DE258691C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 258691 -. KLASSE 46 c. GRUPPE- M 258691 -. CLASS 46 c. GROUP

Firma ROBERT BOSCH in STUTTGART.ROBERT BOSCH company in STUTTGART.

Einrichtung zur elektrischen Zündung von Verbrennungsmotoren.Device for the electrical ignition of internal combustion engines. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. November 1909 ab.Patented in the German Empire on November 2nd, 1909.

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Zündung von Verbrennungsmotoren, bei der eine Gleichstromquelle, also vorzugsweise eine Batterie, und eine Wechsel-Stromquelle, also vorzugsweise eine magnetelektrische Zündmaschine, unter Vermittelung. eines die Stromstöße der Wechselstromquelle gleichrichtenden Kommutators derart zusammenwirken, daß beim Anlassen des Motors,The invention relates to a circuit for igniting internal combustion engines, in which a direct current source, i.e. preferably a battery, and an alternating current source, so preferably a magneto-electric blasting machine, with mediation. a commutator which rectifies the current surges of the alternating current source cooperates in such a way that when the motor is started,

ίο wenn also die Umlaufsgeschwindigkeit nicht ausreicht, um mit Hilfe der Zündmaschine allein zu zünden, diese einerseits durch deir Batteriestrom unterstützt wird, anderseits die Batteriezündung dadurch ermöglicht, daß die Anker-ίο if so the rotational speed is not sufficient to ignite with the help of the blasting machine alone, this on the one hand by the battery current is supported, on the other hand, the battery ignition is made possible by the fact that the anchor

tS wicklung selbst als Induktionsspule dient, um den zur Zündung erforderlichen hochgespannten Strom hervorzurufen.tS winding itself serves as an induction coil to produce the high-voltage current required for ignition.

Schaltungen dieser Art sind an und für sich bekannt. Jedoch hat man dabei bisher immerCircuits of this type are known per se. However, so far you always have

ao die Batterie und die Ankerwicklung so zusammengeschaltet, daß sich ihre Spannungen addierten. Mit andern Worten, man hat sie hintereinander geschaltet. Im Gegensatz hierzu beruht die Erfindung auf der Betrachtung, daß es gleichgültig ist, ob man zu der vom Anker der Zündmaschine erzeugten, zunächst zu geringen Spannung diejenige der Batterie hinzufügt und dann den so von beiden Stromquellen gemeinsam erzeugten Kurzschlußstrom plötzlich unter bricht, um den Funkenstrom zu erhalten, oder ob man umgekehrt die Batterie und den Maschinenanker gegeneinander schaltet und nach der Unterbrechung den Batteriestrom durch die Ankerwicklung fließen läßt. Im ersten Fall fällt das Anker feld von einem Maximalwert, der durch die Summe des Ankerstroms und des Batteriestroms bedingt ist, auf Null ab, und im zweiten Falle fällt es von einem wesentlich niedrigeren Wert, der durch den schwachen Maschinenstrom allein bedingt ist, auf einen negativen Wert ab, der dem Unterschied zwischen dem Batteriestrom und dem Ankerstrom entspricht. Da die Spannung des Extrastroms von dem Unterschied der Feldstärke vor und nach der Unterbrechung abhängt, so kann man in beiden Fällen gleich starke Zündströme erhalten. ao the battery and the armature winding are connected together in such a way that that their tensions added up. In other words, you have it connected in series. In contrast, the invention is based on the consideration that it does not matter whether one goes to the one generated by the anchor of the blasting machine, initially too low Voltage is added by that of the battery and then that of both power sources together short-circuit current generated suddenly interrupts to maintain the spark current, or whether, conversely, the battery and the machine armature are switched against each other and after the interruption allows the battery current to flow through the armature winding. In the first case If the armature field falls from a maximum value, which is determined by the sum of the armature current and the Battery current is conditional, drops to zero, and in the second case it drops by a substantial amount lower value, which is solely due to the weak machine current, to one negative value representing the difference between the battery current and the armature current is equivalent to. Since the voltage of the extra current depends on the difference in field strength before and depends on the interruption, so one can get equally strong ignition currents in both cases.

