DE2917470C2 - Kontaktloser Unterbrecher für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

a) daß die Schaltnocke (Fig.6) aus einer konischen Spannhülse (13), einer Käfighüise (14), einer konischen Spannscheibe (15) sowie je nach der Zylinderzahl des Motors aus 2,3,4,5,6 oder 8 Senkkopfschrauben (16) besteht,

b) daß durch die Hauptteile (13, 14, 15, 16) der Schaltnocke sich eine. Klemmvorrichtung ergibt, die die Schaltnocke auf dem Unterbrechernocken festklemmt und zugleich zentriert,

c) und daß durch verschiedene Anstellwinkel (F i g. 13 und 14) des Näherungsschalters gegenüber der Schaltnocke verschiedene Verstellkepnlinien ecSpreckjid der Unterdruckverstellung emgest-.llt werden können, derart, daß bei stetiger Unterdruck: inahme und größerem Anstellwinkel der Zündzeitpunkt sich in Richtung Frühzündung verschiebt.

2. Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Hülse (13) eine Verkantungssperre (18) und eine Verdrehungssperre

(19) hat.

3. Unterbrecher nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocke (13,14,15,16) aus demselben Material besteht wie der Unterbrechernocken des Zündverteilers.

4. Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche elektronischen Bauelemente des induktiven Näherungsschalters wie HF-Schwingkreis mit Schalenkern, Spule und Kondensator, integrierte Schaltung und Widerstand in einem Metallgehäuse eingegossen sind.

5. Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenflächen der Nocken der Käfighülse (14) Dauermagnete angebracht sind, mit denen magnetisch steuerbare Feldplatten zur Abgabe von Steuerimpulsen veranlaßt werden können.

6. Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmten Zündverteilerfabrikaten (z. B. Ducellier) auf den schon vorhandenen Bügel (23) mit Lagerzapfen (25) ein entsprechend geformter Bügel (24) aufgesetzt wird, dessen Lagerbuchse (26) mit dem Lagerzapfen (25) ein Gelenk bildet.

Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Unterbrecher für Brennkraftmaschinen, der anstelle des mechanischen Unterbrechers in den Zündverteiler eingebaut werden kann.

Bei Brennkraftmaschinen wird die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches durch Fremdzündung eingeleitet Die Entflammung des zündfähigen Gemisches erfolgt durch einen Hochspannungs-Überschlag zwischen den Elektroden einer Zündkerze. Die Bereitsteilung dieser Hochspannung wird von einer Zündanlage übernommen, die in ihrem konventionellen Aufbau aus folgenden Baugruppen besteht:

1. Aus der Starterbatterie (Niederspannungsquelle) gebräuchlichster Spannungsbereich 6, 12 oder 24 Volt

Z der sogenannten Zündspule, welche die Aufgabe hat die Induktionsspannung, die bei Unterbrechung des Stromflusses in der Primärwicklung entsteht auf die benötigte Zündspannung (bis zu 20 000 Volt) zu transformieren,

3. dem mechanischen Zündunterbrecher,

4. einem Steuerorgan, das die Hochspannung in der richtigen Reihenfolge an die Zündkerzen legt,

5. einem Verteilernetz, das die Hochspannungsimpulse vom Steuerorgan mittels sogenannter Zündkabel an die entsprechenden Zündkerzen leitet

Die mechanische Unterbrechungs-Vorrichtung, — Zündunterbrecher, — und das Steuerorgan für die Hochspannungsverteilung sind in der Regel in einem gemeinsamen Gehäuse, dem sogenannten Zündverteiler untergebracht

Der mechanische Zündunterbrecher ist ein nockenbetätigter Schalter, der normalerweise von der Ventilsteuerwelle über Zahnräder angetrieben wird. Die Ventilsteuerwelle ist bei einem Viertakt-Motor gegenüber der Kurbelwelle 1 :2 übersetzt, so daß zwei Kurbelwellen Umdrehungen eine Ventil* si'en-Umdrehung und dadurch eine Nockenwellen-Umdrehung bewirken. Die Anzahl der Nockenhöcker des Zündunterbrechers stimmt daher mit der Anzahl der Zylinder überein, sofern es sich umi eine Einkreis-Zündanlage handelt. Durch diese starre Synchronisation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle des Zündunterbrechers wird erreicht, daß die Unterbrecherkontakte, abgesehen von der drehzahlabhängigen Zündverstellung, immer bei derselben Kolbenstellung öffnen.

Der Unterbrecher öffnet und schließt daher im Takte der Motordrehzahl den Primär-Stromkreis der Zündspule. Bei geschlossenen Kontakten fließt ein Strom durch die Primärwicklung der Zündspule und erzeugt ein magnetisches Feld. Beim Öffnen der Kontakte wird der Stromfluß unterbrochen, durch das Zusammenbrechen des magnetischen Feldes, entsteht in der Hochspannungswicklung ein Hochspannungs-Impuls, der über den Verteiler mittels Zündkabel an die betreffende Zündkerze geleilet wird.

