DE2618826A1 - Magnetzuendung-wechselstromerzeuger mit beschraenkung der magnetzuendungsenergie - Google Patents

Magnetzuendung-wechselstromerzeuger mit beschraenkung der magnetzuendungsenergie

Info

Publication number
DE2618826A1
DE2618826A1 DE19762618826 DE2618826A DE2618826A1 DE 2618826 A1 DE2618826 A1 DE 2618826A1 DE 19762618826 DE19762618826 DE 19762618826 DE 2618826 A DE2618826 A DE 2618826A DE 2618826 A1 DE2618826 A1 DE 2618826A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
core
air gap
leg
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762618826
Other languages
English (en)
Inventor
John Norman Macleod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tecumseh Products Co
Original Assignee
Tecumseh Products Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tecumseh Products Co filed Critical Tecumseh Products Co
Publication of DE2618826A1 publication Critical patent/DE2618826A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P1/00Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H02K21/222Flywheel magnetos
    • H02K21/225Flywheel magnetos having I-shaped, E-shaped or similarly shaped armature cores
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/48Generators with two or more outputs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH
*) O "1 Q Ο Ο D
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN I O O £
Postadresse München: Patenlconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237
TECUMSEH PRODUCTS COMPANY
TECUMSEH (Mich.) 49286 USA
Magnetzündung-Wechselstromerzeuger mit Beschränkung der Magnetzündungsenergie.'
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Spannungserzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Systeme v/erden als Magnetzündung für kleine Verbrennungsmotor verwendet, insbesondere als kombinierter Magnetzündung-Wechselstromerzeuger mit einer Rotor- und Statorkonstruktion.
Bei kleinen Verbrennungsmotoren, die in Masse bei hohen Stückzahlen erzeugt werden, sind Kostenersparnisse extrem bedeutsam. Magnetzündung-Wechselstromerzeuger, wie sie bei kleinen Motoren verwendet werden, stellen
609346/0352
München: Kramer ■ Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner
einen signifikanten Kostenfaktor dar, insbesondere dort, wo unterschiedliche Magnetzündung-Wechselstromerzeuger für grundlegend den gleichen Motor verwendet werden. Für gewisse Anwendungen wird beispielsweise ein niedriger Wechselstromausgang benötigt, wie für die Beleuchtung, während für andere Anwendungen höhere Wechselstromausgänge für zusätzliche Beleuchtung oder für Batterieaufladung benötigt werden. Um diesen unterschiedlichen Anforderungen zu genügen, werden unterschiedliche Statoren und unterschiedliche Schwungräder aus verschiedenen Gründen verwendet. In einem konventionellen Magnetzündung-Wechselstromerzeuger ist nur ein beschränkter Platz innerhalb oder unterhalb des gewöhnlich tassenförmig ausgebildeten Schwungrades vorhanden. Wenn daher höhere Wechselspannungsausgänge erforderlich v/aren, und das gleiche Schwungrad verwendet wurde, wurde die Ausbildung des Stators generell neu ausgelegt, so daß größere und zusätzliche Spulen innerhalb des beschränkten Raumes unterhalb des Schwungrades hinzugefügt werden konnten. Um einen genügend hohen Wechselstromausgang zu erhalten, mußten die Anzahl der Spulen vergrößert werden. Infolge des beschränkten unter dem Schwungrad verfügbaren Raumes machten unterschiedliche Spulenanordnungen unterschiedliche Unterbrechungsgehäuse und unterschiedliche Unterbrecherbausteine erforderlich.
609848/0 362
~3~ 26188/6
Der ¥echselstroinausgang hätte auch durch Vergrößerung der Energie der Schwungradmagnete vergrößert werden können. Bei den bisher verfügbaren Alnico-Magneten war es relativ teuer, höher energetische Magnete zu verwenden, um den Wechselstromausgang zu vergrößern. Wenn die Magnetenergie v/es entlich erhöht wird, um eine bedeutsame Zunahme des Wechselstromausganges zu erhalten, dann würde es notwendig sein, auch eine unterschiedliche Magnetzündungsspule zu verwenden, um zu verhindern, daß ein übertakte mäßiger Strom über die Unterbrecherkon- bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten der Maschine fließt. Ein zu großer über die· Unterbrecherpunkte fließender Strom verursacht Zerfressen oder Auskolken der Unterbrecherkontakte und vorzeitigen Ausfall der Zündung. Seit einigen Jahren sind hochenergetische keramische Magnete bei niedrigen Kosten, verglichen mit Alnico-Magneten, verfügbar. Bis zur vorliegenden Erfindung führte jedoch die Verfügbarkeit von hochenergetischen keramischen Magneten nicht zu einer Standardisierung und der Austauschbarkeit der Teilevon Magnetzündung-Wechselstromerzeuger. Dies liegt vielleicht an anderen Faktoren, beispielsweise der Raumbeschränkungen unter dem Schwungrad und zu hohen Unterbrecherkontakt-Strömen, wenn hochenergetische Magnete verwendet werden.
Frühere Techniken zur Beschränkung der Zündspulenströme
ORIGINAL INSPECTED
γ η π r α β / η 3 f,')
2618B/B
bei Wechselstrom- und Nichtwechselstrom-Anwendungen sind hauptsächlich auf Korrekturprobleme ausgerichtet, die bei hohen Drehgeschwindigkeiten auftreten. Beispielsweise wurden kurzgeschlossene Leiter, beispielsweise ein Ring aus leitendem Material, auf dem Zündspulenkern verwendet, wie die US-PS 2 469 133 zeigt. Eine getrennte kurzgeschlossene Windung ist auch zur Begrenzung des Ladungsspulen-· Ausgangs für eine Kondensatorentladungszündung vorgeschlagen worden, wie die US-PS 2 985 796 zeigt. Diese KurzSchlußanordnungen bewirken entweder keine wirksame Begrenzung bei hoher Geschwindigkeit oder sie vermindern den Ausgang beim Anlauf und haben daher nur beschränkte Anwendung, wenn überhaupt. Der hinzugefügte Kurzschlußleiter, beispielsweise ein Kurzschlußring, oder eine getrennte Kurζschlußwicklung, trägt außerdem zu den Produktionskosten bei, und zwar wegen der Kosten der zusätzlichen Teile, der zusätzlichen Arbeit und der Montagekosten sowie der höheren Kosten für die Investitionen der Teile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß ein hoher Wechselstromausgang ohne übermäßige Ströme in der Zündspule bei Motorbetriebsgeschwindigkeiten erzielt werden, ferner soll das System kompakt und einfach in der Konstruktion sein und wenig Kosten verursachen, fer-
ORIGiNAL INSPECTED
609846/0352
2618 8 J^
ner soll bei niedrigen oder Anlaufgeschwindigkeiten der Magnetzündungsausgang nicht stark beeinträchtigt werden und schließlich soll eine Teile-Standardisierung und Austauschbarkeit für Magnetzündungs-Wechselstromerzeuger mit unterschiedlichen Anforderungen an den Wechselstromausgang möglich sein.
