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lfagnetelektrischer Zündapparat für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft einen magnetelektrischen Zündapparat für Brennkraftmaschinen, der sich
von den bekannten Bauarten durch seine besondere Form undArbeitsweise unterscheidet.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Spule um einen Zentralkern
gelegt ist, der von einem aus vom Kern magnetisch isolierten Leisten gebildeten
Mantel umgeben ist, wobei der Induktionsfluß abwechselnd den Kern und die Leisten
durchströmt und so sich bald innerhalb, bald außerhalb der Spule schließt.
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Durch diese Anordnung wirkt der den doppelten magnetischen Kreis durchlaufende
pulsierende Fluß auf die Spule, wie wenn es ein Wechselfiuß wäre.
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Infolge des guten elektrischen Wirkungsgrades der Maschine und der
hohen Zahl der Windungen der Spule und des Mitwirkens anderer Faktoren von nebensächlicher
Bedeutung, die aber dabei unerläßlich sind (wie die kleinen Verluste durch Hysteresis,
die eine starke Intensität des magnetischen Feldes zulassen, die besondere Form
und Amplitude der Polschuhe), ist es möglich, direkte Stromimpulse von hoher Spannung
zu erhalten, die unmittelbar für die Zündung nutzbar sind und dies ohne Hilfe des
Unterbrechers und des Kondensators. Außerdem ist bei diesem Apparat kein Mechanismus
zum Antrieb des Hochspannungsverteilers erforderlich, da jederApparat so gebaut
werden kann, daß er bei jeder Umdrehung so viele Funken erzeugt, als Zylinder am
Motor, an dem der Apparat angebracht wird, vorhanden sind.
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Zu diesem Zwecke ändert man die Anzahl der Ständerpole und die Anzahl
der Pole und Zwischenpolleisten des Läufers. Man kann auf diese Weise Apparate bauen,
die bei jeder Umdrehung die gewünschte Funkenanzahl erzeugen.
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Dieser Vorteil erlaubt, die Getriebe für die Bewegung des Verteilers;
abzuschaffen und den letzteren äußerst einfach zu gestalten:.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäß eingerichteten
Apparats für acht Funken pro Umdrehung beispielsweise dargestellt.
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Die Abb. i und a sind Schemata der magnetischen Kreise in einer Anfangsstellung
des Betriebes.
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Die Abb. 3 und 4 sind ähnliche Schemata, jedoch nach einer Drehung
des Läufers um 45° von der Anfangsstellung.
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Die Abb. 5 und 6 sind ebenfalls ähnliche Schemata wie in Abb. i von
zwei Abänderungen.
Die Abb. 7, 8, 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform
des Apparats, und zwar veranschaulichen: Abb. 7 einen Querschnitt nach Linie X-X
der Abb. 8, Abb.8 einen Längsschnitt nach Linie IX-IX der Abb. 7, Abb.9 einen Querschnitt
nach Linie XII-XII der Abb. 8 nach einer Drehung von 67° 30f, Abb. io einen Querschnitt
nach Linie XI-XI der Abb. 8 in der nämlichen Stellung der Abb. 9.
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Abb. i i ist eine schaubildliche Darstellung des Läufers ohne Isoliermaterial.
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Abb. 12 ist ein Schaltschema.
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In der dargestellten magnetelektrischen Maschine wird das magnetische
Feld von einem zylindrischen Rohrmagneten i aus Kobaltstahl geliefert, dessen zwei
Enden ungleichnamig magnetisiert sind.
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An jedem Ende ist der Magnet im Innern mit einem Lamellenpaket 2 versehen,
das die Polschuhe bildet. Diese zwei Polschuhe werden in den zylindrischen Enden
des Magneten eingebettet und besitzen je vierherausragende Pole, die radial nach
innen gerichtet sind.
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Das Ganze, gebildet vom Magneten i und von den Polschuhen 2, stellt
den unbeweglichen Teil des magnetischen Kreises (Ständer) dar.
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Im Innern dieses Ständers befindet sich der Läufer, im wesentlichen
aus einem lamellierten Kern bestehend, auf welchem der Entfernung der Feldpole entsprechend
zwei lamellierte Polschuhe 7 mit äußeren hervorragenden Polen montiert sind.
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Auf dem Kern 6 und zwischen den Polschuhen 7 ist die Spule gewickelt.
Sie besteht aus ungefähr 75 000 Windungen aus Kupferdraht von 411o" mm. Der
kleine Durchmesser des Kernes 6 und seine Länge tragen dazu bei, die Aufgabe zu
erleichtern und zu bewirken, daß die 75 000 Windungen der Spule io in 5o
Schichten zu je 1500 Windungen enthalten sind und so bei beschränktem Drahtverbrauch
nur wmig Raum einnehmen. Da es keine Primärwicklung und keinen Kondensator gibt,
wird der ganze Raum von der einzigen Wicklung ausgefüllt, und, die zylindrische
Form des Kernes wird absichtlich gewählt, um die Wicklung zu erleichtern.
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Die Spule io befindet sich in einem zylindrischen Käfig, gebildet
von einer Serie von lamellierten Eisenkernen, deren Enden in den freien Räumen zwischen
den Polschuhen 7 gelagert sind, je einer in jedem Raum.