Das Zündverhalten konventioneller Spulenzündanla-60 gen ist im Bereich niedriger und hoher Drehzahlen durch elektrische und mechanische Schalteigenschaften des mechanischen Unterbrechers bestimmt. In beiden Rillen kann die: Hochspannung sprunghaft auf sehr niedrige Werte abfallen. Bei kleiner Drehzahl (niedrige ₆5 Funkenzahl) macht sich der »Öffnungsfunken« zwischen den Unterbrecherkontakten sehr stark bemerkbar. Bei hohen E)rehzahlen prellen die Kontakte (Rückfederr des beweglichen Kontaktes auf den festen Kon-

Si'» fi

takt) was zu einer spürbaren Verminderung von Zündenergie und daher Zündspannung führt. Besonders kritisch ist die Zündung beim Starten des kalten Motors, bei dessen Vorgang eine besonders hohe Zündenergie erforderlich ist, jedoch durch die Unstabilität des Unterbrechers nicht gewährleistet ist. Mehr oder weniger großer Spannungsabfall (je nach Ladezustand der Batterie) durch hohe Stromentnahme des Anlassers bewirkt eine zusätzliche Reduzierung der Zündspannung.

Der Öffnungsfunke zwischen den Unterbrecherkontakten entsteht durch das plötzliche Zusammenbrechen des magnetischen Feldes der Zündspule. Beim Zusammenbrechen des magnetischen Feldes wird auch kurzzeitig eine Spannung in der Primärwicklung induziert Sie beträgt je Zündspule bis zu 250VoIt und würde ohne besondere Vorkehrungen einen starken Funken hervorrufen.

Ein Funke hat jedoch in bezug auf das Zündverhalten sehr unangenehme Eigenschaften:

1. Energieverbrauch auf Kosten der Zündenergie.

2. sehr starker Kontaktabbrand, sotr_;'t vorzeitiger Kontaktverschleiß,

3. ungenauer Zündzeitpunkt, daher Verschlechterung der Motoreigenschaften, großer Schadstoff an teil im Abgas, vermehrter Benzinverbrauch,

4. hoher Übergangswiderstand zwischen den Kontakten durch hohe Temperatur, dadurch hoher Spannungsabfall und verminderte Zündleistung.

Um die untragbaren Auswirkungen der Unterbrecherfunken möglichst klein zu halten, wird parallel zu den Unterbrecherkontakten ein Kondensator geschaltet. Diesem Kondensator sind jedoch sehr enge Grenzen gesetzt, unterhalb einer bestimmten Kapazität steigt die Funkenstärke sehr stark an, da bei kleiner Drehzahl die Abhebegeschwindigkeit (Öffnungsgeschwindigkeit) der Kontakte gegenüber dem Spannungsanstieg zu klein ist, d. h., die induzierte Primärspannun₆-steigt rascher an als die Überschlagsspannung im größer werdenden Luftspalt der Kontakte. Ein großer Kondensator verlangsamt dagegen beträchtlich den Hochspannungsanstieg, das hat zur Folge, daß mehr Energie in Form von Wärme an den Ohm'schen Widerständen verlorengeht, die Zündspannung wird kleiner. Ein weiterer Nachteil einer grüßen Kapazität besteht darin, daß bei Schließen der Kontakte der geladene Kondensator schlagartig entladen wird, das bat wiederum Funkenbildung mit all seinen schädlichen Auswirkungen zur Folge.

Die Größe des Zündkondensators und der Abstand der Kontakte im voll geöffneten Zustand ist also ein Kornpromiß um Vorteile und Nachteile bei niederer und hoher Drehzahl gegeneinander abzuwägen. Ein »Feuern« zwischen den Kontakten kann daher in keinem Drehzahlbereich verhindert werden.

Um die Zündspule voll mit Energie zu laden, muß der Primärstrom eine bestimmte Zeit die Primärspule durchfließen, d. h., die Kontakte müssen eine bestimmte Zeit geschlossen sein. Um die immer strengeren Abgasbestimmungen erfüllen zu können, müssen die heutigen Motoren mit magerem Gemisch betrieben werden. Da jedoch zum Zünden von magerem Gemisch eine hohe Zündleistung erforderlich ist, diese hohe Zündleistung jedoch nur über einen gesteigerten Primärstrom zu erreichen ist, der Kontaktunterbrecher nur max. 5 Ampere schalten kann, sind einer Erhöhung der Zündleistung sehr enge Grenzen gesetzt. Die geforderten hohen Zündleistungen sind daher mit einem mechanischen Leistungsschalter nicht zu erreichen.

