DE2018502C3

DE2018502C3 - Zündverstellvorrichtung für Kolbenbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2018502C3
Application number: DE2018502A
Authority: DE
Inventors: John Dominic West Allis Wis. Santi (V.St.A.)
Original assignee: Briggs and Stratton Corp
Current assignee: Briggs and Stratton Corp
Priority date: 1969-04-28
Filing date: 1970-04-17
Publication date: 1978-12-14
Also published as: JPS503460B1; DE2018502A1; FR2045412A5; GB1291873A; US3527266A; CH503197A; DE2018502B2; BE749029A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zündverstellvorrichtung für Kolbenbrennkraftmaschinen mit einem im Primärkreis der Zündung angeordneten Unterbrecherkontakt, ^h"> der bei niedrigen Drehzahlen spät und bei hohen Drehzahlen früh öffnet, einem von der Kurbelwelle drehzahlproportional angetriebenen und auf einer Kreisbahn bewegten Magnetsystem mit radial zur Kreisbahn ausgerichteten Pol, und zwar zwei gleichartigen, in Umlaufrichtung hintereinanderliegenden Polen und einem dazwischen angeordneten gegensinnigen Pol, und einem neben der Kreisbahn des Magnetsystems angeordneten zweischenkligen Spulenkern.

Solche Zündverstellvorrichtungen sind beispielsweise aus der CA-PS 7 58 217 bekannt

Die einfachste bisher bekannte Zündverstellvorrichtung verwendet manuell verstellbare Unterbrecherkontakte, die man auf einem beschränkten Bogen konzentrisch zu der den Kontakt betätigenden Nocke verschieben kann. In vielen Fällen ist jedoch eine manuelle Zündverstellung unerwünscht, da sie die Bedienung der Brennkraftmaschine erschwert und bei falscher Bedienung mehr Schäden als Vorteile hervorruft.

Für größere und kompliziertere Brennkraftmaschinen verwendet man bereits allgemein automatische Zündverstellvorrichtungen. Dies ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen der FaIL Bisher gibt es jedoch noch keine befriedigende automatische Zündverstellvorrichtung, die einfach, gedrungen und billig genug ausgebildet ist, um auch für kleine Einzylinder-Brennkraftmaschinen verwendbar zu sein, die in großem Umfang für Motorrasenmäher, kleine Gartentraktoren, Abwässerpumpen u.dgl. benutzt werden. Die meisten kleinen Brennkraftmaschinen haben fest eingestellte Zündun-. gen, deren Zündzeit so liegt, daß sie relativ gut bei hohen Drehzahlen arbeiten, aber schwer anzulassen sind.

Außerdem sind relativ aufwendige Zündverstellvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Verstellung über einen induzierten Strom gesteuert wird. So zeigt beispielsweise die BE-PS 6 82 933 ein Zündsystem, bei dem der Primärwicklungskreis mit einer Halbleiter-Schwellwertvorrichtung durch Stromumkehr am Steueranschluß vervollständigt und unterbrochen wird. Mit induzierten Strömen arbeitet ebenfalls eine Zündschaltung, gemäß der FR-PS 14 83 615. Gemäß einem Vorschlag der FR-PS 15 63 118 wird ein relativ teurer Spannungswandler eingesetzt, welcher für seinen Betrieb noch besonderer Widerstände und eines Transistors bedarf, dessen Vorspannung mit einem Magnetschalter gesteuert wird. Die vorgenannten Zündverstellvorrichtungen sind sämtlich sehr aufwendig und teuer und daher für die relativ preiswerten Einzylinder-Brennkraftmaschinen nicht brauchbar, zumal gerade bei diesem Einsatz mit häufigen Störungen gerechnet werden muß, wenn die Zündverstellvorrichtung technisch zu aufwendig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer ganz besonders billigen, einfach und gedrungen ausgebildeten, automatischen Zündverstellvorrichtung, die sich leicht in kleine Einzylinder-Brennkraftmaschinen mit Magnet- oder auch Batteriezündung einbauen läßt, ohne größere Umbauten an den betroffenen Maschinenteilen vornehmen zu müssen und die auch ohne bewegliche, einander berührende Teile arbeitet und daher keine Schmier- und Verschleißprobleme mit sich bringt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Zündverstellvorrichtung der einleitend genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß neben der Kreisbahn des Magnetsystems ein normalerweise offener, als Unterbrecherkontakt arbeitender Magnetschalter angeordnet ist, der allein von einer Halbwelle des umlaufenden Magnetflusses beaufschlagbar ist, daß die Schenkel des Spulenkerns so

