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Selbsterregter elektrostatischer Generator, insbesondere zur Zündspannungserzeugung
für Verbrennungsmotoren Die: Erfindung betrifft einen selbsterregten elektrostatischen
Generator, der insbesondere zur Erzeugung der Zündspannung für Verbrennungsmotoren
dient und aus sich gegenüberstehenden, zueinander drehbar angeordneten Elektrodengruppen
besteht.
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Ein derartiger Generator, bei dem eine Elektrodengruppe aus einem
oder mehreren Paaren, gegenseitig isolierter Abnahme- und zugleich Selbsterregerelektroden
besteht und bei dem die andere Elektrodengruppe aus mehreren gegenseitig isolierten,
zeitweise durch eine Kurzschlußv orrichtung verbundenen Gegenelektraden besteht,
auf denen: mittels der ihnen gegenüberstehenden Selbsterregerelektroden elektrische
Ladungen influenziert werden., die danach über Ab-
nahmevorrichtungen auf
die Abnahmeelektroden gleicher Polarität gelangen, ist gemäß der Erfindung derart
ausgebildet, daß die Abnahme- und Kurzschlußvorrich.tungen aus zunächst wirksamen,
Schleifkontakte bildenden. Abnahmebürsten und aus. den Gegenelektroden in geringem
Abstand gegenüberstehenden Abnahmekämmen bestehen, die für die Ladungsabnahme wirksam
werden, sobald die Abnahmebürsten bei einer bestimmten Drehzahl des umlaufenden
Generatorteils durch Fliehkraft von ihren Schleifflächen abgehoben werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen, die
Abnahmebürsten, aus federnden, vom umlaufenden Generatorteil getragenen Lamellen.,
deren umgebogenes freies Ende angenähert entgegengesetzt zur Drehrichtung zeigt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das freie Ende der Abnahmebürsten
gleichzeitig als Abnahmekamm auszubilden.
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Wenn der Generator zur Erzeugung der Zündspannung von Verbrennungsmotoren
dienen soll, dann ist es zweckmäßig, den umlaufenden. Generatorteil mit dem Schwungrad
des Verbrennungsmotors zu verbinden.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der
Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 zeigt einen, Querschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
Generator, Fig. 2 eine spezielle Ausführungsform einer Lamelle; die Fig. 3 bis 5
zeigen schematisch die Wirkungsweise eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Generators.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Generators sind zwei Abnahme- und zugleich
Selbsterre:gerelektroden 1 und 2 vorgesehen, die in einem Isolierring 3 eingebettet
sind und zwischen, denen normalerweise eine Potentialdifferenz besteht. Diese Elektroden
sind im umlaufenden Generatorteil angeordnet, dessen Drehrichtung durch den Pfeil
f angegeben ist. Auf dem feststehenden, aus einer Isoliermasse bestehenden Generatorteil
8 befindet sich eine gewisse Anzahl von einander paarweise gegenüberliegenden influenzierten
Gegenelektroden 4 a, 5 a, 6 a, 7 a, 4 b, 5 b, 6 b, 7 b.
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Nach einer ersten Ausführungsform (Fig. 1) wird durch zwei sich gegenüberliegende
Anordnungen eine Kurzschlußvorrichtung zum nacheinander erfolgenden paarweisen Kurzschließen
der influenzierten Elektroden 4 a und 4 b, 5 a und 5 b usw. gebildet. Die Kurzschlußvorrichtun.g
besteht aus je einer Bürste 9 a, 9b und je einem Kamm 10c, 10b, die an dem umlaufenden.
Genera:torteil befestigt und leitend miteinander verbunden sind. Diese leitende
Verbindung ist am Umfang des umlaufenden Generatorteils angeordnet. Wenn der umlaufende
Generatorteil ein metallisches Schwungrad 11 enthält, so bildet dieses zweckmäßigerweise
die leitende Verbindung. Im Isolierring 3 und in den influenzierenden. Selbsterre;gercl.ektroden
1 und 2 sind Öffnungen 12a., 12b vorgesehen, durch die die Bürsten 9 a-, 9 b geführt
sind. Daneben liegen entsprechende Öffnungen für die Kämme 10 a., 10 b.
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Zur Übertragung der in den influenzierten Elektroden 4 a
... 7 b gebildeten elektrischen Ladungen auf die; influenzierenden
Elektroden 1 und 2 dienen ebenfalls zwei sich gegenüberliegende Anordnungen, von
denen jede eine Bürste 13 a, 13 b und einen Kamm 14 a, 14 b enthält, die
an den umlaufenden Elektroden 1 und 2 leitend befestigt sind.
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Die Bürsten 9 a., 9 b und 13 a, 13 b werden durch federnde
Lamellen gebildet, die so umgebogen sind,
daß ihre @nden@angenähert
entgegengesetzt zur Drehrichtung zeigen. _ -Gemäß einer zweiten Ausführungsforri7
(Fig. 2) wird jede durch einen Kamm und eine Bürste gebildete Anordnung durch. eine
einzige leitende federnde Lamelle 15 gebildet,` deren Kante 16 die Rodle- eines
Kammes spielt, wenn sich die Lamelle: 15 unter der Einwirkung der-Fliehkraft so
bewegt hat, daß sie die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Stellung einnimmt.
