DE1140025B - Elektrische Zündanlage für Brennkraftmaschinen zurAufteilung der Zündeingangsimpulse in eine Mehrzahl von gleichzeitigen Zündausgangsimpulsen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Zündanlagen für Brennkraftmaschinen zur Aufteilung der Zündeingangsimpulse in eine Mehrzahl von gleichzeitigen Zündausgangsimpulsen, die über Zündkerzen entladen werden, wobei die Zündanlage eine Mehrzahl 5 gleicher, miteinander verbundener Transformatoren und jeder Transformator ein Paar magnetisch gekoppelter Induktionsspulen enthält.

Bei Zündanlagen sollen häufig mehrere Zündkerzen gleichzeitig von einer einzigen Quelle hochfrequenter Übergangsimpulse gezündet werden. Der ideale Impulsteiler würde an allen Ausgangsabzweigungen gleichzeitig Funken erzeugen, wenn alle Stromkreise normal arbeiten und wenn eine oder mehrere Abzweigungen kurzgeschlossene oder offengeschaltete Ausgänge hätten, wobei die -restlichen Abzweigungen weiter in normaler Weise arbeiten würden.

Es sind elektrische Zündanlagen bekannt, mit denen man zwei oder mehr Zündkerzen trotz leicht unterschiedlicher Unterbrechungscharakteristiken zünden kann, die von magnetischen Kopplungsmitteln zum Koppeln eines Paares Zündstromkreise Gebrauch machen. Da aber die Kopplungsmittel in Kaskade geschaltet sind, müßte eine große Anzahl reihenweise angeordneter Spulen verwendet werden, wenn zahlreiche Zündvorrichtungen vorhanden sind. Die Anlage kann nicht verwendet werden, wenn man eine ungerade Anzahl, beispielsweise drei, fünf usw. Zündstromkreise haben will.

Durch die Erfindung wird eine Zündanlage geschaffen, bei der gleichzeitig jede beliebige Anzahl von Zündkerzen mit Zündstromkreisen mit Sicherheit gezündet werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jeder Entladestromkreis zwei so hintereinandergeschaltete, an verschiedenen Transformatoren angeordnete gleiche Spulen enthält, die in Reihe zwischen Eingang und Ausgang des Entladestromkreises liegen, daß sich die Impulsspannungen addieren. Zweckmäßig soll jedes Spulenpaar einen die beiden Spulen koppelnden Magnetkern enthalten.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Fig. 1 ist ein Schaltschema einer Zündanlage mit einem Impulsteiler mit einem geschlossenen magnetisehen Stromkreis und drei Ausgängen;

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema einer abgeänderten Ausführungsform des Teilers, wobei dieser Teiler bei induktiv verketteter oder Luftkernart mit drei Ausgängen versehen ist;

Fig. 3 zeigt ein Schaltschema einer dritten Ausführungsform vom Impulsteiler, wobei dieser Teiler im Elektrische Zündanlage

für Brennkraftmaschinen zur Aufteilung

der Zündeingangsimpulse in eine Mehrzahl von gleichzeitigen Zündausgangsimpulsen

Anmelder:

The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,
Regensburg, Lessingstr. 10

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. August 1958 (Nr. 756 018)

Louis Harris Segall und Hay C. Pelton jun.,

Sidney, N. Y. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

allgemeinen dem nach Fig. 2 gleicht, aber vier Ausgänge vorgesehen sind.

In Fig. 1 ist eine Zündanlage mit einer Kondensatorsteuerfunkenstrecke dargestellt. Ein Zuleitungsdraht 17 von einer nicht dargestellten Wechselstromquelle speist die Primärwicklung eines Aufwärtstransformators 19, welcher vorzugsweise lose gekoppelt ist. Ein Leitungsdraht 20 von der Sekundärwicklung des Transformators 19 hat eine mit einem Einweggleichrichter 24 versehene Abzweigleitung und eine mit einem umgekehrten Einweggleichrichter 21 versehene andere Abzweigleitung. Die Anode des Gleichrichters 21 ist über einen Widerstand 22 mit Erde verbunden. Die Kathode des Gleichrichters 24 ist über einen Draht 25 mit einer Kontrollfunkenstrecke 26 verbunden, wobei diese Funkenstrecke an einen Impulsteiler 41 durch einen Eingang 27 angeschlossen ist.

Der Impulsteiler 41 hat drei Ausgänge 42, 43, 44. Jeder Ausgang ist mit einer Zündkerze 12 mit parallel angeschlossener Funkenstrecke verbunden. Bei solch einer Zündkerze 12 sind die Elektroden durch als Widerstand 14 dargestelltes halbleitendes Material überbrückt.

