DE670545C - Schwingungsmagnetzuender fuer Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsmagnetzünder für Verbrennungskraftmaschinen, dessen Läufer hin und zurück geschwungen wird.

Bei gewissen Anlagen mit langsam laufenden schwer arbeitenden Motoren hat man gefunden, daß es wegen der geringen Leistung schwierig ist, Magnetapparate der üblichen Art bei so geringen. Drehzahlen zu verwenden. Es war daher nötig, verhältnismäßig große und kostspielige Magnetapparate zu verwenden, und da eine große Energiemenge erforderlich ist, um so große und schwere Motoren rasch genug anzukurbeln, um einen Magnetapparat der üblichen Art' anzutreiben, sind in den Antriebsverbindungen kostspielige Kupplungen nötig, die ,außerdem dem Verschleiß ausgesetzt sind.

Es wurde bisher vorgeschlagen, bei Anlagen dieser Art einen Magnetapparat zu verwenden, der in zeitlichem Zusammenhang mit der Drehung des Motors in Schwingungen versetzt wird: solche Schwingungen bestehen in einer Rück- oder Aufziehbewegung entgegen der Wirkung einer geeigneten Feder, wobei der diese Bewegung ausführende Läufer am Ende jeder Schwingung so freigegeben wird, daß er sich unter dem Einfluß der aufgezogenen Feder rasch vorwärts dreht. Diese Vorwärtsdrehung, deren Geschwindigkeit von der Motordrehzahl unabhängig ist, wird dazu benutzt, um den Zündstrom zu erzeugen.

Solche Schwingungsmagnetanlagen haben sich bei Motordrehzahlen bis zu ungefähr 250 Umdrehungen in der Minute, wie solche bisher z. B. bei Pumpengestängen für Ölquellen vorkommen, durchaus bewährt, aber es entstand Nachfrage nach Schwingungsmagnetapparaten für etwas höhere Betriebsgeschwindigkeiten, z. B. ungefähr 500 Umdr./Min. Die bisher verwendeten Schwingungsmagnetapparate weisen den Nachteil auf, daß deren Leistung rasch sinkt, wenn die Drehzahl über 250 bis 300 Umdrehungen in der Minute erhöht wird, und arbeiten bei höheren Motordrehzahlen durchaus nicht mehr befriedigend. Durch eine sorgfältige L^Tntersuchung des Arbeitsvorganges hat man gefunden, daß dieser Rückgang der Leistung zum großen Teil auf die schädliche Wirkung der Umkehrungsströme zurückzuführen ist, die im Magnet-

apparat während seiner Rück- oder Aufziehbewegung erzeugt werden und bei der darauffolgenden Vorwärtsschwingung des Magnetapparates die Erzeugung der Zündströme stören.

Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Nachteile dadurch beseitigt, daß in dem Primärstromkreis, in dem bei Drehung des Läufers ein Strom erzeugt wird, eine Unter-ο - brechervorrichtung vorgesehen ist, die abhängig von zwei Stellungen des hin und her geschwungenen Läufers derart geschlossen bzw. geöffnet wird, daß lediglich durch die Drehung des Läufers in der einen Richtung ■'S ein Strom im Primärstromkreis fließen kann. Auf diese Weise wird die Leistungsfähigkeit des Schwingungsmagnetzünders auch bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten gleichmäßig hoch gehalten. Der erzeugte ^ao Zündstrom wird nicht mehr durch vorher erzeugte Umkehrungsströme erzeugt. Ganz allgemein wird durch die Erfindung ein einfacher und wirtschaftlich und im Betrieb äußerst wirkungsvoller und zuverlässiger ²S Schwingungsmagnetzünder geschaffen.

