DE45161C - Wickelung der Armatur bei Zünd-Apparaten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In den bisher gebräuchlichen magneto- und dynamoelektrischen Zündapparaten wird der Zündfunke durch den Oeffnungsextrastrom hervorgerufen. Bei diesen Apparaten springt der Zündfunke erst in dem Augenblicke über, wo der Widerstand an der Unterbrechungsstelle dem Widerstand des oder der Zünder gleich geworden. Da sich jedoch an der Unterbrechungsstelle ein kleiner Lichtbogen bildet, so ist dort der specifische Widerstand geringer als zwischen den Drahtenden, wo der Zündfunke überspringen soll. Dieses erklärt, warum der zwischen den Unterbrechungscontactstücken gebildete Funke langer ist als die Gesammtla'nge der Zündfunken, und zugleich, warum der Nutzeffect jener Apparate so gering ist.

Dieser Uebelstand kann zunächst dadurch verringert werden, dafs man, wie schematisch in Fig. ι angegeben, einen Condensator c an einem der gebräuchlichen Apparate oder an einem ähnlichen in solcher Weise anbringt, dafs eine Belegung auf der einen Seite der Wickelung w mit dem Draht ipmuf, die andere Belegung auf der anderen Seite von n> mit dem Draht w η uf verbunden ist. u ist die Unterbrechungsstelle, η fm die Zündleitung.

Besser ist jedoch die in folgendem angegebene Lösung, die von dem erwähnten Fehler ganz frei ist und noch einen weiteren Vortheil besitzt. Der wesentlichste Theil dieser Erfindung ist ein mit zwei parallelen Drahtwickelungen bewickelter Eisenkern. Die erste Wickelung besteht aus dünnem Draht, die zweite aus dickerem. Zur Erzeugung des Funkens wird der magnetische Zustand des Eisenkernes, z. B. durch Bewegung in einem magnetischen Felde verändert. In der ersten Wickelung entsteht dadurch, wenn ihre beiden Enden nicht direct mit einander, sondern mit' den Zündern verbunden sind, kein Strom. In der zweiten Wickelung, deren Enden in directer Verbindung stehen, entsteht dagegen ein starker Strom. Dieser Strom wird, wenn er sein Maximum erreicht, oder etwas früher, plötzlich unterbrochen.

Diese Unterbrechung erzeugt in der ersten Wickelung eine hohe elektromotorische Kraft, die mit derjenigen gleichgerichtet ist, welche durch die von der äufseren Ursache herrührende Aenderung des Magnetismus des Eisenkernes hervorgerufen wird. Beide elektromotorischen Kräfte addiren sich also, um den Funken hervorzurufen. Die erstgenannte elektromotorische Kraft ist ganz momentan, die zweite dauert aber nach Aufhören der ersten während einer verhältnifsmäfsig längeren Zeit fort.

Sind das Verhältnifs der Wickelungen und der Zeitpunkt der Unterbrechung der zweiten derselben richtig gewählt, so entsteht also nicht ein blos momentaner Funke, sondern ein während einiger Zeit andauernder Lichtbogen als Fortsetzung des Funkens. Dadurch wird im Zünder eine gröfsere Wärmemenge entwickelt als durch einen blofsen Funken, wie dieses z. B. bei den gebräuchlichen Induetionsapparaten der Fall ist, und es wird die Entzündung auch schwerer entzündbarer Stoffe ermöglicht.

Bei einer gewöhnlichen Bogenlampe genügen 50 Volt, um den Lichtbogen zu unterhalten; um einen Funken von gleicher Länge hervorzubringen, sind aber mehrere Tausend Volt

erforderlich. Daraus geht hervor, dafs die erwähnte elektromotorische Kraft, welche in der Dünndrahtwickelung durch die von der äufseren Ursache herrührende Aenderung des Magnetismus des Eisenkernes entsteht und welche den Funken fortsetzt, viel geringer zu sein braucht als diejenige elektromotorische Kraft, welche den Funken hervorruft und welche wie beim gewöhnlichen Inductionsapparat durch die Unterbrechung des Stromes der Dickdrahtwickelung entsteht.

Die soeben im Princip dargelegte Einrichtung und ihre Wirkungsweise kann entweder in einem magnetoelektrischen oder in einem dynamoelektrischen Apparate Anwendung finden. Sie kann auch bei mittelst eines Stromes beliebigen Ursprungs betriebenen Inductionsapparaten verwendet werden.

