DE2033484B2 - Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvc für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegr tentanspruchs 1, wie sie bereits aus de 34 64 397 bekannt ist.

Bei der bekannten Zündvorrichtung sind ar des Schwungrades zwei Magnetpole vorge: die erforderliche Zündenergie in einer Wc( nungswicklupg erzeugen. Derartige Magnet ren sind jedoch für Brennkraftmaschinen voi dem. Schneemobilen und anderen Kraftfahrz geeignet, die neben der Zündenergie auch no< sehe Energie für andere elektrische Verbrai Lampen, Hupen, Blinkanlagen usw. benötigen chen zwei Dauermagnete nicht aus. Außerdi damit erzeugte Frequenz der Wechselspannu ring, daß beispielsweise an Lampen ein unen Flackern auftreten würde. Die Anordnung e zahl von Dauermagneten ist bei der bekanm vorrichtung nicht möglich, da in einem solche von diesen Magneten ebenfalls beeinflußte St lung eine Vielzahl von Steuerimpulsen abgeb durch die bei jeder Umdrehung mehrere Zur ge in für die Brennkraftmaschine schädlichen ten ausgelöst würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zündvorrichtung gemäß dem Oberbegriff de anspruchs 1 zur Erzeugung der Wechselspai wie zur Erzeugung einer Steuerspannung di Magnetsystem zu verwenden, ohne eine Besc der Polzahl und ohne eine unerwünscht hohe Steuerspannungsimpulsen pro Umdrehung gnetsystems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dur Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 ang konstruktiven Maßnahmen gelöst.

Durch die axial gegeneinander versetzte chenerweiterungen zweier Magnete ergibt axiale Unsymmetrie des Magnetsystems, dur diglich die Steuerwicklung nicht aber die Wec nungswicklung beeinflußt wird. Auf diese V sich in der Wechselspannungswicklung eine quente Wechselspannung erzeugen, die zur V< der Zündanlage und weiterer Verbraucher die gen die Steuerwicklung bei jeder vollen Ui des Magnetsystems nur den gewünschten Ste zur Auslösung eines Zündvorganges abgibt.

Die Erfindung weiter ausbildende Einzeihe den an Hand des in der Zeichnung dargestel

führungsbeispieles naher erläutert und beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein zur Kupplung mit einer Brennkraftmaschine bestimmtes Magnetsystem, durch welches Wicklungen induktiv beeinflußt werden, die zur Speisung und Steuerung einer elektronischen Zündeinrichtung dienen, wobei das Magnetsystem sowie die Wicklungen in nach vorn geneigter Stellung und im Teilschnitt dargestellt sind,

F i g. 2 einen zur Aufnahme einer Steuerwicklung dienenden Eisenkern mit einem angesetzten Leitstück in perspektivischer Darstellung und

Fig.3 einen ζ sr Aufnahme einer Steuerwicklung dienenden Eisenkern mit zwei angesetzten Leitstücken in perspektivischer Darstellung.

Die für eine nichtdargestellte Brennkraftmaschine bestimmte Zündeinrichtung nach F i g. 1 weist einen Zündkondensator 11 auf, der mit seinem einen Belag an eine Masseverbindung 12 und mit seinem anderen Belag an die Kathode eines Ladegleichrichters 13 angeschlossen ist. Der Ladegleichrichter 13 liegt mit seiner Anode an dem Anschluß 14 einer als Ladewicklung verwendeten Wechselspannungswicklung 15, die mit ihrem anderen Anschluß 16 an der Masseverbindung 12 angeschlossen ist. Der Zündkondensator U ist mit seinem ladegleichrichterseitigen Belag noch zusätzlich über die Primärwicklung 17 eines Zündtransformators 18 an der Ausgangselektrode 19 eines als Thyristor ausgelegten elektronischen Schalters 20 angeschlossen, dessen Bezugselektrode 21 an der Masseverbindung 12 und dessen Steuerelektrode 22 an der Kathode einer Steuerdiode 23 liegt. Die Steuerdiode 23 ist an ihrer Anode mit dem einen Anschluß 24 einer Steuerwicklung 25 verbunden, deren anderer Anschluß 26 an der Masseverbindung 12 liegt. Außerdem liegt auch die zu dem Zündtransformator i8 gehörende Sekundärwicklung 27 und eine mit dieser Sekundärwicklung 27 verbundene Zündkerze 28 einseitig an der Masseverbindung 12.