Zusammenfassend kann daher festgestellt werden: daß der in konventionellen Spulenzündanlagen verwendete, mechanisch betätigte Leistungsschalter infolge seiner unzureichenden Schalteigenschaften solche Nachteile hat, die auf Dauer nicht tragbar sind:

1. Beim öffnen und Schließen bildet sich zwischen ίο den Kontakten ein Lichtbogen, der einen Teil der gespeicherten Zündenergie auf schädliche Weise verbraucht.

2. Der Lichtbogen verursacht Kontaktabbrand, somit ergibt sich ein vorzeitiger Kontaktverschleiß.

3. Es entsteht ein hoher Übergangswiderstand an den Kontaktsteilen durch hohe Temperatur und schlechtleitendem Schmorbelag.

4. Durch den hohen Spannungsabfall wird die Energiespeicherung der Zündspule noch weiter verringert

5. Durch den zu den Unterbrfctiierkontakten parallel geschalteten Kondensator (<£ündkondensator), wird wohl der Schaltfunke verkleinert, der Spannungsanstieg der Zündspannung wird jedoch verlangsamt, dadurch geht Energie in Form von Wärme an unvermeidlichen Widerständen im Zündkreis verloren.

6. Durch den Kontaktabbrand vergrößert sich der Kontaktabstand, dadurch verschiebt sich der Zünd-Zeitpunkt. Durch den Lichtbogen pendelt der Zündzeitpunkt um einen Mittelwert, durch diese Abweichungen ist ein genauer Zündzeitpunkt nicht mehr gegeben, es verschlechtert sich daher sowohl die Motorleistung als auch der Schadstoff-Anteil im Abgas.

7. Durch die schnelle mechanische und elektrische Abnützung der Kontakte ist keine Wartungsfreiheit gegeben, es entstehen daher laufend hohe Wartungskosten durch Erneuern und Einjustieren der neuen Kontakte.

S. Kritisches Verhalten bei langsam (starten) und schnell drehendem Motor (Vollast). Bei langsam drehendem Motor niedere Zündleistung, bei hohen Drehzahlen prellen der Kontakte, -.vas ebenfalls verminderte Zündleistung zur Felge hat.

9. Es ist keine Zündleistungserhöhung möglich, da die Kontakte nur bis maximal 5 Ampere belastbar sind, daher entstehen Schwierigkeiten bei Lösung der heutigen Abgasprobleme.

Als Vorteile können jedoch festgehalten werden, daß die Herstellung relativ einfach und preiswert ist, die Kontakte in jeder guten Werkstatt am Lager sind und der Einbau von jedem Monteur ausgeführt werden kann.

Um die großen Nachteile dieser mechanischen Unterbrecher zu beseitigen, wurde schon frühzeitig nach Lösungen gesucht, um diese Nachteile ganz oder teilweise zu beheben. Außer Doppel-Unterbrecher und Zweikreis-Zündanlagen, die eine höhere Energiespeicherung bei hohen Drehzahlen ermöglichen, wurde nichts Entscheidendes erreicht. Erst durch die Verfügbarkeit moderner Halbleiter-Bauelemente, die in bezug auf Temperaturverhalten, mechanischer Abmessungen und Schaltverhalten den hohen Anforderungen im Kfz gewachsen waren, gelang es, die Unterbrecherfunktionen mehr oder weniger zu verbessern.

Bekanntgeworden ist eine Art (DE-OS 26 19 842), die

als Ersatz des mechanischen Unterbrechers eine Lichtschranke (Detektor 14, Abb. 4) mit drei Zuleitungen verwendet, die an langen Befestigungsieilen (Lagereinrichtung 38) befestigt ist. Durch die einseitige Verschraubung ergibt sich jedoch ein sehr schwingfähiges Gebilde, das durch die Vibrationen des Motors zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann (mech. Resonanz). Diese dauernde Belastung führt zu einer erheblichen Lebensdauer-Verkürzung und frühzeitigem Ausfall der Elektronik. Die genaue Einhaltung des Zündzeitpunktes sind durch diese unkontrollierbaren mechanischen Schwingungen zu keiner Zeit gegeben. Auch ist die Lichtschranke gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit sehr empfindlich. Um die drei Anschlußleitungen aus dem Zündverteilergehäuse heraus zu führen, muß der Zündverteiler mechanisch bearbeitet werden. Zu diesem Zweck muß er vom Motorblock abgebaut werden.