Bei Anordnung des Apparates mittelst permanenter Magnete wird der Eisenkern entweder plötzlich mit den Magnetpolen in Berührung gebracht oder von denselben abgerissen, bezw. kann auch beides nach einander erfolgen, oder auch der Kern nähert sich den Polen und entfernt sich von ihnen, ohne sie zu berühren, wobei er zweckmä'fsig wie bei der Sie m ens' sehen Spule angeordnet wird.

Bei den dynamoelektrischen Apparaten, welche nach dem erwähnten Princip arbeiten, mufs behufs Selbsterregung der Strom aus einer der genannten Wickelungen oder aus beiden eine kurze Zeit lang durch die Bewickelung der Schenkel geführt werden.

Sobald der Magnetismus der Schenkel eine genügende Höhe erreicht hat, mufs die Dünndrahtwickelung nur durch die Zündleitung geschlossen sein, wenn dieses nicht von vornherein der Fall ist. Dann mufs (bei einem Wechselstrom zur Zeit eines Strommaximums oder etwas früher) der Strom im dickeren Draht plötzlich unterbrochen werden. Werden beide Wickelungen des Ankers zur Erregung der Schenkel benutzt, so müssen die letzteren auch zwei entsprechende Wickelungen tragen. Wird überhaupt die Dünndrahtwickelung zur Erregung der Schenkel benutzt, so kann sie während der Erregung nicht blos mit der Zündleitung verbunden, sondern kurz geschlossen sein, und dieser Kurzschlufs mufs kurz vor der Unterbrechung des Stromes im dickeren Draht aufgehoben werden. Haben die Schenkel zwei Wickelungen, so wirkt die Unterbrechung des Stromes im dickeren Draht sowohl in den Anker- als in den Schenkelwindungen inducirend in dem dünnen.

Bei allen diesen Apparaten kann, wie beim gewöhnlichen Inductionsapparat, ein Condensatör mit der Dickdrahtwickelung verbunden sein.

In Fig. 2 ist als Beispiel ein magnetelektrischer Apparat im Schnitt abgebildet. Die Magnete SMN sind an ihren gleichnamigen Polen mit den Polstücken P Q. aus weichem Eisen verbunden. Zwischen den Polstücken rotirt, durch eine Feder angetrieben, der Anker AB mit der Wickelung f aus feinem und derjenigen d aus dickerem Draht. Beim Durchgang durch die gezeichnete Stellung von A B erfolgt durch die Bewegung die Unterbrechung des Stromes in der Dickdrahtwickelung. Der Anker bewegt sich nach der Unterbrechung noch etwas weiter, bevor er zur Ruhe kommt. Das Zurruhebringen des Ankers kann durch eine Feder, durch Reibung oder durch einen Luftbuffer geschehen.

Die Unterbrechung kann, wie in Fig. 3 angegeben ist, bewirkt werden, c ist die Welle des Ankers, ede ein biegsames Metallstück, welches mit dem einen Ende der Dickdrahtwickelung in Verbindung steht. Es drückt vermöge seiner Elasticität gegen das an der Bewegung des Ankers theilnehmende Metallstück f, welches mit dem anderen Ende der Dickdrahtwickelung in Verbindung steht. Die beiden Stücke ede und/ sind von einander isolirt, sofern sie nicht in directer Berührung stehen.

Ein fester Anschlag g, der verstellbar sein kann, ist so angebracht, dafs er vom Ende e von ede in dem Augenblick getroffen wird, wo der Strom im dickeren Draht unterbrochen werden soll.

f bewegt sich in der Pfeilrichtung weiter und verläfst dabei ede, wodurch die Verbindung und mit ihr der Strom unterbrochen wird.

Bei einem dynamoelektrischen Apparate nach demselben Princip kann obige Unterbrechungsweise auch angewendet werden, nur mufs der Anschlag g erst in dem Moment der Zündung in solche Lage gebracht werden, dafs er von ede getroffen wird, und dieses geschieht zweckmäfsig von selbst, wenn der Magnetismus der Schenkel genügend stark geworden ist. Es ist auch dann die Anordnung so zu treffen, dafs die Feder ede nach der Unterbrechung an f vorbeigleiten kann.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch einen dynamoelektrischen Apparat. A B ist der Anker mit der feinen Wickelung f und der dickeren d; NOPS sind die Schenkel mit der feinen Wickelung f_} f_l und der dickeren d_x d_l.

