DE2846425A1

DE2846425A1 - Vorrichtung fuer die erzeugung und verteilung des zuendstroms fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2846425A1
Application number: DE19782846425
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Jean Henri Poirier
Original assignee: Pour L'equipement De Vehicules Sa Ste; Sev Marchal
Current assignee: Equipements Automobiles Marchal SA
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-05-17
Also published as: FR2407362A1; GB2006874A; JPS5471238A; FR2407362B1; US4233949A; DE2846425C2; JPS6211181B2; GB2006874B

Description

Üblicherweise besitzen die Motoren mit inneren Verbrennung, wie zum Beispiel diejenigen von Automobilen, für jeden Zylinder mindestens eine Zündkerze, die für jeden Zündzeitpunkt aus einer Sekundärspule einen hochgespannten Strom zur Verfügung stellt. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art verwendet man eine einzige Zündspule für die Versorgung von allen Zündkerzen des Verbrennungsmotors, so daß es erforderlich ist, einen Verteiler zu benutzen, der den hochgespannten Strom von
der Sekundärspule erhält und ihn nacheinander auf jede Zündkerze verteilt. Diese Funktionsweise wird in klassischer Weise durch einen Unterbrecherfinger bewerkstelligt, der durch die Drehbewegung der Welle der
Zündanlage angetrieben wird. Diese Welle wird andererseits von dem Motor angetrieben und bewirkt, dass der
Unterbrecherfinger gegenüber den Kontaktstellen c jr
Zündkerzen bewegt wird, wobei diese Zündstellen von
einer Haube aus einem Isoliermaterial getragen werden, die den oberen Teil der mit dem Motor verbundenen Zündeinrichtung bedeckt.

Um die Zündung zu verbessern, ist man darauf angewiesen, die an die Zündkerze angelegte Spannung zu erhöhen. Um Fehlleitungen des hochgespannten Stroms im Inneren der Haube, die die Kontaktstellen für die Kerzen besitzt,
zu vermeiden, ist man infolgedessen gezwungen, Vertreiberhauben von grosser Dimension vorzusehen. Diese Forderung stellt einen nicht vernachlässigbaren Nachteil
dar, wenn man berücksichtigt, dass die Haube des Verteilers dadurch noch störender und schwerer montierbar wird. Man hat deshalb schon vorgeschlagen, die vorste-

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hend geschilderte mechanische Verteilung des Zündstroms durch eine Vorrichtung zu ersetzen, bei der jeder Zündkerze eine Sekundärspule zugeordnet ist, deren Primärspule in Reihe mit einem Transistor geschaltet ist, der die Aufgabe eines Unterbrechers hat. Eine derartige Vorrichtung ist aber zu kostspielig, um in der Praxis Verwendung zu finden.

In der französischen Patentanmeldung Nr. 77-17876 vom 10. Juni 1977 hat man eine Verteilervorrichtung vorgeschlagen, die ρ Zündkerzen besitzt, die η Zündspulen zugeordnet sind, wobei ρ und η ganze Zahlen sind und ρ grosser oder gleich η ist und wobei jede Zündspule eine Induktionsspule und eine Sekundär spule hat und wobei mindestens eine Sekundärspule einer Zündspule mit jeder Zündkerze dieser Vorrichtung verbunden ist. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Zündkerze mit einem Spulenunterbrecher, der parallel an ihren Anschlüssen (a ses bornes) montiert ist, wobei die Steuerung der verschiedenen Spulenunterbrecher nacheinander im Verlauf der Zeit in periodischer Weise durch eine konstante Drehgeschwindigkeit des Motors erfolgt und ein einziger Unterbrecher in Reihe mit der Gesamtheit der primären Zündspulen geschaltet ist, verbunden ist. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht die Verwendung von vielen Unterbrechern und ist infolgedessen von praktischem Interesse. Die Vorrichtung verlangt aber, dass die Anzahl der Zündspulen zwischen ρ und p/2 liegt, wobei die Sekundärwicklung einer Spule die Zündung von einer oder zwei Kerzen bewirkt· Ausserdem sind die Zündspulen dieser Vorrichtung unabhängig und haben infolgedessen von-

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einander unabhängige Magnetkreise. Diese Vielzahl der

unabhängigen Spulen begrenzt die Erniedrigung der Kosten,

die durch die Senkung der Anzahl der Unterbrecher erreicht wird.

