Zündvorrichtung für Verbrennungsmotoren Das Hauptpatent betrifft eine Zündvorrichtung für Verbrennungsmotoren, mit einem Zündtransformator, in dessen Sekundärstromkreis sich die Funkenstrecke einer Zündkerze befindet und in dessen an einen Gleichspan- nungswandler angeschlossenem Primärstromkreis eine Schaltdiode angeordnet ist, deren Startelektrode mit der Sekundärwicklung eines Impulsübertragers verbunden ist, dessen Primärwicklung in einem mechanisch gesteu erte Unterbrecherkontakte enthaltenden, von einer Gleichstromquelle gespeisten Stromkreis liegt,
so dass bei Öffnen der Unterbrecherkontakte der Startelektrode der Schaltdiode ein Steuerimpuls zugeführt wird, der diese Schaltdiode leitend macht und dadurch einen Impuls im Zündtransformator erzeugt. Um bei bekannten Zündvor richtungen dieser Art vorkommende Fehlzündungen zu vermeiden, ist die Zündvorrichtung gemäss dem Patent anspruch des Hauptpatentes dadurch gekennzeichnet, dass im Unterbrecherstromkreis eine Sperrvorrichtung angeordnet ist, welche verhindert, dass in einem Zeitin tervall, dessen Dauer nur der Berührungsdauer der Unterbrecherkontakte zwischen dem Auftreffen eines dieser Kontakte auf den anderen und seinem Rückprall entspricht,
ein Strom durch die Primärwicklung des Impulsübertragers fliessen kann, und somit die Entste hung eines Steuerimpulses durch das rückprallbedingte Öffnen der Unterbrecherkontakte vermieden ist.
Es hat sich gezeigt, dass bei derartigen Zündvorrich tungen eine ungünstige Ausbildung der mechanischen Steuerung der Unterbrecherkontakte Fehlzündungen zur Folge haben kann, die darauf zurückzuführen sind, dass die Unterbrecherkontakte sich sofort nach dem öffnen durch elastisches Zurückschwingen wieder schliessen, wobei dieses Öffnen und Schliessen sich während eines sehr kurzen Zeitintervalles sogar mehrmals wiederholen kann, bevor die Kontakte bis zum nächsten, zyklisch vorgesehenen Schliessen in der Öffnungslage bleiben.
Um auch die möglicherweise durch Zurückschwingen der Kontakte hervorgerufenen Fehlzündungen zu vermeiden, zeichnet sich die Zündvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass die Sperrvorrichtung einen Kondensator aufweist, der während der Schliesszeit der Unterbrecherkontakte geladen und bei Öffnen derselben über die Primärwicklung des Impulsübertragers entladen wird, wodurch der Startelektrode der sekundärseitig an demselben angeschlossenen Schaltdiode ein Impuls zuge führt wird, welcher die Zündung auslöst, wobei die Zeit, welche erforderlich ist, um diesen Kondensator auf eine Spannung zu laden, die genügt, um einen Auslöseimpuls zu erzeugen, grösser ist als die Zeit,
in welcher nach dem Öffnen der Unterbrecherkontakte ein Wiederschliessen derselben durch elastisches Zurückschwingen möglich ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes soweit dargestellt, als dies zum Verständnis der Erfindung nötig ist, wobei für gleiche Teile die gleichen Überweisungszeichen benützt sind wie im Hauptpatent.
Die dargestellte Zündvorrichtung weist wieder eine Batterie 1 von z.B. 12 Volt und einen Zündschalter 2 auf, über den ein im Hauptpatent näher erläuterter Gleich- spannungswandler 3 an Spannung gelegt werden kann, um an einem Kondensator 13 eine Gleichspannung von ca. 400 Volt zu erhalten. Wenn eine Schaltdiode 14 leitend gemacht wird, dann entlädt sich der Kondensator 13 über die Primärwicklung 15 eines Zündtransformators 16, dessen Sekundärwicklung mit der Funkenstrecke 18 einer Zündkerze verbunden ist.