Die gestellteAufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Bei dem neuen System wird ein magnetischer Kreis für Zündungsanwendungen geschaffen, der unempfindlich gegenüber Luftspaltschwankungen bei Produktionstoleranzen ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Magnetzündung-Wechselstromerzeuger gemäß Erfindung,
Fig. 2a und 2b
vereinfachte Schaltungen der Wechselstrom- bzw. der Zündschaltung,
Fig. 3 die Statorschichtung in dem neuen
ORIGINAL INSPECTED
609846/0352
Magnetzündung-Wechselstromerzeuger nach Fig. 1,
Fig. 4 ein Endlaminationsblech für den Stator,
Fig. 5 eine Ansicht des Stators gemäß Linie 4-4 in Fig. 1 zur Darstellung einer umgebogenen Fahne des Endlaminationsbleches nach Fig. 4, welches die Zündspule in ihrem richtigen Platz festhält,
Fig. 6 eine Diagramm des Ausgangsstromes
als Ordinate gegenüber der Motorgeschwindigkeit als Abzisse, und
Fig. 7 ein weiteres Diagramm mit Spaltgrößen
als Abzisse und Strom bzw. Energie als Ordinate, zum besseren Verständnis der Erfindung.
Der Magnetzündung-Wechselstromerzeuger gemäß Erfindung weist ein Schwungrad 10 mit einem im wesentlichen konventionellen tassenförmigen Gehäuse 12 auf, welches am äusseren Ende einer Kurbelwelle 14 zum Antrieb durch den Motor befestigt ist. Am Schwungrad 10 sind ein Anwerf zahnrad 16 am äusseren Rand sowie sechs keramische Permanentmagnete angebracht, die im Gehäuse 12 im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind und beispielsweise durch ein
AL IiNSPECTED
609846/0352
2618626
Epoxyharz angeklebt sind. Jeder Magnet 18 weist einen effektiven Nordpol 20 und einen effektiven Südpol 22 zur Entwicklung eines starken magnetischen Feldes auf.
Innerhalb des Schwungrades 10 ist ein zusammengesetzter Stator 30 angeordnet, der ein Gehäuse 32 zur Unterbringung der Unterbrechungszeitpunkt-Einrichtung, eine Statorplatte 34 und einen laminierten Kern 36 auf v/eist, auf dem drei Wechselspannungsspulen 38,40,42 und eine Magnetzündungsspule 44 sitzen. Der Kern 36 ist an der Platte 34 befestigt und der zusammengesetzte Stator 30 ist wiederum an den Maschinenrahmen durch übliche Schrauben 46 befestigt. Außer der Anordnung und Ausbildung des Kerns 36 und der Spulen 38,40,42,44 kann der zusammengesetzte Stator als konventionell betrachtet werden, wobei das Unterbrechergehäuse 32 in kompatibler Weise zum Kern 36 und den Spulen 38,40,42,44 angeordnet ist, um unter das Schwungrad 10 zu passen. Die Gesamtanordnung der Magnetzündung und der Aufbau eines Stators sowie eines Schwungrades einer Maschine sind als solche bekannt, beispielsweise aus den US-Patentschriften 2 469 133, 2 892 110 und 3 106 655.
Der laminierte Kern 36 weist einen Stapel von Blechen (Fig.. 3) und einem Endlaminierungsblech 52 (Fig. 4) auf, welche neun im wesentlichen radial ausgerichtete Kernschenkel .54,56,58,60,62,64,66,68 und 70 aufweisen. Be--
ORIGINAL INSPECTED
6098A6/0352
nachbarte Kernschenkel besitzen radial äussere Endflächen, die in Umfangsrichtung des Schwungrades 10 in gleichem Abstand angeordnet sind. Die Zündspule 44 sitzt auf dem Schenkel 60 und wird von einem umgebogenen fahnenartigen Teilstück 71 des Schenkels 60f (Fig. 4 und 5) des Endlaminationsbleches 52 gehalten. Die Wechselstromspulen 38,40 und 42 sind jeweils auf den Schenkeln 56,64,68 montiert und werden durch geeignete Federklipse 73 in richtiger Lage gehalten. Der Abstand in Umfangsrichtung zwischen dem Nordpol 20 und dem Südpol 22 jedes Magnets 18 ist gleich dem Umfangsabstand zwischen jedem Paar von angrenzenden Kernschenkel 54 bis 70. Darüber hinaus ist der Umfangsabstand zwischen jedem der Pole 20, 22 auf einem Magnet 18 und dem angrenzenden Pol entgegengesetzter Polarität eines in Umfangrichtung benachbarten Magneten ebenfalls gleich dem Umfangsabstand zwischen den Enden der Kernschenkel. Beispielsweise ist der Abstand zwischen dem Südpol 22 des oberen Magneten 18 und dem anschließenden Nordpol 20' des im Uhrzeigersinn nächsten Magneten 18f gleich dem Abstand zwischen den Polen 20 und 22 auf dem oberen Magnet 18 und auch gleich dem Abstand zwischen den Kernschenkel 60 und 62. Aus dieser Anordnung ist ersichtlich, daß der Flußweg für die zahlreichen Spulen durch einen im wesentlichen E-förmigen Kern mit angrenzenden Spulen läuft, die einen gemeinsamen oder aufgeteilten äusseren Schenkel aufweisen. Beispielsweise läuft
609846/0352
der eine Flußweg für die Spule 38 durch die Schenkel 54,56 und ein zweiter Flußweg durch die Schenkel 56,58. In ähnlicher Weise läuft ein Flußweg der Zündspule 44 anteilmäßig durch den Schenkel 58 und den Schenkel 60 und ein zweiter Flußweg durch den Schenkel 60 und den Schenkel 62. Ein erster Flußweg für die Spule 60 ist anteilsmäßig durch den Schenkel 62 und 64 und ein zweiter Flußweg durch den Schenkel 64 und 66 gegeben. Die radial inneren Enden der zahlreichen Kernschenkel sind mit angrenzenden Kernschenkel über die Laminierungsfläche verbunden, um die verschiedenen Flußwege zu schließen. Beispielsweise verbindet ein Laminationsteil 72 (Fig. 3) die Schenkel 58, 60 und ein Laminationsteil 74 die Schenkel 60, 62 miteinander. Die Wechselstromspulen 38,40,42 sind elektrisch in Serie geschaltet und führen über eine Leitung 80 zu einem Lastkreis, beispielsweise einem geregelten Gleichrichter 78 (Fig. 2a) oder direkt zu einem nicht gezeichneten Wechselstrombeleuchtungslicht gehen. Die Zündspule 44 ist Teil einer konventionellen Unterbrechungszündung (Fig. 2b) mit Unterbrechungspunkten 82, wobei die Sekundärwicklung der Spule 44 mit einer Zündkerze 84 über eine Hochspannungsleitung 86 verbunden ist.