Aufgabe dieser Erfindung ist deshalb eine verbesserte Vorrichtung für die Erzeugung und Verteilung von elektrischem Zündstrom für Verbrennungsmotoren, die einfach und nicht aufwendig sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Erzeugung und Verteilung von elektrischem Strom von hoher Spannung für die Zündung von ρ Zündkerzen eines Motors mit innerer Verbrennung, insbesondere für Automobile, die q, primäre Induktionsspulen besitzt, welche q~ sekundären Induktionsspulen zugeordnet sind und über mindestens einen Unterbrecher mit Strom versorgt werden, wobei jede sekundäre Spule mindestens eine Zündkerze mit Strom von hoher Spannung versorgt, wobei q,, q„ und ρ ganze Zahlen sind, q, grosser oder gleich 1 ist, q₂ grosser oder gleich q.. ist und ρ grosser oder gleich q„ ist, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zwischen den primären Spulen und den sekundären Spulen durch einen einzigen magnetischen Kreis verwirklicht wird, der mindestens zwei mögliche Flusswege einschliesst, wobei für jeden Flussweg mindestens eine primäre Spule, mindestens eine sekundäre Spule und mindestens eine Einrichtung, die in der Lage ist, den Fluss auf diesem Flussweg zu begrenzen, oder zu verhindern, vorhanden sind.

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Dadurch, dass bei der Vorrichtung nach der Erfindung ein einziger Magnetkreis vorhanden ist, auf dem die Primärspulen und die Sekundärspulen für die Erzeugung und die Verteilung des hochgespannten elektrischen Stroms für die Zündkerzen angeordnet sind, tritt eine erhebliche Einsparung an magnetischem Material ein. Ferner wird durch die Verwendung eines einzigen magnetischen Kreises anstelle von mehreren unabhängigen Zündspulen eine erhebliche Einsparung erreicht.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Einrichtung zur Begrenzung oder Verhinderung des Kraftflusses auf einem Flussweg durch eine Anzahl von verschiedenen Zwischenräumen (entrefers) für die verschiedenen Flusswege verwirklicht, wobei q, grosser oder gleich 2 ist.

Bei einer zweiten Ausbildungsform der Erfindung wird die Einrichtung zur Begrenzung oder Verhinderung des Kraftflusses auf einem Flussweg durch q~ Hilfsspulen bewerkstelligt, wobei q~ eine ganze Zahl ist und grosser oder gleich q„ ist und wobei jede Sekundärspule mit mindestens einer Hilfsspule verbunden ist und jede Hilfsspule über einen Unterbrecher geöffnet werden kann.

Bei der ersten Ausführungsform kann man unabhängig von der Art der Wicklung der Primär spule der Vorrichtung vorsehen, dass der Magnetkreis q, Flusswege besitzt, von denen einer m Zwischenräume hat und von

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denen die anderen 2m Zwischenräume besitzen, wobei m eine ganze Zahl ist. Der Magnetkreis kann von q.. Rahmen mit einer gemeinsamen Seite gebildet werden, wobei ein Zwischenraum zwischen der genannten gemeinsamen Seite und der benachbarten Seite von jedem Rahmen angeordnet ist. Nach einer ersten Variante kann man vorsehen, dass die primären Wicklungen parallel zwischen einem der Pole der Versorgungsquelle und einem zugeordneten Unterbrecher geschaltet sind, wobei die Unterbrecher q, der Reihe nach betätigt werden. Nach einer zweiten Variante ist jede Primärwicklung mit einem Spulenunterbrecher, der an ihren Klemmen beziehungsweise Enden (entre ses boraes) montiert ist, verbunden, wobei die Steuerung der verschiedenen Spulenunterbrecher nacheinander im Verlauf der Zeit in periodischer Weise durch eine konstante Drehgeschwindigkeit des Motors erfolgt und der einzige Unterbrecher für die Kraftzuführung in Reihe mit der Gesamtheit der Primärspulen geschaltet ist.

Bei der zweiten Ausbildungsform der Erfindung kann man mit Vorteil vorsehen, dass der Magnetkreis aus q« Rahmen besteht, die eine gemeinsame Seite besitzen. Jeder Rahmen kann an den anderen Seiten als der gemeinsamen Seite eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung und eine Hilfswicklung haben. Nach einer ersten Variante sind die Primärwicklungen parallel zwischen einem Pol der Versorgungsquelle und einem Unterbrecher für die Kraftzufuhr geschaltet, wobei die q. Unterbrecher der Reihe nach betätigt werden.

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Nach einer zweiten Variante ist jede Primärwicklung mit einem Spulenunterbrecher_f der zwischen seinen Grenzen angeordnet ist, verbunden;, wobei die Steuerung der verschiedenen Spulenunterbrecher' nacheinander im Verlauf der Zeit in periodischer Weise durch die konstante Drehgeschwindigkeit des Motors erfolgt. Ein einziger Unterbrecher für die Kraftzufuhr ist in Reihe mit der Gesamtheit der Primärwicklungen geschaltet. Man kann auch nur eine einzige Primärwicklung vorsehen, die auf der gemeinsamen Seite der q„ Rahmen angeordnet ist, wobei jeder Rahmen ausserdem an seinen anderen Seiten eine Sekundärwicklung und eine Hilfswicklung besitzt und jede Hilfswicklung einen Unterbrecher an ihren Enden hat. Bei einer Ausführungsform kann die Primärwicklung mit einem Pol der Versorgungsquelle über den Unterbrecher für die Kraftzufuhr verbunden sein, der mit dem anderen Pol in direkter Verbindung steht. Bei einer anderen Ausbildungsform kann die Primärwicklung mit einem der Pole der Versorgungsquelle über den Unterbrecher für die Kraftzufuhr, der ihr zugeordnet ist, verbunden sein und das andere Ende kann mit einem gemeinsamen Punkt q« der Hilfswicklungen in Verbindung stehen, wobei das andere Ende jeder Hilfswicklung, das nicht mit dem gemeinsamen Punkt verbunden ist, mit einem Unterbrecher in Verbindung steht, der seinerseits an den anderen Pol der Versorgungsquelle angeschlossen ist. Man kann diese beiden Ausbildungsformen auch untereinander kombinieren.

