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Zündvorrichtung mit einem Rohrglühkörper Die Erfindung betrifft eine
Zündvorrichtung mit einem Rohrglühkörper, der zur Aufrechterhaltung des Betriebes
von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Benzin arbeitenden Kleinmotoren, dient
und dessen Glühtemperaturen nach Beendigung des durch elektrische Fremdzündung eingeleiteten
Anlaufvorganges der Brennkraftmaschine ausschließlich durch Berührung mit den verbrennenden
Gasen erzeugt werden.
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Zündvorrichtungen mit derartigen Rohrglühkörpern sind bekanntlich
in der Innenwand eines Brennraumes angeordnet und benötigen deshalb weniger toten
Raum als die schon vor Entwicklung der elektrischen Kraftstoffzündung benutzten
Zündrohre oder Zündstifte, arbeiten jedoch sehr ähnlich wie diese. Sie haben den
Vorteil, daß, wenn sie erst einmal mit Hilfe von Zündkerzen, Glühdrähten oder auch
von hochentzündlichen Brennstoffen, wie z. B. Äther, angelaufen sind, keiner Fremdzündung
mehr bedürfen.
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Für bestimmte Anwendungsfälle, bei denen die unvermeidliche Empfindlichkeit
solcher nichtelektrischer Zündvorrichtungen gegen Last- und Drehzahlschwankungen
und der damit verbundene Toleranzbereich des Zündzeitpunktes keine wesentliche Bedeutung
haben, wie beispielsweise bei mit Benzin arbeitenden Kleinmotoren für Modellflugzeuge,
ergibt sich eine befriedigend arbeitende und zugleich auch sämtliche Anlaufhilfsmittel
umfassende Zündvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch, daß nahe dem offenen Ende
des Rohrglühkörpers Öffnungen .vorgesehen sind, durch die der Brennraum mit einem
den Rohrglühkörper umgebenden Ringraum und über diesen mit einem hinter dem Boden
des Rohrglühkörpers liegenden Raum verbunden ist, in welchem nahe dem Boden des
Rohrglühkörpers die von außen gespeiste Zündeinrichtung angeordnet ist.
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Dient als Zündeinrichtung ein elektrisch heizbarer Glühdraht, dann
sitzt der Glühdraht zweckmäßig an der Stirnfläche eines anschlußseitig in das Kammergehäuse
einschraubbaren Stöpsels, der denkbar einfach nach Art einer einpoligen Glühdrahtkerze
gestaltet, leicht auswechselbar und über einen einfachen einpoligen Schalter an
eine Batterie anzuschließen ist.
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Der technische Fortschritt, den eine derartige Einrichtung gegenüber
dem Bekannten mit sich bringt, besteht darin, daß die Zündeinrichtung (Glühdraht
oder Zündkerze) außerhalb des Rohrzündkörpers in einer besonderen Gaskammer untergebracht
ist, die durch nur wenige öffnungen mit dem Innenraum des Rohrglühkörpers in Verbindung
steht. Dadurch ist die Zündeinrichtung vor direkter Beheizung durch den Rohrglühkörper
geschützt, wodurch seine Lebensdauer wesentlich erhöht wird. Außerdem ist die Trennung
von Rohrglühkörper und stromführenden Leitungen eine Voraussetzung für leichte Auswechselbarkeit
der Zündeinrichtung. Sie gestattet schließlich eine Dimensionierung des geschlossenen
Kammerteils und der Öffnungen zu dem ihn umgebenden Gasringraum, durch die der Zündzeitpunkt
auf die optimale Leistung der Maschine abstimmbar ist.
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Bei einer bekannten Zündeinrichtung, bei der der Rohrglühkörper selbst
unmittelbar an eine elektrische Stromzuleitung angeschlossen ist, um das Anlaufen
der Brennkraftmaschine zu erleichtern, ist dies nicht möglich. Der unlösbare Anschluß
des Rohrglühkörpers an eine Heizleitung ist aber auch aus konstruktiven und wirtschaftlichen
Gründen abzulehnen.
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Auch die Anordnung von Glühdrähten im Rohrglühkörper selbst, wo sie
dem ständigen Angriff der Verbrennungsvorgänge ausgesetzt sind, ist nicht zu empfehlen.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt jeweils in doppelter Vergrößerung F i g. 1 das erste Beispiel
im Längsschnitt, und hierzu F i g. 2 einen besonders wärmefesten Rohrglühkörper,
sowie F i g. 3 das zweite Beispiel im Längsschnitt, F i g. 4 dessen Schnitt nach
Linie IV-IV in F i g. 3, und F i g. 5 das dritte Beispiel im Längsschnitt.
Die
Zündvorrichtung 1 nach F i g. 1 besteht aus einem zündkerzenkörperähnlichen
Einschraubgehäuse 2 mit zwei Einbauteilen, dem an der brennraumseitigen Stirnfläche
3 des Gehäuses 2 formschlüssig eingespannten Rohrglühkörper 4 und dem änschlußseitig
eingeschraubten Stöpsel 5. Dieser ist nach Art einer einpoligen Glühdrahtkerze gestaltet,
umfaßt einen durch .eine Glasflußmasse 6 elektrisch isoliert gehaltenen Anschlußbolzen
7 und einen kontaktgebend festgenieteten Glühdraht B. Der Stöpsel 5 arbeitet damit
als Glühkerze zur Inbetriebnahme einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Hierzu
sind nahe der brennraumseitigen Stirnfläche 3 der Zündvorrichtung 1 Öffnungen 9,
9' und 9" vorgesehen, die den Rohrglühkörper 4 durchdringen. Durch diese Öffnungen
kann das angesaugte Kraftstoffgemisch in den von der Außenmantelfläche
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des Rohrglühkörpers 4 begrenzten Ringraum 10 der Vorrichtung 1 eintreten
und in Berührung mit dem Glühdraht 8 kommen, der das Gemisch entzündet.
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Die Vorrichtung 1 nach F i g. 1 erreicht eine wesentlich größere Lebensdauer,
wenn man die infolge der erforderlichen Zündtemperaturen thermisch besonders hoch
beanspruchte Innenrohrfläche 11 mindestens teilweise mit keramischem Stoff schützt,
also an Stelle des Rohrglühkörpers 4 nach F i g. 1 einen Rohrglühkörper 24 nach
F i g. 2 verwendet. Dieser hat einen metallischen Mantel 28, der eine keramische
Hülse 25 umschließt und weist, bei sonst gleichen Außenabmessungen, statt der Öffnungen
9, 9' und 9" in Fi g. 1 zwei eingeschliffene Schlitze 26 und 26' auf. Eine auf die
Innenwand des Rohrglühkörpers 4 bzw. 24 unmittelbar aufgespritzte keramische Schicht
erfüllt den gleichen Zweck, ist jedoch teurer herzustellen.
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Die Zündeinrichtung 30 des zweiten Beispiels nach F ig . 3 unterscheidet
sich von der nach F i g. 1 im wesentlichen durch einen ausschließlich keramischen
Rohrglühkörper 34. Dieser wird von einer in Verlängerung des Einschraubgehäuses
38 in dessen Gewindeabschnitt 39 fest eingepreßten Rohrhülse 31 getragen, die den
Rohrglühkörper 34 zwischen einem brennraumseitigen Haltering 32 und einem anschlußseitigen
Abschlußdeckel33 einspannt. Zwei Schlitze 36 im keramischen Rohrglühkörper 34 ermöglichen
den freien Zutritt des Kraftstoffgemisches aus dem Raum 41 in den Innenringraum
40 gegenüber der Rohrhülse 31. Durch Unterbrechungen 35 im anschlußseitigen
Abschlußdecke133 gelangt das Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Glühdrahtwendel 48 des
Schraubstöpsels 49, der im übrigen dem Stöpsel 5 des ersten Ausführungsbeispieles
nach F i g. 1 entspricht.