Zur Steuerung der Lichtschranke mit Lichtimpuise wird ein Synchron-Läufer verwendet, der mit Federbügel, die nur Punktauflage auf den gerundeten Flächen der Nockenwelle haben, auf der Nockenbahn befestigt und zentriert. Durch diese primitive Befestigungsart kommt absolut keine dauerhafte, kraftschlüssige Verbindung zwischen Synchronläufer und Nockenwelle zustande. Durch ungenaue Zentrierung und Unwuchtig· keiten (die Nockenwelle dreht sich bei voller Motorleistung bei einem Vierzylinder-Motor bis zu 3500 min-') und langem Federweg des Federbügels (48, Abb. 5 Seite 20) kommt es zu Taumel- und Pendel-Bewegungen des Synchron-Läufers. Durch Masseträgheit beim Beschleunigen und Verzögern kommt es infolge unzureichender mechanischer Verbindung zwischen Synchronisierläufer und Nockenwelle zu einer unkontrollierten Verdrehung zwischen diesen Teilen, die Reihenfolge der Zündungen für die einzelnen Zylinder kommt dadurch vonkommeti durcheinander. Beschädigungen s~ Mc'or sind die unausweichlichen Folgen.

Der Einbau des fotoelektrischen Unterbrechers in den Zündverteiler ist umständlich und zeitaufwendig, die Justierung der Lichtschranke kann nur im ausgebauien Zustand erfolgen, somit ist man gezwungen, die Teile solange ein- und auszubauen, bis die Justierung der Lichtschranke stimmt.

Weiter ist eine Art bekanntgeworden (DE-OS 25 57 032), bei dem als Ersatz für den mechanischen Unterbrecher ein Annäherungsschalter verwendet wird. Dieser Annäherungsschalter ist jedoch in zwei Elaugruppen aufgeteilt Die erste befindet sich im Verteilergehäuse und besteht aus einem zylinderförmig bewikkelten Ferritkern, der einen Teil des Schwingkreises darstellt, die andere Baugruppe befindet sich außerhalb des Verteilergehäuses. Das Steuerteil ist so ausgelegt, daß sich ein Schüeßwinkel von 50% ergibt.

Die Ansteuerung der Ferritkernspule erfolgt durch die Nockenwelle des Zündverteilers. Da die Nocken der Nockenwelle nicht exakt kantig, sondern nach genau festgelegten Rundungen gearbeitet sind — die Ferritkernspule durch die zylindrische Form ein großes, magnetisches Streufeld besitzt, ist ein genaues Schaltverhalten nicht gegeben. Da die Zuleitungen und Anschlüsse ein Teil des Schwingkreises des Annäherungsschalters sind, machen sich bereits geringste Verschmutzungen am Anschlußkontakt des Zündverteilers sehr störend bemerkbar. Da sich im Innern des Zündverteiler-Gehäuses immer öldämpfe und Ozon (durch Funkenüberschläge des Verteilerfingers zu den entsprechenden Zündkerzenzuleitungen) befinden, besteht die dauernde Gefahr eines niederohmigen Masseschlusses des Kontaktes, was ein Aussetzen der HF-Schwingungen zur Folge hat. Durch diese Aufteilung des Schwingkreises ist eine einwandfreie Funktion des Annäherungsschalters nicht auf Dauer gegeben. Durch die Verringerung des Schließwinkels auf 50% (normale Kontaktunterbrecher haben einen Schließwinkel von mindestens 60%), die durch die Eigenart der Schaltung festliegt und nicht geändert werden kann, ergibt sich eindeutig eine Verringerung der Zündenergie.

Eine weitere Art des kontaktlosen Unterbrechers mit Lichtschranke anstelle des mechanischen Unterbrechers ist in der DE-OS 26 27 761 bekanntgeworden. Die Lichtschranke arbeitet mit Infrarot-Licht oder mit gepulstem Licht. Zur Erzeugung der Steuerimpulse wird eine Segmentscheibe auf die Nockenwelle aufgeschoben. Zur Erhöhung der Energiespeicherung der Zündspule wird der Schließwinkel auf 90% erhöht, der Vorwidersiaiid zur Vergrößerung des PrisnSrstromes der Zündspule wird überbrückt.

Eine Infrarot-Lichtschranke, auch wenn sie mit gepulstem Licht betrieben wird, benötigt zum Betrieb mindestens drei Zuleitungen mit zusätzlichem Masse-Anschluß. Sie ist, wie schon früher dargelegt, sehr empfindlich gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit. Erschwerend kommt noch hinzu, daß die Ausbildung der Segmentscheibe einen Luftstrom erzeugt, der die Verschriwuungsgefahr noch zusätzlich erhöht. Eine abgewandelte Form der Segmentscheibe hat einen reflektierenden Belag (Reflex-Lichtschranke), der durch die immer im Verteilergehäuse befindlichen öldämpfe sehr schnell verschmutzt und dadurch stumpf wird, ein frühzeitiger Ausfall der Lichtschranke ist dadurch die Folge. Damit die Unterbrecherscheibe (Segmentscheibe) fest auf der Nockenwelle sitzt, muß deren Bohrung einige '/κ» mm kleiner als der Nockenwellen-Durchmesser sein. Dadurch ist man gezwungen, die Scheibe mit Hammerschlägen auf die Nockenwelle zu treiben. Es entsteht dabei die große Gefahr, daß die Lagerung der Nockenwelle und die Unterbrecherscheibe beschädigt werden. Bei einem Defekt der Lichtschranke oder des Steuergerätes muß die Unterbrecherscheibe von der Nockenwelle gehebelt werden, was wiederum zur Beschädigung der Lagerung und der Fliehkraftverstellung führen kann. Diese Art der Befestigung der Unterbrecherscheibe auf der Nockenwelle ist daher mehr wie primitiv und entspricht in keiner Weise den Ansprüchen einer einwandfreien und ohne Gefahr einer Beschädigung wieder lösbaren Klemmung.