Vorteilhafterweise sind bei der Erfindung die Unterbrecher der Hilfsspulen oder Hilfswicklungen Thyristoren,

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deren Auslöseeinrichtungen durch eine Steuervorrichtung gesteuert werden. Jede Sekundärwicklung kann in bekannter Weise eine Zündkerze versorgen oder bei einem Viertaktmotor kann jede Sekundärspule zwei sich entsprechende Zylinder versorgen, die sich in einem entgegengesetzten Takt des Zyklus befinden. Der Unterbrecher für den Kraftfluss, der mit der Primärwicklung in Verbindung steht, ist bevorzugt ein Unterbrecher der Bauweise "Darlington¹¹ mit Transistoren, die von einer Steuervorrichtung gesteuert werden.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen folgendes:

Figuren 1 bis 4

zeigen schematisch vier Vorrichtungen nach der Erfindung; Figur 5

zeigt eine weitere Vorrichtung nach der Erfindung mit mehr Einzelheiten;

Figur 6

zeigt die Ströme und Signale an verschiedenen Stellen des Schemas von Figur 5 und

Figur 7

zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung des gleichen Typs wie in Figur 5, die aber eine Verteilung auf mehr Zündstellen gestattet. 909820/0599

Unter Bezugnahme auf die Figur 1 besitzt eine Vorrichtung nach der Erfindung einen einzigen magnetischen Kreis, der durch die Zusammenfügung eines T - formigen Teils 1 und von zwei Winkelteilen 2 entsteht. Dieser Kreis besitzt vier Zwischenräume 3, 4, 5 und 6 und hat die Form eines Rechteckes, das in seiner Mitte durch den zentralen Teil des T₁ - förmigen Teils unterteilt wird. Auf jedem der seitlichen Teile des T - förmigen Teils befindet sich eine Primärspule 7 und 8. Eines der Enden der Spulen 7 und 8 ist mit dem positiven Pol einer Stromquelle verbunden und das andere Ende mit einem Unterbrecher 9, Bei den Unterbrechern handelt es sich um bekannte Transistoreinrichtungen, die im Handel zum Beispiel unter der Bezeichnung "Darlington" erhältlich sind. Die Unterbrecher 9 und 10 unterbrechen den elektrischen Strom für die Primärspulen 7 und 8. Auf jedem der Winkelteile 2 ist eine Sekundärspule 11, 12 aufgewickelt. Die beiden Enden von jeder Sekundärspule 11 und 12 sind mit einer Elektrode einer Zündkerze verbunden, wobei die andere Elektrode die Erde ist. Diese Vorrichtung gestattet infolgedessen die Verteilung der hohen Spannung auf vier Zündkerzen.

Die Unterbrecher 9 und 10 werden wechselweise durch eine beliebige bekannte Steuereinrichtung geöffnet und geschlossen. Wenn der Unterbrecher 9 geschlossen ist, fliesst Strom durch die Primärspule 7 und im Zeitpunkt der Öffnung des Unterbrechers 9 tritt eine plötzliche Änderung des Stroms ein, die eine plötzliche Änderung des Induktionsstroms (flux magnetique) in dem Induktionskreis (circuit magnetique) 1, 2 zur Folge hat.

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Der Indukt ions strom kann sich auf zwei verschiedenen Wegen oder in zwei verschiedenen Richtungen bewegen: Auf dem ersten Weg überquert er den Zwischenraum 3, folgt dem Winkelteil 2, überquert den Zwischenraum und schliesst sich über den Querteil des T - förmigen Teils 1. Beim zweiten Weg wird der Zwischenraum 3, das Winkelteil 2, die Zwischenräume 4 und 5, das zweite Winkelteil 2 und der Zwischenraum 6 überquert und der Kreis schliesst sich durch den Querteil des T - förmigen Teils 1. Man erkennt infolgedessen, dass sich in dem ersten Fliessweg nur die beiden Zwischenräume 3 und 4 befinden, wogegen bei dem zweiten Fliessweg die vier Zwischenräume 3, 4, 5 und 6 überquert werden. Es ergibt sich daraus, dass durch die Vervielfältigung der Zwischenräume bei dem zweiten Fliessweg eine wesentliche Verkleinerung des auf dem zweiten Wege fliessenden Stroms im Vergleich zu dem ersten Strom eintritt. Die Induktionsspannung in der Sekundärspule 11 ist deshalb sehr hoch, wogegen die Induktionsspannung in der Sekundärspule 12 schwach ist. Es wird infolgedessen ein Funke bei den Kerzen auftreten, die an die Sekundärspule 11 angeschlossen sind, wogegen kein Funke an den Kerzen auftreten wird, die mit der Sekundärspule 12 verbunden sind.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art ermöglicht diese erste Ausführungsform der Erfindung eine Erniedrigung des Gewichts des erforderlichen magnetischen Materials für die Magnetkreise, was mit einer wesentlichen Verbesserung der Wirtschaftlich-