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Der Generator arbeitet folgendermaßen: Bei Inbetriebnahme; ist immer
eine: Potentialdifferenz zwischen den Se.lbsterregerelektroden 1 und 2 vorhanden.
Der Grund dafür liegt im allgemeinen. darin, daß von einer früheren Inbetriebnahme
des Generators noch gewisse Restspannungen verbleiben; auf Grund deren eine der
Elektroden in bezug auf die: andere eine. positive Ladung erhält. Jedoch auch dann,
wenn das Vorhandensein derartiger Restspannungen nicht anzunehmen ist, tritt bei
der Drehung der Teile 11 und 3 durch Reibung an der Luft eine geringe elektrische
Aufladun.g ein, da diese: Ladungen niemals genau gleich groß sind, so, daß dadurch.
eine Potentialdifferenz auftritt. Aus Gründen der einfacheren Darstellung sei im
folgenden angenommen, daß die Elektrode 1 bei Inbetriebnahme negativ und die Elektrode,
2 positiv aufgeladen ist. Sie laden durch Influenz die Gegenelektroden 4 a, 4 b
entgegengesetzt auf, die durch die Bürsten 9 a und 9 b oder 15 und das Schwungrad
11 kurzgeschlossen werden, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Elektrode 4 a wird
negativ und die Elektrode 4 b positiv aufgeladen, und diese Elektroden behalten
ihre Ladung, da der Kurzschluß durch. die Drehung des umlaufenden Generatorteiles
aufgehoben wird, was aus Fig. 4 zu ersehen ist. Nach einer gewissen Strecke, während
der die Potentialdifferenz erhöht wird, berühren die Elektroden 4a und 4b die Bürsten
13 ca und 13 b (vgl. Fig. 5), so daß die umlaufenden Elektroden. 1 und 2 eine negative
bzw. positive Ladung abnehmen. Durch die Drehung der Generatorteile werden die Ladungen
auf den umlaufenden Elektroden 1 und 2 vervielfacht. Wenn die Drehzahl einen. bestimmten
Wert erreicht oder überschreitet, werden. diese: Ladungen so groß, daß sie durch
das gasförmige Dielektrikum über die Kämme 10 a, 10 b, 14 ca, 14 b oder 16
abgenommen werden können. Die Bürsten. 9 a, 9 b und 13 a, 13 b oder 15 nehmen
unter der Einwirkung der Fliehkraft die, in den. Fig. 1 und 2 gestrichelt eingezeichneten.
Stellungen ein. Der Generatorteil arbeitet dann in gleicher Weise weiter, jedoch
erfolgt die elektrische Verbindung nicht mehr durch direkten Kontakt der Bürsten,
sondern durch das Dielektrikum hindurch über die Kämme. Die Reibungsverluste des
Generators werden dadurch vorteilhaft vermindert, Falls der Generator zur Zündung
bei Verhrennungsmoto:ren benutzt werden soll, wird der umlaufende Teil des Generators
zweckmäßig am Schwungrad 11 angeordnet. Dieses Schwungrad bildet dann eine Belegung
eines Kondensators, und die Elektroden 1 und 2 liegen innerhalb eines reifenförmigen
Teiles des Schwungrades, wobei zwischen dem Reifen und den Elektroden der Isolierring
3 eingefügt wird, so daß bei der durch die Elektroden 1 und 2 und das Schwungrad
11 gebildeten Anordnung ein Kondensator entsteht, der eine gewisse Elektrizitätsmenge
speichern kann.
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Der umlaufende Generatorteil wird zweckmäßig als Funkenteiler benutzt,
insbesondere dann, wenn er ein metallisches Schwungrad enthält. Hierfür wird bei
der dargestellten Ausführungsform jede zweite influenzierende Elektrode, insbeson,
dere Eine der Elektroden 1 und 2 mit einem gegenüber dem metallischen Schwungrad
11 isolierten Ansatz 17 versehen. Außerhalb des umlaufenden Generatorteiles wird
eine feststehende Metallstange 18 angeordnet, die mit -der Zündkerze verbunden ist,
so, daß bei der Drehung des Schwungrades der Ansatz 17 in einem vorbestimmten Zeitpunkt
nahe an der Stange 18 vorbeigeführt wird. In diesem Augenblick springt ein kurzer
Funke zwischen diesen Teilen über, der den Zündfunken an der Kerze erzeugt. Der
Augenblick, in dein der Funke überspringt, hängt also von der Stellung des Schwungrades
und damit von der Kolbenstellung ab.
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Es wird nur jede zweite Elektrode zur Erzeugung des Funkens benutzt,
z. B. nur die. negative Elektrode 1, so daß die andere Elektrode 2 ständig geladen
bleibt, damit eine gewisse Restladung vorhanden ist, durch die die Selbsterregung
des Generators erleichtert wird.
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Während des Betriebes tritt also keine Reibung und damit auch kein
Verschleiß der Generatorteile auf, so daß dieser Generator eine sehr hohe Lebensdauer
hat.