weit auseinanderliegen, daß die Pole des Magnetsystems bei ihrem Umlauf im Spulenkern zur Zeit der den Schalter beaufschlagenden Magnetflußhalbwelle einen Polaritätswechsel verursachen, und daß zwei parallel geschaltete Hilfswicklungen vorgesehen sind, von denen die eine mit dem Schalter und die andtre mit dem Spulenkern in flußverketteter Beziehung steht, so daß die in der zweiten Hilfswicklung maschinendrehzahlproportional induzierte Spannung in der ersten Hilfswicklung einen Stromfluß hervorruft, der bei steigenden Maschinendrehzahlen den zeitlichen Verlauf des mit dem Schalter verketteten Flusses mehr und mehr dem des durch den Spulenkern gehenden Flusses annähert

Die Merkmale der Erfindung und diese weiterausgestaltende Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der Zeichnung, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenair,icht einer Einzylinder-Brennkraftmaschine mit Schwungradmagnetzündung und erfindungsgemäßer Zündverstellvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie 2-2 der Fig.1,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der Wicklungen und ihres Halters,

F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnliche Teilansicht mit einer erfindungsgemäßen Zündverstellvorrichtung für Batteriezündung und

Fig.5 ein Diagramm der in den Wicklungen einer erfindungsgemäßen Zündverstellvorrichtung auftretenden Magnetflüsse und der in den Wicklungen induzierten Spannungen.

Die erfindungsgemäße Zündverstellvorrichtung wird zunächst in Verbindung mit einer Magnetzündung beschrieben, die in der Einzylinder-Brennkraftmaschine 5 der F i g. 1 und 2 angeordnet ist.

Die Brennkraftmaschine 5 weist ein Schwungrad 6 auf, das ein Aluminiumgußteil sein und auch Lüfterflügel 7 tragen kann, welche durch das den Zylinder 9 umgebende Gehäuse 8 Kühlluft hindurchblasen. Das Schwungrad 6 ist auf der Kurbelwelle 10 der Brennkraftmaschine befestigt und läuft mit dieser Welle um. Zusätzlich zur Funktion als Gebläserad dient das Schwungrad auch noch als Träger eines Dauermagneten U, welcher das Magnetzündsystem energiemäßig versorgt Der Dauermagnet befindet sich am Rand des Schwungrades und nimmt daher an der Umlaufbewegung des Schwungrades in genauer zeitlicher Beziehung zur Kurbelwellenumdrehung teil und ist daher mit dem Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine synchronisiert.

Zur Magnetzündung gehört ferner ein im wesentlichen U-förmiger magnetisierbarer Kern 12, dei an der Maschine neben dem Schwungrad 6 so angeordnet ist, daß deren Schenkel 14 und 15 dem Umlaufkreis des Dauermagneten zugewandt sind. Der Kern 12 trägt Wicklungen 16, nämlich eine Primärwicklung, deren Klemmen mit einem Magnetschalter 17 verbunden sind, und eine Sekundärwicklung, die in üblicher Weise über eine Hochspannungsleitung 20 mit einer Zündkerze 19 verbunden ist

Der übliche nockenbetätigte Unterbrecherkontakt ist durch den Magnetschalter 17 ersetzt, bei dem es sich um einen Schutzrohrkontakt handeln kann.