Die Startelektrode der Schaltdiode 14 ist an die Sekundärwicklung 21' eines Impulsübertragers 21 angeschlossen, dessen Primärwick lung 20 mit einer Sperrvorrichtung 32b verbunden ist, die ihrerseits auch mit dem Zündschalter 2, sowie mit dem Unterbrecherkontakt 26 in Verbindung steht. Der beweg liche Unterbrecherkontakt 27 ist wieder auf einer Kon taktfeder 28 angebracht, die an einem Halter 29 einge spannt ist und über eine Nocke 30 von einem Unterbre- chervierkant 31 betätigt wird.
Der Unterschied zwischen der vorliegenden und der im Hauptpatent dargestellten Zündvorrichtung liegt in der Ausbildung der Sperrvorrichtung 32b.
Die Sperrvorrichtung 32b weist einen Widerstand 33 auf, der einerseits an den Zündschalter 2 und anderseits über die Primärwicklung 20 des Impulsübertragers 21 mit dem Kollektor eines Transistors 34 verbunden ist, dessen Emitter über eine Diode 35 an Erde liegt. Die Basis des Transistors 34 ist über einen Widerstand 36 mit Erde verbunden und ferner an einen Kondensator 37 ange schlossen, der anderseits über eine Diode 38 an den Unterbrecherkontakt 26 angeschlossen, welche Diode 38 ferner über eine Zenerdiode 40 geerdet und über einen Widerstand 41 mit dem Zündschalter 2 verbunden ist.
Soweit stimmt die Sperrvorrichtung 32b mit einer in der schweizerischen Zusatzpatentschrift Nr. 448 614 ge zeigten und daselbst mit 32a bezeichneten Sperrvorrich tung überein, die gegenüber der in der Hauptpatentschrift gezeigten und daselbst mit 32 bezeichneten Sperrvorrich tung den Vorteil bietet, dass infolge des als Verstärker arbeitenden Transistors 34 viel kräftigere Zündfunken an der Funkenstrecke 18 entstehen.
Darüber hinaus weist nun die Sperrvorrichtung 32b einen Kondensator 42 auf, der parallel zur Serieschaltung der Primärwicklung 20 des Impulsübertragers 21 und der Kollektor-Emitter- strecke des Transistors 34 angeordnet ist.
Ferner ist dem Widerstand 36 ein Kondensator 43, parallel geschaltet und der Zenerdiode 40 ein Kondensator 44; schliesslich ist ein Widerstand weggelassen, der in der erwähnten Sperrvorrichtung 32a zur Diode 38 parallel geschaltet ist und nun durch einen Widerstand 45 ersetzt ist, der zur Serieschaltung der Diode 38 und der Zenerdiode 40 parallel liegt, also zwischen Kondensator 37 und Erde angeordnet ist.
Die dargestellte Zündvorrichtung arbeitet wie folgt: Durch Schliessen des Zündschalters 2 wird der Gleichspannungswandler 3 in Gang gesetzt und der Kondensator 13 auf eine Spannung von z.B. 400 Volt aufgeladen. Sind die Unterbrecherkontakte 26 und 27 geschlossen, so ist der Kontakt 26 geerdet, d.h. im Widerstand 41 entsteht ein Spannungsabfall, welcher der Batteriespannung gleich ist.
Da sich der Kondensator 43 während der Schliesszeit der Unterbrecherkontakte über den Widerstand 36 praktisch stets vollständig entlädt, ist dann die Basis des Transistors 34 geerdet, und da auch sein Emitter über die Diode 35 geerdet ist, lädt sich der Kondensator 42 im Stromkreis Erde, 1, 2, 33, 42, 35 Erde , wobei der Kondensator 42 und der Widerstand 33 so bemessen sind, dass diese Aufladung in einer Zeit von ca. 5 msec erfolgt.
Öffnen sich nun die Kontakte 26 und .27, so steigt die Spannung des Kontaktes 26 auf die Durchlass-Spannung der Zenerdiode 40 von z.B. 4,7 Volt und die Basis des Transistors 34 enthält über die Diode 38 und den Kondensator 37 einen positiven Impuls, der innert ca. 1 Et sec den Transistor 34 stromdurchlässig macht. Der Kondensator 42 entlädt sich daher über die Primärwick lung 20 des Impulsübertragers 21 und die Kollektor- Emitterstrecke des Transistors 34.
