-
Zündungsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen. Eine Vorrichtung
zur Zündung bei Verbrennungskraftmaschinen beruht auf der Verwendung eines magnetelektrischen
Apparat.,, beispielsweise mit niederer Spannung, zum Laden der Kondensatoren. Diese
Kondensatoren entladen sich dann in die Primärwicklung eines Umformers, und man
erhält in der Sekundärspule die zur Wirkung der Kerzen nötige hohe Spannung.
-
Bei schon bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Anker des Zündungsmagneten
außerhalb des Entladungsstromes der Kondensatoren in die Primärspule des Umformers
gelegt, während ein geeigneter Umschalter den Kondensator bald mit dem Zündungsmagneten,
bald finit der Primärspule des Umformers in Verbindung setzt, so daß die Ladung
und die Entladung des Kondensator durch einen zeitlichen Zwischenraum getrennt sind.
-
Da eine derartige Vorrichtung nur dann, wirksam sein kann, wenn man
über eine Stromquelle tnit konstantem Potential und Tiber Kondensatoren verfügt,
deren Kapazität um so größer ist, je schwächer das verwendete Potential ist, so
wäre es notwendig, Kondensatoren von sehr großer Kapazität zu verwenden, um eine
genügende 'Wirkung mit Stromerzeugern zu erhalten, welche einen Strom mit sehr schwachem
Potential bei geringen Drehgeschwindigkeiten des Motors liefern. Eine Abhilfe für
diesen CbeIstand könnte darin bestehen, daß man einen sehr kräftigen Stromerzeuger
verwendet, d. h. einen solchen, welcher eine bedeutende magnetische Strömung besitzt
und einen verhältnismäßig schwachen inneren Widerstand hat. Eine Vorrichtung dieser
Art wäre jedoch infolge ihres Gewichts und ihrer großen Raumbeauspruchunb nicht
gut verwendbar. Wenn man einen Zündungsmagneten von geringem Umfang beibehalten
will, d. h. wenn man die Stärke des Stromerzeugers vermindern will, so ist man gezwungen,
um kein zu großes Gewicht des Magneten wählen zu müssen, den Anker mit einer großen
Anzahl Windungen dünner Drähte zu versehen und ihm infolgedessen einen sehr großen
'Widerstand zu geben, wodurch man ein genügend hohes Potential bei geringen Geschwindigkeiten
erreicht. Außerdem verläßt man die Form der sinusartigen Welle und nähert sich der
Gestalt eines Rechtecks, indem man versucht, so schnell wie möglich wechselnde Kraftflußvariationen
zu erhalten. In diesem Falle zeigt jedoch die Berechnung, daß die Harmonischen bei
den verschiedenen Drehgeschwindigkeiten des Stromerzeugers nicht in derselben Weise
verschoben werden (beispielsweise wird eine Harmonische in Resonanz überhaupt nicht
verschoben). Hieraus folgt, daß die resultierenden Kurven der Stromstärke und des
Potentials an den Klemtnen des Kondensators, je nach der Geschwindigkeit, eine sehr
verschiedene Gestalt haben.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese schweren Nachteile zu beseitigen,
indem sie die schädlichen Wirkungen dieser Verzögerungen ausschaltet, und zwar durch
ein Verfahren, welches darin besteht, den Anker des Stromerzeugers während des Abschnittes
des Vorganges, welcher der Ladung des Kondensators vorausgeht, kurzzuschließen.
Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß eine Verschiebung der Intensität der magnetischen
Strömung nach rückwärts stattfindet und infolgedessen eine Erhöhung dieser Intensität.
-
Bei einer Ausführungsart des obengenannten Verfahrens wird eine rotierende
Scheibe
mit abwechselnd leitenden und nichtleitenden Abschnitten verwendet. An dieser Scheibe
reiben Stromabnehmer, welche auf geeignete Weise befestigt sind. Die Scheibe und
die Stromabnehmer sind, wie unten beschrieben, mit den verschiedenen Teilen des
Magnetapparates verbunden.
-
Die verschiedenen Abschnitte der Wirkungsweise dieser Vorrichtung
sind die folgenden: i. Kurzschluß des Ankers während eines Abschnittes des Vorganges,
2. Unterbrechung des Kurzschlusses, welche die Ladung des Kondensators veranlaßt,
3. Unterbrechung des Stromes: Kondensatoranker, wonach der Kondensator geladen bleibt,
q.. Entladung des Kondensators in die Primärspule des Umformers nach einer gewissen
Zeit.