Bekannterweise besteht ein Schutzrohrkontakt aus einem länglichen Kolben 21 aus Glas od. dgl. und zwei magnetisch permeablen federnden Schaltzungen 22 und 23, die an gegenüberliegenden Enden des Kolbens angeschmolzen sind und in Längsrichtung in den Kolben hineinragen. Die inneren Zungenenden überlappen sich normalerweise und bilden die Schahkontakte. Die Außenenden der Zungen ragen aus dem Kolben heraus und bilden Anschlußklemmen 24 für den Schalter, die mit der Primärwicklung verbunden sind. Wenn die Schaltzungen einem Magnetfeld ausgesetzt werden,

ίο sorgen die Anziehungskräfte zwischen den überlappenden Zungenteilen für deren Verbiegung, so daß sie in kontaktgebender Weise zusammengeführt werden. Sobald das Magnetfeld verschwindet, federn die Schaltzungen zurück in ihre normale Unterbrecherstellung.

Sowohl bei der Magnetzündung als auch bei der Batteriezündung muß zur Auflösung der Zündung der Primärkreis geschlossen und geöffnet werden. Im geschlossenen Zustand sorgt der Schalter 17 für einen Kurzschluß der Primärwicklung, so daß in dieser ein Stromfluß entsteht Beim öffnen des Schalters wird der Stromfluß in der Primärwicklung unterbrochen, so daß ein sich plötzlich änderndes Magnetfeld entsteht, das in der Sekundärwicklung eine hohe Spannung induziert An den Schalterklemmen liegt der übliche Löschkondensator.

Der Schalter 17 wird von dem am Schwungrad angeordneten Dauermagneten 11 betätigt, und ist daher neben dem Rand des Schwungrades gelagert und so.

ausgerichtet, daß der Magnet bei seinem Lauf zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter betätigt werden soll, mit seinem Streufluß auch auf den Schalter einwirkt Somit ist der Betätigungszeitpunkt des Schalters im wesentlichen eine Funktion der jeweiligen winkelmäßigen

J5 Einstellung des Schwungrades. Der Auf- und Abbauzeitpunkt des Streuflusses von konstanter Polarität, mit welchem der Magnet auf den Schalter einwirkt, wird jedoch mit der erfindungsgemäßen automatischen Zündverstellung erheblich verändert. Zu dieser automatischen Zündverstellvorrichtung gehört eine kleine erste Hilfswicklung 27, die den Schalter umgibt und eine kleine zweite Hilfswicklung 28, die einen Teil des Kernes 12 umschließt und somit mit dessen magnetischem Fluß verkettet ist. Die beiden Hilfswicklungen 27 und 28 sind einander parallel geschaltet.

Die Verwendung des Magnetsystems 11 zur Betätigung des Magnetschalters 17 und die Anordnung der zweiten Hilfswicklung 28 der Zündverstellvorrichtung auf dem Kern 12 des Zündtransformators 16 führen zu einer besonders günstigen und wirtschaftlichen Bauweise bei einer Magnetzündung.

Es soll nun ausführlicher die Betätigung des Magnetschalters erläutert werden. Das Magnetsystem 11 besteht aus einem im wesentlichen U-förmigen Weicheisenpolschuh 30 und einem rechteckigen Blockmagnet 31, der zwischen den Schenkeln des Polschuhes angeordnet ist und eine flache, am Polschuhjoch anliegende innere Polfläche hat. Wie F i g. 1 zeigt, ist das Magnetsystem so am Rand des Schwungrades angeord-

t>o net, daß die Schenkel des Polschuhes sich radial nach außen erstrecken, und die durch die Polschuhschenkel und den Blockmagnet 31 hindurchlaufenden magnetischen Flußlinien radial zum Schwungrad ausgerichtet werden.

h-, Die außen liegende Fläche des Blockmagneten ist einer uer N-PoIe des Magnetsystems. Die beiden anderen Pole 51 und 52 des Magnetsystems an den Außenenden der Polschuhschcnkel sind in Umfangs-

richtung so erweitert, daß sie über einen erheblichen Winkelweg der Schwungraddrehung auf die gegenüberliegenden Polflächen des Kernes 12, d. h. den Stirnflächen der Schenkel 14 und 15 ausgerichtet bleiben.