so Die dauernde Überbrückung des Vorwiderstandes zur Erhöhung des Stromflusses durch die Pn.närwicklung der Zündspule ist unzulässig.

Durch die Erhöhung des Schließwinkels auf 90% und dauernde Überbrückung des Vorwiderstandes der Zündspule, wird diese thermisch dermaßen belastet, daß sie in kurzer Zeit defekt wird. Die Zündspulen sind für diese radikale Überhöhung der Strombeiastung vom Hersteller nicht berechnet. Die Zündspule befindet sich nicht, wie die Erfinder behaupten, dauernd in der Sättigung, sondern in der Übersättigung. Die Betriebssicherheit der so abgeänderten Zündanlage ist nicht mehr gegeben und daher betriebsunsicher.

Weiter ist ein kontaktloser Unterbrecher nach der Offenlegungsschrift DE-OS 25 52 754 bekanntgeworden, der nach dem elektromagnetischen Induktionsprinzip arbeitet Er besteht aus einem oder mehreren Dauermagneten (je nach Zylinderzahl), und einer oder mehreren Induktionsspulen. Die Dauermagnete sind auf

dem Rotor befestigt, die Spule (Geberelemeni), ist auf einer Tragplatte befestigt. Bei Drehen des Rotors entsteht beim Vorbeigang der Dauermagnete an der Spule in dieser eine Spannung, die einem Steuergerät zugeführt wird und dann den 'Zündvorgang auslöst. Der Rotor, der die Magnete trägt, wird fest auf eine Welle (13). die im Zündverteilergehäuse drehbar gelagert ist und vom Motor angetrieben wird, aufgepreßt. Die zusätzlich angeführten Geberelemente (Seite 9, Absatz 2), sind in Reedschalter, magnetisch beeinflußbare Feldplatten und ein HALL-Generator. Ein kontaktloser Unterbrecher der nach dem elektro-magnetischen Induktionsprinzip arbeitet, ist für eine Nachrüstung in einem vorhandenen Unterbrecher vollkommen ungeeignet, da die induzierte Spannung in der Geberspule mit steigender Drehzahl des Rotors sich zunehmend verzerrt, d. h., die Spannung ist nicht mehr sinusförmig, sondern mehr oder weniger verformt. Das hat zur Folge, daß der Zündzeitpunkt noch spat wandert und somit das Gemisch nicht mehr im richtigen Zeitpunkt gezündet wird. Die Abwanderung des Zündzeitpunktes noch spät, ist mit keiner elektronischen Schaltung rückgängig zu machen, sondern nur durch eine Änderung des Fliehkraftverstellers, was in der Praxis unmöglich ist. Des weiteren hat der Rotor eine feste Bohrung und wird auf eine Welle ohne Nocken aufgepreßt. Die Nachteile des Aufpressens eines Rotors auf eine vorhandene Welle mit oder ohne Nocken ist schon in den vorherigen Ausführungen eingehend dargelegt worden. Die weitere Ausgestaltung mit magnetischen Feldplatten, Hallgenerator oder Reedschalter, der übrigens ein mechanischer Schalter ist, hat mit einem induktiven Annäherungsschalter nichts Gemeinsames, was schon aus den mehr benötigten Anschlußleitungen hervorgeht. Auch die Form des Rotors muß für diese Geberelemente vollkommen anders geformt sein. Es ist also offensichtlich nicht daran gedacht und auch nicht möglich, diesen kontaktlosen Unterbrecher in einen vorhandenen Zündverteiler einzubauen.

Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft nun einen kontaktlosen Unterbrecher, der die in den Offenlegungsschriften DE-OS 26 19 842, DE-OS 25 57 032, DE-OS 26 27 761 und DE-OS 25 52 754 bekannten Nachteile und Mangel grundlegend beseitigt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen kontaktlosen Unterbrecher für Brennkraftmaschinen zu schaffen, mit dem herkömmliche Unterbrechersysteme durch einfache Montage einer Schaltnocke umgerüstet werden können und die dazu erforderlichen mechanischen und elektrischen Bauteile eine genaue Justierung bei hoher Zuverlässigkeit der Zündzeitpunkteinstellung bewirken.

