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Einrichtung zur elektrischen Zündung von Explosionskraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Zündung von Explosionskraftmaschinen,
im besonderen von Explosionsmotoren, Die Erfindung bezweckt, eine derartig betriebssichere
Einrichtung zu schaffen, daß Zündungen zu anderem Zeitpunkt als demjenigen, in dem
die Explosion gewünscht ist, ausgeschlossen sind und bei der elektrische Stromstöße,
die willkürlich oder zufällig erzeugt
werden oder auftreten, nicht
zu fürchten sind und nicht eine Vor- oder Nachzündung hervorrufen und sonstige Störungen
oder Unterbrechungen in der Wirkungsweise der Kraftmaschine hervorrufen können.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß geeignete Mittel
vorgesehen werden, welche die Zündelektroden jeder einzelnen Kerze kurzschließen
und diesen Kurzschluß für jede der Kerzen nur in dem Augenblick aufheben und solange
aufgehoben erhalten, als erforderlich ist, um in einem gewünschten Zeitmoment den
Überschlag des Funkens im Zylinderraum herbeizuführen.
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Abb. i zeigt ein Schaltungsschema einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
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Abb. 2 und 3 zeigen im Schnitt bzw. in Vorderansicht einen Teil der
Erfindung, wie er bei Anwendung derselben für die Magnetzündung nach dem System
Eisemann verwendet werden kann.
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Die Abb. q. und 5 zeigen in gleicher Weise die Anwendung der Erfindung
bei einer Magnetzündung nach dem System Bosch.
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Die Abb. 6 und 7 zeigen in gleicher Weise die Anwendung der Erfindung
bei einem Akkumulatorenzündsystem nach Delco-Ignition.
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Die Abb. 8 und 9 zeigen in gleicher Weise die Anwendung der Erfindung
bei einem Zündsystem Bosch, jedoch mit Akkumulatorenspeisung.
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Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung in Anwendung
beispielsweise auf die Zündung eines Explosionsmotors mit Zündkerzen wird zur Vermeidung
von Fehlzündungen usw. die Anordnung getroffen, wie sie im Schema der Abb. t gezeigt
ist.
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In Verbindung mit einem Magnet- oder Akkumulatorzündsystem üblicher
Art wird die eine der Elektroden a einer jeden Zündkerze mit der Zylinderwandung
b elektrisch verbunden, während die andere Elektrode c einer jeden Zündkerze durch
eine Leitung d mit einem Verteiler e verbunden ist, welcher diese Elektrode c im
beabsichtigten Augenblick mit der Stromquelle (Magnet oder Akkumulator) verbindet.
Ferner werden Mittel vorgesehen, welche die beiden Elektroden a und c einer jeden
Zündkerze im geeigneten Moment kurzschließen und eine Unterbrechung des Kurzschlusses
für jede der Zündkerzen bis zu dem Augenblick nicht zulassen, zu welchem die betreffende
Zündkerze zünden soll; der Kurzschluß ist gleichfalls nur so lange unterbrochen,
als der Zündvorgang selbst Zeit erfordert. Sobald die Zündung eingeleitet werden
soll, verbindet der Verteiler e die Elektrode c mit dem einen Pol der Stromquelle,
und zwar so lange, als es erforderlich ist, um den Zündvorgang einzuleiten. Die
andere Elektrode a der gleichen Zündkerze ist hierbei ununterbrochen mit der Zylinderwandung
verbunden, an die wiederum der andere Pol der Stromquelle dauernd angelegt zu denken
ist. Zur Herbeiführung des Kurzschlusses zwischen den Elektroden a und c, von denen
die eine a mit der Zylinderwand leitend verbunden -ist, wird die Zuführung der Elektrode