Obwohl sich die Pole 51, Nund 52 in der Zeichnung in Umfangsrichtung des Schwungrades erstrecken und nach außen zeigen, könnten sie genausogut bei einer entsprechend abgeänderten Ausrichtung des Kernes 12 und des Schalters so angebracht sein, daß sie in Richtung der Schwungradachse zeigen. In allen Fällen hat das Magnetsystem zwei Pole gleicher Polarität und einen zwischenliegenden ungleichen Pol. Die drei Pole liegen auf einem Kreisbogen und zeigen alle bezüglich der Achse des Umlaufkreises in gleiche Richtung, so daß das Magnetsystem am Kern 12 einen Wechselfhiß erzeugt, wenn es an den Schenkeln des Kernes vorbeiläuft.

Der Jochteil des Polschuhes 30. hat eine solche Breite, daß an jedem Ende des Blockmagneten gegenüber der Innenfläche des benachbarten Polschuhschenkels ein kleiner Spalt 33 entsteht. Dieser Spalt kann mit Aluminium ausgefüllt und ein Teil des Schwungradgußteiles sein. Vorzugsweise ist über die radial am weitesten nach außen liegende Fläche des Blockmagneten ein Weicheisenpolstück 34 gelegt, das den gekrümmten Rand des Schwungrades vervollständigt und den Luftspalt zwischen dem Magnetsystem und den Polflächen an den Enden der Kernschenkel 14 und 15 verkleinert.

. Der Magnetschalter 17 muß so ausgerichtet sein, daß der von ihm definierte Magnetpfad im wesentlichen quer zu der Linie verläuft, entlang der sich die Magnetpolflächen erstrecken, so daß niemals ungleiche Polflächen des Magneten beim Vorüberlauf überbrückt werden. Wie dargestellt, erstreckt sich der Schalter parallel zur Schwungradachse. Des weiteren sollte, wie die Zeichnung zeigt, der Kontaktspalt zwischen den einander überlappenden inneren Enden der Schaltzungen 22 und 23 geringfügig zur einen Seite des Umlaufkreises des Magnetsystems versetzt in dessen Nähe angebracht werden. Bei dieser Ausrichtung erreicht der Streufluß des Magneten den Schalter nur dann bei jedem Umlauf, wenn der Mittelpol TV des Magneien im wesentlichen radial auf den Schalter ausgerichtet ist. Auch ergibt sich keine Umkehr der Polarität des Flusses, zumal es sich um einen Streufluß handelt.

Die Lage des Schalters 17 in Umlaufrichtung ist ebenfalls wichtig. Der Schalter liegt derart zwischen den Schenkeln 14 und 15 des Kernes 12, daß der Magnetfluß den Kern 12 beaufschlagt, bevor der Streufluß den -,o Schalter beaufschlagen kann, und daß die Polarität des den Kern beaufschlagenden Magnetflusses wechselt, kurz bevor die Einwirkung des Streufiusses am Schalter endet.

Um den Zusammenbau der Zündverstellvorrichtung zu erleichtern und um den Schalter 17 und die beiden Wicklungen 27 und 28 an der richtigen Stelle zu halten, können diese Bauelemente in einem einteiligen unmagnetischen Halter 36 zusammengefaßt sein, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht Den Halter zeigt _Wi die Fig.3. Sie besteht aus einem den Schalter umgebenden Rohr. 37, auf das die erste Hilfswicklung 27 aufgewickelt ist Am Halter befindet sich ein seitlich vorragender rechteckiger Ansatz 38, der die zweite Hilfswicklung 28 trägt Zwecks zeitgerechtem Aufbau _ti-, des mit der zweiten Hilfswicklung verketteten Magnetfeldes hat der als erster vom Magneten überlaufene Schenkel 14 des Kernes an seinem freien Ende einen Längsschlitz 39, in den der rechteckige Ansatz 38 des Halters eingreifen kann.