Gemäß einem weiteren bedeutsamen Aspekt der Erfindung weisen sämtliche Kernschenkel 54,56,58,62,64,66,68,70 jeweils einen kleinen Luftspalt 90 (Fig. 1 und 3) zu den
ORIGINAL INSPECTED
B09846/03S2
Magneten 18 auf. Der Schenkel 60 weist ein radial äusseres Ende 91 auf, welches einen wesentlich größeren Luftspalt 92 zu den Magneten aufweist. Der relativ große Luftspalt 92 reguliert oder begrenzt effektiv den maximalen Strom in der Spule 44 und daher auch den durch die Unterbrechungsspitzen 42 gehenden Strom auf einen annehmbaren Pegel beim Motorlauf in der in Kurve 94 in Fig. 6 dargestellten Weise. In dieser Darstellung ist der Strom in linearem Maßstab als Ordinate und die Motorumdrehung logarithmisch als Abzisse in Fig. 6 aufgetragen, und es ist ersichtlich, daß der -Primärstrom in den Zündspulen bei ungefähr 1000 U/Min, seinen Maximalwert erreicht und im wesentlichen konstant bis zu 5000 U/Min, bleibt. Unterhalb 1000 U/Min, ist der Magnetzündungs-Ausgangsstrom durchaus ausreichend zum Kurbeln und Starten des Motors.
Der beschriebene Magnetzündung-Wechselstromerzeuger bie- · tet viele Vorteile, die nicht gleich ersichtlich sind. Da der Primärstrom in der Spule 44 bei Motorbetriebsgeschwindigkeiten begrenzt ist, können keramische Magnete 18 hoher Leistung verwendet werden, um die Ausgänge der Wechselstromspulen 38,40,42 zu optimieren, wobei kleine Wechselstromspulen mit wenig Windungen verwendet werden, um einen gegebenen Wechselstromausgang zu liefern. Bedeutsame Kostenersparnisse können dadurch erzielt werden, daß weniger Kupferdraht in den Spulen 38,40,42 verwendet wird.
609846/0352
Da die Wechselstromspulen klein sein können, passen meh- . rere Spulen (beispielsweise die drei gezeigten Spulen) leicht unter das Schwungrad 10 und geben doch ausreichend große Wechselspannungen ab. Daher kann ein einziger Stator, wie er mit der Einheit 30 mit drei Wechselstromspulen dargestellt ist, für die höheren Wechselstromausgangsleistungen und Anforderungen ausgelegt werden, wonach niedrigere Wechselstromausgangsleistungen leicht durch Portlassen einer
nen.
der Spulen erzielt werden kön- - In einer Ausführungsform der Erfindung erzeugte der Stator 30 mit den drei Wechsel-Btromspulen 38,40,42, wie beschrieben, sieben Ampere. Durch Anwendung von nur zwei Spulen mit einer geringfügiggeänderten Konstruktion der Schenkel 64,68 wurde ein Wechselstromausgang von drei Ampere erzielt. Die sonstigen Statorteile mit den gleichen Unterbrechergehäusen 32 und der gleichen Magnetspule 44 waren unverändert. Die Verwendung der gleichen Zündspule 44 sowohl für hohe und niedrige Wechselstromausgänge, obwohl keramische Magnete hoher Energie verwendet wurden, stellt einen bedeutenden Fortschritt dar. Darüber hinaus kann die Zündspule 44 unverändert bleiben, wie bei der Ausführungsform von Magnetzündungen ohne einen Wechselstromerzeuger. Die Strombegrenzung bei der Spule 44 und den Spitzen 82 wird in extrem einfacher und wirtschaftlicher Weise ausgeführt, da die Laminationsbleche 50,52 durch Stanzen auf die exakte Dimension des Schenkels 60 hergestellt werden, und daher kann der Luft-
609846/0362
spalt 92 leicht durch unterschiedliche Einsätze in den Stanzwerkzeugen variiert werden. Dies ermöglicht eine genaue Einstellung des Luftspaltes zur Änderung der magnetischen Eigenschaften des Laminationsmaterials.
Bei den zuvor erwähnten drei und sieben Ampereausführungsformen war die Länge des Schenkels 60 etwa 2,54 mm in radialer Richtung kürzer als die anderen Kernschenkel 54, 56,58,62,64,66,68,70, so daß der Luftspalt 92 3,302 mm betrug, während die anderen Luftspalte 90 bei den anderen Kernschenkel 0,762 mm betrugen. Bei der praktischen Anwendung der Erfindung ist der Luftspalt 92 mindestens zweimal so groß als die Luftspalte 90 und vorzugsweise dreimal so groß. Natürlich wird die genaue Abmessung des Luftspalts so ausgewählt, daß der magnetische YJiderstand (Reluktanz) des Luftspalts und die rück-magnetomotorische Kraft von der Spule 44 den gewünschten Begrenzungseffekt bilden. Bei der beschriebenen drei und sieben Ampereausführungsform war das äussere freie Ende 91 des Schenkels 60 gerade radial einwärts von der radial ausseren Fläche der eingekapselten Zündspule 44. Das Teil, welches in Fig. 6 den Kernschenkel 60 darzustellen scheint und radial aus der Spule 44 hervorzuragen scheint, ist lediglich das umgebogene, fahnenartige Teil 71 des Kernschenkels 60* des Endlaminationsbleehes 52. Diese Fahne 71 eines einzelnen La-■minationsbleches hat wenig Auswirkung auf den Luftspalt
609846/0362
2618 8 ? B
Der größere Luftspalt 92 beseitigt auch die Auswirkung von Luftspalttoleranzen auf das Verhalten der Magnetzündung. Dieses Ergebnis wird imter Bezugnahme auf Fig. 7 besser verständlich, welche ein Diagramm mit dem Zündspulenstrom I und der Zündspulenenergie als Ordinate über der Luftspaltlänge (Ig) als Abzisse für zwei magnetische Strukturen darstellt. Die Fig. 7 ist typischerweise,aber nicht notwendigerweise, maßstabgerecht. Die Kurve 100 zeigt den Zündspulenstrom als Funktion des Luftspaltes des zentralen Schenkels eines Ε-Kerns unter Verwendung einer üblichen Magnetstruktur. Der Luftspalt wurde absichtlich klein gemacht, nämlich 0,254 mm, um auf dem rasch abfallenden Teilstück der Kurve im Punkt 102 zu arbeiten und so einen hohen Ausgangsstrom (3,7 Ampere) für den billigsten Magneten zu erzielen. Dieser Kostenfaktor war insbesondere mit Alnico-Magneten bedeutsam. Bei der früheren Verwendung von keramischen Magneten wurde ein relativ kleiner Luftspalt aus unterschiedlichen Gründen beibehalten, obwohl eine höhere magnetische Energie bei geringer Zunahme der Kosten verfügbar war. Die Kurve 104 hingegen zeigt den Zündspulenstrom über dem Luftspalt für eine magnetische Struktur gemäß Erfindung unter Verwendung von Magneten wesentlich höherer Energie und im Vergleich zu den Normen des Standes der Technik mit im wesentlichen überschüssiger Energie. Mit der gleichen Zündspule, die bei der Magnetstruktur für die Kurve
ORIGINAL INSPECTED