c mit einem federbelasteten Kontaktstift f verbunden, der auf einer umlaufenden
Verteilerscheibe ei schleift, die aus elektrisch leitendem Stoff besteht, über eine
Schleifringanordnung mit der Zylinderwand b verbunden ist und an ihrem Umfang an
der Stelle e1() ein Isolierstück trägt. Es ist nun klar, daß die Elektroden a, c
über die Verteilerscheibe e1- miteinander im Kurzschluß verbunden sind, solange
der Schleifkontakt f auf dem leitenden Teil der Umfläche der Verteilerscheibe ei
schleift, und dieser Kurzschluß nur dann und so lange unterbrochen wird, wenn der
Schleifkontakt f auf das Isolierstück e10 aufläuft und sich auf ihm bewegt. Der
Auflaufzeitpunkt des Schleifkontaktes f auf das Isolierstück und somit die Aufhebung
des Kurzschlusses fällt zeitlich genau zusammen mit dem Augenblick, in dem die Verteilerscheibe
e bzw. der in ihr angeordnete, nicht näher bezeichnete federbelastete Schleifkontakt
ein gleichfalls nicht bezeichnetes Kontaktstück berührt, das am rechten Ende der
Leitung d angeklemmt ist. Dieser Schleifkontakt in der Verteilerscheibe e ist auf
geeignete Weise mit dem einen Pol der Stromquelle verbunden, deren anderer Pol dauernd
an die Zylinderwandung b gelegt ist und somit auch mit der Elektrode in leitender
Verbindung steht. Bei Aufhebung des Kurzschlusses zwischen den Elektroden a und
c wird also gleichzeitig die Stromquelle an diese angelegt, und bei Abschaltung
der Stromquelle von den Elektroden wird wiederum nach Übergang des Abreißfunkens
der Kurzschluß zwischen ihnen wieder hergestellt.
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Es ist nun vorteilhaft und vereinfacht die Ausführung der Erfindung
erheblich, wenn man die Verteiler e und e1 miteinander vereint und den Schleifkontakt
f gleichzeitig dazu benutzt, einerseits die Elektrode c mit der Stromquelle und
anderseits zu geeigneter Zeit unmittelbar mit der anderen Elektrode a im Kurzschluß
zu verbinden. Geeignete Ausführungsformen dieser Art mögen im folgenden beschrieben
sein, zugleich in Anwendung der Erfindung auf die eingangs erwähnten Zündsysteme.
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Will man die Erfindung auf ein Magnetzündsystem Eisemann anwenden,
so wird eine Ausführungsform gemäß den Abb. 2 und 3 gewählt. Jede der Zündkerzen
erhält hierbei einen besonderen Schleifkontakt f zugeordnet,
der
auf einer Scheibe e aus Isoliermaterial schleift. Auf dieser Scheibe e ist ein Kontakt
e° angeordnet, der mit einer Klemme der Sekundärwicklung des Magnetapparates in
geeigneter Weise in dauernder leitender Verbindung steht. Ferner ist auf der Scheibe
e ein Metallband e3 befestigt, das leitend beispielsweise durch den Bügel e30 mit
der Achse der Verteilerscheibe verbunden ist, welch letztere wiederum mit der Zylinderwand
leitend verbunden ist, etwa nach Art der in Abb. i dargestellten Schleifringübertragung.
Die verschiedenen Schleifkontakte f laufen nun auf das Metallband e3 auf, wodurch
die Elektrode c der betreffenden Kerze mit den Elektroden a derselben im Kurzschluß
verbunden wird. Beim Verlassen des Metallbandes el passiert der betreffende Schleifkontakt
feinen isolierten Teil, indem er nämlich unmittelbar über die Scheibe e gleitet.
Hierauf gelangt er auf den Kontakt e=, wodurch er die Elektrode c der betreffenden
Zündkerze mit der Klemme der Sekundärwicklung des Magnetapparates verbindet, deren
andere Klemme über die Zylinderwand mit der Elektrode a verbunden ist, und wodurch
diese Stromquelle zwischen die Elektroden gelegt wird. Sobald der betreffende Schleifkontakt
f wiederum vom Kontakt e2 abläuft, gelangt er wieder auf einen Teil der Isolierscheibe
e und läuft sodann wiederum auf das Metallband e3 auf, wodurch sich das Spiel wiederholt.
