Schema, das zum Beispiel zielen Motorziind- anlaeri zugrunde lie-,t. Kaeh Schliessung des Kontal_;
tes bei ? umfliesst der Batterie strom den Eisenkern und sobald die Magne- tisierung soweit vorgeschritten ist, dass der -Widerstand der elastischen Cxegenwirliting, welche die Kontakte 3a, 3b zusammendrüclzt, überwundere wird, wird der Kontakt 3a, 3b durch Anziehung des Ankers in bekannter Weise unterbrochen.
Der Löschkondensator $ begünstigt die möglichst plötzliche Strom unterbrechung. Dann ist das 3lagnetf-@ld sich selbst überlasen, und es entsteht eine der Gesclnvindigkeit des Abfalles, der Win- dungszahl der Sekundärspule und der Stärke des Ma -,netfeldes entsprcehende Spannung an den Enden 8a und 81, der Sekundä.rwiehlilng 7.
Bekanntlich wird ausserdem die an den Enden 8a, 8b verfügbare momentane Höcbst- leistung durch die Kapazitäts- und Selbstin- duldionsverbält,nisse sowohl des über den Kondens < ü,ir 1 ge.schlosen gebliebenen Pri märkreises, als des Sekundärkreises stark be- e inf lusst.
Der Anker wird na eli der Offniin"@ (:-s Unterbrechers 3a, 3'' sofort in seine ItulielagF ztiriicligefiihrt und durch den nunmehr -tvie- derum entstehenden @Ir@gnetisierung@simpuls vieder vom Eisenkern angezogen und sn fort,
solange der Bontakt 2 neschl@@ssen bleibt.
Um dieses wiederlinlte Anziehen und Los lassen des Ankers 3 zu verhindern, wird zu der Anordnung nach Fiz. 1 die in Fiv. .\t dargestellte Hilfssp_ile 9 hinzugefügt. , Sie sitzt zweel_mässig auf dem dein Anker zu-e- kehrten Ende des Eisenkernes 5 und kann mit ihren Enden an den Punkten 9a, 9b parallel zu den Kontakten. 3a, 3b angeschlossen sein. Solange der Kontakt 3a, 3b geschlossen ist, bekommt diese Spule keinen Strom, hü t also auch keine Einwirkung auf den Anker.
Erst nach Unterbrechung des Kontaktes 3a, 3b erhält sie Strom und magnetisiert daher das Ende des Kernes 5. Die Spule 9 ist so zu bemessen, dass' sie instande ist, den einmal angezogenen Anker 3 an der Rückkehr in die Ruhelage zu verhindern. Dabei ist mei stens darauf Rücksicht zu nehmen, dass der Zum Festhalten des Ankers dienende Strom so klein wie möglich sein soll, anderseits aber, dass die Selbstinduktion der Spule 9 auch nicht zu gross wird, damit das erforderliche Feld schnell genug hergestellt wird.
Die Aufgabe dieser Haltespule, die statt bei 9a bei entsprechender Bemessung auch in der in Fig. 2 punktiert dargestellten Weise an die Stellen 9b, 9e angeschlossen werden kann, besteht also nur darin., den Anker nach einmal geschehener Stromunter- brechung solange angezogen zu halten, bis der Kontakt bei 2 wieder geöffnet wird.
Das Anzugsmoment des Kernes auf den Anker durch den Hauptstrom soll sie zweck mässig nicht wesentlich unterstützen, weil s#@nst die Stromschlussdauer der Kontakte 3a, 3b nicht mehr genügend von dem Haupt felde in Abhängigkeit steht.
Durch sinnge- il;ässe Abgleichung der Selbstinduktion und Gier Amperezvindungen der Hilfsspule 9 zur 1=Iaup lspule lä,sst sich der Zustand erreichen, dass das Kraftfeld der Hilfsspule gerade nur so schnell ansteigt, dass das Hauptfeld in Be zug auf das Anzugsmoment auf dem Anker vorherrschend bleibt.