Die parallel geschalteten Hilfswicklungen 27 und 28 haben die Aufgabe, die Wellenform des auf den Schalter 17 einwirkenden magnetischen Flusses so zu verändern, daß dessen Wellenform mit steigender Maschinendrehzahl der Wellenform des Wechselflusses am Kern 12 ähnlicher wird.

Die Kurve 42 der F i g. 5 zeigt den Magnetflußverlauf des vom Magneten im Kern 12 erzeugten Flusses und die Kurve 44 den Verlauf des Streuflusses am Schalter ohne die kleinen Hilfswicklungen 27 und 28.

Die Kurven 42 und 44 decken sich etwa mit dem Magnetflußverlauf bei sehr kleinen Kurbelwellendrehzahleri, da die Änderungsgeschwindigkeit des Flusses bei sehr niedrigen Drehzahlen klein ist und da dann in den Hilfswicklungen 27 und 28 nur vernachlässigbar kleine Spannungen induziert werden. Bei sehr kleinen Drehzahlen schließt daher der Schalter, wenn der ihn erreichende Streufluß einen gewissen Wert erreicht, wie ihn beispielsweise der Punkt 45 der Kurve 44 angibt.

Es ist aber zu berücksichtigen, daß ein elektromagnetischer Schalter nicht momentan schließt. Wenn das magnetische Betätigungsfeld das Niveau des Punktes 45 ereicht, beginnt die Schließbewegung der Schaltzungen, so daß es noch eine kurze Zeit dauert, bis die Kontakte tatsächlich schließen. Diese Verzögerungszeit die vor allem von den Kenndaten des speziellen Schalters abhängt, ist zumindestens bei sehr niedrigen Kurbelwellendrehzahlen vernachlässigbar klein. Bei höheren Drehzahlen muß diese Verzögerung aber berücksichtigt werden.

Der Schalter schließt, wenn der Kernfluß dem flachen Teil 43 der Kurve 42 entspricht, d. h. wenn die Pole /V und 51 des Magneten im wesentlichen auf die Schenkel 14 und 15 des Kernes ausgerichtet sind. Die Schalterschließung erfolgt somit, wenn in der Primärwicklung des Zündtransformators keine Flußänderung auftritt und somit an dieser Wicklung keine Spannung anliegt, die eine Zerstörung oder Errosion der Schaltkontakte hervorrufen kann, falls die Schaltkonlakte bei ihrer Berührung noch kurz zurückprallen.

Bei mäßiger Kurbelwellendrehzahl induziert der entstehende mit der zweiten Hilfswicklung 28 verkettete Magnetfluß in der letzteren eine Spannung, die die Kurve 47 wiedergibt. Etwa zur gleichen Zeit induziert der mit der ersten Wicklung 27 verkettete Streufluß in der letzteren eine Spannung, die der Kurve 46 entspricht. Diese Spannungen liegen etwa in Phase und haben bei mäßigen Kurbelwellendrehzahlen etwa gleiche Größe, wie es die F i g. 5 zeigt. Daher fließt in den parallel geschalteten Wicklungen nur ein vernachlässigbar kleiner Strom. Die Schalterschließung erfolgt somit etwa genauso wie ohne die Hilfswicklungen 27 und 28.

Bei steigenden Maschinendrehzahlen werden die Amplituden der Spannungen und in den beider Hilfswicklungen 27 und 28 größer, doch bleiben die Widerstände der Wicklungen konstant Wenn die Spannungen an den Wicklungen größer werden .vergrößert sich auch die zwischen ihnen bestehende Spannungsdifferenz, so daß in den Wicklungen eir Strom fließt Die zweite Hilfswicklung 28 ist über der Kern 12 enger mit dem Magnetsystem 11 gekoppelt und weist eine geringere Anzahl von Windungen auf als die Wicklung 27, die mit dem schwächeren StreufluE verkettet ist, den die Kurve 44 wiedergibt Somit hat dei Stromfluß in den Wicklungen 27 und 28 keiner

wesentlichen Einfluß auf den Fluß 42, der durch den Magneten im Kern 12 auftritt. Dieser Stromfluß kann aber eine erhebliche Verzerrung des den Schalter beaufschlagenden Streuflusses der Kurve 44 hervorrufen, so daß der den Schalter beaufschlagende Streufluß gegenüber dem Maschinenzyklus bei höheren Drehzahlen schneller entsteht, oder mit anderen Worten, daß die Kurve 44 mehr und mehr der Kurve 42 angenähert wird.