609846/0352
26188/6
verwendet wurde, wird der gleiche Ausgang von 3»7 Ampere erhalten, indem beim Punkt 106 mit einem relativ grossen Luftspalt von beispielsweise 3,302 mm gearbeitet wird. Der Betriebspunkt 106 befindet sich auf einem relativ flacheren horizontalen Teilstück der Kurve 104. Daher hat eine Schwankung des Luftspaltes innerhalb der Produktionstoleranzen nur eine geringe Einwirkung auf den Ausgang der Magnetzündung. Es ist ersichtlich, daß ein sehr großer Spitzenstrom erhalten v/erden würde, wenn die durch die Kurve 104 charakterisierte Magnetstruktur mit dem gleichen kleinen Luftspalt von beispieslweise 0,254 mm betrieben würde, wie die durch die Kurve 102 charakterisierte Struktur,
Die Auswirkung des Betriebes mit großem Luftspalt bei hoher magnetischer Energie wird vielleicht unter Bezugnahme auf die entsprechenden Energiekurven 108,110 noch deutlicher, welche die in den Magnetspulen gespeicherte Energie als Funktion der Luftspaltlänge darstellen. Die Energiekurve 108 und die Stromkurve 100 gehören zu der gleichen Magnetstruktur. Gemäß Erfindung wurde berücksichtigt, daß, wenn ein keramischer Magnet mit unkonventionell großer Energie und mit einem unkonventionell großen Luftspalt benutzt wird und der Betrieb auf dem relativ flachen horizontalen Teilstück der Kurve erfolgt, der Magnetzündungsausgang sich nicht wesentlich bei Schwankungen des Luftspaltes ändert. Der magnetische Kreis für die Kurven 104,110 wird in
609846/0362
den Punkten 106 bzw. 112 betrieben. In einer typischen Magnetzündungsanwendung können die Produktionstoleranzen im allgemeinen in einen Bereich von + 0,254 mm liegen und daher müßte der magnetische Kreis in einem Bereich von 3,048 bis 3»556 mm betrieben werden können, wie durch den Bereich 114 in Fig. 7 angedeutet. In diesem Luftspalttoleranzbereich ändert sich die Energie der Spule von 10 Millijoules auf 12 Millijoules,wie bei 116 angedeutet. Für eine gewöhnliche Produktionstoleranz von 0,5 mm liegt die Schwankungsbreite der Energie in der Größenordnung von 20 %, Bei dem magnetischen Kreis gemäß Erfindung wird die Energieschwankung bei normalen Produktionstoleranzen gut innerhalb dieses Bereichs von 20 % gehalten. Wenn hingegen der magnetische Kreis gemäß den Kurven 104,110 bei einem kleinen Luftspalt von beispielsweise 0,508 mm betrieben wird, würde eine EnergieSchwankung von ungefähr 40 % daraus folgen. Eine so große Schwankung würde für viele Anwendungen nicht annehmbar sein. Praktisch sollte der magnetische Kreis so betrieben werden, daß die Schwankung der abgegebenen Energie für normale Produktionstoleranzen des Luftspaltes nur in der Größenordnung von 20 % sein sollte.
Die Fig. 7 zeigt ferner, daß der Magnetkreis gemäß Erfindung, wie bereits angedeutet, absichtlich mit sehr geringem Wirkungsgrad betrieben wird. Es wird ein relativ klei-
"600846/0362
ner Teil der vom Magneten verfügbaren Gesamtenergie bei der Magnetspule verwendet, wobei die restliche Energie zur Aufrechterhaltung des Magnetfeldes über den Spalt benötigt wird. Unter erneuter Bezugnahme auf die Kurve 110 ist die aus dem Magneten verfügbare Gesamtenergie ungefähr die beim Luftspalt O verfügbare Energie von beispielsweise 55 bis 60 Millijoules, während die tatsächlich in der Spule bei einem Luftspalt von 3,302 mm benutzte Energie 12 Millijoules beträgt und ungefähr 42 Millijoules zur Aufrechterhaltung des Felds im Luftspalt benötigt werden. Der magnetische Wirkungsgrad der Magnetspule beträgt unter Zugrundelegung der total verfügbaren Energie des Magneten ungefähr 22 %, Hingegen werden Magnete nach dem Stand der Technik in konventioneller Betriebsweise bei kleineren Luftspalten und im wesentlichen höheren magnetischen Wirkungsgraden von mindestens 50 % und oft wesentlich höher bei gewissen Anwendungen, beispielsweise mit Alnico-Magneten, betrieben. Gemäß einem bedeutsamen Aspekt der Erfindung wird daher der magnetische Kreis bei einem Wirkungsgrad von mindestens unterhalb 50 % und vorzugsweise weniger als 30 % betrieben. Die vorliegende Erfindung ist möglicherweise in einem breiten Bereich von magnetischen Kreisen außer der speziellen Anwendung als Magnetzündung-Wechselstromerzeuger anwendbar, um den Spulenausgang unempfindlich gegenüber Luftspaltschwankungen zu machen, indem in unkonventioneller Weise ein hochenergetischer
Magnet mit einem unkonventionell großen Luftspalt verwendet werden.
Weitere Vorteile werden auch deshalb erzielt, weil jede der Spulen effektiv einen E-förmigen Kern besitzt und , wie bekannt, die Ε-Ausbildung zu einem optimalen Spulenausgang führt, da der Fluß rasch seine Richtung durch den mittleren Schenkel des E ändert. Wo jedoch die Zündspule 44 mit jeweiligen äusseren Schenkeln 58,62 an einem Ε-Kern für jeweilige Wechselstromspulen 38,40 teil hat, könnten die angrenzenden Spulen 38,40 eine schädliche Auswirkung auf den Zündspulenausgang haben, wenn nicht durch den großen Luftspalt 92 eine Begrenzung eingeführt sein würde. Beispielsweise reicht der Fluß durch den Südpol 22 (der obere Magnet 18 mit den Teilen in Position, wie in Fig. 1 dargestellt) durch die Kernschenkel 62 und 60 zurück zum Nordpol 20. Der Fluß durch den gleichen Südpol-22 reicht auch durch die Schenkel 62,64 zum Nordpol 20' des nächsten angrenzenden Magneten 18·. Daraus ist ersichtlich, daß der für die Spule 44 verfügbare Fluß von dem magnetischen Widerstand (Reluktanz) des magnetischen Weges durch den Schenkel 64 abhängt, der wiederum von der Belastung der Spule 40 abhängt. In ähnlicher Weise ist der für die Spule 44 verfügbare Fluß auch von dem magnetischen Widerstand des magnetischen Weges durch den Schenkel 56 abhängig, der \tfiederum von
609846/0352
2618876
der Belastung der Spule 40 abhängt. Wenn der gesamte verfügbare Fluß der Schenkel 58,62 durch den Schenkel 60 infolge der Belastung der Spulen 38,40 gezwungen werden würde hindurchzureichen, und wenn der Begrenzungs effekt des Luftspaltes 92 nicht vorhanden wäre, würde ein exzessiver Unterbrecherstrom entwickelt werden.
