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Elektrische Zündung für Explosionsmotoren, auf der Auf- und Entladung
von Kondensatoren beruhend Den Gegenstand der Erfindung bildet ein neuartiges Zündsystem
für Explosionsmotoren. Es verfolgt den Zweck, die den seither bekannten Zündvorrichtungen
und Zündkerzen für Explosionsmotoren anhaftenden Fehler zu beseitigen.
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Erfahrungsgemäß weisen die bekannten Zündvorrichtungen immer noch
Mängel auf, indem ein großer Teil von Störungen an Auto-, Flugzeug- und anderen
Explosionsmotoren darauf zurückzuführen ist, daß die seither in Gebrauch befindlichen
Zündkerzen und Zündvorrichtungen versagen.
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Ebenso ist bekannt, daß die Schwerölexplosionsmotoren nur mit besonderen
Hilfsmaßnahmen in Gang zu bringen sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der
an den Zündkerzen auftretende Funke nicht genügend groß ist, um schwere Gasgemische
zur Explosion zu bringen. Bekanntlich werden die meisten Motorstörungen dadurch
verursacht, daß die bekannten Zündkerzen durch Verölen und Verrußen Kurzscbluß zwischen
den Elektroden hervorrufen und dadurch unbrauchbar werden.
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Das System beruht auf dem Prinzip der Auf- und Entladung von Kondensatoren.
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Es ist bekannt, daß beim Entladen von Blockkondensatoren infolge der
vorher erfolgten Aufladung ein sehr kräftiger Funke entsteht. Diese Erscheinung
liegt dem ganzen Zündsystem zugrunde. Die wesentlichsten Bestandteile desselben
sind folgende: r. Die Stromquelle. 2. Induktionsspule, 3. Blockkondensator, .4.
Zündkerze. Die Wirkungsweise ist wie folgt: Die in jedem Fahrzeug oder Motorrad
vorhandene Akkurnulatorenbatterie m betreibt den Motor n,, der mit einem Generator
o gekuppelt ist. Der eine Leitungspol des Generators ist mit der Masse der Verbrennungsmaschine
verbunden. Der Strom fließt vom Generator o über die Induktionsspule p zum Blockkondensator
q und gleichzeitig zur Klemme des Zünders/?, die mit dem Zündstift e (Abb. 3) in
Verbindung steht. Die andere Klemme des Blockkondensators q ist mit dem Pol, der
an Masse geht, verbunden.
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Sobald nun der Motor mit dem gekuppelten- Generator vom Führersitz
aus in Tätigkeit versetzt wird, erzeugt der Generator eine Spannung in beliebig
wählbarer Höhe. Dieser Strom wird durch die Induktionsspule p dadurch verstärkt,
daß bei der Unterbrechung des Stromkreises, die beim Abwärtsgehen des Motorkolbens
stattfindet. das im Eisenkern der Induktionsspule verschwindende Magnetfeld in der
Wicklung eine den Stroinfluß verstärkende elektromotorische Kraft induziert, wodurch
eine verstärkte Aufladung des Blockkondensators erfolgt.
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Die Entladung geschieht in dem Zeitpunkt, in dem der auf dem Motorkolben
angebrachte
Kontakt j- sich der Zündspitze des Zündstiftes e (Abb.
3) so «reit genähert hat, daß die Ladespannung die Gasstrecke zu durchschlagen vermag.
Es erfolgt nunmehr die Entzündung des Gasgemisches zu dem Zeitpunkt, nachdem die
Einstellung des Abstandes der Kontakte r und e vorgenommen ist. Diese
Einstellung kann durch einen Bowdenzug oder eine ähnliche Einrichtung vom Führersitz
aus beliebig auf Vor- oder Spätzündung oder einen festen Punkt eingestellt werden.
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Unmittelbar nachdem der Zündfunke übergesprungen ist, erfolgt eine
innige Berührung der Kontakte. Bei dieser Berührung wird zunächst der seither offene
Stromkreis geschlossen und dadurch der Ladevorgang. des Kondensators unterbrochen.
Dies ist insofern von Wichtigkeit, da jetzt beim Öffnen des Stromkreises, das beim
Abwärtsgehen des Kolbens erfolgt, kein Funke überspringen kann, da der Kondensator
nicht geladen ist.
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Bei der jetzigen Berührung wird die Kontaktstelle durch einen kräftigen
Federdruck nach jedesmaligem Zündvorgang und Überspringen des Zündfunkens durch
Abbrand der Ruß- und Ölteilchen gründlich gereinigt und dadurch eine sichere jedesmalige
Zündung gewährleistet.
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Oben geschilderter Vorgang wiederholt sich so lange, als der Motor
in Tätigkeit bleiben soll.
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Bei bekannten Zündeinrichtungen entsteht der Zündfunke durch Öffnen
eines geschlossenen Stromkreises, während.bei dem Erfindungsgegenstand die Zündung
unmittelbar vor der Schließung des Stromkreises stattfindet.
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Der Unterschied in der Wirkungsweise zwischen vorliegender Zündung
und den angeführten Zündeinrichtungen liegt darin, daß hier der Kondensator durch
einen Generator aufgeladen wird. Dieser Generator erzeugt die zur Ladung des Kondensators
erforderliche Spannung, welche beliebig groß gewählt werden kann, j e nachdem man
den zur Zündung nötigen Funken wählen will. Bei den bekannten, oben angeführten
Systemen wird der zur Erzeugung des Funkens benötigte Strom Batterien entnommen.