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keit verbunden ist. Bei dieser Vorrichtung werden aber zwei Stromunterbrecher benutzt, so dass man sich einer Ausbildungsform der Erfindung gemäss Figur 2 bedienen kann, um auch eine Erniedrigung der Anzahl der Stromunterbrecher zu erreichen.

Figur 2 zeigt infolgedessen eine andere Ausbildungsform der Erfindung. Der Induktions- beziehungsweise Magnetkreis stimmt bei dieser Ausbildungsform überein mit derjenigen der Vorrichtung nach Figur 1. Er enthält ein T - förmiges Teil 101 und zwei Winkelteile 102, die unter Bildung von vier Zwischenräumen 103, 104, 105 und 106 angeordnet sind· Die Primärspulen 107 und 108 und die Sekundärspulen 111 und 112 sind genauso angeordnet wie in Figur 1. Die Sekundärspulen 111 und 112 versorgen vier Zündkerzen, wie bei der Vorrichtung von Figur 1. Zwischen den Grenzen jeder Primärspule und 108 hat man die Unterbrecher 113 beziehungsweise 114 angeordnet, die geöffnet oder geschlossen sein können. Die beiden Primärspulen sind in Reihe mit einem Stromunterbrecher 110 geschaltet, wobei der Unterbrecher auch in diesem Fall ein bekannter Transistorunterbrecher, zum Beispiel des Typs "Darlington", sein kann. Die Unterbrecher der Spulen 113 und 114 können vom Thyristoren gebildet werden. Diese Art der Versorgung der Primärspulen 107 und 108 ist in grösseren Einzelheiten für eine andere Vorrichtung in der französischen Patentanmeldung 77-17876 offenbart. Auf den Inhalt dieser Anmeldung wird hier Bezug genommen.

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Der Stromunterbrecher 110 schliesst sich, um die Aufladung der Primärspule zu bewirken und öffnet sich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch eine bekannte Steuereinrichtung für die Zündung. Im Zeitpunkt der öffnung des Unterbrechers 110 ist einer der Unterbrecher 113 oder 114 offen und der andere geschlossen. In dem an die Zündung sich anschiiessenden Zyklus ist derjenige der Unterbrecher 113 oder 114, der im Moment der Zündung offen war, geschlossen, und umgekehrt. Wenn man annimmt, dass im Moment der Zündung der Unterbrecher 113 geschlossen war, befindet sich die Primärspule im Kurzschluss und der Primärstrom fliesst infolgedessen nur durch die Primärspule 108. Wenn man die Unterschiede in der Anzahl der Zwischenräume, die zwischen den beiden möglichen Flusswegen existieren, berücksichtigt, wie dies bei der Vorrichtung nach Figur 1 erläutert worden ist, ist die in der Sekundärspule 112 angeregte Induktionsspannung viel grosser als die Induktionsspannung in der Sekundärspule Hl₉ so dass infolgedessen die Zündung nur durch die Zündkerzen erfolgt, die mit der Sekundärspule 112 verbunden sind.

Es ergibt sich somit, dass diese Vorrichtung nur mit einem Stromunterbrecher arbeitet, worin ein weiterer Vorteil gegenüber der Vorrichtung nach Figur 1 zu sehen ist. Im übrigen ist es möglich, die Magnetkreise der Vorrichtungen nach den Figuren 1 und 2 auch in anderer Weise auszubilden, zum Beispiel durch symmetrische Anordnungen von zwei C - förmigen Elementen auf jeder Seite eines geraden Stabes, der anstelle des

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zentralen Arms des T - förmigen Teils 101 tritt. Dadurch können in gleicher Weise zwei oder vier Zwischenräume für die beiden möglichen Flusswege geschaffen werden·

Die Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Bei dieser Vorrichtung verwendet man einen Magnetkreis 200, der genau die Form desjenigen der Vorrichtungen 1 und 2 besitzt, aber aus einem einzigen Teil besteht, das heisst, dass keine Zwischenräume vorhanden sind, die den Fluss begrenzen. Der Magnetkreis besteht infolgedessen, aus einem rechteckigen Doppelrahmen, der durch einen zentralen Balken 201 unterteilt ist. Auf jedem der beiden verbundenen Balken, die den Magnetkreis darstellen, sind eine Primärspule 207 - 208, eine Sekundärspule 211 - 212 und eine Hilfsspule 213 - 214 angeordnet. Einer der Rahmen trägt die Elemente 207 - 211 - 213 und der andere Rahmen die Elemente 208 - 212 - 214. Die Sekundärspulen 211 212 sind mit vier Zündkerzen in gleicher Weise wie die Sekundärspulen 11 und 12 der Vorrichtung nach Figur 1 verbunden. An den Enden der Hilf sspulen 213 214 sind jeweils Spulenunterbrecher 215 - 216 angeordnet, die vorteilhafterweise aus Thyristoren bestehen. Einer der Unterbrecher 215 - 216 ist geschlossen, wenn der andere Unterbrecher geöffnet ist und der Zustand der Unterbrecher ändert sich bei zwei aufeinanderfolgenden Zündungen. Die Anordnung und der Anschluss der Primärspulen 207 und 208 stimmen mit denjenigen der Primärspulen 7 und 8 der Vorrichtung nach Figur 1 überein. Es werden infolgedessen zwei Stromunterbrecher 209 und 210 verwendet.

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Wenn der Unterbrecher 210 geschlossen ist, ergibt sich, dass der Unterbrecher 215 ebenfalls geschlossen ist. Dabei fliesst der Primärstrom durch die Primärspule 208. Wenn der Unterbrecher 210 geöffnet wird, geht die plötzliche Änderung des Magnetflusses ohne Schwierigkeit durch den Rahmen, auf dem sich die Sekundärspule 212 und die Hilfsspule 214, die geöffnet ist, befinden. Andererseits geht die plötzliche Änderung des Flusses sehr schwer durch den Rahmen, auf dem sich die Sekundärspule 211 und die Hilfsspule 213 befinden, da die Hilfsspule 213 kurzgeschlossen ist und sich dem Durchgang eines durch die Primärspule 208 erzeugten Stromes widersetzt, indem sie einen Fluss in entgegengesetzter Richtung erzeugt. Es ist infolgedessen zu erkennen, dass durch die Gegenwart der Hilfsspule 213 eine beachtliche Begrenzung des Flusses möglich ist, der über den Weg fliesst, der durch den Rahmen gebildet wird, der mit der Hilfsspule 213 verbunden ist, wogegen es keinerlei Begrenzung für den Fluss auf dem entsprechenden symmetrischen Rahmen gibt. Die alternierende Schliessung der Unterbrecher 215 - 216 ermöglicht es, dass der einen oder anderen Sekundärspulen 211 und 212 der Hauptteil des im Magnetkreis durch die Primärspule erzeugten Stromes zugeleitet wird.

In dem besonderen Fall, der jetzt beschrieben werden wird, ist es ausreichend, eine einzige Primärspule vorzusehen, und diese Variante ist in der Figur 5 behandelt, auf die später eingegangen werden wird. Es

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ist hier ausreichend zu bemerken, dass der Magnetkreis der Figur 3 in gleicher Weise verwirklicht werden kann wie bei den Vorrichtungen nach den Figuren 1 und 2, indem man den Stromfluss begrenzende Zwischenräume in den beiden symmetrischen magnetischen Rahmen gegenüber dem zentralen Balken 201 vorsieht. In einem derartigen Fall ist es notwendig, zwei Primärspulen 207 und 208 vorzusehen und die Gegenwart der Zwischenräume ermöglicht die gleichzeitige Verwendung der Bremseinrichtung durch die Zwischenräume wie bei den Vorrichtungen nach den Figuren 1 und 2 und der Bremseinrichtung durch die Hilfsspulen, wie dies später noch genauer beschrieben werden wird.

Es ist auch möglich, Primärspulen 207 und 208 und ihre entsprechenden Unterbrecher in Reihe mit entsprechenden Hilfsspulen zu verwenden, wobei die Anordnung parallel mit der Versorgung geschaltet ist. Diese Ausbildungsform funktioniert wie die Vorrichtung von der anschliessend beschriebenen Figur 4.

Die Figur 4 zeigt eine Variante der Ausbildungsform der Erfindung nach Figur 3. Bei dieser Variante ist der Magnetkreis identisch mit demjenigen der Vorrichtung von Figur 3. Er besteht infolgedessen aus zwei zu einem einzigen Stück zusammengefassten Rahmen, die symmetrisch gegenüber dem zentralen Balken 301 angeordnet sind. Auf dem zentralen Balken 301 ist eine einzige Primärspule 307 aufgewickelt. Eines der Enden der Spule 307 ist mit einem Stromunterbrecher