Weitere Ausbildungen und zweckmäßige

Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind an Hand der beiliegenden Abbildung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. ι eine schaubildliche Darstellung eines Magnetapparates nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht desselben, teil-³ⁱ> weise im lotrechten Schnitt,

Fig. 3 eine Endansicht auf das Antriebsende desselben mit abgenommenem Deckel des Antriebsgehäuses, wobei gewisse Teile der Übersichtlichkeit halber abgebrochen sind,
Fig. 4 eine Endansicht auf das Unterbrecherende des Magnetapparates, wobei der Deckel des Unterbrechers abgenommen ist, um das Innere zu zeigen,

Fig. 5 eine halb schematische Darstellung der arbeitenden Teile und elektrischen Stromkreise der Vorrichtung und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise des Unterbrechers und der durch die verbesserte Vorrichtung erzeugten Primärströme im Gegensatz zu den Ergebnissen des Betriebes eines üblichen Schwingungsmagnetapparates.

Fig. ι der Zeichnungen zeigt einen Magnetapparat mit einem Gestell ι und einem Dekkel 2, aus dem das isolierte Hochspannungskabel 3 für die Stromlieferung herausgeführt ist. Ein Unterbrechergehäuse 4 ist an einem Ende des Gestells ι angeordnet, während ein Antriebsgehäuse 5 am anderen Ende in beliebiger geeigneter Weise angeordnet und durch eine Deckplatte 6 geschlossen ist.

In der* Fig. 3 ist die Deckplatte 6 des Antriebsgehäuses abgenommen, um einen Betätigungsschieber 7 zu zeigen, auf dem eine Rolle 8 in beliebiger geeigneter Weise, und zwar derart angeordnet ist, daß sie gegenüber dem Aritriebsgehäuse vorspringt und mit einem Betätigungsglied, wie z. B. einer nicht dargestellten, an einem umlaufenden Teil des Motors angebrachten Hubscheibe, in Eingriff kommt, wodurch der Schieber 7 in zeitlichem Zusammenhang mit der Drehung des Motors hin und her bewegt und durch ein geeignetes Mittel, wie z.B. eine Feder 9, die auf einer beispielsweise bei 12 am Schieber 7 befestigten Führungsstange 11 sitzt, in der gezeigten Weise in die normale Stellung zurückgebracht wird.

Der Schieber 7 trägt ein Betätigungsglied 13, das in der gezeigten Weise bei 14 daran angelenkt und mit einer Schulter 15 versehen ist, die mit einem Vorsprung 16 in Eingriff kommen kann. Letzterer ist auf einem angetriebenen Teil 17 vorgesehen, der auf einer Ankerwelle 18 in geeigneter Weise aufgekeilt ist. Der Teil 13 steht unter dem Einfluß einer geeigneten Vorrichtung, wie z. B. einer Feder 19, die bestrebt ist, ihn in die Bahn des Vorsprunges 16 zu bringen, wodurch erreicht wird, daß eine Bewegung des Schiebers 7 nach rechts in Fig. 3 die Schulter 15 mit dem Vorsprung 16 in Berührung bringt und die Ankerwelle entgegen dem Uhrzeigersinn in Bewegung setzt.

Um das. Betätigungsglied 13 vom angetriebenen Teil 17 zu lösen, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die aus einer Hubplatte 21 besteht. Die Hubplatte 21 ist im Antriebsgehäuse 5 einstellbar gelagert und besitzt eine schräge Fläche 22, mit der eine am Ende des too Betätigungsgliedes 13 vorgesehene schräge Fläche 23 in Eingriff kommen und zusammenwirken kann, wodurch das Betätigungsglied entgegen der Wirkung der Feder 19 so weit nach unten bewegt wird, bis die Schulter 15 »05 außer Eingriff mit dem Vorsprung 16 gebracht wird. Die Lage des Ausrückgliedes 21 kann von Hand durch ein geeignetes Mittel, wie z.B. einen Hebel 24, eingestellt werden, der bei 25 im Antriebsgehäuse drehbar uo gelagert und mit einer Sperrvorrichtung 26 (s. Fig. 1) versehen ist. Das untere Ende 27 des Hebels 24 ist so angeordnet, daß es in eine im Teil 21 vorgesehene Aussparung 28 eingreift, wodurch die Einstellung des Hebels die Längsstellung des Teils 21 bestimmt.

