DE1426178B2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage F i g. 4 eine Draufsicht auf F i g. 3 mit abgenom-

für Brennkraftmaschinen, bei welcher zwei Abschnitte mener Kappe,

(Teile) eines magnetischen Kreises, von denen der F i g. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine dritte

eine Teil ein Dauermagnet ist und der andere mit Ausführungsform der Erfindung,

einer Induktionseinrichtung zusammenwirkt, so an- 5 F i g. 6 eine Draufsicht auf F i g. 5 mit abgenom-

geordnet sind, daß — bei der Relativdrehung der mener Kappe,

beiden Teile — im Takt der Zündfolge Spannungs- F i g. 7 einen Schnitt durch eine vierte Ausfüh-

impulse induziert werden, bei welcher fener der eine rungsform der Erfindung nach der Linie 7-7 der

Teil von einer Grundplatte (z. B. Verteilergehäuse- F i g. 9,

Unterteil) und der andere von einer in der Grund- io F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der F i g. 9,

platte drehbar gelagerten, von der Brennkraftma- und

schine angetriebenen Welle getragen sind und bei F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der

welcher der von der Welle getragene Teil mittels F i g. 7.

eines von der Maschinendrehzahl abhängigen Flieh- Die Zündeinrichtung gemäß F i g. 1 und 2 hat einen

kraftverstellers und der andere Teil in Abhängigkeit 15 aus Metall bestehenden Verteilergehäuse-Unterteil,

vom Ansaugdruck jeweils derart verstellbar sind, daß kurz »Grundplatte« genannt, mit einer zentralen Boh-

sich in Abhängigkeit von Maschinendrehzahl und rung, in der in Büchsen 14 und 16 aus porösem Me-

-belastung bzw. -leistung eine zeitliche Verschiebung tall eine Welle 12 gelagert ist. Am unteren Ende der

der Spannungsimpulse einstellt. Welle 12 sitzt ein Zahnrad 18, das über ein Zahnrad

Bei bekannten Bauarten sind die induzierten Span- 20 auf der nicht dargestellten Nockenwelle der Brennnungsimpulse Wechselspannungen, so daß ein Rieh- kraftmaschine angetrieben wird,
tungswechsel des Magnetflusses eintritt. Im Gegen- Die Lagerbüchse 16 an der Oberseite der Grundsatz hierzu schlägt die Erfindung als Ausgangsgedan- platte 10 trägt eine auf ihr drehbare Büchse 22 einer ken vor, daß die Pole des Magneten ihre Polarität in Platte 20, die einen magnetischen Teil 24 trägt. Diebezug zu den Polstücken des Elektromagneten, in dem 25 ser besteht aus einem U-förmigen Kern 26 aus madie Spannungsimpulse induziert werden, nicht ändern. gnetischem Werkstoff mit Schenkeln 26 a und 26 b. Durch den Umlauf des Dauermagneten ergibt sich Der Schenkel 26 a trägt eine Spule 28, die in noch zu beim Durchlauf seiner Polstücke an den Polstücken beschreibender Weise Spannungsstöße liefert. Der des Elektromagneten lediglich eine Änderung der magnetische Teil 24 ist mit der Platte 20 durch einen Größe des Magnetflusses zwischen Null, ;einem Höchst- 30 Bügel 30 verbunden, so daß er mit der Platte 20 verwert und zurück auf Null. Es tritt also, kein Rieh- drehbar ist.

tungswechsel des Magnetflusses oder des in demElek- Die Platte 20 ist durch eine bekannte Saugdruck-

tromagneten induzierten Spannungsimpulses ein. Verstelleinrichtung 32 verdrehbar. Diese enthält eine

Auf Grund dieses Ausgangsgedankens (der noch Membran 34, die mit einer Stange 36 verbunden ist, nicht die fertige Erfindung darstellt) wird ein verhält- 35 deren abgekröpftes Ende 38 in ein Loch der Platte nismäßig hoher induzierter Strom für einen längeren 20 eingreift. Die Stange 36 liegt unter einem Bügel Zeitanteil während einer Impulsfolge erreicht. Dies 40, mit dem die Verstelleinrichtung 32 an der Grundist für die Arbeitsweise der elektrischen Zündanlage platte 10 befestigt ist. Die Membran 34 ist in einer vorteilhaft und vereinfacht ihren Aufbau. Richtung durch eine Feder 42 belastet, gegen die das

Die Erfindung selbst besteht in den nachfolgend 40 über ein Rohr 44 zugeleitete Ansaugvakuum der

genannten konstruktiven Maßnahmen, die aus dem Brennkraftmaschine einwirkt.

Grundgedanken — wie oben beschrieben — hervor- Bei Zuleitung des Ansaugvakuums zur Vorrichtung

gehen und auf die Schaffung einer mit Spannungs- 32 wird also die Platte 20 um einen Betrag gedreht,

impulsen arbeitenden Zündeinrichtung abzielen, die der der Größe des Vakuums und damit der Maschi-

in ihrem äußeren Grundaufbau von den üblichen 45 nenleistung bzw. -belastung entspricht.

Zündunterbrecher- und -Verteilergeräten nicht we- Die Welle 12 trägt am oberen Ende eine an ihr be-

sentlich abweicht. Es sollen demnach die Vorteile festigte Platte 46 und eine auf ihr drehbare Büchse 48

einer mit Spannungsimpulsen arbeitenden Anlage aus nichtmagnetischem Werkstoff. Die Büchse 48

mit einem Mindestmaß an Änderungen der üb- trägt Polstücke 52 und 54 und einen Dauermagneten

liehen Zündverteiler-Unterbrecher-Kombmation er- 50 50. An jedem Polstück 52 und 54 sind acht Köpfe

reicht werden. 54 α gebildet, die zueinander ausgerichtet liegen.

Die Erfindung besteht darin, daß der Dauermagnet Liegt also ein Kopf des Polstücks 54 ausgerichtet als zu der genannten Welle koaxial angeordneter zum Schenkel 26 b, so liegt auch ein Kopf des Pol-Ringmagnet ausgebildet ist und an seinen axialen Stücks 52 ausgerichtet zum Schenkel 26 a. Die Zahl Enden jeweils mit ringförmigen Polstücken ausge- 55 der Köpfe 54 α jedes Polstücks entspricht der Zylinstattet ist, die in bezug auf einen oder mehrere Pol- derzahl der Brennkraftmaschine. Die Anordnung ist köpfe des anderen magnetisch gekuppelten Teils der- so getroffen, daß die Köpfe 54 a dicht neben den art angeordnet sind, daß bei der Relativdrehung bei- Schenkeln 26 a bzw. 26 b des Kerns 26 liegen,
der Teile Spannungsimpulse gleichbleibender Polari- Der Dauermagnet 50 besteht zweckmäßig aus tat induziert werden. 60 ferrithaltigem Werkstoff und ist drehfest mit der

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Büchse 48, z. B. durch Aufpressen od. dgl., verErfindung dargestellt. In dieser zeigt bunden.

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Zünd- Mit der Büchse 48 ist eine Platte 56 verbunden,

einrichtung nach der Erfindung, die nach oben gerichtete Stifte 58 und 60 hat. Ähn-

F i g. 2 eine Draufsicht auf F i g. 1 mit abgenom- 65 liehe nach oben ragende Stifte 62 und 64 sind an der

mener Kappe, Platte 46 vorgesehen. Die Stifte 60 und 64 sind durch

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite eine Feder 66, die Stifte 58 und 62 durch eine Feder

Ausführungsform der Erfindung, 68 miteinander verbunden. Die Stifte 58 und 60 tra-

gen nicht gezeichnete Fliehgewichte, die gegen die Platte 46 anliegen und die relative Winkellage der Platten 46 und 56 zueinander in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle 12 bedingen. Diese Anordnung stellt einen Fliehkraftversteller zur Einstellung von Frühzündung dar, durch die die Büchse 48 in ihrer Winkellage zur Welle 12 um einen Betrag geändert wird, der eine Funktion der Wellendrehzahl ist. Damit wird auch die relative Winkellage der Köpfe der Polstücke zur Welle 12 in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geändert.

Die Grundplatte 10 trägt eine Verteilerkappe 70 mit Klemmen 72, welche mit einem an einem Arm 76 sitzenden Finger 74 zusammenarbeiten. Der Arm 76 sitzt an einem Napf 78 aus Isolierstoff, der an der Platte 56 befestigt mit dieser umläuft.

Die Welle 12 läuft synchron mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine um, wobei die Köpfe der Polstücke 52 und 54 an den Schenkeln 26 a und 26 b des Kerns 26 vorbeilaufen und in der Spule 28 Span- ao nungsstöße induzieren. Diese Spannungsstöße folgen in Übereinstimmung mit dem Abstand der Köpfe 54 a aufeinander. Die Spannungsstöße ersetzen den sonst üblichen Unterbecher und können dazu benutzt werden, um einen elektronischen Schalter, z.B. einen Transistor, zum Steuern des Stroms durch die Primärwicklung eine Zündspule auszulösen. Der Zeitpunkt der Spannungsstöße wird in Abhängigkeit von dem der Vorrichtung 32 zugeleiteten Ansaugvakuum und der Drehzahl der Welle 12 geändert.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 enthält eine Grundplatte 80 Lager 82 und 84 für eine Welle 86, die nach oben in einen napfförmigen Teil 88 der Grundplatte ragt. In dieser liegt ein Fliehkraft-Zündzeitpunkt-Versteller 90, der aus einer von der Welle 86 angetriebenen Platte 92 und einer Platte 94 besteht, die an einer Büchse 96 aus nichtmagnetischem Werkstoff befestigt wird. Die Lage der Platten 92 und 94 zueinander wird durch Fliehgewichte bestimmt, die schwenkbar an der einen Platte befestigt sind und gegen die andere Platte anliegen. Die Einstellung der Platten zueinander wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle 86 geändert. Die Platten 92 und 94 sind ferner durch an Stiften der Platten angreifende Federn 98 miteinander verbunden, die der Wirkung der Fliehgewichte entgegenwirken. Eine nähere Beschreibung des Zünd^ zeitpunktverstellgerätes 90 ist entbehrlich.

Die auf der Welle 86 drehbare Büchse 96 trägt drehfest verbunden einen Dauermagneten 100 aus ferrithaltigem Werkstoff. Auf die Büchse 96 ist eine Büchse 102 aus magnetischem Werkstoff aufgepreßt. Ferner trägt die Büchse 96 einen sternförmigen Läufer 104 mit Zähnen 106, der vorzugsweise lamelliert aus magnetischem Werkstoff, wie Stahl, besteht und im Bereich der Zähne 106 gegen die eine Seite des Dauermagneten 100 anliegt.

Ferner ist eine Unterdruck-Verstelleinrichtung 116 vorgesehen, die eine am oberen Rand des Napfes 88 befestigte Platte 108 hat, an der ein Zapfen 110 für eine schwenkbare Platte 112 befestigt ist. Die Platte 112 hat einen Stift 114, der von der Verstelleinrichtung 116 betätigt wird. Bei Zuleiten des Ansaugvakuums über ein Rohr 118 zur Vorrichtung 116 wird die Platte 112 um den Zapfen 110 gedreht, um den Zeitpunkt der Spannungsstöße zu ändern. Der Zapfen 110 liegt außerhalb der Achse der Welle 86, so daß die Platte 112 um einen exzentrisch zur Welle 86, der Platte 108 und der Grundplatte 80 liegenden Punkt geschwenkt wird.