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309 verbunden. Auf den beiden gegenüber dem zentralen Balken 301 symmetrischen Rahmen sind in symmetrischerweise die Sekundärspulen 311 und 312 angeordnet, die vier Zündkerzen wie bei der Vorrichtung von Figur 1 versorgen. Ausserdem sind auf diesen symmetrischen Rahmen zwei Hilfsspulen 313 und 314 symmetrisch angeordnet, wobei je eines ihrer Enden mit einem gemeinsamen Punkt 317 verbunden ist. Das Ende der Primärspule 307, das nicht mit dem Unterbrecher 309 verbunden ist, steht ebenfalls in Verbindung mit dem gemeinsamen Punkt 317. Die Enden der Hilfsspulen 313 und 314, die nicht mit dem geraeinsamen Punkt 317 verbunden sind, sind jeweils mit den Spulenunterbrechern 315 und 316 verbunden, die ihre positive Ladung von der elektrischen Versorgungsquelle erhalten, wenn der Unterbrecher 309 mit der Erde verbunden ist, d. h. mit der negativen Ladung. Die Hilfsspulen 313 und 314 enthalten etwa die Hälfte der Windungen der Primärspule 307 und sind in einem derartigen Sinn gewickelt, dass ihre Versorgung in Reihe mit der Primärspule in dem Magnetkreis einen Fluss im entgegengesetzten Sinn gegenüber demjenigen der Primärspule erzeugt.

Wenn der Stromunterbrecher 309 geschlossen ist, ist einer der beiden Spulenunterbrecher 315 und 316 ebenfalls geschlossen, wogegen der andere offen ist. Bei jedem Zündungstakt wechselt der Zustand der Unterbrecher 315 und 316. Wenn der Unterbrecher 309 geschlossen ist und wenn man annimmt, dass der Unterbrecher 316

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ebenfalls geschlossen ist, fliesst der Primärstrom durch die Primärspule 307 und die Hilfsspule 314. Im Augenblick der Zündung löst man durch eine herkömmliche Steuereinrichtung die Öffnung des Unterbrechers 309 aus und es entsteht ein Magnetfluss, der durch die Änderung des Primärstroms erzeugt wird. Für diesen Magnetfluss gibt es zwei Fliesswege. Der eine wird durch den Rahmen gebildet, der sich im Inneren der Hilfsspule 314 erstreckt und der andere durch den Rahmen, der sich im Inneren der Hilfsspule 313 erstreckt. Da die Hilfsspule 314 einen Fluss im entgegengesetzten Sinn gegenüber demjenigen der Primärspule 307 liefert, wird der Induktionsstrom, der die Sekundärspule 312 durchfliesst, reduziert. Im Gegensatz tritt aber keine Reduktion des Induktionsstromes ein, der die Sekundärspule 311 durchfliesst, da der unterbrecher der Hilfsspule 313 offen ist. Der Zündfunken tritt deshalb nur an den Zündkerzen auf, die mit der Sekundärspule 311 verbunden sind. Es ergibt sich infolgedessen, dass man bei dieser Vorrichtung den Kraftfluss auf einen der Fliesswege nicht durch Einwirkung einer in Kurzschluss befindlichen Sekundärspule beschränkt hat, wie bei der Vorrichtung nach Figur 3, sondern durch Einwirkung einer Hilfsspule, die einen entgegengesetzten Kraftfluss liefert.

Figur 5 zeigt eine Vorrichtung, die sehr stark derjenigen von Figur 3 gleicht. Der einzige Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass anstelle von zwei Primärspulen, wie bei der Vorrichtung nach Figur 3, nur eine einzige Primär spule 407 verwendet wird, die über den zentralen Balken 401 eines Magnetkreises 400 gewickelt ist, wobei

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dieser Magnetkreis aus einem einzigen Stück besteht und keine begrenzenden Unterbrechungen für den Kraftfluss besitzt. Der Magnetkreis 400 besteht infolgedessen aus zwei identischen Rahmen, die gegenüber dem zentralen Stab 401 symmetrisch sind und jeder dieser zwei Rahmen besitzt eine Sekundärspule 411, 412 und eine Hilfsspule 413, 414. Jede der Sekundärspulen 411 und 412 ist mit zwei Zündkerzen 420 verbunden. Einer der Rahmen trägt die Elemente 411 und 413 und der andere Rahmen die Elemente 412 und 414. Die Spulen 413 und 414 besitzen an ihren Grenzen einen Unterbrecher, der von einem Thyristor 415 beziehungsweise 416 gebildet wird. Die Auslöseeinrichtungen der Thyristoren 415 und 416 werden von einer Steuereinrichtung (capteur) 421 gebildet, die ihre Impulse direkt an den Thyristor 415, aber über einen Umkehrer 422 an den Thyristor 416 sribt. Die Primärspule 407 wird über eine Steuervorrichtung der Zündung, die in ihrer Gesamtheit mit 423 bezeichnet wird, versorgt. Die Steuervorrichtung 423 enthält eine Steuereinrichtung, die die Information betreffend die Geschwindigkeit des Fahrzeugs dem Zündkreis 425 weitergibt. Der Zündkreis 425 gibt Steuerimpulse an eine bekannte Transistoranordnung 426, zum Beispiel der Bauweise "Darlington", und diese Transistoranordnung 426 stellt den Kraftunterbrecher dar.