Bei hohen Maschinendrehzahlen hat der am Schalter erscheinende Streufluß beim Aufbau im wesentlichen die gleiche Wellenform, wie sie der linke Teil der Kurve 42 wiedergibt.

Aus der Kurve 42 könnte geschlossen werden, daß der Schalter bei hohen Maschinendrehzahlen schließt, bevor der Hache Teil 43 der Kurve erreicht wird, wenn an der Primärwicklung des Zündtransformators 16 eine Spannung anliegt. Dies, ist jedoch nicht der Fall. Zunächst einmal muß der Schalter von einem Magnetfluß bestimmter Größe beaufschlagt werden, bevor die Schalterkontakte sich aufeinander zubewegen, und insbesondere muß der mit dem Schalter verkettete Fluß das Niveau des Punktes 45 der Kurve 44 erreichen. Zum zweiten benötigt die Schließung des Schalters Zeit. Diese zwei Faktoren sorgen zusammen für eine Verzögerung der tatsächlichen Schalterschließung, bis die Spannung an der Primärwicklung des Zündtransformators 16 zu Null geworden ist.

Bevor nun das Problem der Schalterschließung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verlassen wird, soll noch erläutert werden, daß die Stufe 49 in der Kurve 42 des durch den Magneten induzierten Kernflusses durch eine nutenartige Ausnehmung 50 im Polstück 34 hervorgerufen wird. Diese Ausnehmung beeinflußt die Anstiegsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses im Kern 12 und damit die Gestalt des linken Teils der Kurve 42. Generell sollte die Ausnehmung 50 so bemessen sein, daß bei geringen Maschinendrehzahlen die Anstiegsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses im JCern 12 noch nicht so groß wird, daß in der Hilfswicklung 28 ein Strom erzeugt wird, der eine vorzeitige Schließung des Schalters bewirken könnte, wenn der entstehende Magnetfluß in der Primärwicklung eine Spannung induziert.

Je nach der Maschinendrehzahl soll die Schalteröffnung während des Polaritätswechsels des im Kern 12 induzierten magnetischen Flusses oder kurz danach erfolgen.

Nach dem Polaritätswechsel des magnetischen Flusses im Kern 12 induziert die schnelle Flußänderung in der zweiten Hilfswicklung 28 eine Spannung 47', die auch der Wicklung 27 mitgeteilt wird, da diese parallel geschaltet ist. Diese Spannung ist eine Funktion des die Nullinie schneidenden Teiles 51 der Kurve 42 der F i g. 5. Die Spannungshöhe ändert sich mit der Maschinendrehzahl; sie ist relativ klein bei niedrigen Drehzahlen und relativ sehr hoch bei maximaler Drehzahl. Da diese Spannung auch der Wicklung 27 aufgedrückt wird, entsteht in dieser ein Fluß in solcher Richtung, daß der Abbau des den Schalter geschlossen haltenden'Streuflusses (Kurve 44) beschleunigt wird.
. Wenn man den Schalteröffnungsvorgang betrachtet, muß man berücksichtigen, daß die Kurve 44 den Streufluß wiedergibt, der auf den Schalter einwirken würde, wenn die Hilfswicklungen 27 und 28 fehlten. Die Kurve 46' gibt die Spannung wieder, die in der Wicklung 27 durch die Verminderung des Flusses induziert wird, wie sie der rechte Teil der Kurve 44 wiedergibt