Der andere Leitungsdraht 31 von der Sekundärwicklung des Transformators 19 ist mit einer Leitung

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18 verbunden, welche zwischen Erde und Leitung 25 Die drei Spulenpaare 11, 11', 11" sind vorzugsweise zwischen Gleichrichter 24 und Kontrollfunkenstrecke dicht nebeneinander, so daß die verschiedenen Lei-

26 liegt. Zwischen der Verbindung zwischen den Lei- tungsdrähte kurz sind. Der Eingang 27 ist vorzugs-

tungen 18 und 31 und Leitung 25 ist ein erster Kon- weise an der einen Seite an die Spulenanordnungen

densator 29 und zwischen dieser Verbindungsstelle 5 angeschlossen, und die Ausgänge sind an der anderen

und der Erde ein zweiter gleicher Kondensator 30 ein- Seite mit parallelem Abstand herausgeführt,

geschaltet. Zwei zusätzlich verbundene Spulen sind in dem

Der Stromkreis arbeitet folgendermaßen: Die in Stromkreis einer jeden Abzweigleitung eingeschaltet,

Reihe geschalteten Kondensatoren 29 und 30 werden wobei jede dieser beiden Spulen zu verschiedenen

von den entgegengesetzten Seiten der Wellen des dem io Spulenpaaren gehören. Beispielsweise sind die Spulen

Stromkreis durch die Leitung 17 aufgedrückten Wech- 32 und 32' in Reihe mit dem Stromkreis des Ausgan-

selstromes aufgeladen. Wenn solche Kondensatoren ges 42 geschaltet.

genügend hoch aufgeladen sind, verursachen sie eine Der Impulsteiler 41 arbeitet folgendermaßen: Wenn

Entladung der Kontrollfunkenstrecke 26. Eine solche ein Energieimpuls auf den Eingang 27 des Impuls-

von dem Eingang 27 geführte Entladung wird dem 15 tellers aufgedrückt wird, so wird sich eine der Zünd-

Impulsteiler 41 zugeführt. kerzen 12 noch vor der anderen entladen, wobei es

Der Impulsteiler 41 besteht aus drei gleichen Spu- keine Rolle spielt, in welchem Maß sie identisch sind,

lenpaaren. Das mittlere Spulenpaar ist mit 11 und die Es soll vorausgesetzt werden, daß sich die Zündkerze

beiden anderen sind mit 11' und 11" bezeichnet. Ent- 12 des Ausganges 42 zuerst entlädt. Der resultierende

sprechende Teile der Paare 11, 11', 11" sind mit den 20 Stromfluß in den Spulen 32 und 32' veranlaßt einen

gleichen Bezugszeichen, aber entsprechenden Strichen raschen Kraftlinienflußaufbau in den Magnetkernen

versehen. 36 und 36', wodurch eine Spannung in der Spule 35

Das Spulenpaar 11 hat einen geschlossenen magne- induziert wird. Eine solche induzierte Spannung tritt

tischen Kern 36 mit abgeflachtem Ring, welcher bei- zusätzlich zu der der Spule 35 durch den Eingang 27

spielsweise aus lamelliertem Siliziumeisen oder ferra- 25 aufgedrückten hinzu. Darauf zündet die Zündkerze 12

mischen Kernmaterialien hergestellt ist. Das Spulen- des Ausganges 44, der resultierende Stromfluß in der

paar hat zwei gleich niedrige Impedanzspulen 32 und Spule 35 tritt hinzu oder will den Fluß in dem Kern

35, die dicht mit dem Kern verbunden sind, beispiels- 36 aufrechterhalten. In der gleichen Weise induziert

weise dadurch, daß sie um die beiden Schenkel ge- der Magnetfeldaufbau in dem Magnetkern 36' in der

wickelt sind. Die Spulen 32, 35 sind auf dem Kern 30 Spule 35' eine Spannung zusätzlich zu der durch den

angeordnet und so angeschlossen, daß ein Impuls Eingang 27 aufgedrückten. Die Zündkerze des Aus-

durch eine Spule von dem Eingang zu dem Ausgangs- ganges 43 zündet dann, unterstützt durch die in der

ende einen Impuls in der anderen Spule vom Ein- Spule 32" durch die Spule 35" induzierte Spannung,

gangs- zum Ausgangsende induziert. Wenn die Spulen wenn der Ausgang 44 vor dem Ausgang 43 in Tätig-

im allgemeinen so, wie es dargestellt ist, angeordnet 35 keit ist. Vorzugsweise sind die Kerne so ausgeführt,

sind, sind sie in entgegengesetzten Richtungen ge- daß sie bei der Entladung eines der Zweigstromkreise

wickelt. des Impulsteilers gesättigt werden.