Die Schenkelkerne sowohl wie der Ankerkern sind zweckmäfsig aus Platten zusammengesetzt.

Der Gedanke liegt sehr nahe, den Strom eines ' gewöhnlichen magneto- oder dynamoelektrischen Apparates durch die primäre Wickelung einer Inductionsrolle zu leiten. Es ist jedoch einleuchtend, dafs man auf diese Weise erstens einen geringeren Nutzeffekt als bei der angegebenen Anwendung von zwei

parallelen Wickelungen im Apparat selbst erzielt, und zweitens nur, wie beim gewöhnlichen Inductionsapparat, blos einen momentanen Funken erzeugt. In solchen Fällen aber, wo ein blofser Funke genügt, ist folgende Lösung, die eine Vereinfachung der angegebenen dynamoelektrischen Apparate ist, und zugleich eine Verbesserung im Vergleich zur Anwendung einer getrennten Inductionsrolle anzuwenden. Dieselbe besteht darin, dafs der Anker nur eine Wickelung von verhältnifsmäfsig dickem Draht erhält, die Schenkel aber zwei Wickelungen von dickerem und von feinem Draht. Erstere Schenkelwickelung bildet mit dem Anker die Dynamomaschine, deren Strom, wie es bei den anderen Apparaten angegeben wurde, unterbrochen wird. Der feine Draht ist einfach mit der Zündleitung verbunden. Auch bei diesem Apparat kann ein Gondensator mit der dickeren Wickelung verbunden sein.

Anstatt, wie oben angegeben, den Eisenkern mit den zwei Wickelungen in einem magnetischen Felde zu bewegen, kann man, um eine nach dem Funken andauernde elektromotorische Kraft zu erhalten, auch einen Strom beliebigen Ursprungs mittelst einer dritten Wickelung auf ihn einwirken lassen. Man erhält dann einen Apparat, dessen Inductionsspule aus drei Wickelungen besteht, mit einem Eisenkern, welcher wie bei den bekannten Transformatoren gestaltet sein kann. Die erste Wickelung wird vom primären Strom durchflossen. Die zweite, aus verhältnifsmäfsig dickem Draht, ist in sich geschlossen, wird jedoch zur Erzeugung des Funkens unterbrochen. Die dritte, aus feinem Draht, steht mit der Zündleitung in Verbindung. Wird die erste Wickelung mit einer Elektricitätsquelle verbunden,, so wächst der entstehende Strom rasch, aber allmälig bis zum Maximum. Während dieses Vorganges steht in der zweiten ein starker entgegengesetzt gerichteter Strom; in der dritten wird eine ebenfalls entgegengesetzt gerichtete elektromotorische Kraft inducirt. Der Strom der zweiten wird in dem Augenblick unterbrochen, wo er ein Maximum ist, oder etwas früher.

Diese Unterbrechung inducirt in der dritten Wickelung eine hohe, gleichfalls entgegengesetzt gerichtete elektromotorische Kraft, die den Funken herbeiführt. Beim weiteren Anwachsen des primären Stromes dauert die erwähnte elektromotorische Kraft in der dritten fort und verursacht die Fortsetzung des Funkens. Ein zweckmäfsigerweise durch Federkraft betriebener und behufs Zündung auszulösender Theil bewirkt zuerst die Schliefsung der ersten und der zweiten Wickelung und bei seiner weiteren Bewegung die Oeffnung zuerst der zweiten, dann der ersten.

Ein höherer Effect wird erzielt, wenn man den primären Strom nicht-blos, wie oben angegeben, in einer Richtung strömen läfst, sondern ihn mittelst eines geeigneten Commutators zuerst in einer Richtung einleitet, bis er sein Maximum erreicht, und ihn dann ohne Unterbrechung umkehrt. Die zweite Wickelung wird dann, sobald der Commutator die Umkehrung bewirkt, geschlossen und, wie erwähnt, während des Umkehrens zur Erzeugung des Funkens geöffnet. Es kann auch, ähnlich wie bei den anderen Apparaten, ein Gondensator mit der zweiten Wickelung verbunden sein.

Claims (1)

1. Pate nt-Anspruch:

   Bei magneto- und dynamoelektrischen Zündapparaten die Anordnung einer zweiten secundären Wickelung auf der Armatur, auf dem Feldmagnet oder auf beiden, in welcher bei Unterbrechung des primären Stromes ein secundärer Strom von hoher Spannung, der Zündstrom, inducirt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.