Bei geringen Kurbelwellendrehzahlen ist die in der zweiten Hilfswicklung 28 durch den Magnetfluß im Kern 12 induzierte Spannung gegenüber dem Gesamtwiderstand der Wicklungen. 27 und 28 nicht groß genug, um durch diese einen merklichen Strom zu treiben. Die Spannung 46' ist ebenfalls unbedeutend. Bei geringen Maschinendrehzahlen entspricht der beim öffnen des Schalters einwirkende Magnetfluß im wesentlichen dem rechten Teil der Kurve 44, so daß der Schalter nahezu zum gleichen Zeitpunkt öffnet, zu dem er öffnen würde,

ίο wenn die Hilfswicklungen 27 und 28 fehlten und nur der Streufluß einwirkte.

Wenn die Maschinendrehzahl ansteigt, ergibt sich ein besonderes Zusammenspiel zwischen den zwei Magnetfeldern und den zwei Hilfswicklungen, das sich wie folgt erläutern läßt. Die in der zweiten Hilfswicklung 28 durch die Umkehr des im Kern 12 vorhandenen Magnetflusses induzierte Spannung 47' wächst mit steigender Kurbelwellendrehzahl. Da der Widerstand der Wicklungen 27 und 28 konstant bleibt, wird bei Steigerung der Maschinendrehzahl ein Punkt erreicht, an dem der Strom in den Hilfswicklungen einen merklichen Einfluß auf den Abbau des den Schalter geschlossen haltenden Magnetflusses erhält. In der Praxis führt dies zu einer Linksverschiebung des rechten Teils der Kurve 44. Der sich vermindernde mit dem Schalter zusammenwirkende und mit der ersten Hilfswicklung 27 verkettete Magnetfluß induziert in dieser Wicklung eine Spannung, die einen gewissen Einfluß auf die Verzögerung der Flußverminderung hat. Auch hier überwiegt jedoch der Einfluß des sich reversierenden magnetbedingten Kernflusses, da die zweite Hilfswicklung 28 auf dem Kern 12 eng mit dem kräftigen magnetbedingten Kernfluß verkettet ist, während die erste Hilfswicklung 27, die den Magnetschalter umschließt, mit dem Magneten wesentlich lockerer über das Streufeld verkettet ist.

Mit steigender Maschinendrehzahl bewegt sich daher die Kurve 46' weiter und weiter nach links, bis sie mit der Spannungskurve 47' in Phase liegt. Da die in der zweiten Hilfswicklung 28 induzierte Spannung 47' überwiegt, wird der rechte Teil der Streuflußkurve 44 durch die Linksverschiebung immer mehr der Kurve 42 des Kernflusses angenähert Somit kann man in den höchsten Drehzahlbereichen davon ausgehen, daß sich der rechte Teil der Kurve 44 mit dem Teil 51 der Kurve 42, der die Kurve 44 schneidet und unter die Nullinie geht, deckt Verständlicherweise bewirkt die Linksverschiebung des rechten Teiles der Kurve 44 bei steigenden Maschinendrehzahlen, daß der Schalter entsprechend früher im Maschinenzyklus öffnet

Da die zweite Hilfswicklung 28 durch den Kern 12 eng mit dem Magneten gekoppelt ist sollte sie wesentlich weniger Windungen haben als die erste Hilfswicklung 27, um einen guten Abgleich der Spannungen in den Wicklungen zu erreichen entsprechend einem angemessenen L: R-Verhältnis, d. h. einem angemessenen Verhältnis von Induktivität zu ohmschem Widerstand. Ausgezeichnete Ergebnisse konnten erzielt werden mit einer ersten Hilfswicklung mit 7 Windungen Kupferdraht und einer zweiten Hilfswicklung mit 2 Windungen des gleichen Drahtes. Wenn diese Wicklungen so angeordnet wurden, wie es die Fig. 1,2 und 3 zeigen, ergab sich eine wirksame Verschiebung des Zündzeitpunktes um 10° gegenüber der Kurbelwellenachse zwischen der normalen Andrehgeschwindigkeit und der maximalen Maschinendrehzahl.