-
Außerdem ist die Anordnung so getroffen, daß, wenn eine bestimmte
Umdrehungsgeschwindigkeit des Stromerzeugers erreicht ist, der dritte Abschnitt
weggelassen werden kann, welcher in der Unterbrechung des Stromes Kondensatoranker
besteht, und zwar geschieht dies mit Hilfe eines geeigneten Umschalters. Auf diese
Weise wird die mechanische Verzögerung, welche von diesem dritten Abschnitt herrührt,
vermieden, und man erhält in bezug auf die Vorgänge bei geringer Geschwindigkeit
eine Vorzündung.
-
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i schematisch die Verbindungen der Scheibe und
der Bürsten mit den Organen des Magnetapparates, Abb.2, 3 und q: Teilzeichnungen,
welche die verschiedenen Stellungen der Scheibe in bezug auf die Bürsten- ersehen
lassen, Abb. 5 und 6 die Arbeitsweise :eines Umschalters, welcher dazu dient, der
Zündung bei großen Geschwindigkeiten eine bestimmte Vorzündung zu geben und die
Zündung zu unterbrechen.
-
Die Scheibe, welche aus gut leitendem Material besteht, zeigt vier
Abschnitte, von denen zwei 3, 3 Leiter sind und aus symmetrischen, vollen Teilen
der Scheibe bestehen, und deren beide anderen 2, 2 die Elektrizität nicht leiten,
beispielsweise durch Einschnitte der Scheibe i gebildet werden. Die Scheibe ist
starr auf der Welle des Magnetapparates befestigt, von dieser-aber elektrisch isoliert.
Sie dreht sich also mit derselben Geschwindigkeit wie diese Welle.
-
Der Anker des Magnetapparates kann auf der Welle befestigt sein, wie.
bei den meisten Magnetapparaten, oder auch feststehend angeordnet werden, wie bei
Zündmagneten, dessen Magnet und Anker fest ist und welcher ein sich drehendes Eisen
besitzt, welches den Magnetstrom schließt oder wie bei solchen mit rotierenden Magneten.
Der eine Pol des Ankers hat Körperschluß, und der andere Pol ist unmittelbar oder
vermittels einer Bürste mit der Scheibe i verbunden.
-
Auf den Zeichnungen ist ein Magnetapparat niederer Spannung nur in
schematischer Weise dargestellt. 7 bezeichnet den Anker, dessen einer Pol 8 mit
der Scheibe i verbunden ist und dessen anderer Pol9 Körper, schluß hat.
-
Zwei Bürsten q. und 5 sind derart angeordnet, daß sie auf den vollen
Teilen 3, 3 der Scheibe i schleifen, wenn diese beispielsweise in der auf Abb. i
dargestellten Stellung sich befindet, und daß sie Dicht-in die Einschnitte 2, 2
eindringen bei den anderen Stellungen der Scheibe (Abb. 3). Zu diesem Zwecke kann
man entweder die Bürsten in ihrer Bewegungsfreiheit auf geeignete Weise beschränken
oder die Einschnitte 2, 2 mit geeignetem Isoliermaterial ausfüllen.
-
Die Bürste q. ist bei io an die Masse des Magneten .angeschlossen,
während die Bürste 5 von der Masse isoliert und mit dem Pol i i des Kondensators
verbunden ist, dessen anderer Pol 12 an die Masse io vermittels der Primärwicklung
13 des Transformators angeschlossen ist.
-
Die verschiedenen Stellungen der Scheibe i, welche den verschiedenen
Arbeitsphasen des Magnetapparates nach der Erfindung entsprechen, sind folgende
i. Wenn die Scheibe in einer in den Abb. i und ¢ gezeigten Stellung ist, berührt
die Bürste q: einen der Abschnitte 3, und der Anker des Magnetapparates hat Kurzschluß,
da sein Pol 8 vermittels von i und q: Körperschluß hat.
-
2. Wenn .die Scheibe in der in Abb. 2 gezeigten Stellung ist, so hat
die Bürste einen Abschnitt 3 verlassen und befindet sich an einem Abschnitt 2, während
die Bürste in Berührung mit dem andern Abschnitt 3 bleibt. Es entsteht ein öffnungsinduktionsstrom,
welcher den Kondensator vermittels der Bürste 5 lädt.