Mit dieser Anordnung erreicht man also, dass bei jeder .Schliessung des Kontaktes 2 nur ein Magnetisierungsimpuls erfolgt und dass die Stärke dieser untereinander stets gleichen Impulse bei gegebener Spannung und "fiTindungszahl nach Wunsch durch Ver änderung der die Ankerkontakte 3a, 3b schliessenden Gegenkraft einstellbar ist. Dieses Verfahren zur genauen Gleichhal tung der Magnetisierungsimpulse unterein ander lässt die verschiedenartigsten Ausfüh rungsmöglichkeiten zu.
Erwähnt sei nur, dass zum Beispiel die Hilfsspule 9 nicht auf demselben Kern mit der Hauptspule zu sitzen braucht, sondern auf einem besonderen Kern angebracht sein kann, ferner da.ss sie sogar so angeordnet sein kann, dass sie den Anker direkt magnetisiert. Ferner könnte, nachdem einmal der Anker durch den Haupt strom angezogen ist, die Aufrechterhaltung der Stromunterbrechung bei 3a, 3b bis zum Augenblick der Öffnung des Kontaktes 2 auch durch andere elektrische oder selbst durch mechanische Sperreinrichtungen ge schehen.
Auch sogar die Unterbrechung des Hauptstromes könnte statt durch das Mag netfeld durch andere bekannte von der Stromstärke abhängige Vorgänge ersetzt werden.
Dieses neue Verfahren erlaubt nun, die Primärwicklung und den Kern so auszufüh ren, wie sie rechnerisch am besten der ge wünschten Sekundärenergie bei der durch die gewünschte Zahl der Hochspannungsim pulse gegebenen kürzesten Stromschlussdauer entspricht. Das bedeutet, dass Kupfer und Eisen der Anlage, sowie der Löschkondensa- tor und die Betriebsenergie voll ausgenutzt werden können.
Praktisch wird<U>man</U> die Bemessung des Kernes und der Primärwicklung für Zünd zwecke meistens sogar so zu wählen haben, dass sich das im Eisen gewünschte Feld in noch kürzerer Zeit als derjenigen aufbaut, welche sich rechnerisch aus der Anzahl der Zündimpulse je Zeiteinheit ergibt.
Die für das vorliegende Verfahren gün stigsten Spulen haben, zum Beispiel für Mo tore mit grosser sekundlicher Zündimpuls- zahl eine Primärwicklung von so kleiner Selbstinduktion und so geringem Wider sta.nde, da.ss sich ihre Benutzung als normal, also ohne Hilfsunterbrecher arbeitende Zünd- spüle verbieten würde.
Aus den primären Abmessungen ergeben sich entsprechend kleine .Abmessungen für die sekundäre Spule, also für beide Spulen eine erhebliche Kupferersparnis trotz gestei gerter Zündleistung.
Soll nach dem beschriebenen Verfahren ein Induktor mit geschlossenem Eisenkern betrieben werden, so kann man entweder in bekannter Weise ein geringes Streufeld, zum Beispiel durch Vorsprünge am Eisenkern er zeugen, welches das Anzugsmoment auf den Anker bestimmt, oder man benutzt für An zugs- und Haltemoment einen vom Haupt kern getrennten Kern, der vom Hauptstrom in Reihe mit dem Induktor umflossen wird.
Fig. 3 zeigt eine derartige Schaltung. Hierin bedeuten: 1 die Stromquelle, 2 den Ha.uptunterbrecher, 3 den Anker des Hilfs- unterbrechers mit den Kontakten 3a, 3b, 4 den Löschkondensator, 5a den Eisenkern, der den Anker 3 bewegt, mit der Zugwicklung 6a und der Haltewicklung 9. 5 ist der Eisen kern des Induktors mit der Primärwicklung 6 und der Sekundärwicklung 7, deren Enden bei 8a und 8b dargestellt sind.
10 ist ein se kundär eingeschalteter Stromunterbrecher, dessen Aufgabe später abgehandelt werden wird, 11 ist ein Verteiler, durch den die Zündkerzen 12 abwechselnd gespeist wer den. 13 sind Anschlüsse an die Motormasse.
Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist folgende: Der Hauptschalter 2 schliesst den Bat teriekreis über die niederohmige Zugwick lung 5a des Hilfsunterbrechers, die Anker hontakte 3a, 3b und die Primärspule 6 des Transformators. Die Magnetfelder in den Eisenkernen 5 und 5a entstehen also in di rekter Abhängigkeit voneinander, weil sie von demselben Strom durchflossen werden.
Sobald das Feld im Kern 5a stark genug geworden ist, um die regelbare elastische Gegenkraft des Ankers 3 zu überwinden, wird der Kontakt 3a, 3b und dadurch der Hauptstrom unterbrochen. Dies geschieht, falls die elastische Gegenkraft unverändert bleibt, immer bei der gleichen Feldstärke des Kernes 5, vorausgesetzt, dass die Magnetisie- rung der Kerne 5 und 5a immer bei dem gleichen magnetischen Anfangsstadium be- ginnt. Der Haltewicklung 9 fällt hiernach wiederum die Aufgabe zu, den Hauptstrom solange unterbrochen zu halten, bis der Hauptschalter 2 sich geöffnet hat.
Sowohl bei dieser Anordnung als bei der in Fig. dargestellten lässt sich die Haltespule 9 be züglich Widerstand und Selbstinduktion so bemessen und so anordnen, dass sie eine ge wisse verzögernde Wirkung auf das Anzugs moment des Kernes 5a ausübt, die für die Erreichung einer verlängerten Kontaktdauer bei 3a, 3b ausgenutzt werden kann.
Die Ursache dieser Verzögerung ist, dass die Spule 9 bei der Magnetisierung des Ker nes 5a durch die Spule 6a als Kurzschluss- wicklung wirkt. Daher ordnet man zweck mässig die Haltespule 9, wie in Fig. 3 ge zeigt, zwischen dem anziehenden Eisenpol und der Zugspule 6a an. Man kann daher die Kontakte 3a, 3b starr mit ihren Trägern ver binden, anstatt, wie üblich, zur Erzwingung längerer Kontaktdauer eine Federung der Kontakte vorzusehen.
Der Grund, warum die Sättigung des Eisens bisher bei Induktoren für _ hohe Im pulszahlen sehr gering gehalten werden musste, ist, da.ss bei den häufigsten Verwen dungsarten der Induktoren der äussere Wi derstand der Sekundärseite nicht konstant ist, sondern nach Einsetzen der Entladung stark abfällt, wie dies zum Beispiel bei Liehtbo- genbildung normalerweise eintritt.
Daher wirkt die sekundäre )Vieklung normaler weise gleich nach Einsetzen des Fun kens als quasi Kurzschlusswicklung für den Eisenkern und verhindert den sofor tigen Abfall des Feldes umsomehr, je grösser die sekundäre Stromstärke wird, so dass die Magnetfelder sich zeitlich überlappen. Nach früheren Vorschlägen beseitigt man diesen Übelstand dadurch, dass man den sekundären Stromfluss periodisch durch einen geeigneten Stromunterbrecher unterbricht und wieder schliesst, so dass der Sekundärstrom in Form von Partialentladungen des Magnetfeldes auf tritt.
Die dadurch erzeugten ausserordentlich schnell aufeinanderfolgenden Unterbrechun gen des Sekundärstromes innerhalb jedes Spannungsimpulses des Induktors verhüten wirksam das Auftreten von solchen Kurz schlussströmen, welche den Abfall des Mag netfeldes schädlich - verzögern könnten, so dass man bei- Anwendung eines geeigneten Sekundärstromunterbrechers mit bedeutend stärkerer Sättigung des Eisens gegenüber dem Normalzustand arbeiten kann.
Diese. Wirkung der periodischen Unter brechung des sekundären Stromflusses er laubt nun nicht nur eine bessere Ausnutzung der Felder von Induktoren mit der üblichen magnetischen Streuung, sondern auch die Anwendung praktisch streuungsloser Trans formatoren an Stelle der üblichen Funken induktoren.