F i g. 4 erläutert die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung bei einer Batteriezündung für Einzylin-

der-Brennkraftmaschinen, bei denen die Zündenergie von einer Batterie 60 in Verbindung mit einer üblichen Zündspule 61 geliefert wird. Das Schließen und öffnen eines Magnetschalters 1/ im Zündspulenprimärkreis erfolgt mit einem Dauermagneten 11' am Maschinenschwungrad 6. Da der Magnet W nur zur Schalterbetätigung dient, läßt er sich wesentlich kleiner machen als bei Anordnungen, bei denen auch die Zündenergie von dem Magneten geliefert werden muß. Ein neben dem Schwungrad angeordneter Kern 12' trägt die zweite kleine Hilfswicklung 28 und übergreift den Schalter, der die Hilfswicklung 27 trägt. Hier kann der Kern 12' ganz

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wesentlich kleiner sein als der Kern 12 bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.

Die Schalterbetätigung bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 erfolgt im Prinzip genauso wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform, obwohl bei einer Batteriezündung keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden müssen, um sicherzustellen, daß der Schalter zu einer bestimmten Zeit geschlossen wird, solange die Schließung noch vor dem Zündzeitpunkt erfolgt, da bei geschlossenem Schalter stets eine Spannung an der Zündspulenprimärwicklung anliegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündverstellvorrichtung für Kolbenbrennkraftmaschinen mit einem im Primärkreis der Zündung angeordneten Unterbrecherkontakt, der bei niedrigen Drehzahlen spät und bei hohen Drehzahlen früh öffnet, einem von der Kurbelwelle drehzahlproportional angetriebenen und auf einer Kreisbahn bewegten Magnetsystem mit radial zur Kreisbahn ausgerichteten Polen, und zwar zwei gleichartigen, in Umlaufrichtung hintereinanderliegenden Polen und einem dazwischen angeordneten gegensinnigen Pol, und einem neben der Kreisbahn des Magnetsystems angeordneten zweischenkligen Spulenkern, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Kreisbahn des Magnetsystems (11) ein normalerweise offener, als Unterbrecherkontakt arbeitender Magnetschalter (17) angeordnet ist, der allein von einer Halbwelle des umlaufenden Magnetflusses beaufschlagbar ist, daß die Schenkel (14, 15) des Spulenkerns (12) so weit auseinanderliegen, daß die Pole des Magnetsystems (11) bei ihrem Umlauf im Spulenkern (12) zur Zeit der den Schalter (17) beaufschlagenden Magnetflußhalbwelle einen Polaritätswechsel verursachen, und daß zwei parallel geschaltete Hilfswicklungen (27, 28) vorgesehen sind, von denen die eine (27) mit dem Schalter (17) und die andere (28) mit dem Spulenkern (12) in flußverketteter Beziehung steht, so daß die in der zweiten Hilfswicklung (28) maschinendrehzahlproportional induzierte Spannung in der ersten Hilfswicklung (27) einen Stromfluß hervorruft, der bei steigenden Maschinendrehzahlen den zeitlichen Verlauf des mit dem Schalter (17) verketteten Flusses mehr und mehr dem des durch den Spulenkern (12) gehenden Flusses annähert.

2. Zündverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetschalter ein Schutzrohrkontakt (17) ist.

3. Zündverstellvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Pol (N) des Magnetsystems (11) an seinem ablaufenden Ende im Sinne einer Verminderung des Luftspaltes gegenüber den Schenkeln (14, 15) des Spulenkerns (12) mit einer Ausnehmung (50) versehen ist.

4. Zündverstellvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den beiden Hilfswicklungen (27, 28) das Verhältnis von Induktivität zu Widerstand so gewählt ist, daß bei hohen Maschinendrehzahlen der mit dem Schalter (17) verkettete Fluß (45) eine dem Spulenkernfluß (42) angenäherte Wellenform erhält.

5. Zündverstellvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hilfswick-» lungen (27,28) und der Magnetschalter (17) an einem ™ gemeinsamen Halter (36) angeordnet sind.