In der Praxis sind die Nord- und Südpole 20,22 durch Zonenbeaufschlagung in radial polarisierten Richtungen erzeugt worden, so daß der Nordpol radial nach innen an einem Ende des Magneten 18 (mit einem Südpol, der radial auswärts gerichtet ist), um den effektiven Nordpol 20 zu bilden. Der Südpol ist radial nach innen am anderen Umfangsende des Magneten zur Bildung des effektiven Südpols 22 gerichtet (wobei der Nordpol radial nach außen gerichtet ist). Daher ist es möglicherweise genauer, die Magnetanordnung als zwölfpolig anzusehen und nicht lediglich von sechs Magneten zu sprechen. Die Magnete 18 sind direkt mit dem Schwungradgehäuse 12 durch ein Epoxyharz verbunden, so daß die verschiedenen zuvor erwähnten Magnetflüsse sich durch das Gehäuse schließen. Um für eine hohe potentielle Energie zu sorgen, sind die Magnete aus keramischem Material mit einem hohen Energieprodukt hergestellt, beispielsweise 3,5 Megagauss-Oersted. Das keramische Material sollte auch eine hohe Koerzitivkraft aufweisen, beispielsweise 2400 Oersted. Es wird auch darauf hingewiesen, daß die potentielle Energie
ORiQiNAL INSPECTED
609846/0362
"" 19 " 2618876
der Magnete 18 eine Funktion des Energieprodukts und des . Volumens des Materials darstellt. Mit hochenergetischen, radial polarisierten Magneten kann eine einfache Magnetstruktur ohne Magnetschuhe wirtschaftlich verwendet werden, indem ein großer magnetischer Überhang verwendet wird. Das erforderliche Volumen des magnetischen Materials paßt leicht in den im Schwungrad verfügbaren Raum hinein. Es können im Querschnitt kleinere Kernschenkel verwendet werden. Die kleineren Kernschenkel wiederum ermöglichen die Anwendung von billigeren maschinell gewickelten Spulen. Alle diese Faktoren führen zu wesentlichen Kostenersparnissen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß bei der Erfindung die Güte und Größe der keramischen Magnete 18 im Hinblick auf kostenwirksame Erfordernisse des Wechselstromausgangs gewählt werden, und die Auswirkung der hohen Energie, die sonst bei der Spule 44 zu groß wäre, wird durch den im wesentlichen größeren Luftspalt 92 beim Schenkel 60 begrenzt. Dieser absichtlich im Wirkungsgrad schlechte magnetische Kreis ermöglicht die Verwendung einer genormten Magnetzündungsspule 44 für verschiedene unterschiedliche Statoren mit unterschiedlichen Anforderungen an den Wechselstromausgang. Darüber hinaus erleichtert die Erfindung die Anwendung des gleichen Schwungrades mit Magnetzündungen für unterschiedliche Ausgangserforder-
6098A6/03B?
nisse. Beispielsweise können die Magnete für ein Schwung-. rad im Hinblick auf genügende Energie für eine Magnetzündung mit hohen Energieerfordernissen ausgewählt werden. Das gleiche Schwungrad kann dann für eine Magnetzündung mit niedriger Energieanforderung verwendet werden, um einen niedrigeren Magnetzündungsausgang durch bloße Vergrößerung des Luftspaltes beim zentralen Schenkel des E-förmigen Kerns zu erzeugen. Daraus ist ersichtlich, daß die Erfindung bei Magnetzündungen ohne Wechselstromerzeuger und anderen magnetischen Schaltungen nützlich ist, um den Ausgangsstrom bei der Spule zu begrenzen und/oder um den Spulenausgang unempfindlich gegen Schwankungen des Luftspaltes zu machen.
Obwohl die Erfindung zur Anwendung für eine Unterbrechungszündung des in Fig. 2b gezeigten Typ beschrieben worden ist, ist sie potentiell auch für Kondensatorentladung-Zündung brauchbar, wobei eine Kondensatorladungsspule anstelle der Magnetzündungsspule 44 verwendet werden würde. Hier würde wiederum ein großer Luftspalt für die Ladungsspule entsprechend demLuftspalt 92 für die Magnetzündungsanwendung den Ausgang der Ladungsspule begrenzen, was wiederum dem Schutz der gesteuerten Siliciumgleichrichter und den anderen Bauteilen der Kondensatorentladungszündung bei höheren Geschwindigkeiten dienlich sein würde. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit sehr starken kera-
B09846/Q3 5 2
mischen Magneten beschrieben worden ist, ist sie ihrer Fähigkeit nach auch bei Alnico- oder anderen Magneten brauchbar, die mehr Energie liefern als erforderlich. Die keramischen Magnete werden eindeutig bevorzugt, weil das Verhältnis der Energie zu.den Kosten nicht direkt proportional zur Größe oder Gewicht ist. Bei Alnico-Magneten, die zur Zeit kommerziell verfügbar sind, nehmen die Kosten grob gesprochen proportional zur Größe oder dem Gewicht zu. In Umfangrichtung polarisierte Alnico-Magnete könnten in einer so einfachen Magnetstruktur, wie beschrieben, nicht verwendet werden, wie dies bei radial polarisierten keramischen Magneten der Fall ist.
809846/035 2

Claims (26)

  1. BLUMBACH . WESER · BERGEN · KRAMEFk R . fi ο 9 R ZVViRNER-HIRSCH ^ '
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
    Postadresse München: Pau.-itconsult 8 KiJn,-hen 60 Radeckestraße 45 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: P<i!t?nii:onsiilt 62 .V:9 bädon Sonnenberger Straße 43 Telelon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237
    TECUMSEH PRODUCTS COMPANY
    TECUMSEH (Mich.) 49286 USA
    Patentansprüche
    / 1. jElektrisches Generatorsystem zur Anwendung in dem Zündkreis eines Verbrennungsmotors,
    mit einem Rotor, der zum Antrieb durch den Motor eingerichtet ist,
    mit magnetischen Einrichtungen auf dem Rotor zum Aufbau eines magnetischen Feldes,
    mit einem Stator, der eine Mehrzahl von magnetischen Kernschenkel aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) und der Stator (30) so betriebsmäßig zueinander angeordnet und ausgebildet sind, daß das Magnetfeld zu jeweiligen ersten und zweiten Kernschenkel (56,58,60,62,64,66,68,70) über jeweilige erste und zweite Luftspalte (90,92) während der relativen Drehung des Rotors zu dem Stator gekoppelt wird., und daß eine Zünd-
    Mündien: Kramer · Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner
    609846/0352
    spule (44) auf dem ersten Schenkel (60) angeordnet ist und auf das Feld zur Erzeugung eines ersten elektrischen Ausgangs zur Zündung eines Funkens einer Zündkerze anspricht, und daß der erste Luftspalt (92) zwischen dem ersten Schenkel (60) und den magnetischen Einrichtungen (18) wesentlich größer ist als der zweite Luftspalt (90) zwischen den zweiten Kernschenkel (58,62) und den magnetischen Einrichtungen (18), so daß der Ausgang der ersten Spule (44) begrenzt wird.
  2. 2. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschenkel (54,56,58,60, 64,66,68,70) und die Luftspalte (90,92) radial angeordnet sind und daß die magnetische Einrichtung mindestens zwei radial polarisierte keramische Magnete (18) aufweist.
