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Zündvorrichtung für Einzylinderbrennkraftmaschinen, insbesondere Motorräder
Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für Einzylinderbrennkraftmaschinen,
insbesondere Motorräder, bei denen das Magnetschwungrad mit dem Motor gekuppelt
ist.
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Es sind bereits Zündvorrichtungen bekannt, bei denen mechanische Schalter
durch einen Nocken in Abhängigkeit von dem Verdrehungswinkel einer Welle gesteuert
werden. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen wird der Primärkreis während des
größten Teils einer jeden Periode des von dem Drehfeld in diesem Kreis induzierten
Wechselstromes mechanisch unterbrochen, so daß an der Zündkerze in jeder Periode
nur ein genau bestimmter Funke entsteht.
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Die mechanischen Unterbrecher werden jedoch durch die Reibung und
die Funken abgenutzt. Ferner können sie sich leicht erwärmen und verstellen, ihre
Benutzung ist bei großen Unterbrechungsfrequenzen heikel, und außerdem nehmen die
Zündstörimpulse mit steigender Drehzahl zu.
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Gemäß der Erfindung werden nun diese Schwierigkeiten dadurch überwunden,
daß ein elektronischer Schalter verwendet wird, der durch einen phasenverschobenen
Steuerstrom betätigt wird. Als Steuerstrom dient dabei der Lichtstrom.
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Dies wird dadurch erreicht, daß man eine Zündvorrichtung für Einzylinderbrennkraftmaschinen,
insbesondere Motorräder, mit einem mit dem Motor gekuppelten Magnetschwungrad, welches
ein magnetisches Drehfeld erzeugt, durch das zwei Wicklungen erregt werden, deren
eine die Primärwicklung des Zündankers für die Brennkraftmaschine bildet, während
die andere die Fahrzeugbeleuchtung mit Strom versorgt, so ausbildet, daß ein an
sich bekanntes, die Zündstromimpulse steuerndes elektronisches Sperrglied im Stromkreis
einer ersten Wicklung vorgesehen wird, wobei der Strom der die Fahrzeugbeleuchtung
versorgenden zweiten Wicklung als Sperrstrom für das elektronische Sperrglied dient
und wobei die beiden Wicklungen im Drehmagnetfeld in einem Winkelabstand entsprechend
der zur Sperrwirkung erforderlichen Phasenverschiebung zwischen beiden Spannungen
liegen und wobei ferner ein der Beleuchtungseinrichtung gleichartiger Widerstand
vorgesehen ist sowie ein Umschalter, durch den die zweite Wicklung nach Bedarf mit
der Beleuchtungseinrichtung oder dem Widerstand verbindbar ist.
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Die so ausgebildete Zündvorrichtung ist nun nicht nur wegen der Ausnutzung
des Lichtstromes für die Steuerung konstruktiv sehr einfach, sondern bietet darüber
hinaus den Vorteil, daß sie bis zu höchsten Drehzahlen einwandfrei funktioniert.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläuterrt.
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F i g. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Schwungrad-Magnetzünder
für Motorräder; F i g. 2 zeigt angenähert den Verlauf der zeitlichen Änderungen
gewisser elektrischer in den Niederspannungsspulen einer derartigen Vorrichtung
induzierter Größen.
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Eine derartige Zündvorrichtung enthält bekanntlich imwesentlichen
eine Niederspannungsprimärwicklung 1 (F i g. 1), welche b--i ihrer Erregung in einer
mit der Zündkerze oder den Zündkerzen) 3 verbundenen Sekundärwicklung 2 den die
Funken erzeugenden Hochspannungsstrom induziert.
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Die Erregung der Wicklung 1 erfolgt dadurch, daß diese einem magnetischen
Drehfeld ausgesetzt wird, welches konstruktionsgemäß mit dem Arbeitsspiel des Motors
synchronisiert ist. Ein derartiges Drehfeld wird vorzugsweise mit Hilfe von Dauermagneten
4 hergestellt, welche von einem drehbaren Halter oder Rotor 5 getragen werden, welcher
sich um einen
die Wicklung 1 tragenden festen Halter oder
Stator dreht.
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Der Lichtstrom wird durch Induktion des Drehfeldes in der zweiten
Wicklung 6 erzeugt, die zweckmäßig so angeordnet ist, daß ihre Achse mit der der
Wicklung 1 einen Winkel von
bildet. In F i g. 1 ist strichpunktiert ein Beleuchungsstromkreis mit einer Lampe
10 dargestellt, der durch diese zweite Wicklung 6 gespeist wird.
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Damit die Einschaltung der Beleuchtung keinen störenden Einfluß auf
die Zündbedingungen ausübt, speist der Strom I, einen dem Widerstand der Lampe
10 gleichwertigen Widerstand 11, wenn die Lampe nicht eingeschaltet
ist. Hierfür ist die Betätigung eines einfachen Umschalters 12 ausreichend, der
gleichzeitig mit der Einschaltung der Beleuchtung betätigt wird.
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Das in F i g. 1 dargestellte elektronische Sperrglied 7 ist ein Leistungstransistor,
d. h. ein Transistor, der einen erheblichen Strom in der Größenordnung von 1A führen
kann, bei welchem der Kollektor mit der Wicklung 1, der Emitter mit der zweiten
Wicklung 6 und die Basis mit Masse verbunden ist.