Die Platte 112 trägt einen magnetischen Teil 120, dem eine Spule 122 zugehört, die auf einem Stift 124 aus magnetischem Werkstoff sitzt. Der Stift 124 hat im unteren Teil kreisförmigen Querschnitt und im oberen Teil einen keilförmigen Querschnitt mit einer dicht neben den Läuferzähnen 106 liegenden Spitze 126. Der magnetische Teil 120 ist an der Platte 112 mittels eines Metallstreifens 128 aus magnetischem Werkstoff befestigt, so daß er mit der Platte 112 durch die Saugdruck-Verstelleinrichtung 116 geschwenkt wird.

Der Napf 88 der Grundplatte 80 trägt eine Verteilerkappe 130, die einem an der Büchse 96 befestigten Läufer 132 zusammenarbeitet.

Im Betrieb wird der Läufer 104 von der Welle 86 angetrieben und induziert in der Spule 122 Spannungsstöße, und zwar bei jedem Umlauf der Welle deren sechs. Der Magnetfluß verläuft vom Dauermagneten 100 über den Läufer 104, den Stift 124, den Metallstreifen 128, die Platte 112 und die Büchse 102 zum Dauermagneten 100 auf deren anderer Seite zurück.

Der Zeitpunkt der Spannungsstöße wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle 86 und dem Ansaugvakuum im Gerät 116 bestimmt, wobei die Fliehkrafteinrichtung 90 die Lage des Läufers 104 zur Welle 86 abhängig von der Maschinendrehzahl und das Gerät 116 den Stift 124 in bezug zum Läufer 104 abhängig von der Maschinenleistung bzw. -belastung verstellt.

Bei der dritten Ausführungsfprm nach Fig. 5 und 6 ist in einer Grundplatte 134 eine Welle 136 gelagert, die eine hier nicht näher dargestellte Fliehkrafteinrichtung 138 trägt, zu der zwei Platten 140 und 142 und nicht dargestellte Federn und Fliehgewichte gehören. Die Platte 140 wird von der Welle 136 angetrieben, während die Platte 142 mit einer Büchse 144 aus nichtmagnetischem Werkstoff verbunden ist. Die Büchse 144 ist zur Welle 136 drehbar und trägt einen Dauermagneten 146 aus ferritischem oder dergleichem Werkstoff, eine Büchse 148 aus magnetischem Werkstoff und einen mit radialen Zähnen 152 versehenen Läufer 150 aus magnetischem Werkstoff, vorzugsweise aus Stahllamellen.

Der obere Teil 154 der Grundplatte 134 träet einen magnetischen Teil 156, der einen Rahmen 158 ringförmigen Querschnitts hat, welcher mit Schrauben 160 am Teil 154 befestigt ist. Eine ringförmige Spule 162 liegt im Rahmen 156, dessen untere einwärts abgebogene Zähne 164 neben den Enden der Läuferzähne 152 liegen.

Der Magnetfluß geht in diesem Fall von einem Ende des Magneten 146 über die Metallbüchse 148, die obere Seite des Rahmens 158, die Zähne 164 des Rahmens, die Läuferzähne 152 und den Läufer 150 zu der anderen Seite des Magneten 146. Beim Vorbeilaufen der Zähne 152 an den Zähnen 164 werden Spannungsstöße in der Spule 162 induziert, und deren Zeitpunkt wird durch die Fliehkrafteinrichtung 138 abhängig von der Maschinendrehzahl durch Veränderung der Winkellage zwischen dem Läufer 150 und dem magnetischen Teil 156 bestimmt. Die Einrichtung hat eine Kappe 166 mit Kontakten, die mit einem Kontakt 168 an einem Läufer 170 zusammenarbeiten, der von der Büchse 144 antreibbar ist.

Bei der vierten Ausführungsform nach Fig. 7

bis 9 hat eine Grundplatte 210 eine zentrale Bohrung 212, in der Lager 216 und 218 für eine Welle 214 sitzen. Das Lager 218 hat einen über die obere Seite der Grundplatte 210 ragenden Teil 220. Die Welle 214 trägt unten ein Zahnrad 222, über das sie von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird.