  3. 3. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (10) einen dritten Kernschenkel (62) mit einem dritten Luftspalt (90) zu der magnetischen Einrichtung (18) aufweist, daß der erste, zweite und dritte Kernschenkel (58,60,62) eineiim wesentlichen E-förmigen Kern bilden, wobei der erste Kernschenkel (60) zwischen dem zweiten und dritten Kernschenkel liegt, daß die Kernschenkel so angeordnet sind, daß ein erster magnetischer Flußweg von der magnetischen
    609846/0362
    Einrichtung über den zweiten Luftspalt (90), den zweiten Kernschenkel (58), den ersten Kernschenkel (60) und dem ersten Luftspalt (62) zu der magnetischen Einrichtung (18) gebildet wird und ein zweiter magnetischer Weg von der magnetischen Einrichtung durch den ersten Luftspalt (92), den ersten Schenkel (60), den dritten Schenkel (62) und den dritten Luftspalt (90) gebildet wird, und daß der erste Luftspalt (92) ebenfalls größer als der dritte Luftspalt (90) ist.
  4. 4. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündschaltung (82,84, 86) mit der ersten Spule (44) verbunden ist und daß die erste Spule und die magnetische Einrichtung (18) so angeordnet und ausgebildet sind, daß, wenn der erste Luftspalt (92) im wesentlichen gleich, zu dem zweiten Luftspalt (90) wäre, ein zu großer Ausgangsstrom dem ersten Zündkreis bei höheren Rotorgeschwindigkeiten zugeführt werden würde.
  5. 5. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftspalt (92) mindestens zweimal größer als der zweite Luftspalt (90) ist.
  6. 6. System nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftspalt (92) mindestens dreimal größer als der zweite Luftspalt (90) ist.
  7. 7. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftspalt (92) mindestens in der Größenordnung von 2,54 mm langer.als der zweite Luftspalt (90) ist.
  8. 8. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftspalt (92) in der Größenordnung von 3,302 mm und der zweite Luftspalt
    (90) in der Größenordnung von 0,762 mm sind.
  9. 9. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spule (38) auf einem zweiten Kernschenkel (56) zur Erzeugung des zweiten elektrischen Ausgangs in Abhängigkeit von dem magnetischen Feld angeordnet ist, daß die magnetische Einrichtung (18) im Hinblick auf eine vorbestimmte mögliche Energie angeordet und ausgebildet ist, welche gemäß den Ausgangsanforderungen an die zweite Spule (38) gewählt ist, wobei diese vorbestimmte Energie im Überschuß bezüglich der Ausgangsanforderungen der ersten Spule (44) bei höheren Rotorgeschwindigkeiten gewählt ist, wenn
    ß 0 9 8 4 6 / 0 3 δ 2
    der erste Luftspalt (92) in der Größenordnung des zweiten Luftspaltes (90) gewählt werden würde.
  10. 10. System nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kernschenkel (58) zwischen dem ersten und zweiten Kernschenkel (56, 60) angeordnet ist, so daß das Feld nacheinander einen dieser ersten und zweiten Kernschenkel und danach den dritten Kernschenkel, schließlich den anderen, ersten oder zweiten Kernschenkel übersteigt, daß der Stator eine magnetische Kerneinrichtung (50) aufweist, um einen ersten magnetischen Flußweg von der magnetischen Einrichtung (18) durch den ersten und dritten Kernschenkel zurück zur magnetischen Einrichtung zu bilden, und auch um einen zweiten magnetischen Flußweg von der magnetischen Einrichtung durch den zweiten und dritten Kernschenkel zu errichten, so daß der dritte Kernschenkel (58) dem ersten und zweiten Flußweg gemeinsam angehört.
  11. 11. System nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (18) so angeordnet und ausgebildet ist, daß ein erstes und zweites Magnetfeld errichtet wird, so daß der magnetische Fluß des ersten Magnetfeldes durch den ersten Flußweg läuft, während der magnetische Fluß des zweiten Feldes durch den zweiten Flußweg geht.
    609846/0352
  12. 12. System nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (18) mindestens drei Magnetpole mit abwechselnder magnetischer Polarität aufweist, so daß, wenn der erste Pol der ersten . magnetischen Polarität zum ersten Kernschenkel (56) fluchtet, ein zweiter Pol der gleichen magnetischen Polarität mit dem zweiten Kernschenkel (60) fluchtet und der dritte Pol entgegengesetzter magnetischer Polarität zu dem dritten Kernschenkel (58) ausgerichtet ist.
  13. 13. System nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschenkel radial ausgerichtet sind, daß die Luftspalte (90,92) radial angeordnet sind und daß die magnetische Einrichtung radial polarisierte keramische Magnete (18) einschließt, um die drei Magnetpole (20) zu bilden.
  14. 14. System nach. Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter und fünfter Kernschenkel (62,64) so angeordnet sind, daß das magnetische Feld nacheinander auf den fünften Kernschenkel (64), den vierten Kernschenkel (62), den ersten Kernschenkel (60), den dritten Kernschenkel (58) und den zweiten Kernschenkel (56) trifft, daß eine dritte Spule (40) auf dem fünften Kernschenkel (64) angeordnet ist, daß der vierte und fünfte Kernschenkel so angeordnet und ausgebildet sind,
    603846/036 2
    - 28 - ο g ι η ς ') R
    daß der vierte Kernschenkel (62) in einem dritten magnetischen Weg durch den ersten und vierten Kernschenkel und auch in einem vierten magnetischen Weg durch den vierten und fünften Kernschenkel liegt.
  15. 15. System nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (18) mindestens drei Magnetpole aufwechselnder magnetischer Polarität aufweist, so daß, wenn der erste Pol einer ersten magnetischen Polarität mit dem fünften Kernschenkel (64) fluchtet, ein zweiter Pol der gleichen Polarität zum ersten Kernschenkel (60) und der dritte Pol entgegengesetzter Polarität zum vierten Kernschenkel (62) fluchten.
  16. 16. System nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (18) einen vierten Magnetpol der entgegengesetzten Polarität und einen fünften Magnetpol der ersten Polarität aufweist, daß der vierte und fünfte Pol so angeordnet sind, daß, wenn der erste Pol mit dem fünften Kernschenkel (64) fluchtet, der fünfte Pol mit dem zweiten Kernschenkel (56) und der vierte Pol mit dem dritten Kernschenkel (58) fluchten.
    ORIGINAL INSPECTED £09846/0 3 52
    " 29 " 2 6 1 H H ν Β
  17. 17. System nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschenkel radial ausgerichtet sind, daß die Luftspalte ebenfalls radial liegen und daß die magnetischen Einrichtungen mindestens fünf radial polarisierte keramische Magnete einschließen.