-
3. Wenn sich die Scheibe in der in Abh. 3 gezeigten Stellung befindet,
verläßt die Bürste 5 ihrerseits den entsprechenden Abschnitt 3, und der Kondensator
befindet sich in isoliertem Zustande und bleibt geladen.
-
q.. Wenn 'die Scheibe in der in Abb. 4. gezeigten Stellung ist, befinden
sich die beiden Bürsten in Berührung mit dem leitenden Teile 3 der Scheibe i. Die
Bürste q. ist zuerst von einem der Abschnitte 3 berührt worden, und der Anker des
Magnetapparates ist von neuem kurzgeschlossen
worden. Hierauf ist
die Bürste 5 mit dem anderen Abschnitt 3 in Verbindung gekommen, indem sie auf diese
Weise durch 5, i und den Pol i i des Kondensators mit dem Pol a? in Verbindung gesetzt
hat. Dieser entlädt sich plötzlich durch die Primärspule 13 des Transformators und
durch 5, i und ,l. Diese plötzliche Entladung erzeugt in der Sekundärspule 14. des
Transformators den Strom für die Zündkerzen.
-
Durch die Wahl der Abmessungen der Abschnitte 3 und der Abmessungen
und Stellung der Bürsten 4. und 5 kann man in sehr weiten Grenzen den letzteren
Kontakt verzögern und eine Zündung mit größerer Verspätung erlangen, als er der
Verschiebung der Stromstärke bei großen Geschwindigkeiten entsprechen würde.
-
5. Für die großen Geschwindigkeiten genügt es, die Bürste 5 (Abb.
5) außer Benutzung zu setzen, indem man den Pol i i des Kondensators mit dem Pol
8 des Ankers vexbindet, und zwar durch den Umschalter 6, welcher, wie in Abb. 5
gezeigt, angeordnet ist; hierdurch wird die mechanische Verzögerung aufgehoben,
welche dadurch entsteht, daß die Bürste 5 nach der Bürste a mit der Scheibe in Verbindung
kommt, und die Zündung geschieht nun in bestimmten Zwischenräumen. Außerdem findet
Vorzündung statt in bezug auf die Vorgänge bei geringen Geschwindigkeiten, wenn
man Vorsorge getroffen hat, daß die mechanische Verzögerung, welche bei geringen
Geschwindigkeiten besteht, so bemessen ist, daß sie größer wie die elektrische Verzögerung
ist, welche nur bei großen Geschwindigkeiten stattfindet.
-
Derselbe Umschalter 6 gestattet die Unterbrechung der Zündung durch
Kurzschließen des Ankers (Abb. 6).
-
Bei großen Drehungsgeschwindigkeiten des Zündungsmagneten ist die
unmittelbare elektromotorische Kraft des Zündmagneten groß genug, um die Ladung
des Kondensators zu sichern, und aus diesem Grunde ist es möglich, mit Hilfe des
Umschalters 6 eine Vorzündung zu erreichen. . Aber diese Vorzündung kann nur dann
wirksam sein, wenn sich der Stromerzeuger mit bedeutender Geschwindigkeit dreht
und so die Ladung des Kondensators aufrechterhält.
-
Hieraus folgt, daß, wenn sich der Umschalter 6 zufällig nach dem Anhalten
in der auf Abb. 5 gezeigten Stellung befindet, ein Andrehen des Motors praktisch
unmöglich wird, denn die Geschwindigkeit, welche man dem Motor geben muß, um eine
Zündung zu erreichen, übersteigt diejenige, welche man mit Hilfe der Handkurbel
erreichen kann. Jede Gefahr des Rückschlages verschwindet also beim Andrehen.
-
Es ist ersichtlich, daß man auch andere mechanische Vorrichtungen
anwenden kann, um die beschriebenen fünf aufeinanderfolgenden Phasen zu verwirklichen,
z. B. könnten in an sich bekannter Weise Unterbrecher durch bewegliche Nocken betätigt
werden, welche in der gewünschten Weise wirken.
-
Es ist zu bemerken, daß der Umschalter 6 nicht notwendigerweise neben
dem Zündapparat angeordnet sein muß, sondern an einen beliebigen Platz gelegt werden
kann, z. B. neben den Führersitz eines Fahrzeuges, wenn die Vorrichtung bei einem
Kraftwagen verwendet wird.