Die Grundplatte 210 enthält mehrere Taschen 224 zur Aufnahme von Schmiermittel 226, die durch eine Dichtung 228 und eine Filzscheibe 230 verschlossen sind.

Mit einer auf dem Teil 220 des Lagers 216 gelagerten Büchse 234 ist eine Scheibe 232 befestigt, die sich auf einen nach oben ragenden Ring 236 der Grundplatte 210 abstützt und um das feste Lager 218 und die Achse der Welle 214 durch eine Saugdruck-Verstelleinrichtung 238 drehbar ist. Diese enthält eine Feder 240 und eine Membran 242, die über eine Stange 244 mit der Platte 232 verbunden ist. Ein Rohr 245 dient der Zuleitung des Ansaugvakuums, so

Die Platte 232 trägt einen magnetischen Teil 246, der aus zwei gleichen ringförmigen Polstücken 248 und 250 besteht, die innen genutet sind, so daß nach innen gerichtete V-förmige Vorspränge 252 gebildet sind. as

Die Polstücke 248 und 250 liegen beiderseits eines ringförmigen Dauermagneten 254, der aus ferritischem Werkstoff bestehen kann. Zwischen dem Polstück 250 und der Platte 232 liegt eine ringförmige Abstandsscheibe 256, die nichtmagnetisch ist und z. B. aus Bronze besteht. Auf einen Spulenträger 260 ' aus Isolierstoff, der innerhalb des Dauermagneten 254 zwischen den Polstücken 248 und 250 liegt, ist eine Spule 258 gewickelt, deren Außenfläche gegen die Innenfläche des Dauermagneten 254 anliegt, Die Einzelteile des magnetischen Teils 246 sind durch Schrauben 262 und 264 zusammengehalten, die durch Löcher in den Polstücken 248 und 250 und durch die Nuten des Dauermagneten 254 treten. Die Schrauben 262 und 264 treten ferner durch Löcher der Ab-Standsscheibe 256 und sind in Gewindelöcher in der Platte 232 eingeschraubt. Der magnetische Teil 246 dreht sich also mit der Platte 232.

Ein Fliehkraft-Zündzeitpunkt-Versteller hat eine Platte 266, die mit einem auf der Welle 214 über eine Büchse 278 gelagerten Läufer 268. aus weichem Eisen verbunden ist. Dieser hat vier nach außen ragende Polköpfe 270, 272, 274 und 276.

Am oberen Ende der Welle 214 ist eine Platte 280 befestigt, die Stifte 282 und 284 trägt. Die Platte 266 trägt ebenfalls Stifte 286 und 288, auf denen Fliehgewichte 290 und 292 sitzen. Die Stifte 284 und 288 sind durch eine Feder 294 und die Stifte 282 und 286 durch eine Feder 296 miteinander verbunden, so daß der Läufer 268 gegenüber der Welle 214 beim Auswärtstragen der Fliehgewichte 290 und 292 verdreht wird, wodurch eine Verstellung der Einrichtung im Sinne der Frühzündung bewirkt wird.

Die Platte 266 treibt einen Rotor 298 aus Isolierstoff an, der einen Kontakt 300 trägt, welcher mit über den Umfang verteilten Kontakten 302 und einem Mittelkontakt 304 an einer Verteilerkappe 306 zusammenarbeitet. Die Verteilerkappe 306 ist an der Grundplatte 210 befestigt.