  18. 18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Magnetzündung-Wechselstromerzeuger mit einem Statorkern (50) mit mindestens drei radialen Kernschenkel, deren benachbarte Endflächen gleichen Umfangsabstand aufweisen, mit einer Magnetzündungsspule (44). auf einem ersten Kernschenkel (60) zur Erzeugung eines ersten elektrischen Ausgangs für eine Unterbrecherzündschaltung, mit einer Wechselstromspule (38) auf dem dritten Kernschenkel (56) zur Erzeugung eines zweiten elektrishen Ausgangs für eine elektrische Schaltung außerhalb der Zündschaltung, wobei der zweite Kernschenkel (58) mittig zwischen dem ersten und zweiten Kernschenkel liegt, mit einem Rotor (16), der mindestens drei radial polarisierte keramische Magnete (18) aufweist, um einen ersten, zweiten und dritten Magnetpol von abwechseln!magnetischer Polarität zu bilden, wobei die Pole zum nacheinanderfolgenden Überstreichen der ersten, zweiten und dritten Kernschenkel ausgebildet und einen radialen Abstand zu diesen Kernschenkel gemäß ersten, zweiten und dritten radialen Luftspalten (90,92) aufweisen, wobei der erste Luftspalt
    ORIGINAL INSPECTED 609846/0362
    (92) des ersten Kernschenkels (60) mindestens zweimal so groß wie der zweite Luftspalt (90) bzw. wie der dritte Luftspalt (90) des dritten Schenkels (58) ist, und daß die Magnetpole einen Uinfangsabstand voneinander aufweisen, der im wesentlichen gleich dem Uinfangsabstand zwischen den Kernschenkelflächen ist, so daß der zweite Kernschenkel (58) dem ersten Flußweg für die Magnetzündungsspule (44) durch den ersten Kernschenkel (60) und einem zweiten Flußweg durch den dritten Kernschenkel (56) für die Wechselstromspule (38) angehört.
  19. 19. System nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und dritte Luftspalt (90) im wesentlichen einander gleich sind.
  20. 20. System nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftspalt (92) mindestens in der Größenordnung dreimal so groß als der zweite bzw. der dritte Luftspalt (90) ist.
  21. 21. Verwendung eines Magnet-Wechselstromerzeugers in einem Unterbrecher-Zündungssystem eines Verbrennungsmotors, in dem eine Magnetzündungsspule verwendet wird, die auch für Nichtwechselstrom-Magnetzündungen brauchbar ist, welche eine vorbestimmte magnetische Energieanforderung für die Magnetzündungsspule haben, wobei .der Magnet-
    809846/0352
    Wechselstromerzeuger von der Art mit einem Rotor und einem Stator ist, der Rotor eine Mehrzahl von radial polarisierten Magneten aufweist, der Stator radiale Kernschenkel und radiale Luftspalte zu den Magneten besitzt, die Magnetzündungsspule auf dem ersten Magnetkernschenkel angeordnet ist, eine Wechselspannungsspule auf einem zweiten Kernschenkel liegt und ein dritter Kernschenkel im wesentlichen zwischen diesen beiden Schenkel angeordnet ist, so daß ein .erster magnetischer Weg für die Magnetzündungsspule durch einen ersten Luftspalt bei dem ersten Schenkel, diesem ersten Schenkel, dem dritten Schenkel und einem dritten Luftspalt bei dem dritten Schenkel gebildet wird und ein zweiter magnetischer Weg für die Wechselspannungsspule durch einen zweiten Luftspalt bei dem zweiten Schenkel, diesem zweiten Schenkel, dem dritten Schenkel und einem dritten Luftspalt gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Magnete eine hohe magnetische Energie bereitgestellt wird, welche wesentlich größer ist als die für die Magnetspule erforderliche vorbestimmte Energie, und ausreicht, an den Wechselspannungsspulen eine vorbestimmte Wechselspannung abzugeben und gleichzeitig den Strom in der Magnetzündungsspule dadurch zu begrenzen, daß der erste Luftspalt wesentlich größer als mindestens einer der zweiten und dritten Luftspalte ist.
    H0984B/0352
    261B826
  22. 22. Verwendung eines Magnetkreises entweder in einem ersten Spannungserzeugungssystem mit einer ersten Energieanforderung zur Erzeugung eines ersten Ausgangs oder in einem zweiten Spannungserzeugungssystem mit einer zweiten erforderlichen Energie zur Erzeugung eines zweiten Ausgangs, wobei die erste Energieanforderung höher als die zweite Energieanforderung ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle magnetischen Flusses mit einer hohen magnetischen Energie und ein entsprechender erster Luftspalt in dem Magnetkreis zur Befriedigung des hohen Energiebedarfs des ersten Spannungserzeugungssystems gewählt wird, so daß der magnetische Kreis in dem ersten Spannungserzeugungssystem zur Lieferung des ersten Ausgangs verwendet werden kann, und daß der magnetische Kreis mit der gleichen Quelle des magnetischen Flusses in dem zweiten Spannungserzeugungssystem mit einem zweiten vorbestimmten Luftspalt verwendet wird, der größer als der erste vorbestimmte Luftspalt ist, um erstens die zweite Energieanforderung zu befriedigen und den zweiten Ausgang zu erzeugen.
  23. 23. Verwendung nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spannungserzeugungssystem ein V/echselstromerzeuger einschließlich eines Rotors und Stators ist, daß die Quelle des magnetischen Flusses keramische Magnete einschließt und daß das zweite
    ORIGINAL iNSPECTED H09846/03&2
    Spannungserzeugungssystem eine Magnetzündung mit dem gleichen Rotor aufweist, daß der erste und zweite Luftspalt mindestens teilweise zwischen dem Rotor und dem Stator bestimmt ist und daß die magnetische potentielle Energie, verfügbar von den keramischen Magneten, zur Befriedigung der Energieanforderung des Wechselstromerzeugers ausgewählt ist, daß die erste magnetische Energie der keramischen Magnete im wesentlichen größer ist als für die Magnetzündung erforderlich und daß der zweite Magnetspalt zur Verringerung der magnetisiien Energie in einer Spule der Magnetzündung auf einen niedrigeren Pegel ausgewählt wird, der gerade ausreicht, die Energieanforderung der Magnetzündung zu befriedigen, um so den zweiten Ausgang zu liefern.
  24. 24. Verwendung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftspalt so gewählt ist, daß das Verhältnis der zweiten Energieanforderung zur verfügbaren Energie weniger als 50 % beträgt.
  25. 25. Verwendung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftspalt gewählt wird, daß das Verhältnis der zweiten Energie anforderung weniger als 30 % beträgt.
    H09846/038/
  26. 26. Verwendung eines Zündsystems in einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Spule, mit einem Magnetflußkreis einschließlich eines Kerns, einem Luftspalt und Magneten mit einer vorbestimmten verfügbaren magnetischen potentiellen Energie, wobei mindestens ein Teil des Magnetflußkreises drehbar relativ zum übrigen Teil ist und der Luftspalt mindestens teilweise durch die zueinander drehbaren Teile gebildet wird, wobei die Spule auf dem Kern sitzt und eine vorbestimmte Energieanforderung zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangs auf v/eist, mit einer Zündkerze, mit Schaltungseinrichtungen, die betriebsmäßig die. Spule mit der Zündkerze koppeln, um bei der Zündkerze einen Funken zu erzeugen, wobei der Luftspalt genügend groß ist, daß das Verhältnis der vorbestimmten Energieanforderung zur verfügbaren magnetischen Energie weniger als 50 % beträgt.