In der Figur 6 sind in Abhängigkeit von der Zeit (t) die Ströme oder Spannungen an verschiedenen Funkten des Kreises dargestellt. Die Basis des Unterbrechers 426 wird mit Impulsen (impulsions en creneaux) entsprechend der Darstellung auf der ersten Linie von Figur 6 beschickt.

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Die aufsteigende Front entspricht dem Beginn der Ladung der Primärspule und die absteigende Front entspricht dem Zeitpunkt der Zündung. Auf der zweiten Linie von Figur 6 ist die Entwicklung des Stromes in der Primärspule 407 dargestellt. Auf der dritten Linie der Figur 6 ist das Signal dargestellt, das durch die Steuereinrichtung 421 abgegeben wird und von der Auslöseeinrichtung des Thyristors 415 oder nach Umkehr von der Auslöseeinrichtung des Thyristors 413 empfangen wird. Auf der vierten und fünften Linie der Figur 6 sind jeweils die Ströme in den Hilfsspulen 413 beziehungsweise 414 dargestellt.

Es sei darauf hingewiesen, dass die ansteigende Front des von der Steuereinrichtung 421 gelieferten Signals der absteigenden Front des Signals für den Kraftunterbrecher 426 vorangeht. Daraus ergibt sich, dass der eine oder der andere der Thyristoren 415 oder 416 stets geschlossen ist, wenn die Öffnung des Kraftunterbrechers 426 erfolgt. Wenn man annimmt, dass im Moment der Öffnung des Unterbrechers 426 der Thyristor 415 durchlässig ist, erkennt man, dass die plötzliche Änderung des von der Primärspule 407 erzeugten Stromes durch die Hilfsspule 413, die kurzgeschlossen ist, gebremst werden wird, aber nicht durch die Hilfsspule 414 gebremst werden wird, die offen ist. Daraus ergibt sich, dass der Kraftfluss gehemmt ist auf dem Weg, der sich links von dem zentralen Balken 401 in der Figur 5 befindet, jedoch nicht gehemmt ist, auf dem Weg, der sich rechts von dem zentralen Balken 401 der Figur 5 befindet. Der Zündfunken entsteht infolgedessen allein an den Zündkerzen 420, die mit der Sekun-

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därspule 412 verbunden sind.

Es ergibt sich somit, dass diese Vorrichtung, die die Zündung eines Vierzylindermotors mit vier Takten ermöglicht, nicht nur eine Senkung des Verbrauchs an magnetischem Material für den Magnetkreis ermöglicht, sondern auch eine Senkung der Kupfermenge, die für die Primärspulen erforderlich ist.

In Figur 7 ist schematisch eine Ausbildungsform der Erfindung dargestellt, bei der mit einem zentralen Balken 501 vier Magnetrahmen verbunden sind, die sich über den zentralen Balken schliessen und jeweils einen Kraftweg darstellen. Die Vorrichtung besitzt eine einzige Primärspule 502 und auf jedem Rahmen sind je eine Sekundärspule 503 und je eine Hilfsspule 504 angeordnet. Jede der Sekundärspulen 503 ist nach Wunsch mit einer oder zwei Zündkerzen verbunden, indem man entweder eines der Enden der Spule erdet und das andere mit der Zündkerze verbindet oder indem man die beiden Enden der Sekundärspule mit einer der Elektroden der beiden Kerzen verbindet, wobei die andere Elektrode geerdet ist. Die Hilfsspulen 504 sind mit einem nicht gezeigten Unterbrecher verbunden, bei dem es sich zum Beispiel um einen Thyristor handeln kann. Man kann das Kurzschliessen oder das Öffnen jeder Hilfsspule dadurch bewerkstelligen, dass man die Auslöseeinrichtung der Thyristoren der Unterbrecher betätigt. Bei jedem Zündmoment ist sichergestellt, dass alle Hilfsspulen 504 kurzgeschlossen sind, mit Ausnahme von einer. Daraus ergibt sich, dass diese Vorrichtung genauso funktioniert, wie diejenige

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von Figur 5, mit der Ausnahme, dass sie vier Rahmen anstelle von zwei besitzt. Ausserdem ist für den Fachmann leicht zu erkennen, dass die Anzahl der Rahmen für die Kraftwege bei der Erfindung auch höher als vier sein kann, ohne dass dadurch das Prinzip der Erfindung modifiziert wird.

Bei der Vorrichtung nach Figur 7 kann man die Hilfsspulen 504 mit der Primärspule 502 in Reihe schalten, wie dies für die Vorrichtung gemäss Figur 4 beschrieben worden ist. In einem derartigen Fall sind bei jedem Zündmoment alle Unterbrecher der Hilfsspulen, mit Ausnahme von einem, geschlossen, wodurch die Rahmen bestimmt werden, durch die der Kraftfluss ohne Dämpfung fliessen kann.