Der Magnet 254 bildet einen magnetischen Dauerfhiß durch das Polstück 248, den Läufer 268 und das Polstück 250 zum Magneten 254 zurück, der magnetisch mit der Spule 258 gekuppelt ist. Beim Umlaufen des Läufers 268 bildet sich ein magnetischer Fluß im Magnetkreis aus, wenn die Polköpfe 270, 272, 274 und 276 mit den entsprechenden Vorsprüngen 252 an den Polstücken 248 und 250 ausgerichtet liegen. In dieser Stellung ist der magnetische Kreis geschlossen. Kommen die Polköpfe und die Vorsprünge aber aus dieser ausgerichteten Lage zueinander, so wird der magnetische Fluß plötzlich unterbrochen, wodurch in der Spule 258 ein Spannungsstoß induziert wird. Bei jedem Umlauf des Läufers entstehen acht Spannungsstöße.

Der Zeitpunkt dieser Spannungsstöße wird durch die Bewegung der Platte 232 abhängig von der Drehzahl der Welle 214 und deren Bewegung abhängig vom Ansaugvakuum der Maschine geändert.

Die vorstehend beschriebenen Bauformen werden vorzugsweise in Verbindung mit einer elektrischen Zündanlage verwendet, die Transistoren enthält. Die Transistoren steuern in bekannter Weise auf Grund der ihnen zugeführten Spannungsstöße die Stromzufuhr zur Primärwicklung der Zündspule, deren Sekundärwicklung Stromstöße liefert, die den Zündkerzen zugeleitet werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen, bei welcher zwei Abschnitte (Teile) eines magnetischen Kreises, von denen der eine Teil ein Dauermagnet ist und der andere mit einer Induktionseinrichtung zusammenwirkt, so angeordnet sind, daß — bei der Relativdrehung der beiden Teile — im Takt der Zündfolge Spannungsimpulse induziert werden, bei welcher ferner der eine Teil von einer Grundplatte (z. B. Verteilergehäuse-Unterteil) und der andere von einer in der Grundplatte drehbar gelagerten, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Welle getragen sind und bei welcher der von der Welle getragene Teil mittels eines von der Maschinendrehzahl abhängigen Fliehkraftverstellers und der andere Teil in Abhängigkeit vom Ansaugdruck jeweils derart verstellbar sind, daß sich in Abhängigkeit von Maschinendrehzahl und -belastung bzw. -leistung eine zeitliche Verschiebung der Spannungsimpulse einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (50) als zu der genannten Welle (12) koaxial angeordneter Ringmagnet ausgebildet ist und an seinen axialen Enden jeweils mit ringförmigen Polstücken ausgestattet ist, die in bezug auf einen oder mehrere Polköpfe des anderen magnetisch gekuppelten Teils derart angeordnet sind, daß bei der Relativdrehung beider Teile Spannungsimpulse gleichbleibender Polarität induziert werden.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Polstücke mit mehreren über den Umfang verteilten radial vorspringenden Polköpfen versehen ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere magnetisch gekuppelte Teil mindestens einen Polkopf aufweist, an dem die Polstücke des Dauermagneten in unmittelbarer Nähe vorbeilaufen.

4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionseinrichtung eine Spule ist, die auf einem mindestens einen Polkopf tragenden Kern sitzt.

5. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der andere magnetisch gekuppelte Teil mit einer Spule ausgestattet ist, die auf einem U-förmigen Kern sitzt, dessen Schenkel an ihren Enden Paare von Polköpfen bilden.

6. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere magnetisch gekuppelte Teil mit einer Spule (156) ringförmiger Gestalt ausgestattet ist, die von einem ringförmigen Rahmen (158, 164) getragen wird, dessen einer Teil mit mehreren Polköpfen versehen ist.

7. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet und die

ίο

Polstücke von einer Büchse aus nichtmagnetischem Werkstoff getragen werden, die drehbar auf der Welle gelagert ist.

8. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (258) ringförmiger Gestalt zwischen zwei ringförmigen Polstükken (250, 252), die einander gegenüberliegend mit einem Dauermagneten (254) verbunden sind, angeordnet ist und mit einem von der Welle (214) getragenen Läufer (268) aus magnetischem Werkstoff, der mehrere Polköpfe (270, 272, 274, 276) trägt, magnetisch gekuppelt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

909 586/17