Die gekennzeichnete Umkehrung bietet einen wesentlichen Vorteil, wenn der Motor bei geöffnetem Unterbrecher zum Stillstand kommt. Alsdann fließt nämlich der Batteriestrom durch die Ankerwicklung, die keine Gegenspannung erzeugt. Da nun beim Betriebe der Zündmaschine der Ankerstrom stets so gerichtet ist, daß er entmagnetisierend auf die Feldmagnete wirkt, so würde enuden Anker durchfließender Batteriestrom, der dem Ankerstrom gleichgerichtet wäre, ebenfalls entmagnetisierend auf die Feldmagnete wirken und könnte sie in kurzer Zeit völlig unbrauchbar machen. Ist aber die Batterie gegen den Anker geschaltet, so wirkt im gekennzeichneten Fall der Batteriestrom verstärkend auf die Feldmagnete und kann also keinen Schaden verursachen.The marked reversal offers a significant advantage when the engine is open Breaker comes to a standstill. The battery current then flows through the armature winding, which does not generate any counter voltage. Since now with the operation of the blasting machine the armature current is always directed so that it demagnetizes the field magnets works, then enuden anchor would flow through Battery current, which would be rectified to the armature current, also demagnetizing the field magnets work and could make them completely unusable in a short time. But it is If the battery is connected to the armature, the battery current acts in the case shown reinforcing the field magnets and therefore cannot cause any damage.

Es sind auch schon Schaltungen bekannt, bei denen eine Batterie und eine Gleichstrommaschine parallel zu der Zündleitung geschaltet sind, also gegeneinander arbeiten. Aber derCircuits are also known in which a battery and a DC machine are connected in parallel to the ignition line, so work against each other. But the

(2. Auflage, ausgegeben am ^r. Januar 1920.)(2nd edition, issued January 1st, 1920.)

Zweck dieser Schaltung war ausschließlich der, die Zündmaschine zum Aufladen der Batterie zu verwenden.The only purpose of this circuit was to use the blasting machine to charge the battery to use.

In der. Zeichnung ist die Schaltung nach der . 5 Erfindung in einigen bevorzugten Ausführungs-■formen schematisch dargestellt.In the. The drawing is the circuit according to the. 5 invention in some preferred embodiments ■ forms shown schematically.

Fig. ι zeigt eine Anwendung der Schaltung auf einen einzylindrigen Verbrennungsmotor.
Fig. 2 ist eine entsprechende DarstellungFig. Ι shows an application of the circuit to a single-cylinder internal combustion engine.
Fig. 2 is a corresponding illustration

ίο · einer Anwendung auf einen vierzylindrigen Verbrennungsmotor mit Anlaßdruckknopf in Parallelschaltung zum Gleichstromkreis.ίο · an application to a four-cylinder internal combustion engine with starter button in parallel connection to the DC circuit.

Fig. 3 und 4 zeigen Anwendungen auf einen vierzylindrigen Verbrennungsmotor, wobei aber der Anlaßdruckknopf mit der Gleichstromquelle in Reihe geschaltet ist.3 and 4 show applications to a four-cylinder internal combustion engine, but with the start button is connected in series with the DC power source.