Wie ersichtlich, ist es ausgeschlossen, daß eine Fehlzündung eintritt, und daß eine
Zündung nur so lange möglich ist, als der Schleifkontakt f sich auf der Kontaktfläche
e= bewegt. Die isolierenden Zwischenräume zwischen den Kontaktflächen e= und e3
sind so gewählt, daß die Schleifkontakte f niemals gleichzeitig auf den Kontaktflächen
e-' und e3 beim Lbergang von der einen auf die andere Kontaktfläche aufliegen können.
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Die Scheibe e-' wird beispielsweise durch ein Zahnradgetriebe in einer
dein Taktverhältnis des Motors entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben, während
die Schleifkontakte f feststehend angeordnet sind, beispielsweise um 9o° gegeneinander
versetzt, entsprechend einem Vierzylindermotor.
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Die beispielsweise Anwendung der Erfindung auf ein Magnetzündsystem
nach Bosch ist in den Abb..l und 5 dargestellt. Auch hier ist die Zündung eines
Vierzylindermotors gedacht, und jedem Zylinder bzw. Zündkerze in diesem ist ein
feststehender Schleifkontakt/ zugeordnet. Ein. federbelasteter Schleifkontakt e2
ist in einer umlaufenden Verteilerscheibe e angeordnet und in geeigneter Weise mit
einer Klemme der Magnetwicklung des Zündapparates verbunden, dessen andere Klemme
wiederum an der Zylinderwand und somit an der Elektrode a liegt. Die Verteilertrommel
e ist mit einem Zahnrad g verbunden, das eine Verlängerung g1 an der Nabe besitzt,
die in eine entsprechende Aussparung der Trommel e eingreift und somit die relative
Lage von Trommel und Zahnkranz sichert. In entsprechender Entfernung von der Umfläche
der umlaufenden Trommel e und konzentrisch mit ihr ist ein Metallband e30 angeordnet,
das am Rande umgebördelt ist und hierdurch mit der Trommel mechanisch verbunden
wird. Das Metallband e30 bildet also eine Zylinderfläche, die eine gewisse innere
Elastizität besitzt und somit federnd an den Schleifkontakten f angedrückt ist;
sie ist, wie aus Abb.5 ersichtlich, in entsprechender Entfernung rechts und links
vom Schleifkontakt e2 nach innen gezogen, so 'daß also eine Berührung des Metallbandes
durch einen Schleifkontakt f zu jener Zeit, zu der Schleifkontakt f mit dem Schleifkontakt
e° in Verbindung steht, vollkommen ausgeschlossen ist. Es ist ohne weiteres klar,
daß beim Umlaufen der Verteilerscheibe der Reihe nach einer der vier Schleifkontakte
f mit dem Schleifkontakt e'-' in Berührung kommt und somit mit der einen Klemme
der Magnetwicklung verbunden wird, während gleichzeitig die übrigen Schleifkon=
takte f auf dem Metallband e30 aufliegen und untereinander verbunden (kurzgeschlossen)
sind. Ein Ansatz e300 an diesem Metallband e3') ist auch noch mit dem Vorsprung
g1 am Zahnrad verbunden, wodurch das Metallband unverschieblich auf der Trommel
e gehalten wird. Des weiteren ist das Metallband e30 mit den Zylinderwandungen verbunden,
so daß also eine Kurzschlußverbindung der auf dem Metallband schleifenden Kontakte
f und den Elektroden a und hierdurch wiederum zwischen den letzteren und
den Elektroden c der betreffenden Zündkerzen herbeigeführt ist.