Um geeignete Arbeitscharakteristiken zu bekom- Energietests zeigen, daß die Funkenenergien der

men, müssen die Einheiten folgende Erfordernisse er- Zündkerze 12 gleich sind, wenn die Stromkreise des

füllen. 40 Teilers elektrisch gleichwertig sind. Die Energie in den

1. Wenn gleiche Energieausgangsleistungen an den arbeitenden Zündkerzen ist bei kurzgeschlossener anverschiedenen Ausgängen gefordert werden, müssen derer Vorrichtung die gleiche, wie wenn alle Zündalle Abzweigleitungen des Teilers gleiche Impedanzen kerzen in Betrieb wären. Dieses Ergebnis wird erzielt, haben. weil die Induktivität der in Reihe geschalteten Spulen

2. Die Abzweigleitungsimpedanzen müssen eine ge- 45 bei der Entladefrequenz die Eingangsimpedanz einer nügende Größe haben, so daß, wenn sich offen- oder jeden Abzweigleitung darstellt. Infolgedessen ist jede kurzgeschaltete Verhältnisse in einer oder mehreren Abzweigleitung elektrisch gleichwertig. Auch wird bei Abzweigleitungen ergeben, die verbleibenden Ab- dieser Zündschaltung, wenn ein Strom in einer in Bezweigleitungen nicht durch die schlecht arbeitenden trieb befindlichen Abzweigleitung zu fließen beginnt, Ausgänge beeinflußt werden. Für eine bevorzugte Aus- 5° eine Spannung in den Spulen der anderen Abzweigführung ist es notwendig, daß die Abzweiginduktivi- bzw. Zündleitungen induziert. Diese induzierte Spantäten den Entladestromkreisen zur Erzielung einer nung tritt zusätzlich zu den Kondensatoren 29, 30 hinmaximalen Ausgangsenergie angepaßt sind. zu, wodurch die auf eine gegebenenfalls nicht zün-

Bei dem Impulsteiler sind die gleichen (oberen) dende Zündkerze aufgedrückte Spannung steigt. In

Enden der Spulen 35', 32, 35 mit Leitungen 38 ver- 55 vielen Fällen unterbricht dieses die Funkenstrecke der

bunden, an die der Eingang 27 angeschlossen ist. Das zeitweilig nicht zündenden Zündkerze und ermöglicht

andere (untere) Ende der Spule 35' ist durch eine Lei- eine folgende Funkenentladung. Wenn andererseits

rung 46 mit dem unteren Ende der Spule 32" verbun- der Ausgang von einer Impulsteilerspule offen ist,

den. Das obere Ende der Spule 32' ist durch eine während der andere Abzweig arbeitet, so wird die

Leitung 39 mit dem unteren Ende der Spule 32 verbun- 60 volle aufgespeicherte Energie durch die arbeitenden

den. Das untere Ende der Spule 35 ist durch eine Lei- Funkenentladevorrichtungen verteilt,

tung 40 an das untere Ende der Spule 35" angeschlos- In denFig. 2und3 sindzwei Aueführungsformen von

sen. Die Leitung 42 von dem unteren Ende der Spule induktiv gekoppelten oder Luftkernimpulsteilern dar-

32' und die Leitungen 43 und 44 von den oberen gestellt. Der Impulsteiler 73 der Fig. 2 hat drei Spu-

Enden der Spulen 32" und 35" sind Ausgangsleitun- 65 lenpaare 75, 75', 75". Jedes Paar hat gleiche aberent-

gen, an denen identische Funkenentladevorrichtungen, gegengesetzt gewickelte Primär- und Sekundärspulen,

wie beispielsweise die Vorrichtungen 12 und 14 bei wobei die Spulen bei der Einheit 75 mit 76 und 77

Fig. 1, befestigt sein können. und die der Einheiten 75' und 75" mit den gleichen

Bezugszeichen mit entsprechend hinzugefügten Strichen bezeichnet sind. Die Primär- und Sekundärwicklungen eines jeden Spulenpaares sind räumlich dicht zusammen angeordnet, so daß sie ohne Verwendung eines Magnetkernes wirksam miteinander magnetisch gekoppelt sind.