Die Wechselspannungswicklung 15 sitzt auf einem lochteil 29, das nach Art einer Sehne innerhalb einer Kreisbahn liegt, auf der mehrere zu einem Magnetsystem M gehörende Magnet M' durch die Brennkraftmaschine in Richtung des Pfeiles P bewegbar sind. Jeder der Magnete M' (von denen drei in der Zeichnung ersichtlich, tatsächlich jedoch im gewählten Beispielstall vier vorhanden sind) ist schalenförmig ausgebildet und mit seiner äußeren runden Fläche an der Innenwand 30 eines zu einem topfförmigen Rotationskörper 31 gehörenden hohlzylindrischen Rückschlußteiles 32 befestigt. Der Rotationskörper 31 weist in seinem Zentrum eine mit einer Bohrung 33 versehene Nabe 34 auf, die zur Befestigung auf einer durch die Brennkraftmaschine in Rotation versetzbaren Welle W dient. Die Magnete M' sind radial polarisiert, was an den ringezeichneten Polen zu erkennen ist, von denen die Nordpole das Bezugszeichen N und die Südpole das Bezugszeichen S tragen. Außerdem sind die Magnete M' durch in Umfangsrichtung sich erstreckende Zwischenräume Z voneinander distanziert und deren wirksame Pole jeweils mit ungleicher Polarität an den Stirnseiten 35,36 des die Wechselspannungswicklung 15 tragenden Jochteiles 29 vorbeibewegbar. Es ist also der Winkelabstand α zwischen den beiden, von der strichpunktiert angedeuteten Mittelachse O des Rückschlußteiles 32 ausgehenden und auf die Mittelpunkte a 1, a 2 der Stirnseiten 35, 36 des Jochteiles 29 treffenden Radien rl. r2 so gewählt, daß jeweils an der Stirnseite 35 ein Nordpol N und an der Stirnseite 36 ein Südpol 5 bzw. an der Stirnseite 35 ein Südpol 5 und an der Stirnseite 36 ein Nordpol N oder aber an der Stirnseite 35 ein Zwischenraum Z und an der Stirnseite 36 ein Zwischenraum Z vorbeiläuft.

Die Wechselspannungswicklung 15 und das diese Wicklung 15 tragende Jochteil 29 sind an einer kreisförmigen Tragplatte 37 angebracht, die an der Brennkraftmaschine fest angeordnet und in ihrem Zentrum

ίο mit einer öffnung 38 für den Durchtritt der Welle VV bzw. Nabe 34 versehen ist.

Darüberhinaus ist an der Tragplatte 37 ein Eisenkern 39 befestigt, auf dem die Steuerwicklung 25 sitzt. Der Eisenkern 39 ist mit seinen beiden Stirnflächen 40, 41 den während des Betriebes vorbeibewegten Magneten M' so zugewandt, daß die Mittelpunkte dieser Stirnflächen 40, 4t in Bezug auf die Mittelachse O des Rückschlußteües 32 in gleicher radialer Richtung liegen. Zur Induzierung einer Steuerspannung in der auf dem Eisenkern 39 sitzenden Steuerwicklung 25 werden von den Magneten M' die zwei einander benachbarten Magnete M Γ, Ai 2' verwendet. Von diesen zwei Magneten M 1', Ai 2' ragt der eine Magnet M Γ mit einer streifenförmigen Flächenerweiterung 42 seines wirksamen