Bekanntlich ist die Remanenz bei ge- chlossenen Eisenkernen sehr viel grösser als bei offenen. Die Anordnung eines-auf den Stromfluss der Sekundärspule wirkenden Un terbrechers, wie er schematisch bei 10 in Fig. 3 dargestellt ist, bewirkt, dass auch bei hoher Sättigung des Eisens und bei geschlos senen Eisenkernen der .Abfall des sich selbst @iberlassenen Magnetfeldes plötzlich und bis ,auf Null geschieht,
während ohne die perio dischen Unterbrechungen des Sekundärstro mes nach jedem Magnetisierungsimpuls des Primärstromes ein hoher Rückstand an raftlinien im Eisen verbleiben würde. Nach bekannten Vorschlägen des Anmelders lässt sich die periodische Unterbrechung des Sekundärstromes während jedes Hochspan- inangsimpulses besonders einfach dadurch er reichen, dass man eine Reihe ausserordentlich kurzer Funkenstrecken als selbsttätig wir henden Unterbrecher- wie bei 10 Fig. 3 in den Sekundärkreis schaltet.
Da bei dem vorliegenden Verfahren die magnetischen Kraftflüsse' der einzelnen Im- pul se untereinander immer gleich sind, so kann man auch die ganze Sekundärleistung ,jedes Primärimpulses in einem Kondensator geeigneter Grösse sammeln und in Form einer einzigen starken Entladung an Stelle der Partialentladungen verausgaben,. wo der Anwendungszweck dies erwünscht macht. Der vollständige plötzliche Abfall des Mag- netfeldes erfolgt auch dann selbst bei ge schlossenen Eisenkernen.
Das neue Verfahren gestattet ausser den vorstehend beschriebenen Massnahmen - und Schaltungen auch die folgenden Schaltun gen, insbesondere für Zündzwecke.
Statt wie in Fig. 3 dargestellt, den üb lichen vibrierenden Primärunterbrecher 2 -Lind einen SekundärverteiIer 11 zu-verwen- den, kann man nach Fig. 4 beispielsweise einen rotierenden Schleifunterbrecher 15 ver wenden, der gleichzeitig- als Verteiler wirkt, wenn man, wie dargestellt, ebensoviel Zünd spulen 16 mit dem Sekundärpol -17 \anwen det, wie Zündstellen 18 vorhanden sind;
oder in bekannter eise die halbe -Anzahl von Spulen, wenn beide Sekundärpole der Spulen berausbeführt oder auf andere Weise je- zwei Kerzen in Serie geschaltet- sind. Will -man, wie dargestellt, nur einen Hilfsunterbrecher 14 verwenden, so legt man ihn; in eine- Stelle der Leitung vor oder hinter der Verzweigung der Zündspulenkreise und benötigt daher im Gegensatz zu den bekannten Zündeinrich- tungen mit Primärverteiler und vibrierendem Hilfsunterbrecher, zum Beispiel der bekann ten Zündeinrichtung der Fordmotoren;
nur einen Hilfsunterbrecher 14 und einen Lösch- kondensator 4.
Fig. 4 zeigt eine solche Anordnung, wo rin 14 der Unterbercher mit den Kontakten 3a, 3b und 14' ein um seine Mittelare schwingender zweiarmiger Hebel ist, an des sen einem Ende die den Anker 3 des Unter brechers beeinflussende Feder befestigt -ist, während am andern Ende eine Stellschraube zum Regulieren der Federspannung sitzt.
Selbstverständlich kann man aber auch, statt den Hilfsunterbrecher.14 zu verwenden, jede der Spulen 16 nach Fig. 2 ausbilden.
Schliesslich sei noch bemerkt, dass für die Ausführung des vorliegenden Verfah rens auch für manche Zwecke die Zugspule allein ausreichend ist, wenn man, wie Fig.
dies als Beispiel zeigt, die Zugspule 6 selbst als Haltespule für den Anker schaltet, indem man, statt den Strom der Zugspule zu unterbrechen, beim Öffnen des Kontaktes 3a, 3b lediglich eine Schwächung des Stro mes durch Einschaltung eines Widerstandes bei 19 erzeugt.
Method and arrangement for improving the effect of electrical induction. tipparate, especially for coil ignition on internal combustion engines. The known induction devices suffer from the following ailments:
If the duration of the action of the primary current in the individual magnetizations is not constant, as is the case with most of the so-called battery ignition systems for explosion motors with changing speeds, an optimal ratio between the masses of iron, copper and the primary power source can be achieved and quenching capacitor on the circuit breaker are only manufactured for a very specific short circuit duration, so the dimensions of the ignition system are incorrect for all other short circuit durations.