Das Ausrückglied 21 ist mit einer zur Aufnahme des Endes der Führungsstange 11 bestimmten öffnung 30 versehen und dient als Anschlag für die Rückzugsfeder 9.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Läufer-

bzw. Ankerwelle 18 im Antriebsgehäuse 5 angeordnet und in geeigneten Lagern 29 und 31 gelagert ist. Die Ankerwelle liegt auch zum Teil im Unterbrechergehäuse 4, und beide S Gehäuse sind in geeigneter Weise wie z. B. durch Zapfen 32 bzw. 33 am Gestell 1 'des Magnetapparates befestigt. Ein Magnetläufer 34 ist an der Welle 18 in geeigneter Weise und in einer solchen Stellung befestigt, daß er mit to feststehenden Polteilen 35 zusammenwirken kann, die im Gestell des Magnetapparates so angeordnet sind, daß sie den Fluß des Läufers durch den Kern 36 einer Induktionsspule 37 (s. Fig. 5) hindurchleiten, wodurch Ströme in der Primärwicklung dieser Spule erzeugt werden können.

Um den Läufer in die normale Stellung zurückzubringen, nachdem er durch den Schieber 7 aus derselben verschoben worden ist, ist eine Schraubenfeder 38 vorgesehen. Diese Feder ist innerhalb 'des auf der Läuferwelle aufgekeilten angetriebenen Teils 17 angeordnet. Das eine Ende der Feder 38 ist in geeigneter Weise an dem genannten angetriebenen Teil befestigt, und das entgegengesetzte Ende ist mit einer geeigneten feststehenden Befestigungsvorrichtung, wie z. B. einem im Antriebsgehäuse 5 befestigten Zapfen 39, versehen. Die Anordnung ist eine solche, daß die Feder 38 während der Rückwärtsdrehung des Teils 17 aufgezogen wird, und sofort nach der Freigabe dieses Teils unter der Wirkung des Ausrückteils 21 entspannt sich die Feder 38, die dann den angetriebenen Teil in rasche Drehung versetzt und den Läufer 34 in die normale Stellung zurückbringt.

Um die Rückkehrbewegung des Teils 17 und des damit angetriebenen Läufers zu dämpfen ist ein geeignetes Mittel vorgesehen, das hier zweckmäßig als Tauchkolben 41 (s. Fig. 3) dargestellt ist. Der Tauchkolben 41 ist im Antriebsgehäuse 5 verschiebbar gelagert und greift nach innen in die Bahn einer Schulter 42 des angetriebenen Teils 17 ein. Der Tauchkolben 41 ist in seiner normalen Stellung durch ein geeignetes Mittel, wie z. B. eine Druckfeder 43, festgehalten, die sich dagegen stützt und durch einen schalenförmigen Teil 44 eingeschlossen ist. 5» Der in der Spule 37 erzeugte Primärstrotn wird beispielsweise durch einen Leiter 45 (s. Fig. 2) einer Unterbrechervorrichtung zugeführt, die aus einem feststehenden Kontakt 46 (s. Fig. 4 und 5) und einem beweglichen Kontakt 47 besteht, der auf einer Blattfeder 48 befestigt ist. Letztere ist bei 49 am Unterbrechergehäuse befestigt und daran geerdet.

Eine Hubvorrichtung 51 kann mit einem Gegenstück 52 in Eingriff kommen, das auf einer ebenfalls bei 49 befestigten Feder 53 sitzt und so angeordnet ist, daß es dann, wenn der vorspringende Teil 54 der Hubvorrichtung 51 mit dem Gegenstück 52 in Eingriff kommt, gegen die Feder 48 stößt und den Kontakt 47 von dem feststehenden Kontakt 46 trennt.