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Ein derartiges elektrisches Sperrglied kann auch durch ein Hochvakuumrohr
gebildet werden, z. B. eine Dreielektrodenröhre, oder eine gasgefüllte Röhre, z.
B. ein Stromtor, deren Anode mit der Wicklung 1 verbunden ist, während das Gitter
mit der zweiten Wicklung 6 und die Kathode mit Masse verbunden wird.
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Ferner können natürlich beliebige Widerstände zur Erzeugung einer
Vorspannung oder einer Regelung, wie bei 8 dargestellt, oder andere elektrische
Organe an einem beliebigen Ausgang des Gliedes 7 vorgesehen werden.
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Die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung kann unter Bezugnahme
auf F i g. 2 folgendermaßen gedeutet werden: In dieser Figur sind bei (a) die zeitlichen
Änderungen des durch das Drehfeld in der Primärwicklung 1 induzierten Stromes Il
und bei (b) die der Spannung VB des durch das gleiche Feld in der zweiten Wicklung
7 induzierten Stromes 1B an den Klemmen des elektronischen Gliedes 7 aufgetragen.
Es ist insbesondere gestrichelt bei 9 in den Teil (a) dieser Figur der Wechselstrom
Il aufgetragen, welcher in der Wicklung 1
induziert würde, wenn keine Unterbrechung
vorgenommen würde. Ein derartiger Strom I1_ ist konstruktionsgemäß um
gegenüber dem Strom I6 und somit in erster Annäherung um gegenüber der Spannung
V, verschoben (unter der
Annahme, daß die zweite Wicklung 6 rein induktiv ist), wie dies aus F i g. 2 hervorgeht.
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Bekanntlich ist das elektronische Glied 7 gesperrt, solange seine
Steuerspannung (d. h. die an den Emitter eines Transistors oder an das Gitter einer
Dreielektrodenröhre oder eines Stromtores angelegte Spannung V6) kleiner als ein
Schwellenwert V, ist (F i g. 2).
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Da ferner das Glied 7 eine Gleichrichterwirkung hat, kann der Strom
Il es nur in einer Richtung durchfließen, welche die positive Richtung genannt sei.
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Schließlich bezeichnet Vd einen solchen Spannungswert, daß, wenn die
Spannung V6 kleiner als Vd ist, die Stromstärke Il kleiner als der entsprechende
Wert der Kurve 9 [F i g. 2 (a)] ist, d. h. als der Wert, welchen diese Stromstärke
hätte, wenn dsa Glied 7 nicht in den Primärstromkreis eingeschaltet wäre.
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Wenn sich unter diesen Bedingungen der Rotor in einer Winkelstellung
befindet, welche in der Höhe des Koordinatenursprungs der F i g. 2 liegt (Winkel
O), wobei die Spannung V6 größer als Vd (und somit als V$) ist, hat der in der Primärwicklung
1 fließende Strom 11 die Form der normalen Sinuslinie 9.
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Wenn der Il darstellende Punkt nach A gelangt, d. h. an den Punkt,
welcher dem Durchgang der abnehmenden Spannung V, durch den Wert Vd (Winkel in der
Nähe von entspricht, beginnt der Strom Il abzunehmen und
wird vollständig zu Null, wenn die Spannung V6 ihren Sperrwert V$ erreicht.
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Hierauf beginnt der Strom Il wieder an dem Punkt C (Winkel
) zu fließen, an welchem die nächste positive Halbwelle der Kurve 9 beginnt, wobei
dieser Punkt einem Wert von V, entspricht, welcher größer als Vd und somit als VS
ist, und das Arbeitsspiel beginnt von neuem.
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Es genügt, daß die Zeit zwischen den Abszissen der Punkte
A und B genügend klein ist und in der Nähe eines Scheitels der Kurve
9 liegt, damit der Primärstrom Il plötzlich abnimmt, was eine plötzliche Änderung
des in der Sekundärwicklung 2 induzierten Feldes und den gewünschten Funken zwischen
den Elektroden der Zündkerze 3 erzeugt.
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Wenn z. B. das Sperrglied 7 dem Absolutwert nach keine Spannungen
aushalten kann, welche über einer Grenzspannung V1 liegen, kann die Wicklung 6 so
berechnet werden, daß der Höchstwert der in ihr induzierten Spannung kleiner als
dieser Grenzwert ist [s. die strichpunktierte Kurve der F i g. 2 (b)]. Wenn jedoch
dieser Höchstwert dem Absolutwert nach nur wenig größer als der Absolutwert des
Sperrpotentials Vs des Sperrgliedes 7 ist, kann es zweckmäßiger sein, in der Wicklung
6 eine Spannung V8 zu erzeugen, deren Höchstwert erheblich größer als V1 ist, und
die Spannungsspitzen so abzuschneiden, daß der Grenzwert nicht überschritten wird.
Die Sperrung des Gliedes 7 erfolgt dann plötzlicher [s. die gestrichelte Kurve der
F i g. 2 (b)], und der erzeugte Funke ist schärfer bestimmt.