Auf dem Anker der Zündmaschine ist dieIt's on the anchor of the blasting machine

' Wicklung α angeordnet, die mit einem Ende an den Körper b, mit dem andern an den isolierten Unterbrecherkontakt c des mechanisch gesteuerten Unterbrechers d gelegt ist. Parallel'Winding α arranged, which is placed with one end to the body b, with the other to the insulated breaker contact c of the mechanically controlled breaker d . Parallel

- zu den Unterbrecherkontakten ist ein Kondensator c geschaltet, der ein möglichst funkenloses und rasches Unterbrechen ermöglicht. Der- A capacitor c is connected to the interrupter contacts, which enables an interruption as quickly as possible without sparking. Of the

as Anker trägt ,außer d6r Primärwicklung α noch eine sekundäre Wicklung f, in welcher der hochgespannte Strom zur Bildung des Zündfunkens an der Zündkerze g erzeugt wird.
Parallel zum Primärstromkreis ist ein zweiter Stromkreis geschaltet, dessen Stromquelle eine Batterie oder Dynamomaschine h ist. In diesem Stromkreis ist ein Kommutator i-mit den Segmenten m und η angeordnet, der dazu dient, den Wechselstrom gleichzurichten, damit das Zusammenarbeiten von Gleichstrom und Wechselstrom ermöglicht wird. Zum Einschalten des Batteriestromkreises dient ein Schalter k. Um bei geschlossenem, mechanisch gesteuertem Unterbrecher d und geschlossenem Schalter k einen Kurzschluß der Batterie h zu verhindern, ist als Widerstand eine Selbstinduktionsspule I vorgeschaltet. 0 (Fig. 2), ist ein Druckknopfkontakt, der beim Anlassen des Verbrennungsmotors benutzt wird. Parallel zum Druckknopfkontakt 0 ist in den Ausführungsformen der Schaltung nach den Fig. 3 und 4 ein Kondensator c, geschaltet, p (Fig. 2 bis 4) ist ein Stromverteiler, der bei mehrzylindrigen Verbrennungsmotoren den sekundären Strom auf die einzelnen Zündstellen verteilt.In addition to the primary winding α , the armature carries a secondary winding f, in which the high-tension current for the formation of the ignition spark on the spark plug g is generated.
A second circuit is connected in parallel to the primary circuit, the power source of which is a battery or dynamo h . In this circuit, a commutator i -with the segments m and η is arranged, which serves to rectify the alternating current, so that the cooperation of direct current and alternating current is made possible. A switch k is used to switch on the battery circuit. In order to prevent a short circuit of the battery h when the mechanically controlled breaker d is closed and the switch k is closed, a self-induction coil I is connected upstream as a resistor. 0 (Fig. 2), is a push button contact used when starting the internal combustion engine. In the embodiments of the circuit according to FIGS. 3 and 4, a capacitor c, is connected in parallel to the push-button contact 0, and p (FIGS. 2 to 4) is a current distributor which distributes the secondary current to the individual ignition points in multi-cylinder internal combustion engines.

Die Wirkungsweise der neuen Schaltung ist folgende: Soll der Motor nach Fig. 1 durch Andrehen in Gang gesetzt werden, so wird der Schalthebel k in die ausgezogen gezeichnete Stellung A gebracht, wodurch die Gleichstromquelle eingeschaltet wird. Durch das Andrehen des Motors wird in der Primärwicklung a des Ankers der Wechselstrommaschine, der mit dem Motor zwangläufig gekuppelt ist, ein Ström erzeugt, der bei geschlossenem Unterbrecher vom isolierten Ankerwicklungsende über den Unterbrecher d und den Körper ö zurück in die Ankerwicklung fließt. Da an dem Unterbrecher d gleichzeitig auch der Batteriestrom- ' kreis liegt, so ist auch dieser bei geschlossenem Unterbrecher kurzgeschlossen. Wird nun der Unterbrecher geöffnet, so fließt der Strom der Gleichstromquelle h, verstärkt durch den in der Selbstinduktionsspule / erzeugten Extrastrom, über den geschlossenen Schaltkontakt k, Kornmutatorsegment m in die Primärwicklung a des Ankers, und zwar in entgegengesetztem Sinne wie der bei der Rotation des Ankers im Magnetfeld erzeugte Strom. Hierdurch werden, Gleichheit der beiden Stromquellen vorausgesetzt, 75^! beide Ströme vollständig aufgehoben, und der Strom in der Ankerwicklung fällt daher sehr rasch auf Null ab. Bei dieser Schaltung bewirkt also nicht allein das öffnen der Unterbrecherkontakte einen Spannungsabfall in der Ankerwicklung, sondern der entgegengesetzt gerichtete Strom der Gleichstromquelle unterstützt die Wirkung des Unterbrechers.The mode of operation of the new circuit is as follows: If the motor according to FIG. 1 is to be set in motion by turning it, the shift lever k is brought into the drawn position A , whereby the direct current source is switched on. When the motor is turned on , a current is generated in the primary winding a of the armature of the alternating current machine, which is inevitably coupled to the motor, which, when the breaker is closed, flows from the insulated armature winding end via the breaker d and the body ö back into the armature winding. Since the battery circuit is also connected to the interrupter d at the same time, this is also short-circuited when the interrupter is closed. If the breaker is now opened, the current of the direct current source h, amplified by the extra current generated in the self-induction coil /, flows through the closed switching contact k, corn mutator segment m into the primary winding a of the armature, in the opposite sense as that when the Electricity generated by the armature in the magnetic field. Assuming that the two power sources are identical, 75 ^! both currents are completely canceled, and the current in the armature winding therefore drops very quickly to zero. With this circuit, not only does the opening of the breaker contacts cause a voltage drop in the armature winding, but the oppositely directed current of the direct current source supports the effect of the breaker.

Ist der Betrieb des Motors auf diese Weise eingeleitet, so wird der Schalter k in die Stellung M umgelegt, so daß nunmehr nur noch die Wechselstrommaschine eingeschaltet bleibt und in bekannter Weise fortlaufend zündet. Soll· der Betrieb durch Abstellen der Zündung unterbrochen werden, so wird der Schalter h in die Stellung O umgelegt, wodurch der Anker über den Schalter k kurzgeschlossen wird, so daß der Unterbrecher d keine Wirkung ausübt.If the operation of the motor is initiated in this way, the switch k is turned to the position M , so that now only the alternating current machine remains switched on and ignites continuously in a known manner. If the operation is to be interrupted by switching off the ignition, the switch h is turned to the position O , whereby the armature is short-circuited via the switch k , so that the interrupter d has no effect.

Um die Gleichstromquelle (Batterie) als Anlaßzündung für solche Motoren-zu benützen, die nach einer Betriebsunterbrechung durch bloße Zündung selbsttätig anspringen (siehe Fig. 2 und 3) muß sich der Unterbrecher d in seiner geöffneten Stellung befinden. Manschließt den Gleichstromkreis, indem man den Schalter k in die Stellung A bringt und drückt den Druckknopf 0 nieder.In order to use the direct current source (battery) as starting ignition for those engines which start automatically after an interruption in operation by mere ignition (see FIGS. 2 and 3), the interrupter d must be in its open position. The DC circuit is closed by setting switch k to position A and pressing pushbutton 0 .

Im Falle der Fig. 2 tritt dann folgende Wirkung ein. Durch das Niederdrücken des Kontaktknopfes 0 ist der Strom der Gleich-Stromquelle kurzgeschlossen worden, so daß in der Ankerwicklung α kein Strom fließt. Dieser kurzgeschlossene Stromkreis wird nun durch Loslassen des Druckknopfes 0 unterbrochen, und der Strom der Gleichstromquelle 1x0 fließt durch die Ankerwicklung a. Das plötzliche Unterbrechen des kurzgeschlossenen Gleichstromkreises hat außerdem die Folge, daß in der Selbstinduktionsspule I ein kräftiger Induktionsstrom erzeugt wird, der den durch die Ankerwicklung α gehenden Strom der Gleichstromquelle verstärkt.In the case of FIG. 2, the following effect then occurs. By pressing the contact button 0 , the current of the direct current source has been short-circuited, so that no current flows in the armature winding α. This short-circuited circuit is now interrupted by releasing the push button 0 , and the current from the direct current source 1x0 flows through the armature winding a. The sudden interruption of the short-circuited direct current circuit also has the consequence that a powerful induction current is generated in the self-induction coil I , which amplifies the current of the direct current source passing through the armature winding α.