:>5 Nordpoles N und der andere Magnet M 2' mit einer streifenförmigen Flächenerweiterung 43 seines wirksamen Südpoles 5 in den diese beiden Magnete Ml', M 2' distanzierenden Zwischenraum Z Diese beiden streifenförmigeu Flächenerweiterungen 42, 43 sind in axialer Richtung des Rückschlußteiles 32 gegeneinander um den Abstand b versetzt. Den gleichen Abstand haben auch die Stirnflächen 40. 41 des Eisenkerns 39 in Richtung ihres Querschnittes voneinander, so daß diese beiden Stirnflächen 40, 41 in einer bestimmten (in

Vs F i g. 1 dargestellten) Drehwinkelstellung des Magnetsystems M gleichzeitig je von einem der streifenförmigen Flächenerweiterungen 42, 43 überdeckt werden, wobei während der Überdeckung vorzugsweise jeweils drei Kanten der Stirnfläche 40 bzw. 41 mit drei Kanten der streifenförmigen Flächenerweiterung 43 bzw. 42 fluchten.

Die Flächenerweiterungen 42, 43 lassen sich in einfacher Weise dadurch realisieren, daß sämtliche an dem Rückschiußteil 32 angebrachten Magnete M' an ihrem wirksamen Pol N bzw. S mit einer Platte L aus magnetisch leitfähigem Material belegt und die auf den zur Induzierung der Steuerspannung ausgenutzten Magneten Mt', M2' liegenden Platten L 1, L2 je durch eine konzentrisch zum Rückschlußteil 32 verlaufende Fahne Fl, F2 vergrößert werden, welche die Flächenerweiterung 42 bzw. 43 bildet.

Damit die Auslösung des Zündvorganges zeitmäßig eine geeignete Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine hat, empfiehlt es sich, von den zwei zu dem Eisenkern 39 gehörenden Stirnflächen 40,41 wenigstens eine Stirnfläche 40 bzw. 41 durch eine Zusatzfläche 44 (F i g. 2 und 3) zu vergrößern, die in Bezug auf die Drehrichtung P des Magnetsystems M vor der Stirnfläche 40 bzw. 41 liegt und sich an einem mit dem Eisenkern 39 baulich vereinigten, aus magnetisch leitfähigem Material bestehenden Leitstück 45 befindet, dessen von dem magnetischen Fluß durchsetzbarer Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Eisenkernes 39 ist.

^fi5 Einen hinreichend großen Verstellbereich des Zündzeitpunktes kann man dadurch erhalten, daß man, wie in F i g. 2 gezeigt, die Zusatzfläche 44 unmittelbar an die Stirnfläche anschließt und an einem Teil 46 des

_Jeitstückes 45 vorsieht, der sich entgegen der Drehichtung P des Magnetsystems M sichelförmig verjüngt. η diesem Fall ist es bereits ausreichend, wenn diejenige Stirnfläche 41 durch die Zusatzfläche 44 vergrößert wird, die von der in Drehrichiung Pdes Magnetsystem;; M weisenden Flächenerweiterung 42 überdeckt wird.

1st eine sprungartige Vorverlegung des Zündzeitpunktes beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine erwünscht, so läßt sich dies, wie F i g. 3 zeigt, durch eine Einbuchtung 47 /wischen der Stirnfläche 40 bzw. 41 und der Zusatzfläche 44 erreichen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, jeder Stirnflächen 40,41 eine Zusatzfläche 44 zuzuordnen.

Bei Rotation des Magnetsystems M ergibt sich folgende Wirkungsweise:

Bewegen sich Zwischenräume Z an den Stirnseiten 35,36 des die Wechselspannungswicklung 15 tragenden Jochteiles 29 vorbei, so ergeben sich in diesem Jochteil 29 Änderungen des magnetischen Flusses und in Abhängigkeit davon in der Wechselspannungswicklung 15 induzierte Wechselspannungshalbwellen. Diejenigen Wechselspannungshalbwellen, die den Ladegleichrichter 13 in Durchlaßrichtung beanspruchen, laden den Zündkondensator 11 auf. Dadurch, daß bei einer Umdrehung des Magnetsystems M eine mehrmalige Änderung des magnetischen Flusses in dem Jochteil 29 erfolgt, wird eine für eine wirkungsvolle Zündung ausreichende Aufladung des Zündkondensators 11 sichergestellt.