Es ist auch bei elektrischen Zündungen bekannt, einen Kondensator- durch eine Gleichstrommaschine
aufzuladen.' der hier beschriebenen Einrichtung wird in besonderer Weise hiervon
Gebrauch gemacht.
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Eine wesentlich weitere Neuerung und Verbesserung besteht auch darin,
daß nach jedesmaliger erfolgter Zündung durch den Funken selbst und den kräftigen
Federdruck eine gründliche Reinigung der Kontakte erfolgt, wodurch eine sichere
Funktion gewährleistet wird. Die Zündkerze, wie sie in Ansicht in Abb. _ und im
Querschnitt in Abb. 3 dargestellt ist, besteht aus folgenden Teilen: Dem Körper
oder der Masse a, dem Isolierstück b, dem Zündstift c, der Feder
d, dem auf die erforderliche Höhe verstellbaren Kontaktstift mit Platinspitze
e, der Abdichtung f des Isolierkörpers b mit Kupfer-Asbest-Packung, der Abdichtung
g des Zündstiftes c mit Kupfer-Asbest-Packung, dem isolierten Teil h zur Befestigung
des Bowdenzuges, der Schutzkappe i, der Zuleitungsklemme k und der Befestigungsvorrichtung
L für den Bowdenzug. , Die an Stelle der seither verwendeten Zündkerzen über dem
Kolben eingeschraubte neue Zündvorrichtung arbeitet wie folgt beschrieben.
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Der von dem Generator erzeugte Strom fließt durch die Induktionsspule
und lädt den Blockkondensator auf. Der eine Pol des Blockkondensators ist gleichzeitig
mit dem Pol des Generators an die Masse angeschlossen. Der andere Pol des Blockkondensators
steht in Verbindung mit der Klemme k. Von der Klemme k fließt der Strom durch eine
bewegliche Drahtspirale an den Zündstift c. Dieser Zündstift bewegt sich in dem
kräftig gehaltenen Isolierkörper b und wird mit der Abdichtung g und der dazu gehörigen
Kupfer-Asbest-Packung so abgedichtet, daß Kompressionsgase nicht entweichen können.
An dem unteren Ende besitzt der Zündstift ein Gewinde, auf dem das Kontaktstück
mit der Platinspitze e aufgeschraubt ist. Dieses Kontaktstück kann für jeden Motor
passend in der erforderlichen Höhe eingestellt werden. Eine Gegenmutter sichert
das Kontaktstück gegen Lösen durch Erschütterungen usw. Die Feder d bezweckt, daß
der Zündstift immer in die einmal eingestellte Lage zurückkehrt und kräftig gegen
den auf dem Kolbenboden angebrachten Kontakt drückt.
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Bei dem erstmaligen Einsetzen der Zündkerze wird der Zündstift und
das Kontaktstück auf Vorzündung eingestellt. Der Zündstift kann durch einen Bowdenzug,
der an dem isolierten Zwischenstück k befestigt ist, reguliert werden. Die Schutzkappe
i schützt den oberen Teil der Zündkerze vor Verstauben und Verschmutzen und dient
gleichzeitig dazu, die äußere Hülle des Bowdenzuges zu befestigen. Das Isolierstück
b wird mit der Abdichtung f gegen Entweichen von Gasen mit Kupfer-Asbest-Packung
abgedichtet.
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Sobald der Motorkolben den Punkt erreicht hat, wo die Zündung erfolgen
soll, erfolgt unmittelbar vor der Berührung der beiden Zündkontakte die Entladung
des Blockkonden@ators, wobei ein außerordentlich großer
und kräftiger
Funke entsteht. Dieser Funke kann je nach Schwere des Gasgemisches und des Motors
beliebig groß erzeugt werden, indem die Ladespannung erhöht und der Blockkondensator
vergrößert wird.
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Der technische Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß infolge
der Einfachheit des ganzen Systems die seither gebräuchlichen Zündeinrichtungen,
wie Magnet, Zündspulen, Verteiler, Hochspannungskabel usw., in Wegfall kommen. Es
ist auch ausgeschlossen, daß ein Verölen und Verrußen der neuen Zündkerze auf die
Zündung irgendeinen Einfluß ausüben kann, da beim Berühren der Kontakte die Berührungsstelle
durch den Funken selbst immer wieder gereinigt wird.
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Ein weiterer großer bedeutender Fortschritt besteht darin, daß im
Gegensatz zu den bereits bekannten Einrichtungen ein beliebig großer Funke dadurch
erzeugt werden kann, indem man die Größenverhältnisse des Blockkondensators und
die Ladespannung beliebig ändern kann. Es ist durch Veränderung der Größenverhältnisse
möglich, den Funken so stark zu erzeugen, daß derselbe die Länge von z cm und noch
mehr erreicht. Hierdurch können bei geeigneter Konstruktion des Vergasers und Motors
schwere Gasgemische zur sicheren Explosion gebracht werden.
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Eine weitere Neuerung besteht darin, daß Fehlzündungen nicht mehr
auftreten können, da die Zündung mit unbedingter Sicherheit in dem Moment erfolgen
muß, in dem sich die 'beiden Kontakte so weit genähert haben, daß ein Durchschlagen
der Gasstrecke an den Elektroden stattfindet.
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Gleichfalls ist ein Fortschritt darin zu sehen, daß bei kaltem Wetter
durch den bedeutend größeren Funken mit absoluter Sicherheit der Motor anspringt.
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Die Leistungsfähigkeit der Motoren kann auch durch die genaue Zündeinstellung
auf ein Höchstmaß gesteigert werden, so daß hierdurch ebenfalls Betriebskosten eingespart
werden können.