Da aber der Induktionsstrom der Spule I nur von kurzer Dauer ist, also den Charakter einer elektrischen Welle hat, so sinkt der Strom ebenso plötzlich auf die Stärke des Stromes der Gleichstromquelle herab. Dieses plötzliche AnwachsenBut since the induction current of the coil I is only of short duration, i.e. has the character of an electric wave, the current drops just as suddenly to the strength of the current of the direct current source. This sudden growth

und Abfallen des Stromes erzeugt in der Sekundärwicklung f des Ankers einen kräftigen Induktionsstrom, der die Zündung bewirkt.and a drop in the current generates a powerful induction current in the secondary winding f of the armature, which causes ignition.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 fließt bei eingeschalteten! Schalthebel k und geschlossenem Druckknopf 0 (Normalstellung) durch die Ankerwicklung α ein gleichmäßiger Strom. Durch das Öffnen des Druckknopfkontaktes 0 wird der Gesamtstromkreis unterbrochen,. und der Strom in der Ankerwicklung α fällt plötzlichIn the circuit of Fig. 3 flows when switched on! Shift lever k and closed push button 0 (normal position) through the armature winding α a uniform current. By opening the pushbutton contact 0 , the entire circuit is interrupted. and the current in the armature winding α suddenly drops

. auf Null, wodurch in der Sekundärspule f des Ankers der zur Zündung des Gasgemisches dienende Induktionsstrom erzeugt wird.. to zero, whereby the induction current used to ignite the gas mixture is generated in the secondary coil f of the armature.

Hat der Verbrennungsmotor eine genügende-Umdiehungsgeschwindigkeit erreicht, so wird der Schalthebel k, ebenso wie oben mit Bezug auf die Schaltung nach Fig. 1 angegeben ist, in die Stellung M und zum Abstellen der Zündung in die Stellung O gebracht.When the internal combustion engine has reached a sufficient speed of rotation, the shift lever k is brought into position M and, to switch off the ignition, into position O , as indicated above with reference to the circuit according to FIG.

Die Schaltung nach Fig. 3 kann mit Vorteil auch in der Weise abgeändert werden, die in Fig. 4 dargestellt ist, in der der Druckknopf 0 parallel zur Induktionsspule I gelegt ist. Der von der Batterie ausgehende Strom braucht alsdann nicht durch die Induktionsspule zu fließen.The circuit according to FIG. 3 can advantageously also be modified in the manner that is shown in FIG. 4, in which the push button 0 is placed parallel to the induction coil I. The current from the battery then does not need to flow through the induction coil.

Die bauliche Ausbildung des Erfindungsgedankens kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß am mechanisch gesteuerten Unterbrecher einer Hochspannungsmagnetmaschine zwei Kommutatorschleif bürsten befestigt werden, von denen die eine auf dem isolierten Kontaktstück und die andere auf dem mit dem Körper der Wechselstrommaschine in leitender Verbindung stehenden Teil des_e Unterbrechers sitzt. Der Strom der Gleichstromquelle wird diesen beiden Schleif bürsten durch zwei Seg_: mente zugeführt, die durch Isolationsmateriai voneinander getrennt sind. Die Anordnung läßt sich auch so treffen, daß die beiden Segmente des Kommutators am Unterbrecher sitzen und der Strom der Gleichstromquelle diesen Segmenten durch zwei Schleifkohlen zugeführt wird. Damit immer ein sicheres Arbeiten der Ma^ gnetmaschine gewährleistet ist und im Falle der Verwendung einer Batterie als GleichstromquelleThe structural design of the inventive concept can be done, for example, in such a way that two commutator brushes are attached to the mechanically controlled breaker of a high-voltage magnetic machine, one of which is on the insulated contact piece and the other on the part of the _{e that is in conductive connection with the body of the alternating current machine} Interrupter sits. The current of the DC power source is these two brushes by two Seg _mente supplied, which are separated from each other by Isolationsmateriai. The arrangement can also be made so that the two segments of the commutator are seated on the interrupter and the current from the direct current source is fed to these segments through two carbon brushes. So that safe working of the magnet machine is always guaranteed and in the case of using a battery as a direct current source