Dies wurde zum ersten dadurch erreicht, daß das Geberelement aus einem induktiven Näherungsschalter mit nur einer Anschlußleitung, zum zweiten einer Schaltnocke, die auf den Unterbrechernocken des Zündverteilers aufgeschoben und durch eine neuartige Klemmvorrichtung auf diesen zentriert und festgespannt wird. Der induktive Näherungsschalter wird anstelle des mechanischen Unterbrechers in den Zündverteiler eingebaut Das Prinzip des induktiven Näherungsschalters ist bekannt Die besonderen Vorteile dieses Schalters gegenüber Hallgeneratoren, magnetisch steuerbaren Feldplatten, elektromagnetischen Induktionsgebera oder opto-elektronischen Bauteilen sind:

1. Einfacher Aufbau mit wenig externen Bauelementen, daher kompakter Aufbau und betriebssicher, großer Temperaturbereich von 40° bis 125° C. Durch die kleinen mechanischen Abmessungen paßt er in fast jedes Zündverteilergehäuse.

2. Unempfindlich gegen Verschmutzung und Feuch-' > ligkeii.

3. F.s wird nur eine AnschlulJleitung benötigt, daher keine mechanische Bearbeitung des Zündverteilergehäuses, es kann der vorhandene Kontaktanschluß verwendet werden.

ίο 4. Durch Verändern des Anstellwinkels des Näherungsschalters gegenüber dem Schaltnocken ist es bei bestimmten Zündverteilern (z. B. DUCELLI ER) möglich, jeden Unterdruck-Verstellbereich einzustellen.

5. Der Unterbrecher-Nocken des Zündverteilers wird durch die Klemmung des Schaltnockens nicht beschädigt, er kann bei Bedarf wieder mühelos, wenn der Näherungsschalter mal defekt werden sollte, von dem Unterbrechernocken abgezogen werden Somit ist eine schnelle Umrüstung auf Normal-Zündung (Kontakt gesteuert), möglich.

6. Es ist keine Mindest-Anlaßdrehzahl nötig, der Zündzeitpunkt kann sowohl dynamisch (bei laufendem Motor mit Blitzlampe), als auch statisch (bei stehendem Motor) mit einem Gleichstrom-Vottmeter eingestellt werden.

7. Das Auswechseln eines defekten Verteilerfingers ^ hat keinerlei Auswirkungen auf den einmal eingestellten Zündzeitpunkt.

jo 8. Der Näherungsschalter arbeitet schon mit einer Batteriespannung von sieben Volt an einwandfrei, daher ist auch bei einer schwachen Batterie eine einwandfreie Funktion des kontaktlosen Unterbrechers gewährleistet.

9. Der Schaltnocken kann in jeder beliebigen Stellung auf dem Unterbrechernocken des Zündverteilers festgeklemmt werden, daher optimale Einstellung des Funkenüberschlages zwischen Verteilerfinger und Hochspannungskontakte in der Verteilerkappe.

Der induktive Annäherungsschalter des kontaktlosen Unterbrechers besteht im wesentlichen aus acht Bauteilen und zwar: der integrierten Schaltung (Oszillator, Schwellwertschaltung, Stromstabilisierung (1, Fig.2), dem Ferrit-Schalenkern (2, F i g. 2), dem Spulenkörper (3. F i g. 2) mit Wicklung, Kondensator (4, F i g. 15), dem Widerstand (5, Fig. 14). der Halterung (6, Fig.2) aus Hartgewebe, dem Metallgehäuse (7, F i g. 2) mit Befestigungslasche 7a und Raum (7b, F i g. 2) für passive Bauelemente, der Anschlußleitung mit Silikonisolierung. Der Vorwiderstand des Annäherungsschalters (9, F i g. 15) befindet sich im Transistor-Zündgerät. Die Bauteile sind in die Hartgewebehalterung (6, Fig. 2) eingebaut Sie hat ein Sackloch (8, F i g. 4) zur Aufnahme des Ferrit-Schalenkernes und ein Sackloch (8a, Fig.4) für integrierten Schaltkreis 1. Der Aufbau wird zu mechanischem und elektrischem Schutz in das Metallgehäuse (7, F i g. 2) eingegossen. Vorteilhaft bei diesem Bauelement ist die Halterung, die es gestattet, alle benötigten Bauteile auf kleinstem Raum funktionssicher unterzubringen. Ferner, daß nur eine Anschlußleitung benötigt wird, die problemlos aus dem Unterbrechergehäuse herausgeführt oder an die Kontaktschraube angeschlossen werden kann. Die Bauteile sind so aufeinander abgestimmt, daß der Näherungsschalter 9 bei allen Motordrehzahlen (0 bis 12 000 U/min), eine optimale Rechteckkurve mit sehr steilen Flanken abgibt Der Tempra-

ίο

turbereich erstreckt sich von —40 bis + 125⁰C. Das Metallgehäuse 7 mit dem Näherungsschalter 9 ist auf einer Blechlasche 10, die ein Langloch 10a hat, aufgelötet. Damit läßt sich der Näherungsschalter 9 problemlos anstelle des Unterbrecherkontaktes in das Zündverteilergehäuse 11 einbauen.