Im Bedarfsfall kann man dem Zündkondensator 11 die Ladespannung anstatt nur über den Gleichrichter 11 auch über eine nicht dargestellte Gleichrichterbrükkenschaltung zuführen, wodurch dann sämtliche in der Wechselspannungswicklung 15 induzierten Halbwellen für die Aufladung des Zündkondensators 11 ausgenutzt werden.

Im vorliegenden Fall ist die Zündeinrichtung für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine bestimmt, so daß, wenn das Magnetsystem M die gleiche Drehzahl v.'ie die Brennkraftmaschine hat, bei einer Umdrehung des Magnetsystems M ein einziger Zündvorgang auszulösen ist. Dies ist dadurch gewährleistet, daß bei einer Umdrehung des Magnetsystems M die Flächenerweiterungen 42, 43 nur ein einziges Mal an den Stirnflächen 40, 41 des die Steuerwicklung 25 tragenden Eisenkernes 39 vorbeilaufen und dabei eine. Steuerspannung in Form einer Wechselspannungsperiode in der Steuerwicklung 25 induzieren. Von dieser Wechselspannungsperiode kann die die Steuerdiode 23 in Durchlaßrichtung beanspruchende Halbwelle an die Steuerelektrode 22 des elektronischen Schalters 20 gelangen und diese Steuerelektrode 22 gegenüber der Bezugselektrode 21 soweit positiv vorspannen, daß der sogenannte Schwellwert überschritten und die zwischen der Bezugselektrode 21 sowie der Ausgangselektrode 19 befindliche Schaltstrccke in den stromdurchlassenden Zustand gesteuert wird. Daraufhin kann sich der Zünttkondensaior li iber die Primärwicklung 17 des Zündtransformator 18 entladen. Dabei entsteht in der Sekundärwicklung 27 des Zündtransformators 18 ein Hochspannungsstoß und in Abhängigkeit davon an der Zündkerze 28 ein elektrischer Überschlag (Zündfunke) zur Entflammung des dann im Zylinder komprimierten

is Kraftstoff-Luft-Gemisches.

Mit Hilfe des in Fig.2 ersichtlichen Leitstückes 45 kann die Vorderflanke der die Schaltstrecke 19 bis 2\ des elektronischen Schalters 20 umsteuernden Steuer spannungshalbwelle abgeflacht und dadurch der Vei Stellbereich des Zündzeitpunktes erweitert werden.

Durch Anwendung der Leitstücke 45 nach F i g. S es ■ gibt sich bereits eine Steuerspannung in Form ein*.· Wechselspannungsperiode, wenn die Flächenerwcilcrungen 42,43 an den Zusatzflächen 44 vorbeilaufen. Bc niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine sind jedoch die Scheitelwerte dieser Wechselspannungsperi··- de zu klein, um den Schwellwert am elektronischer. Schalter 20 zu erreichen, so daß der Zündvorgang er-i ausgelöst wird, wenn die Flächenerweiterungen 42, 4> an den Stirnflächen 40, 41 vorbeilaufen. Steigt aber du-Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen bestimmten Wert an , so ergibt sich eine sprungartige Vorverlegung des Zündzeitpunktes, weil dann die durch die Zusatzflächen 44 erzeugte Steuerspannung bereits für die Auslösung des Zündvorganges ausreicht.

1st die Brennkraftmaschine beispielsweise fur c Kraftrad bestimmt, so kann die Speisespannung für Bv leuchtungs- und eventuelle Signaieinnchtungen emv», ^ der der Wechselspannungswicklung 15 rm« entnomm·. 1:

oder aber auch von einer zusätzlichen, ebenfalls ai.i einem Jochteil sitzenden Wechselspannungswicklung zur Verfügung gestellt werden, die sich in gleicher Weise, wie die vorerwähnte Wechseispannungswickiung Ii von dem Magnetsystem beeinflussen läßt.

Selbstverständlich können gegenüber dem dargelcg ten Beispielsfall auch mehr als vier Magnete M und/oder mehrere Zwischenräume Z mit hineinragen den Flächenerweiterung vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Zündvorgang durch eine Steuerspannung ausgelöst wird, die in einer auf einem Eisenkern sitzenden Steuerwicklung zur Steuerung eines elektronischen Schalters von einem mit der Brennkraftmaschine gekuppelten, umlaufenden Magnetsystem erzeugt wird, welches mehrere in Bezug auf die Rotationsachse radial polarisierte und an einem hohlzylindrischen Rückschlußteil angebrachte Magnete aufweist, die durch Zwischenräume in Umfangsrichtung voneinander distanziert sind und von denen zwei einander benachbarte Magnete, die in ihren Zwischenraum ragende Polflächen aufweisen, zur Induzierung der Steuerspannung in der Steuerwicklung ausgenutzt sind, und wobei die wirksamen Polflächen der Magnete während aes Betriebes mit abwechselnder Polarität an den Stirnseiten wenigstens eines eine Wechselspannungswickfung tragenden Jochteiles vorbeibewegt werden, dessen Stirnflächen in Bezug auf die Mittelachse des Rückschlußteiles in verschiedenen radialen Richtungen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen der beiden zur Induzierung der Steuerspannung ausgenutzten Magnete (AfI', Λ/2') so über einen Teil der axialen Magnetbreite mit je einer streifenförmigen Flächenerweiterung (42, 43) in den Zwischenraum (Z) ragen, daß die Flächenerweiterungen (42, 43) in axialer Richtung des Rückschlußteiles (32) gegeneinander versetzt sind und in einer bestimmten Drehwinkelstellung des Magnetsystems (M) gleichzeitig je eine von zwei Stirnflächen (40, 41) des die Steuerwicklung (25) tragenden Eisenkernes (39) überdecken, deren Mittelpunkte in Bezug auf die Mittelachse (O) des Rückschlußteiles (32) in gleicher radialer Richtung liegen und die den wirksamen Polflächen der während des Betriebes vorbeibewegten Magneten (M') zugewandt sind.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sämtliche an dem Rückschlußteil angebrachte Magnete an ihrer wirksamen Polfläche mit einer Platte aus magnetisch leitfähigem Material belegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den zur Induzierung der Steuerspannung ausgenutzten beiden Magneten (A/1', MT) liegenden Platten (Lt, L2) je durch eine konzentrisch zum Rückschlußteil (32) verlaufende, nur über einen Teil der axialen Magnetbreite reichende Fahne (Fl, F2) vergrößert sind, welche die Flächenerweiterung (42,43) bildet.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den zwei zu dem die Steuerwicklung (25) tragenden Eisenkern (39) gehörenden Stirnflächen (40, 41) wenigstens eine Stirnfläche durch eine Zusatzfläche (44) vergrößert ist, die in Bezug auf die Drehrichtung (P) des Magnetsystems (M) vor dieser Stirnfläche liegt und sich an einem mit dem Eisenkern (39) baulich vereinigten, aus magnetisch leitfähigem Material bestehenden Leitstück (45) befindet, dessen von dem magnetischen Fluß durchsetzbarer Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Eisenkernes (39) ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zusatzfläche (44) unmittelbar an die Stirnfläche des die Steuerwicklung (25) tragenden Eisenkernes (39) anschließt und an einem Teil des Leitstückes (45) befindet, der sich entgegen der Drehrichtung (P) des Magnetsystems | förmig verjüngt

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dj kennzeichnet, daß sich zwischen der Zu (44) und der Stirnfläche des die Steuerwic tragenden Eisenkernes (39j, eine Einbucl befindet

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, d< kennzeichnet, daß von den zwei zu dem d wicklung (25) tragenden Eisenkern (39) g< Stirnflächen (40, 41) wenigstens diejenigi ehe (41) durch die Zusatzfläche (44) verg die von der in Drehrichtung (P) des Magr (M) weisenden Flächenerweiterung (42) d Induzierung der Steuerspannung dienei gnetpoles (N) zu überdecken ist.