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Alle den Läufer bildenden Teile sind vollständig in der Isoliermasse
8 gebettet, so daß dieser eine vollkommen zylindrische Form annimmt.
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An den Enden dieses Zylinders sind zwei Bronzeflanschen 4 befestigt,
die mit von Kugellagern getragenen und in einem Stirnschild 3 untergebrachten Zapfen
versehen sind.
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Der mittlere Teil des Läufers dient als rotierender Funkenverteiler
für die Kerzen der verschiedenen Zylinder. Zu diesemZwecke besitzt die Spule zwei
metallische Sektoren i i, Il i (Abb. 8). Von den beiden Wicklungsenden ist das eine
mit der Masse des Apparats und das andere mit den beiden metallischen Sektoren verbunden,
die untereinander einen Winkel von i8o° bilden und sich in zwei parallelen Ebenen
drehen, in denen j e vier feste Bürsten liegen (Abb. 9, io).
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Der beschriebene Apparat arbeitet folgendermaßen: Wenn die Pole 7
des Läufers den torspringenden Polen des Magneten gegenüberstehen, schließt sich
der magnetische Kreis über die Pole 7 und- die Eisenwelle des Läufers (Abb. z und
2). Auf diese Weise werden an jedem Ende des Magneten radiale magnetische Felder
erzeugt, die sich mit dem Läufer um dessen Achse verstellen.
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Nach einem gewissen Drohungswinkel kommt der Läufer in die in der
Abb. 7 gezeigte Stellung, in welcher der Fluß durch die radialen früher wirksamen
Kerne plötzlich aufhört, während axial auf dem Zylindermantel liegenden früher unwirksamen
Kerne jetzt vom Fluß durchströmt werden (Abb. 3,4).
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In dieser Stellung des Läufers werden augenblicklich die größten Flußwechsel
in allen lamellierten Kernen der Maschine erzeugt.
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Bei der weiteren Drehung des Läufers werden die äußeren axialen Kerne,
die früher vom Fluß durchströmt waren, - unwirksam und umgekehrt die radialen früher
unwirksam gewesenen wirksam, indem sich der oben beschriebene Zyklus wiederholt.
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In dein beschriebenen Apparat haben die unbeweglichen Polschuhe 22°
3o', 'die rotierenden 24° 30'.
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Während einer vollständigen Umdrehung des Läufers erfolgt ein achtmaliger
Fluß- i wechsel zwischen den beiden Ankern, die acht Hochspannungsstromimpulsen
- genau zu 45° gegeneinander versetzt -entsprechen.
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Der oben beschriebene Zündapparat benötigt keine Getriebe zur Bewegung
des ro- i tierendenHochspannungsverteilers, weil jeder Apparat so gebaut wird, daß
er diejenige Funkenanzahl erzeugt, die der Anzahl der Zylinder, für die der Apparat
angewendet werden soll, entspricht. i
Unter diesen Bedingungen kann
der Läufer selbst als Funkenverteiler dienen, indem man an seinem Mittelteil die
beiden metallischen. Sektoren i i, i i' anbringt, die mit dem Hochspannungsende
der Wicklung verbunden sind (Abb. 8, g, io).
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Jeder dieser Sektoren kommt abwechselnd mit den festen Bürsten in
Berührung, die an dem Zylindermagneten zu q.5° untereinander angebracht und mit
den Kerzen verbunden sind.
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Auf diese Weise kommt bei jeder Läuferdrehung um q.5° einer der Sektoren
mit einer Bürste in Berührung, die den Stromimpuls an die Kerze leitet, in der der
Funke erzeugt wird.
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Der beschriebene Apparat dient zur Erzeugung von acht Funken pro Umdrehung;
man kann jedoch seine Konstruktion leicht abändern, um vier, sechs usw. Funken in
einer Umdrehung zu erzeugen. Zu diesem Zwecke genügt es, den zwei Polrädern des
Läufers zwei, drei usw. vorspringende Pole zu geben, wie dies in den Abb. 8 und
7 angedeutet ist.
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Die festen Polschuhe haben ihrerseits zwei, drei usw. vorspringende
innere Pole und folglich wird auch der die Wicklung umschließende Anker zwei, drei
usw. äußere Kerne haben.
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Unter diesen Bedingungen liefert der Apparat vier, sechs usw. Funken
pro Umdrehung, ohne daß man eine Übersetzung für den Hochspannungsverteiler braucht.
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Der rotierende Verteiler hat immer die für den Achtfunkenapparat beschriebene
Form, nur daß es bei einem Apparat mit vier Funken pro Umdrehung vier feste, in
zwei Gruppen geteilte, zu 9o° untereinander versetzte Bürsten und in einem Sechsfunkenäpparat
sechs feste, in zwei Gruppen zu drei geteilte, um 6o° versetzte Bürsten gibt.
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Jeder Apparat hat immer äußerlich eine zylindrische Form und erlaubt
also jede gewünschte Verschiebung der Zündung durch die einfache Verdrehung des
Zylinderkörpers um die Läuferachse.
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Da die beschriebene Maschine keine Primärwicklung besitzt, unterliegt
sie nur einer schwachen -Erwärmung, da sie fast immer unbelastet arbeitet, mit Ausnahme
der Au-
genblicke, in denen der Funke erzeugt wird, und diese Tatsache ist
für die Bewahrung des Magnetismus in dem Dauermagneten von Bedeutung.