Die Schaltnocke für den induktiven Näherungsschalter wird über den Unterbrechernocken des Zündverteilers geschoben. Sie hat eine neuartige Klemmvorrichtung, die es gestattet, daß die Schaltnocke einwandfrei und dauerhaft in beliebiger Stellung auf den Unterbrechernocken festgespannt werden kann. Zum Festspannen der Schaltnocke werden keinerlei Spezialwerkzeuge benötigt, es genügt ein Schraubendreher mit 3 mm Klingenbreite. Durch einfaches, kreuzweises Anziehen der Senkkopfschrauben wird die Schaltnocke festgespannt. Diese Schaltnocke ist notwendig, um den Näherungsschalter exakt ansteuern zu können. Die Ansteuerung mit dem unterbrechernocken des Zündverteilers ist ungenau und führt zu keinen brauchbaren Ergebnissen.

Die angewendeten Konstruktionsmerkmale sind bekannt, neuartig ist jedoch die vorgesehene Zusammensetzung und das Ineinandergreifen der einzelnen Bauteile, wie aus der Zeichnung und Beschreibung hervorgeht. Mit dieser Konstruktion lassen sich Durchmesser-Unterschiede der Unterbrechernocken von ±0,2 mm mühelos beherrschen, der Rundlauf der Schaltnocke ist bei normalem mechanischem Herstellungsaufwand ±0,02 mm. Die Genauigkeit ist für einen exakten Zündzeitpunkt vollkommen ausreichend. Die Anbringung einer Schlitzscheibe an die Käfighülse 14 oder Dauermagnete an die Außenseite der Nocken der Käfighülse 14 für die Steuerung von Lichtschranken. Hallgeneratoren oder magnetisch steuerbaren Feldplatten ist ohne weiteres möglich. Somit ist die Klemmvorrichtung als wichtiger Bestandteil der Erfindung universell für verschiedene Steuersysteme geeignet.

Die Schaltnocke besteht im wesentlichen aus vier Teilen:

der konischen Spannhülse 13, der Käfighülse 14, der Spannscheibe 15 und je nach Zylinderzahl des Motors zwei bis acht Senkkopfschrauben (16, F i g. 6). Der innere Durchmesser der konischen Hülse 13 ist ungefähr so schieben sich die beiden konischen Spannflächen 21,22 auf die konische Hülse: 13. Durch die Konizität der Teile wird der innere Durchmesser der konischen Hülse 13 kleiner und legt sich !fest an den Unterbrechernocken des Zündverteilers an. Da die Schaltnocke aus demselben Material besteht wie der Unterbrechernocken, hat der enorme Temperalurwechsel keinen Einfluß auf die Festigkeit der Verbindung. Bestimmte Zündverteiler-Fabrikate (z. B. Ducellier) haben keine Kontaktträgerplatte, die von wechselndem Unterdruck des Motors über ein entsprechendes Gestänge in eine kreisförmige Bewegung geführt v/ird und auf deren der Annäherungsschalter montiert werden könnte, sondern der wechselnde Unterdruck wird durch den Bügel 23, Fi g. 12 für den mechanischen Unterbrecher (Hammer) in eine Querbewegumg gegenüber dem Unterbrechernocken umgewandelt. Der Bügel 23, Fig. 12 wird von der Lagerstelle 30, Fig. 12 gelagert und hat gegenüber der Seite, an der der Unterdruck wirksam ist, einen Lagerzapfen 25, F i g. 12. Auf diesen Lagerzapfen wird anstelle des mechanischen Unterbrechers (Hammer) der Bügel 24 mit seiner Lagerbuchse 26 gesteckt. Lagerzapfen 25 und Lagerbuchse 26 bilden somit ein Gelenk. Die unbegrenzt möglichen Anstellwinkel des Annäherungsschalters 9 auf dem Bügel 24 gestatten jede benötigte Verstellkennlinie einzustellen und einzuhalten.