A characteristic of this is the fact that these devices consume a disproportionately large amount of current when the spark sequence is slow; on the other hand, take in too little energy with high interruption sequences. For most areas of application, an inductor system can only be economical if it always generates constant secondary power with every single pulse, that is to say it absorbs more energy with high numbers of pulses than with lower ones.
In contrast to those of technical transformers, the iron cores of induction apparatuses are known to have been specially designed so that they do not offer the lines of force well-closed iron paths, but rather have strong scattering so that a sufficiently steep and deep drop in the primary current left to itself after the interruption of the primary current Field can take place, because this normally requires the demagnetizing effect of the free poles. In addition, you work with very little iron saturation.
Otherwise, a remainder of remanent magnetism would remain from each pulse, which would lead to a strong increase in the primary current with very poor secondary power at higher pulse numbers.
However, the consequence of using iron cores with such imperfect iron saturation and so little saturation is that a lot of Hupfer has to be expended and that the efficiency of the systems is very low.
On the other hand, technically well-designed transformers calculated according to the highest number of seconds occurring current impulses with closed cores with low secondary current impulses would in many cases, for example for a regulated operation of Engine ignition systems will be unusable.
So far, the best thing to do is to keep the individual pulses equal among themselves, solved with the known buzzer coils. With these, the individual pulses, the duration of which is controlled by an electromagnetic breaker controlled by the primary current, are the same in strength as long as very high interruption numbers are not required and the saturation of the iron is not too strong.
For many purposes, however, for example for ignition of the rotor, it is useless to generate a series of high-voltage pulses after the desired momentary effect has occurred, for example the ignition of the gas. On the contrary, it would be more useful to concentrate all the electrical energy of a group of impulses in a single moment.
According to the invention, the above-mentioned deficiencies are eliminated by a new method, which consists in that 'after the primary circuit has been fed with a feed current, the primary circuit itself is at least partially interrupted by means of an auxiliary sub-creamer and is kept interrupted until the feed circuit is opened by other organs.
In the drawing, various arrangements for executing the procedural rens are shown schematically in FIGS. 2 to 5 Darge provides. Fig. 1 shows the known buzzer coil as a counter-example. In FIG. 1, 1 denotes the current duel, a strobe switch that can be operated at will, for example the r-interbrreelier controlled by an explosion engine -P-;
3a and 901) are the contacts of the Hanirner breaker 93; l is the usual quenching capacitor, 5 is the iron core of an inductor. who controls the Hanimer interrupter elel @ troniagnetiseli:
and the primary turns C) and the secondary 7 wears. ea and 8b are the ends of the secondary turns.
The Fit. 1 corresponds to the well-known scheme which, for example, is based on target engine ignition systems. Kaeh closure of the Kontal_;
tes at? If the battery current flows around the iron core and as soon as the magnetization has progressed so far that the resistance of the elastic Cxegenwirliting, which presses the contacts 3a, 3b together, is overcome, the contact 3a, 3b is interrupted by attraction of the armature in a known manner.
The quenching capacitor $ favors the sudden interruption of the current. Then the 3-position net is left to itself, and a tension arises at the ends 8a and 81, the secondary value 7, which corresponds to the velocity of the debris, the number of turns of the secondary coil and the strength of the magnetic field.
It is also known that the instantaneous maximum power available at the ends 8a, 8b is greatly increased by the capacity and self-tolerance of both the primary circuit, which has remained closed via the condensate, and the secondary circuit lets.
The anchor is immediately guided into its position at the opening of the opening and is again attracted to the iron core and away by the
as long as the contact 2 remains neschl @@ ssen.
In order to prevent this repeated tightening and loosening of the anchor 3, the arrangement according to Fiz. 1 in Fiv. . \ t shown auxiliary sp_ile 9 added. It sits doubly on the end of the iron core 5 facing your armature and can with its ends at points 9a, 9b parallel to the contacts. 3a, 3b be connected. As long as the contact 3a, 3b is closed, this coil receives no current, so it has no effect on the armature.
Only after interruption of the contact 3a, 3b does it receive current and therefore magnetizes the end of the core 5. The coil 9 is to be dimensioned so that it is able to prevent the armature 3, once it has been tightened, from returning to its rest position. Most of the time, it should be taken into account that the current used to hold the armature should be as small as possible, but on the other hand that the self-induction of the coil 9 is not too large so that the required field is established quickly enough.