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Die Anwendung der Erfindung auf ein Zündsystem Delco-Ignition ist
beispielsweise in den Abb.6 und 7 dargestellt. Wiederum sind feststehende Schleifkontakte
f, um 9o° gegeneinander versetzt, entsprechend einem Vierzylindermotor angeordnet,
in der genugsam dargelegten Schaltungsweise vorgesehen. Auf einer feststehenden
Scheibe aus Isoliermaterial e ist ein Kontakt e° angeordnet, der leitend mit der
Antriebsachse der Scheibe und durch die erstere mit dem einen Pol des Akkumulators,
der bei diesen Systemen verwendet wird, verbunden ist, während ein Metallband e3
in der gezeichneten Weise am Umfang der Isolierscheibe e befestigt ist, das als
Kurzschlußelement dient und einerseits mit der Zylinderwandung und somit den Elektroden
a
der Zündkerzen in geeigneter, nicht gezeichneter Weise verbunden ist, und auf dem
anderseits die Schleifkontakte f auflaufen, sobald sie den Kontakt e2 verlassen
haben. Wiederum ist die Breite des zwischen dem Kontakt e2 und dem Metallband e-'
liegenden Teils der Isolierscheibe e so gewählt, daß niemals ein Schleifkontakt
i gleichzeitig das Metallband und den Kontakte= berühren kann. Die Verbindung zwischen
dem Metallband und den Zylinderwandungen kann in geeigneter Weise erfolgen, beispielsweise
mit Hilfe eines vierarmigen Kreuzes, das auf einer Hülse befestigt ist, welch letztere
wiederum mit der Zylinderwandung in Verbindung steht. In diesem Falle sind die Schleifkontakte
f in einem Gehäuse angeordnet, das konzentrisch mit der Tragfläche der Scheibe e
gelagert ist und seinerseits umläuft relativ zur feststehenden Scheibe e.
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Zur Anwendung der Erfindung für ein Zündsystem Bosch mit Akkumulatoren
wird vorzugsweise eine Ausführungsform gemäß den Abb. 8 und 9 benutzt. Hier sind
wiederum vier feststehende Schleifkontakte f zu finden, welche mit den Elektroden
c leitend verbunden sind, und die um 9o° gegeneinander versetzt, entsprechend einer
Vierzylinderanordnung, um eine Scheibe e angeordnet sind. In der letzteren ist ein
federbelasteter Schleifkontakt e2 angeordnet in einer isolierenden Hülse, der mit
einem anderen Kontakt 'e20, der gleichfalls allseitig von der Scheibe e isoliert
ist, elektrisch leitend verbunden ist. Dieser Kontakt e20 ist conachsial mit der
Scheibe und somit senkrecht zu dem radial gerichteten Kontakt e2 angeordnet. Auf
einer Stirnfläche von ihm reibt der federbelastete Schleifkontakt e200, der leitend
mit einer feststehenden Klemme verbunden ist, deren anderer Pol an der Zylinderwandung
und somit an den Elektroden a der einzelnen Zündkerzen liegt. Die Scheibe e besitzt
im übrigen zumindest eine leitende Umfläche, auf der somit die Kontakte/, welche
nicht gerade vom Kontakte-' berührt werden, aufliegen; da nun diese Umfläche auf
geeignete Weise mit den Zylinderwandungen und somit der Elektrode a einer jeden
Zündkerze verbunden ist, wird ein Kurzschluß zwischen den Elektroden herbeigeführt,
sobald der betreffende Schleifkontakt f vom Kontakt e2 abgeglitten ist und das Isolierstück
zwischen diesem und der Scheibe e passiert hat.
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Die Erfindung ist durchaus nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, insbesondere nicht darauf, daß eine der Elektroden der Zündkerze mit
der Zylinderwandung verbunden ist. Ist eine solche Verbindung nämlich nicht vorhanden,
so ist es ohne weiteres möglich, die Elektrode a durch eine geeignete Leitung mit
den Verteilerscheiben zur Herstellung der Kurzschlußverbindung zu verbinden bzw.
an die Klemme bzw. Pole der Stromquelle zu legen.