Das Hochleistungs-Transistorzündgerät ist sowohl für mechanische Unterbrechung als auch für den erfindungsgemäßen kontaktlosen Unterbrecher ausgelegt. Die Umschaltung ist denkbar einfach, das Kabel vom Zündverteiler muß nur auf eine andere Klemme des Zündgerätes umgeklemmt werden. Das Zündgerät besitzt eine elektronisch eingestellte, unterbrecher-unabhängige Öffnungszeit des Schalttransistors (Darington) von 0,5 ms, d. h. es wird nur der Triggerimpuls des mechanischen Unterbrechers oder des kontaktlosen Unterbrechers benötigt.

Die Energiespeidiierspule L wird parallel zur Primärwicklung der Zündspule geschaltet und gibt ihre Energie beim Zündvorgang über die Zündspule an die Zündfunken ab. Dadurch wird die Zündspannung je nach verwendeter Zündspule um das 13fache. der Zündfunkenstrom bis zum 4fachen Wert erhöht. Die Brenndauer

10

15

20

25

30 der Zündfunken beträgt bis 10 000 min-' ca. 0,5 ms. Der

groß wie der Durchmesser des Unterbrechernockens 45 Vorwiderstand R begrenzt den Primärstrom des Schalt-(über die Nocken gemessen) des Zündverteilers. Die transistors (Schaltbild Fig. 16).

äußeren Flächen der konischen Hülse 13 verlaufen von Die Zeichnungen veranschaulichen den kontaktlosen

beiden Enden zur Mitte hin konisch. Die Hülse ist mit Unterbrecher in beispielsweiser Ausführung: einem schrägen Schlitz 17 von oben bis unten durch- Fig. 1 den Baustein des induktiven Näherungsschalschnitten. Damit sich die Hülse 13 beim Spannen nicht 50 ters in perspektivischer Ansicht, verkanten kann, ist quer in der Mitte des Schlitzes 17 Fig.2 einen Querschnitt des induktiven Näherungs

eine Nut eingeschnitten, in die auf einer Seite ein Stahldraht 18 eingelötet ist, die andere Seite ist frei beweglich (Verkantungssperre, Schnitt A-B, Fig. 10). Für den Massenausgleich (Unwucht) und Fixierung der Käfighülse 14 ist gegenüber der Verkantungssperre 18 ein ähnlich gestalteter Drahtbügel 19 auf der konischen Hülse aufgelötet (Verdrehungssperre). Über den Umfang der Käfighülse 14 sind entsprechend der Zylinderzahl des Motors Nuten 20 eingefräst Eine Seite der Käfighülse 14 ist mit einer Scheibe 15 abgeschlossen, deren innerer Durchmesser konisch verläuft. Die Verbindung erfolgt mittels Schrauben 16. Damit die Nuten 20 der Käfighülse 14 beim Spannen durch die konische Scheibe nicht unzulässig verkleinert werden, ist an dl:- sen Stellen die konische Scheibe schräg abgefräst Die Hülse 13 nebst Käfig 14 wird gemäß F i g. 6 zusammengesetzt Durch kreuzweises Anziehen der Schrauben Schalters.

F i g. 3,4,5 die Halterung für die Bauteile in verschiedenen Ansichten,

F i g. 6 die Schaltnocke im Längsschnitt, F i g. 7 eine Draufsicht dazu,
F i g. 8 eine Seitenansicht der Käfighülse, F i g. 9 eine Draufsicht der konischen Spannhülse, F i g. 10 einen Querschnitt der konischen Spannhülse, F i g. 11 die Schaltnocke in perspektivischer Ansicht F i g. 12 Darstellung der Bewegungsvorgänge des Näherungsschalters in einem Ducellier-Zündverteiler in Draufsicht,

F i g. 13 und 14 eine schematische Darstellung der Bewegungsvorgänge des Näherungsschalters in einem Ducellierzündverteiler mit Unterdruckverstellung mit verschiedenen Anstellwinkeln,

Fig. 15 schematisches Schaltbild des induktiven Nä-

herungsschalters mit Anschluß an das Transistor-Zündgerät,

Fig. lc Anschluß-Schema der Zündanlage mit tnergie-Spcicherspule L.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

10

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50

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60

65

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Unterbrecher für Brennkraftmaschinen mit einem induktiven Näherungsschalter und nur einer Anschlußleitung, der anstelle des feststehenden mechanischen Unterbrecherkontaktes in den Zündverteiler eingebaut werden kann, wobei durch das abwechslungsweise Vorbeidrehen von Schlitzen und Nocken am induktiven Näherungsschalter, in diesem Rechteck-Impulse entstehen, die in einem elektronischen Steuergerät ausgewertet werden um das Auslösen der Zündung zu bewirken; ferner weist der Unterbrecher eine Schaltnocke auf, die je nach Zylinderzahl des Motors mit 2,3,4,5,6 oder 8 Nocken und Nuten ausgebildet ist und auf den Unterbrechernocken des Zündverteilers aufgeschoben werdenkann, dadurch gekennzeichnet,