The task of this holding coil, which can also be connected to points 9b, 9e in the manner shown in dotted lines in FIG. 2, instead of at 9a with appropriate dimensioning, consists only in keeping the armature attracted after a power interruption until the contact at 2 is opened again.
The tightening torque of the core on the armature by the main current should not support it appropriately, because s # @ nst the short circuit duration of the contacts 3a, 3b is no longer sufficiently dependent on the main field.
By analogously comparing the self-induction and yaw amperezvindings of the auxiliary coil 9 to the 1 = Iaup oil coil, the state can be achieved that the force field of the auxiliary coil only increases so quickly that the main field in relation to the tightening torque on the Anchor remains predominant.
With this arrangement one achieves that with each .Schlieung of the contact 2 only one magnetization pulse takes place and that the strength of these mutually identical pulses with a given voltage and number of contacts can be adjusted as desired by changing the counterforce closing the armature contacts 3a, 3b. This method for the exact equalization of the magnetization pulses among one another allows a wide variety of possible designs.
It should only be mentioned that, for example, the auxiliary coil 9 does not need to sit on the same core as the main coil, but can be attached to a special core, and it can even be arranged so that it magnetizes the armature directly. Furthermore, once the armature has been attracted by the main current, the maintenance of the current interruption at 3a, 3b until the moment the contact 2 is opened could also be done by other electrical or even mechanical locking devices.
Even the interruption of the main current could be replaced by other known processes dependent on the current strength instead of the magnetic field.
This new process now allows the primary winding and the core to be carried out in a way that best corresponds mathematically to the desired secondary energy with the shortest current circuit duration given by the desired number of high-voltage pulses. This means that the copper and iron in the system, as well as the quenching capacitor and the operating energy, can be fully utilized.
In practice, the dimensioning of the core and the primary winding for ignition purposes will usually have to be chosen in such a way that the desired field in the iron builds up in an even shorter time than that calculated from the number of ignition pulses per time unit results.
The most favorable coils for the present method, for example for motors with a large number of secondary ignition pulses, have a primary winding with such a low self-induction and such low resistance that their use turns out to be normal, i.e. without auxiliary interrupters. would ban sink.
The primary dimensions result in correspondingly small dimensions for the secondary coil, i.e. a considerable saving in copper for both coils, despite the increased ignition capacity.
If an inductor with a closed iron core is to be operated according to the method described, you can either generate a small stray field in a known manner, for example by means of projections on the iron core, which determines the tightening torque on the armature, or you can use it for pulling and holding torque a core separated from the main core, around which the main current flows in series with the inductor.
Fig. 3 shows such a circuit. Here: 1 is the power source, 2 is the main breaker, 3 is the armature of the auxiliary circuit breaker with contacts 3a, 3b, 4 is the quenching capacitor, 5a is the iron core that moves armature 3, with the tension winding 6a and the holding winding 9. 5 is the iron core of the inductor with the primary winding 6 and the secondary winding 7, the ends of which are shown at 8a and 8b.
10 is a secondary circuit breaker, the task of which will be dealt with later, 11 is a distributor through which the spark plugs 12 are alternately fed. 13 are connections to the motor ground.
The operation of this circuit is as follows: The main switch 2 closes the Bat teriekreis via the low-resistance Zugwick development 5a of the auxiliary breaker, the armature contacts 3a, 3b and the primary coil 6 of the transformer. The magnetic fields in the iron cores 5 and 5a thus arise in direct dependence on each other because the same current flows through them.
As soon as the field in the core 5a has become strong enough to overcome the adjustable elastic counterforce of the armature 3, the contact 3a, 3b and thereby the main current is interrupted. If the elastic counterforce remains unchanged, this always takes place at the same field strength of the core 5, provided that the magnetization of the cores 5 and 5a always begins at the same initial magnetic stage. The holding winding 9 then again has the task of keeping the main current interrupted until the main switch 2 has opened.
Both in this arrangement and in the one shown in FIG. 1, the holding coil 9 can be so dimensioned and arranged with regard to resistance and self-induction that it exerts a certain delaying effect on the tightening moment of the core 5a, which is necessary for achieving an extended contact duration at 3a, 3b can be used.