In der Sekundärwick lung 21' des Übertragers 21 wird eine Spannung von ca. 5 Volt induziert, so dass die Startelektrode der Schaltdiode 14 einen positiven Spannungsstoss erhält, der die Diode in weniger als 5 u sec, z.B. 21i sec öffnet, wobei der Strom zwischen deren Kathode und Startelektrode z.B. ca. 200 mA betragen kann.
Der Kondensator 13 entlädt sich nun über die Schaltdiode 14 und die Primärwicklung 15 des Zündtransformators 16, in dessen Sekundärwick lung 17 eine Spannung induziert wird, die bei einem z.B. zwischen 12 und 20 kV liegenden Wert einen Funken in der Funkenstrecke 18 erzeugt, wobei dieser Wert vom Abstand der die Funkenstrecke 18 bildenden Zündelek- trode abhängt. Der Spannungsanstieg der Zündspannung ist ausserordentlich steil, da derselbe in einer Zeit von weniger als 2 usec erfolgt, was insbesondere für die Zündung von sehr armen Brennstoff-Luftgemischen sehr vorteilhaft ist.
Durch die Diode 19 wird erreicht, dass ein Zurückschwingen des Stromes in der Primärwicklung 15 des Zündtransformators 16 das richtige Arbeiten der Schaltdiode 14 nicht behindern kann.
Es kann vorkommen, dass die Kontaktfeder 28 sofort nach dem Öffnen der Kontakte 26 und 27 infolge ihrer Elastizität und der trägen Masse des Kontaktes 27 wieder soweit zurückschwingt, dass die Kontakte 26 und 27 sich wieder berühren. Dies ist bei eingehenden Untersuchun gen derartiger Unterbrechervorrichtungen beobachtet worden, was die Ursache bei früheren Zündvorrichtun gen in gewissen Fällen auftretenden und vor den uner klärlichen Fehlzündungen aufgeklärt hat.
Bei der be schriebenen Zündvorrichtung ist nun das sofortige Zündschwingen des Kontaktes 27 bis zur Wiederberüh rung des Kontaktes 26 - was auch etwa als negativer Rückprall bezeichnet werden kann - unschädlich, weil dann der Kondensator 42 noch nicht wieder aufgeladen ist und somit der oben geschilderte Ablauf der Zündung nicht stattfinden kann.
Wenn beim Schliessen der Kontakte 26 und 27 der Kontakt 27 zurückprallt, so kann dies ebenfalls keine Fehlzündung zur Folge haben, wie dies ja bereits bei den erwähnten Patentschriften entsprechenden Zündvor richtungen der Fall ist. Solange die Kontakte 26 und 27 offen sind, ist nämlich der Kondensator 37 auf die durch die stromdurchflossene Zenerdiode 40 bedingte Span nung von z.B. 4,7 Volt geladen, und wenn hierauf die Kontakte 26 und 27 geschlossen sind wird er über die Widerstände 36 und 4.5 erst in einer Zeit von ca. 1 msec entladen.
Solange der Kondensator 37 nicht genügend, praktisch etwa bis zur Hälfte, entladen ist, kann aber das Öffnen der Kontakte 26 und 27 nicht die früher geschil derte Wirkung haben, nämlich dass ein positiver Impuls über den Kondensator 37 zur Basis des Transistors 34 gelangt und durch Durchlässigmachung desselben die Entladung des Kondensators 42 bewirkt. Ein rückprall- bedingtes, also sofort nach der ersten Schliessberührung erfolgendes Öffnen der Kontakte 26 und 27 ist somit wirkungslos.
Die Zenerdiode 40 verhindert, dass bei offenen Kontakten 26 und 27 von der Batterie 1 über den Widerstand 41 herkommende Störimpulse die Spannung des Kontaktes 26 plötzlich verändern und dadurch Fehlzündungen verursachen. In Kraftfahrzeugen ist ja an die Batterie 1 in der Regel auch die Beleuchtung und die Lichtmaschine angeschlossen, wobei der Regler der letz teren auch hochfrequente Spannungsschwankungen an den Batterieklemmen hervorrufen kann; die Kondensato ren 43 und 44 dienen ebenfalls zur Dämpfung solcher Spannungsschwankungen.