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Claims

Dr. Michael Hann (1175) H / PW / W

Pat entanwalt
Ludwigstrasse 67
Giessen

SOCIETE Έ0ΤΜ L'EQUIPEMENT DE VEHICULES, S. Α., ISSY-LES-MGULIiJEÄÜX, FRANKREICH

VORRICHTIMG FOR DIE ERZEUGUNG UND VERTEILUNG DES ZÖNDSTROMS FÜR EINEN VERBRENNUNGSMOTOR

Priorität: 27. Oktober 1977 / Frankreich / Nr. 77.32449

Patentansprüche:

Vorrichtung für die Erzeugung und Verteilung von elektrischem Strom von hoher Spannung für die Zündung von ρ Zündkerzen eines Motors mit innerer Verbrennung, insbesondere für Automobile, die q. primäre Induktionsspulen besitzt, welche q« sekundären Induktionsspulen zugeordnet sind und über mindestens einen Unterbrecher mit Strom versorgt werden, wobei jede sekundäre Spule mindestens eine Zündkerze mit Strom von hoher Spannung versorgt, wobei q., q„ und ρ ganze Zahlen sind, q.. grosser oder gleich 1 ist, q„ grosser oder gleich q- ist und ρ grosser oder gleich q_ ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung zwischen den primären Spulen und den sekundären Spulen durch einen einzigen magnetischen Kreis verwirklicht wird, der min-

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ORIGINAL INSPECTED

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destens zwei mögliche Flusswege einschliesst, wobei für jeden Flussweg mindestens eine primäre Spule, mindestens eine sekundäre Spule und mindestens eine Einrichtung, die in der Lage ist, den Fluss auf diesem Flussweg zu begrenzen, oder zu verhindern, vorhanden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Begrenzung oder Verhinderung des Flusses durch eine Anzahl von verschie-, denen Zwischenräumen (103 - 106) für die verschiedenen Flusswege bewerkstelligt wird, und dass q.. grosser oder gleich 2 ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Begrenzung oder Verhinderung des Flusses durch q- Hilfsspulen (213, 214) bewerkstelligt wird, q, grosser oder gleich q~ ist, jede sekundäre Spule mindestens einer Hilfsspule zugeordnet ist, wobei die Hilfsspule durch einen Unterbrecher geöffnet sein kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von der Form der primären Induktionsspule der magnetische Kreis q, Flusswege besitzt, wobei ein Flussweg m Zwischenräume und alle anderen

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Flusswege 2m Zwischenräume besitzen und wobei m eine ganze Zahl ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkreis von q.. Rahmen, die eine gemeinsame Seite besitzen, wobei ein Zwischenraum zwischen dieser gemeinsamen Seite und der benachbarten Seite jedes Rahmens vorhanden ist, gebildet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkreis von q_ Rahmen gebildet wird, die eine gemeinsame Seite haben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rahmen auf seinen Seiten, ausser der gemeinsamen Seite, eine primäre Spule, eine sekundäre Spule und eine Hilfsspule besitzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die primären Spulen parallel zwischen einem Pol der Versorgungsquelle und einem Unterbrecher geschaltet sind, wobei q. Unterbrecher der Reihe nach betätigt werden.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede primäre Spule einem Spulunterbrecher, der zwischen ihren Grenzen angeordnet ist, zugeordnet ist, wobei die Steuerung der verschiedenen Spulenunterbrecher nacheinander im Verlauf der Zeit in periodischer Weise für eine konstante Drehgeschwindigkeit des Motors erfolgt und wobei der Unterbrecher in Reihe mit der Gesamtheit der primären Spulen montiert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige primäre Spule auf der gemeinsamen Seite von q, Rahmen angeordnet ist, wobei jeder Rahmen unter anderem auf seinen anderen Seiten eine Sekundärspule und eine Hilfsspule besitzt,
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hilfsspule zwischen ihren Anschlüssen einen Unterbrecher hat.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Spule mit einem Pol der Versorgungsquelle über einen Unterbrecher, der ihr zugeordnet ist, und mit dem anderen Pol direkt verbunden ist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Spule mit einem Pol der Versorgungsquelle über einen Unterbrecher, der ihr zugeordnet ist, und mit ihrem anderen Ende mit einem gemeinsamen Punkt von q, Hilfsspulen verbunden ist, wobei das Ende von jeder Hilfsspule, das nicht mit dem genannten Punkt verbunden ist, mit einem Unterbrecher verbunden ist, der in Verbindung mit dem anderen Pol steht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrecher der Hilfsspulen Thyristoren sind, deren Auslöseeinrichtungen von einer Steuervorrichtung gesteuert werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede primäre Spule mit der Hilfsspule des gleichen Rahmens in Reihe geschaltet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der sekundären Spulen eine einzige Zündkerze versorgt.

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17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Viertaktmotor für innere
Verbrennung verbunden ist und dass mindestens eine der Sekundärspulen zwei entsprechende
Zündkerzen versorgt, die zu Zylindern gehören, die sich in entgegengesetzten Takten des Zyklus befinden.

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