: diese nicht kurzgeschlossen wird, während die Platinkontäkte des Unterbrechers sich berühren, wird zwischen die Batterie und das eine Segment eine Induktionsspule' I eingeschaltet, die zunächst als Widerstand wirkt, gleichzeitig aber zur Verstärkung des Batteriestromes dienen kann.: This is not short-circuited, while the Platinkontäkte of the switch touch each other, is turned on, an induction coil 'I between the battery and the one segment, the first acts as a resistance, but can at the same time serve to reinforce the battery current.

Wenn eine genügend kräftige Batterie zur Verfügung steht, beispielsweise eine Batterie, 5."> deren Klemmenspannung 50 Volt erreicht, so kann an Stelle der Selbstinduktionsspule / ein induktionsfreier Ohmscher Widerstand benutzt werden, der groß genug angenommen wird, um zu verhindern, daß die Batterie zu viel Strom abgibt. Soll dagegen an Stelle der Batterie eine Gleichstrom-Dynamomaschine verwendet werden, so kann die Induktionsspule ganz fehlen.If a sufficiently powerful battery is available, for example a battery, 5. "> whose terminal voltage reaches 50 volts, a non-inductive ohmic resistance that is assumed to be large enough to be used to prevent the battery from giving too much current. Should, however, take the place of the battery A DC dynamo machine can be used, so the induction coil can be used entirely miss.

Das beschriebene Zündverfahren läßt sich mit Vorteil sowohl für Ein- wie für Mehrzylindermotoren anwenden, wobei das Andrehen des Motors durch die äußere Gleichstromquelle wesentlich erleichtert wird. Bei Vier- und Sechszylindermotoren wird durch die neue Schaltung eine Möglichkeit zum Anlassen mit ■· Hilfe eines Druckknopfes gegeben, ohne daß es nötig ist, eine besondere Transformatorspule zu verwenden.The ignition method described can be used with advantage for both single and multi-cylinder engines use, whereby the cranking of the motor is made much easier by the external direct current source. With four and The new circuit makes six-cylinder engines possible to start with ■ · With the help of a push button, there is no need for a special transformer coil to use.

Das Wesen der Erfindung wird nicht geändert, wenn zur Erleichterung des Anlassens mit Hilfe des Druckknopfes ein elektromagnetischer Selbstunterbrecher in die Druckknopfleitung eingeschaltet wird. Der Druckknopf selbst kann parallel zum Batteriestromkreis oder auch in Serie mit der Batterie geschaltet sein. Außerdem können parallel zur Druckknopfleitung Kondensatoren eingeschaltet sein.The essence of the invention is not changed when using for ease of starting Using the push button, an electromagnetic self-interrupter in the push button line is switched on. The push button itself can be used in parallel to the battery circuit or in Be connected in series with the battery. In addition, parallel to the push button line Capacitors must be switched on.

Claims

Patent claim: ^8s

Device for the electrical ignition of internal combustion engines, in which a Circuit comprising a direct current source (battery), an alternating current source (magneto-electric Blasting machine) and a commutator that rectifies the current of the blasting machine, through one of the two ■ current sources common breaker branch is bridged, characterized that the battery and the blasting machine are connected in parallel to the interrupter branch, so that when the Battery and open circuit breaker to avoid demagnetization of the field magnets of the blasting machine by the battery.

1 sheet of drawings.