    27· Verwendung nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis weniger als 30 % beträgt.
    609846/0352
    Leerseite
DE19762618826 1975-04-30 1976-04-29 Magnetzuendung-wechselstromerzeuger mit beschraenkung der magnetzuendungsenergie Pending DE2618826A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/573,101 US4061121A (en) 1975-04-30 1975-04-30 Magneto-alternator with magneto energy limiting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2618826A1 true DE2618826A1 (de) 1976-11-11

Family

ID=24290664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762618826 Pending DE2618826A1 (de) 1975-04-30 1976-04-29 Magnetzuendung-wechselstromerzeuger mit beschraenkung der magnetzuendungsenergie

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4061121A (de)
JP (1) JPS51133715A (de)
AU (1) AU498318B2 (de)
CA (1) CA1070373A (de)
DE (1) DE2618826A1 (de)
FR (1) FR2309733A1 (de)
GB (1) GB1535945A (de)
IT (1) IT1057386B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5265217U (de) * 1975-11-10 1977-05-14
JPS5451312U (de) * 1977-09-17 1979-04-09
US4358727A (en) * 1980-09-25 1982-11-09 Tecumseh Products Company Economical flywheel alternator for trickle charging a small lawnmower battery
US4383214A (en) * 1980-09-25 1983-05-10 Tecumseh Products Company Magneto battery trickle charger
US4418677A (en) * 1981-11-03 1983-12-06 Brunswick Corporation Alternator for ignition system and auxiliary power
US4636671A (en) * 1983-12-23 1987-01-13 Nippondenso Co., Ltd. Magneto generator for internal combustion engine
GB8508803D0 (en) * 1985-04-04 1985-05-09 Fairey Hydraulics Fluid valves
US5262693A (en) * 1992-06-10 1993-11-16 Ford Motor Company Electrical generator having counter rotational fields
SE9302769D0 (sv) * 1993-08-27 1993-08-27 Electrolux Ab Motorstyrning
FR2726605B1 (fr) * 1994-11-07 1997-01-10 Irvoas Yves Francois Marie Generateur d'impulsion relie a un conformateur pour un systeme d'allumage a avance variable d'un moteur a combustion interne
IT1279098B1 (it) * 1995-01-10 1997-12-04 Bitron Spa Perfezionamenti a motori di tipo brushless, in particolare per il pilotaggio diretto del cestello delle lavatrici
US5829422A (en) * 1997-07-16 1998-11-03 Mallory, Inc. Lightweight, high-power magneto system
JP2013165589A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Denso Trim Kk 磁石式発電機
US11637506B2 (en) * 2018-01-10 2023-04-25 Polaris Industries Inc. Low loss shunt regulator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2583466A (en) * 1950-06-10 1952-01-22 Wico Electric Co Flywheel magneto
FR1133771A (fr) * 1955-10-27 1957-04-02 Safi Volant magnétique
FR1139375A (fr) * 1955-10-28 1957-06-28 Safi Génératrice à aimants permanents
US3106655A (en) * 1959-03-12 1963-10-08 Syncro Corp Ignition coil construction
FR1252920A (fr) * 1960-03-11 1961-02-03 Syncro Corp Structure de bobines d'allumage
US3114851A (en) * 1961-10-11 1963-12-17 Briggs & Stratton Corp Inductance device, particularly for internal combustion engine ignition
FR1340636A (fr) * 1962-12-06 1963-10-18 Bosch Gmbh Robert Volant magnétique pour magnéto d'allumage et d'éclairage
FR1591929A (de) * 1967-11-17 1970-05-04
GB1276837A (en) * 1968-07-13 1972-06-07 Gen Motors Ltd Electric motor speed control systems
US3527266A (en) * 1969-04-28 1970-09-08 Briggs & Stratton Corp Magneto ignition system,particularly for small engines
US3663850A (en) * 1970-08-03 1972-05-16 Phelon Co Inc Field means for a dynamoelectric machine, magnet preassembly for use therein
US3631277A (en) * 1970-12-15 1971-12-28 Ford Motor Co Stator for a permanent magnet dynamoelectric machine including novel magnet retaining means
US3741185A (en) * 1971-07-06 1973-06-26 Eltra Corp Capacitor discharge ignition system
US3821571A (en) * 1972-04-17 1974-06-28 Mitsubishi Electric Corp Flywheel magneto
US3980913A (en) * 1975-03-20 1976-09-14 The Bendix Corporation Magnetic speed sensor

Also Published As

Publication number Publication date
GB1535945A (en) 1978-12-13
IT1057386B (it) 1982-03-10
FR2309733B1 (de) 1982-04-02
FR2309733A1 (fr) 1976-11-26
JPS51133715A (en) 1976-11-19
CA1070373A (en) 1980-01-22
AU1128976A (en) 1977-09-01
US4061121A (en) 1977-12-06
AU498318B2 (en) 1979-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2515133C3 (de) Reluktanzmaschinenanordnung
DE1639118C3 (de) Zündsystem für Verbrennungsmotoren
EP1380094B1 (de) Elektromotor, insbesondere elektronisch kommutierter gleichstrommotor
DE1937827C3 (de) Zündanlage für Brennkraftmaschinen
DE2618826A1 (de) Magnetzuendung-wechselstromerzeuger mit beschraenkung der magnetzuendungsenergie
DE2817938A1 (de) Unterbrecherfreie magnetzuendeinrichtung
DE2263244A1 (de) Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
DE2059346A1 (de) Zuendsystem fuer funkengezuendete Brennkraftmaschinen
DE3028275C2 (de) Unterbrecherfreies Magnetzündsystem für Verbrennungsmotoren
DE2433155A1 (de) Zuendsystem fuer einen motor mit wenigstens zwei zylindern
DE2231590A1 (de) Permanentmagnet-generator
DE2920486C2 (de) Zündanlage für Brennkraftmaschinen
DE2935248A1 (de) Elektrisches drehgeneratorsystem mit selbstaufbauender eigenschaft
DE1438291A1 (de) Rotierende elektrische Maschine
DE2707252A1 (de) Einphasenschrittmotor
EP0501521B1 (de) Bürstenloser Gleichstrommotor für niedrige Drehzahlen
DE2133668A1 (de) Wechselstromgenerator
DE19856526A1 (de) Elektrischer Generator vorzugsweise für die Verwendung als Lichtmaschine im Kraftfahrzeug
DE1920160A1 (de) Elektrisches System fuer einen Motor
DE2941410A1 (de) Polschuh-magnet-baugruppe fuer magnetomotorische vorrichtung
DE2027576C2 (de) Zündsystem für eine Brennkraftmaschine
DE3881694T2 (de) Kleine Maschine für Handwerkzeuge.
DE2436095A1 (de) Zuendsystem mit kondensatorentladung
DE902806C (de) Doppel-Zuendeinrichtung, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen
DE602021C (de) Zuendspule fuer Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee