DE1439993C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung nach Patent 1 169 202 für Brennkraftmaschinen, mit einer Hochspannungszündspule, deren Primärwicklung aus einer Stromquelle über mindestens zwei miteinander in Reihe geschaltete Transistoren mit Strom versorgt wird, von denen jeder mit seiner Basis an eine gemeinsame, den Zündzeitpunkt bestimmende Steuer- e₅ vorrichtung, gegen den anderen entkoppelt, angeschlossen ist, und mit einem in der Verbindungsleitung von der Basis des ersten, unmittelbar an die Primärwicklung angeschlossenen Transistor zur Steuervorrichtung angeordneten Gleichrichter, dessen Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung der Emitter-Basis-Strecke dieses Transistors übereinstimmt.

Bei der Zündeinrichtung nach dem Hauptpatent dient der .Gleichrichter dazu, eine genaue zeitliche Übereinstimmung im Betriebsverhaltcn der miteinander in Reihe geschalteten Transistoren sicherzustellen. Diese sollen in eingeschaltetem Zustand einen beträchtlichen Strom über die Primärwicklung der Zündspule führen können. Hierzu ist es notwendig, daß die beiden jeweils von einer Basis der Transistoren zur Steuervorrichtung, beispielsweise einem Unterbrecherkontakt, führenden Widerstände sehr niedrig gewählt werden. An diesen Widerständen kann daher eine beträchtliche Wärme entstehen, solange die Unterbrecherkontakte geschlossen sind. Im Gegensatz zu anderen Anwendungsfällen von Schalttransistoren muß bei einer zum Betrieb einer Brennkraftmaschine dienenden Transistor-Zündeinrichtung berücksichtigt werden, daß die Brennkraftmaschine in einer Kurbelwellenstellung stehenbleibt und sogar in dieser Stellung längere Zeit belassen werden kann, bei welcher die Unterbrecherkontakte geschlossen sind. Eine weitere Schwierigkeit kann dadurch entstehen, daß in einem solchen unerwünschten Betriebsfall der über die Primärwicklung fließende Strom durch einen Vorwiderstand begrenzt werden muß, welcher zur Wärmeentwicklung ebenfalls beträchtlich beitragen kann. ·

Zum Schutz der gegenüber Wärmeeinwirkung empfindlichen Transistoren und des Gleichrichters wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die beiden | Basiswiderstände in einem von den übrigen Schaltelementen der Zündeinrichtung getrennten Gehäuse untergebracht werden. Hierdurch wird es möglich, die entwickelte Wärme an die Umgebungsluft abzu- ^] führen, ohne daß die wärmeempfindlichen Halblei-' ter-Bauelemente in Mitleidenschaft gezogen werden können.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Transistor-Spulen-Zündeinrichtung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Zündeinrichtung in schematischcr Darstellung in einem Übersichtsbild,

Fig. 2 das elektrische Schaltbild der Zündeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Gehäuse mit zwei darin untergebrachten Basiswiderständen sowie einem Vorwiderstand, teilweise in der Ansicht und teilweise im Schnitt,

Fig.4 eine Draufsicht auf dieses Gehäuse bei abgenommenem Deckel und

Fig. 5 einen Querschnitt durch die zur Zündeinrichtung gehörende Schalteinrichtung.

Die zum Betrieb einer nicht dargestellten Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine bestimmte Transistor-Spulen-Zündeinrichtung umfaßt einen Zündverteiler 10 mit eingebautem, in Fig. 1 nicht erkennbarem Unterbrecher sowie eine Zündspule 11 und eine Schaltvorrichtung 12, ein zwischen dieser Schaltvorrichtung und der Spule. angeordnetes Gehäuse 13 sowie eine zur Stromversorgung der Zündanlage dienende Sammlerbatterie 14.

Mit dem Pluspol der Sammlerbatterie 14 kann durch Schließen eines Zündschalters 15 die Plusleitung 16 der Schaltvorrichtung 12 verbunden werden.

ie Schaltvorrichtung 12 enthält zwei mit ihren Kolktor-Strecken zueinander in Reihe geschaltete ransistoren 17 und 18 vom pnp-Typ, die zusammen it einem etwa 0,1 bis 1 Ohm großen Vorwiderstand ) mit der Primärwicklung 20 der Zündspule 11 in eihe geschaltet sind. Die beiden Transistoren sind it ihrer Basis über je einen Basiswiderstand 20 bzw. I und eine gemeinsame Leitung 22 an den feststesnden Kontakt 23 eines als Steuervorrichtung für ie Transistoren dienenden Unterbrechers angeihlossen, der in dem Gehäuse des Verteilers 10 un- :rgebracht ist und außerdem einen synchron mit der urbelwelle der Brennkraftmaschine umlaufenden interbrechernocken 24 sowie einen mit diesem zuimmenarbeitenden, an Masse angeschlossenen Un- ;rbrecherhebel 25 aufweist. Der Unterbrechernoken sitzt auf der Antriebswelle 26 des Zündverteilers, lit dieser Antriebswelle ist eine umlaufende Ver- ;ilerelektrode 27 verbunden, die mit vier in dem aus solierstoff bestehenden Deckel 28 des Verteilers sitenden, feststehenden Verteilerelektroden 29 zusamaenarbeitet. An die Verteilerelektroden 29 sind die Zündkerzen 30 der Brennkraftmaschine über je ein 'ündkerzenkabel 31 angeschlossen. Die umlaufende 'erteilerelektrode 27 steht über ein Hochspannungsabel 32 mit der sekundären Hochspannungswickung 33 der Zündspule 11 in Verbindung. Beide Vicklungen der Zündspule sind miteinander verbunlen und an Masse angeschlossen.

Solange der Unterbrecherhebel 25 sich in seiner !chließstellung befindet und dabei den feststehenden Jnterbrecherkontakt 23 berührt, werden die beiden Transistoren stromleitend gehalten, weil dann über He beiden Basis-Widerstände 20 und 21 ein hoher, iiese Transistoren in ihrem Sättigungszustand haltenler Basisstrom über die gemeinsame Leitung 22 zur Vlasse fließen kann. Der Basisstrom des Transistors 14 fließt dabei außerdem über einen Gleichrichter 55, der zwischen der Basis des Transistors 18 und iem zugehörigen Basiswiderstand 21 angeordnet ist.

Dieser Gleichrichter hat die Aufgabe, die beiden Transistoren 17 und 18 gegeneinander zu entkoppeln und sicherzustellen, daß beide in der weiter unten näher beschriebenen Weise gleichzeitig gesperrt werden, wenn der Unterbrecherhebel 25 von dem Unterbrechernocken 24 im Zündaugenblick in seine Öffnungsstellung gebracht wird.

Da bei geschlossenem Unterbrecher 23, 25 jeweils ein erheblicher Basisstrom über die beiden Basiswiderstände 20 und 21 fließt und eine beträchtliche Verlustwärme erzeugt, welche die Betriebstemperatur der Transistoren 17 und 18 und demzufolge deren Eigenleitfähigkeit erheblich vergrößern würde, sind die beiden Basiswiderstände 20 und 21 zusammen mit dem Vorwiderstand 14 in einem gemeinsamen, aus Blech hergestellten Gehäuse 13 untergebracht, wie die F i g. 3 und 4 besser erkennen lassen. Der Vorwiderstand 19 wird von der Wendel aus Widerstandsdraht gebildet, die an ihren Enden jeweils mit einem Klemmbolzen 40 bzw. 41 verbunden ist und über zwei scheibenförmige Isolatoren 42 und gespannt gehalten wird. Die Klemmbolzen 40 und sitzen auf je einem durch Isolierscheiben 44 gegen das Gehäuse 13 isolierten Trägerstreifen 45 bzw. 46. Zwei Schrauben 48 und 49, auf deren Enden in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise Rändelmuttern 50 zum Befestigen des Gehäusedeckels 51 aufgeschraubt werden können, dienen zur Befestigung der beiden keramischen Isolierscheiben 42 und 43 und außerdem zur Befestigung der beiden Basis widerstände 20 und 21, deren Widerstandsdraht jeweils auf ein nicht näher bezeichnetes keramisches Rohr aufgewickelt ist. Die Basis widerstände sind an denjenigen Enden, an denen sie über die gemeinsame Leitung 22 mit dem Unterbrecher verbunden werden sollen, auf einen Blechbügel 55 festgenietet, der mit einer durch einen Sprengring 56 gesicherten Mutter 57 unter Zwischenlage einer Isolierscheibe 58 gegen die Keramikscheibe 42 gespannt gehalten wird. Das gegenüberliegende Ende des Widerstandes 20 ist gegen den abgewinkelten, seitlichen Lappen 60 eines doppelt abgekröpften Blechstreifens 61 vernietet, der auf seinem dem Lappen 60 abgewendeten Endabschnitt 62 eine Anschlußklemme 63 trägt, die wie die in F i g. 3 dargestellten Anschlußklemmen 40 und 41 ausgebildet ist. Zum Anschluß und zur Befestigung des Basiswiderstandes 21 dient ein Blechstreifen 65, der mit seinem abgewinkelten Fuß 66 unter Zwischenlage eines Isolierstoffkörpers 67 gegen den Anschluß-Streifen 61 des Widerstandes 20 isoliert mit einer auf den Schaft der Schraube 49 aufgeschraubten Mutter 68 festgezogen werden kann. Dieser Blechstreifen trägt eine vernietete Anschlußklemme 69, während auf gleicher Höhe mit ihr auf dem für beide Basiswiderstände gemeinsamen Blechstreifen 55 eine Anschlußklemme 70 für die Zuleitung 22 vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Unterbringung der beiden Basiswiderstände 20 und 21 sowie des Vorwiderstandes 19 im Gehäuse 13 ermöglicht es, die von diesen Widerständen entwickelte Wärme von der Schalteinrichtung 12 fernzuhalten, die in F i g. 5 in ihrer Seitenansicht dargestellt ist.