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Die Zündeinrichtung 50 des dritten Beispiels nach F i g. 5 hat einen
geschlitzten Rohrglühkörper 51, der im wesentlichen dem Rohrglühkörper
4 nach F i g. 1 entspricht. Der Zündstöpsel 52 hat im Gegensatz zu den vorhergehenden
Beispielen einen keramischen Isolator 53, der durch die umgebördelte Stirnkante
54 eingespannt ist und eine Zündfunkenelektrode 55 dicht umfaßt. Diese bildet mit
einer im Zündkörpergehäuse 56 fest eingepreßten Ringmasseelektrode 57 einen Ringspalt
58. Als Zündstromquelle dient ein einfacher Summer, der nach Art des »Wagnerschen
Hammers« arbeitet und nicht dargestellt ist. Mit Zündfunken einer Summerfrequenz
von 300 Hz können Kleinmotoren auf die zur Selbstzündung erforderlichen Drehzahlen
von 3500 U/min, also von etwa 60 U/sec gebracht werden. Die Zündvorrichtungen
1 und 50 mit den metallischen Rohrglühkörpern 4 bzw.
51 sind schon 15 Sek. nach Inbetriebnahme der betreffenden Brennkraftmaschinen
ohne Fremdzündung arbeitsfähig, während die Zündvorrichtung 30 mit dem keramischen
Rohrglühkörper 34 nach F i g. 3 etwa 25 Sek: hierzu benötigt. Die Betriebstemperaturen
sind natürlich auch von den Abmessungen der Ringräume 10 bzw. 40 und den
Querschnitten der Durchtrittsöffnungen für das Kraftstoffluftgemisch abhängig. Wie
bekannt ist, regeln sich bei Rohrglühkörpern die Temperaturwerte im Bereich der
vorgegebenen Betriebsdrehzahlen selbsttätig, weil mit weiterhin zunehmender Temperatur
ein Leistungsabfall eintritt, also die Erwärmung wieder nachläßt. Da Korrosion und
Abbrand der Metalle und bei Keramik die Rißbildung die brauchbaren Betriebstemperaturen
nach oben begrenzen, ist es zweckmäßig, zur Herabsetzung der erforderlichen Zündtemperatur
die Zündvorrichtung noch mit einem Katalysator auszurüsten, insbesondere mit Platin,
das allerdings über längere Zeit auch nur beschränkte Betriebstemperaturen verträgt.
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Schon wenn man die Glühdrähte 8 bzw. 48 der Zündvorrichtung
1 bzw. 30 aus Platin oder einer Platinlegierung herstellt, ergibt sich eine kürzere
Anlaufzeit bis zum selbständigen Arbeiten der betreffenden Vorrichtung. Für den
fortlaufenden Betrieb nützen jedoch die Platinglühdrähte nichts, vielmehr müssen
die Rohrglühkörper selbst mit Platin versehen werden. So ergibt z. B. eine Füllung
der Innenräume der Rohrglühkörper 4 bzw. 34 oder 51 mit knäuelartig verschlungenem
Platindraht eine wesentlich verbesserte Zündwilligkeit. Ein streifenförmiges Platinfolienband
hat demgegenüber noch den Vorteil, daß es sich weniger leicht mit Brennstoffrückständen
zusetzt. In beiden Fällen muß aber das eingebrachte Katalysator-Strangmaterial nach
einiger Zeit hauptsächlich wegen der Bleirückstände aus dem Kraftstoff gereinigt
oder erneuert werden.
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Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäßen Zündvorrichtungen
dann besonders einwandfrei arbeiten, wenn man bleifreie Kraftstoffe verwendet, die
zwar für den Betrieb normaler Brennkraftmaschinen nicht klopffest, dafür aber gerade
für den vorliegenden Anwendungsfall besonders zündwillig sind. Mit hochentzündlichen
Brennstoffen, wie Äther, kann man Kleinmotoren auch ohne jede Fremdzündung in Betrieb
setzen, jedoch sind solche Brennstoffe für den Dauerbetrieb wenig geeignet, so daß
die unvermeidbare Umstellung auf den Betriebsbrennstoff aufwendiger ist als die
kurzzeitige Verwendung von Fremdzündquellen.