The cause of this delay is that the coil 9 acts as a short-circuit winding when the core 5a is magnetized by the coil 6a. Therefore, it is appropriate to arrange the holding coil 9, as shown in Fig. 3 GE shows, between the attracting iron pole and the pull coil 6a. You can therefore rigidly bind the contacts 3a, 3b with their carriers, instead of, as usual, to provide a suspension of the contacts to enforce longer contact times.
The reason why the saturation of the iron had to be kept very low in inductors for high numbers of pulses is that the external resistance of the secondary side is not constant in the most common types of inductors, but rather strong after the onset of discharge falls off, as it normally occurs, for example, with the formation of arches.
Therefore, the secondary amperage usually acts as a quasi short-circuit winding for the iron core immediately after the spark starts and prevents the field from dropping immediately the greater the secondary current strength, so that the magnetic fields overlap in time. According to earlier proposals, this deficiency is eliminated by periodically interrupting the secondary current flow with a suitable circuit breaker and closing it again so that the secondary current occurs in the form of partial discharges of the magnetic field.
The resulting extremely rapid successive interruptions in the secondary current within each voltage pulse of the inductor effectively prevent the occurrence of such short-circuit currents that could delays the drop in the magnetic field, so that when a suitable secondary current breaker is used, the iron is significantly more saturated can work compared to the normal state.
These. Effect of the periodic interruption of the secondary current flow it now allows not only better utilization of the fields of inductors with the usual magnetic scattering, but also the use of practically scatterless transformers instead of the usual spark inductors.
It is well known that the remanence of closed iron cores is much greater than that of open ones. The arrangement of a breaker acting on the current flow of the secondary coil, as shown schematically at 10 in FIG. 3, has the effect that even with high saturation of the iron and with closed iron cores, the drop in the magnetic field left to itself suddenly and until it happens to zero
while without the periodic interruptions in the secondary current after each magnetization pulse of the primary current, a high residue of raft lines would remain in the iron. According to known proposals by the applicant, the periodic interruption of the secondary current during each high-voltage input pulse can be achieved particularly easily by switching a number of extremely short spark gaps as automatically we going interrupter as shown in Fig. 3 in the secondary circuit.
Since in the present method the magnetic force fluxes of the individual pulses are always the same, the entire secondary power of each primary pulse can be collected in a capacitor of suitable size and used in the form of a single strong discharge instead of the partial discharges. where the application makes it desirable. The complete sudden drop in the magnetic field also occurs even with the iron cores closed.
In addition to the measures and circuits described above, the new method also permits the following circuits, in particular for ignition purposes.
Instead of using the usual vibrating primary interrupter 2 —ind a secondary distributor 11, as shown in FIG. 3, one can use, according to FIG. 4, for example, a rotating grinding interrupter 15 which simultaneously acts as a distributor, if one, as shown, as many ignition coils 16 with the secondary pole -17 \ anwen det as ignition points 18 are present;
or, as is well known, half the number of coils if both secondary poles of the coils are over-executed or two candles are connected in series in another way. If you want to use only one auxiliary breaker 14, as shown, it is placed; in one point of the line before or after the branching of the ignition coil circuits and therefore, in contrast to the known ignition devices with a primary distributor and vibrating auxiliary interrupter, for example the well-known ignition device for Ford engines;
only one auxiliary breaker 14 and one quenching capacitor 4.
Fig. 4 shows such an arrangement, where rin 14 of the Unterbercher with the contacts 3a, 3b and 14 'is a two-armed lever swinging around its center, at one end of which the spring influencing the armature 3 of the interrupter is attached, while at the other end there is an adjusting screw for regulating the spring tension.
Of course, instead of using the auxiliary interrupter. 14, each of the coils 16 according to FIG. 2 can also be designed.
Finally, it should be noted that for the execution of the present method, the pull coil alone is sufficient for some purposes if, as shown in Fig.
This shows as an example that the pull coil 6 itself switches as a holding coil for the armature by, instead of interrupting the current of the pull coil, merely weakening the current by switching on a resistor at 19 when the contact 3a, 3b is opened.