Die Schalteinrichtung 12 weist außer dem bereits erwähnten Gleichrichter 35 und den beiden Transistoren 17 und 18 noch jeweils einen zur Emitter-Basis-Strecke des Transistors 17 parallelgeschalteten Widerstand 73 und einen zur Emitter-Basis-Strecke des Transistors 18 parallelgeschalteten Widerstand 74 auf. Diese beiden Widerstände haben die Auf^ gäbe, die beiden Transistoren mit Sicherheit in ihren Sperrzustand überzuführen, wenn der Unterbrecherhebel 25 seinen Gegenkontakt 23 verläßt. In diesem Augenblick entsteht infolge des im Eisenkern der Zündspule 11 vorhandenen Magnetfelds eine starke induktive Gegenspannung von etwa 160 V, die gleichmäßig auf die beiden Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 17 und 18 verteilt werden muß. Hierzu dienen die beiden gleich großen, jeweils zu einem der Transistoren parallelliegenden Widerstände 75 und 76. Parallel zu diesen Widerständen ist jeweils einer von zwei Kondensatoren 77, 78 angeordnet. Diese haben untereinander übereinstimmende Kapazitätswerte und sind außerdem jeweils durch eine von zwei Zenerdioden 79 und 80 überbrückt. Die Durchbruchsspannungen dieser Zenerdioden liegen höher als die auf die einzelnen Transistoren entfallenden Anteile der in der Primärwicklung 20 induzierten Gegenspannung. Sie sind jedoch niedriger als die höchstzulässigen Werte der Emitter-Kollektor-Spannungen, denen die Transistoren 17 und 18 standzuhalten vermögen.

Um das Eindringen von Störwellen aus der nicht dargestellten, mit der Batterie 14 verbundenen Stromversorgungsanlage für die sonstigen, bei Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Stromverbraucher in die Schalteinrichtung 12 zu vermei-

den, ist in unmittelbarer Nähe der Eingangsklemme 81 für die Plusleitung 16 mit dieser ein Durchführungskondensator 82 verbunden, der zur Erzielung eines sehr niedrigen induktiven Widerstandes zylindrische Belegungen aufweist, von denen eine stirnseitig mit dem zentral durch die Beläge hindurchgeführten Anschlußleiter für die Plusleitung 16 verbunden ist, während die andere, ebenfalls koaxial angeordnete Gegenbelegung des Kondensators mit Masse verbunden ist. Der Durchführungskondensator 82 ist an der Unterseite des MittelteDs eines U-förmigen Trägergestells 83 mit einem Spannbügel 84 befestigt. Das Trägergestell erlaubt den ungehinderten Kühlluftzutritt zu den beiden ebenfalls an der Unterseite befestigten Transistoren 17 und 18 und trägt auf angeschnittenen Befestigungslappen 86 und 87 eine Isolierstoff platte 88, auf welcher die beiden Zenerdioden 79 und 80 sowie die übrigen elektrischen Bauelemente der Schalteinrichtung 12 befestigt und untereinander in der aus dem Schaltbild nach F i g. 2 ersichtlichen Weise durch gedruckte Lötverbindungen untereinander verbunden sind. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung nach Patent ! 169 202 für Brennkraftmaschinen, mit einer Hochspannungszündspule, deren Primärwicklung aus einer Stromquelle über mindestens zwei miteinander in Reihe geschaltete Transistoren mit Strom versorgt wird, von denen jeder mit seiner Basis an eine gemeinsame, den Zündzeitpunkt bestimmende Steuervorrichtung, gegen den anderen entkoppelt, angeschlossen ist, und mit einem in der Verbindungsleitung von der Basis des ersten, unmittelbar an die Primärwicklung angeschlossenen Transistors zur Steuervorrichtung angeordneten Gleichrichter, dessen Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung der Emitter-Basis-Strecke dieses Transistors übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswiderstände (20, 21) der beiden Transistoren (17, 18) in einem von den übrigen Schaltelementen der Zündeinrichtung getrennten, vorzugsweise aus Metall bestehenden Gehäuse (13) untergebracht sind.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 mit einem zu den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren sowie der Primärwicklung in Reihe geschalteten Vorwiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (19) mit den beiden Basiswiderständen (20, 21) zusammen in dem eine getrennte Baugruppe ergebenden Gehäuse (13) untergebracht sind.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren (17, 18) jeweils gleich große Widerstände (75, 76) und miteinander in ihren Kapazitätswerten übereinstimmende Kondensatoren (77, 78) vorgesehen sind.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Emilter-Kollektor-Strecken der Transistoren (.17, 18) jeweils eine Zenerdiode (79, 80) vorgesehen ist, die eine mit der Zenerdiode des benachbarten Transistors übereinstimmende, nur wenig unterhalb der zulässigen Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors liegende Durchbruchsspannung hat.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der mit dem Pluspol der Batterie verbundenen Klemme (81) der Zündeinrichtung und Masse ein Kondensator mit möglichst geringer Induktivität, insbesondere ein durchgeschleifter Entstörkondensator oder ein Durchführungskondensator vorgesehen ist.

;·■■ .-'■■·-■■ . ■