Eine Quelle von Übergangsimpulsen hoher Energie, wie des Einganges 27 in Fig. 1, ist mit dem Eingangsende der Spule 76 und durch Abzweigleitungen 78 mit dem Eingangsende der Spule 76'verbunden. Das obere Ende der Spule 77 ist an das obere Ende der Spule 76' durch eine Leitung 79 angeschlossen. Das untere Ende der Spule 77 ist mit dem Eingang 27 durch Leitungen 88 und 78 verbunden. Das untere Ende der Spule 76 ist an das untere Ende der Spule 77' durch eine Leitung 80 angeschlossen. Das untere Ende der Spule 76' ist mit dem unteren Ende der Spule 77" durch eine Leitung 84 verbunden. Ausgangsleitungen 81, 82 und 83 sind mit dem oberen Ende der Spule 77', dem unteren Ende der Spule 76" und dem oberen Ende der Spule 77" verbunden.

Der Impulsteiler 73 arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie der Teiler 41 nach Fig. 1. Jeder Abzweigstromkreis hat zwei in Reihe geschaltete Spulen, so daß ihre Spannungen sich addieren. Eine solche Spule ist ein Teil einer Spulenpaareinheit und die andere Spule ein Teil einer anderen Spulenpaareinheit.

Der in Fig. 3 dargestellte Impulsverteiler dient für gleichzeitige Ausgangsimpulse bei einem Eingangsimpuls. Der Verteiler enthält vier Spulenpaareinheiten

85, 85', 85", 85'". Jede Spulenpaareinheit hat gleiche, entgegengesetzt gewickelte Spulen, die bei der Einheit 85 mit 86 und 87 bezeichnet sind und bei den anderen Spulenpaareinheiten die entsprechenden Zusatzstriche erhalten.

Der Eingang 27 ist entweder direkt oder über eine Abzweigleitung 88 mit dem oberen Ende einer Spule

86, dem unteren Ende der Spule 87, dem oberen Ende der Spule 86' und dem unteren Ende der Spule 89' verbunden. Das untere Ende 86 ist an das untere Ende der Spule 87" durch eine Leitung 90 angeschlossen. Das untere Ende der Spule 86' ist mit dem unteren Ende der Spule 87"' durch eine Leitung 96 verbunden. Das obere Ende der Spule 87 ist an das obere Ende der Spule 86" durch eine Leitung 100 verbunden. Das obere Ende der Spule 87' ist mit dem oberen Ende der Spule 86'" durch eine Leitung 89 verbunden. Die Ausgangsleitungen 91, 92, 93 und 94 sind entsprechend mit dem unteren Ende der Spule 86", dem oberen Ende der Spule 87", dem unteren Ende der Spule 86'" und dem oberen Ende der Spule 87'" verbunden. Die Arbeitsweise des Impulsverteilers 98 ist aus den Beschreibungen zu den Teilern 41 und 73 nach den Fig. 1 und 2 entsprechend zu entnehmen.

Obgleich nur eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, können Impulsverteiler zum Speisen jeder ausführbaren Anzahl von Ausgangsabzweigungen mit Impulsen von einer einzigen Impulsquelle vorgesehen werden.

Obgleich in der Beschreibung lediglich Zündanlagen behandelt worden sind, kann die Vorrichtung auch bei jedem elektrischen oder elektronischen Stromkreis verwendet werden, bei welchem die Ausgangsenergie eines vorübergehende Impulse liefernden Stromkreises verwendet wird, um das Arbeiten einer Mehrzahl anderer Stromkreise zu steuern und zu kontrollieren.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Zündanlage für Brennkraftmaschinen zur Aufteilung der Zündeingangsimpulse in eine Mehrzahl von gleichzeitigen Zündausgangsimpulsen, die über Zündkerzen entladen werden, wobei die Zündanlage eine Mehrzahl gleicher, miteinander verbundener Transformatoren und jeder Transformator ein Paar magnetisch gekoppelter Induktionsspulen (32,35; 76,77; 85, 86) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Entliadtestromikreis zwei so hintereinandergeschaltete, an verschiedenen Transformatoren angeordnete gleiche Spulen enthält, die in Reihe zwischen Eingang und Ausgang des Entlädestromkreises liegen, daß sich die Impulsspannungen addieren.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spulenpaar (11, U',11") einen sie koppelnden Magnetkern (36, 36', 36") enthält.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen jedes Spulenpaares (75, 75', 75"; 85, 85', 85", 85'") dicht nebeneinander angeordnet und durch einen Luftkern miteinander gekoppelt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patemtschrift Nr. 2497 166.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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