Erfindungsgemäß ist die Hubvorrichtung 51 am Ende der Läuferwelle 18 beispielsweise durch einen Zapfen 55 (s. Fig. 2) drehbar gelagert, der ein Lagerstück 56 für dieselbe trägt. Ein Kupplungsstück 57 ist in der bei 58 gezeigten Weise am Ende der Läuferwelle 18 passend aufgekeilt und wird auf der genannten Welle durch einen Flansch 59 des Lagerstückes 56 festgehalten. Der genannte Flansch wird beim Einschrauben des Zapfens S 5 in die Läuferwelle 18 gegen das Kupplungsstück festgeklemmt. Das Kupplungsstück 57 ist mit Schultern 61 und 62 (s. Fig-. 4) versehen, die so angeordnet sind, daß sie mit der Hubvorrichtung 51 in Eingriff kommen und sie mit dem Kupplungsstück bewegen. Ein vorbestimmtes, durch die Zwischenräume 63 und 64 dargestelltes Spiel ist zwischen der Hubvorrichtung 51 und den Schultern 61 und 62 vorgesehen, so daß die Hubvorrichtung erst dann durch das Kupplungsstück 57 betätigt wird, wenn das genannte Spiel ausgeglichen worden ist.

Um die Hubvorrichtung 51 entweder in ihrer Arbeits- oder in ihrer Ruhestellung dann nachgiebig festzuhalten, wenn sie durch das Kupplungsstück 57 nicht betätigt wird, ist eine hier als nachgiebige Sperrvorrichtung dargestellte Festhaltevorrichtung vorgesehen, die mit 65 bezeichnet und so angeordnet ist, daß sie in den einen oder in den anderen von zwei Einschnitten 66 und 67 eingreift, die im Ende der genannten Hubvorrichtung vorgesehen sind. Die Sperrvorrichtung 65 ist ferner so angeordnet, daß sie dann in den Einschnitt 66 eingreift, wenn sich die Hubvorrichtung in ihrer Ruhestellung befindet, währenddem die Kontakte 46 und 47 geschlossen sind. Dagegen greift die Sperrvorrichtung in den Einschnitt 67 dann ein, wenn die Hubvorrichtung gedreht wurde, um die genannten Kontakte zu öffnen.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist fol- no gende. Bei einer Betätigung des Schiebers 7 nach rechts in Fig. 3 durch den Motor wird der Läufer rückwärts bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Feder 38 aufgezogen wird, bis die schräge Fläche 22 des Ausrückgliedes 21 mit dem. Betätigungsglied 13 in Eingriff kommt und dieses hierdurch von der Schulter 16 entfernt und den Läufer freigibt. Der Läufer kehrt dann rasch unter dem Einfluß der Feder 38 in die normale Lage zurück. Während dieser Rückkehrbewegung werden die Kontakte 46, 47

geschlossen, wodurch ein Primärstroni in der Spule 37 durch den Fluß erzeugt wird, den die Drehung des Läufers durch den Kern 36 der genannten Spule hindurchleitet. Wenn der Läufer die in Fig. 5 gezeigte Stellung erreicht, bei der der Flußwechsel im Spulenkern seinen Höchstwert erreicht, so wird die Hubvorrichtung 51 durch das Kupplungsglied 57 derart bewegt, daß sie die Kontakte 46, 47 voneinander trennt, wodurch der Primärstromkreis unterbrochen wird und der hierdurch bewirkte Flußabfall einen Sekundärstrom für-die Zündung· in der üblichen Weise erzeugt.

ι s In der Fig. 6 zeigt die Kurve α eine graphische Darstellung der Entstehung' des Primärstromes während dieses Arbeitshubes des Magnetapparates und der Unterbrechung des Primärstromkreises im Punkt b, wenn die Kontakte getrennt werden, wodurch der Strom bis auf Null heruntersinkt.

Während des darauffolgenden Aufziehhubes des Läufers und wenn sich die Kon- * takte 46 und 47 an demselben Punkt schließen können, an dem sie voneinander getrennt wurden, was dann der Fall wäre, wenn die Hubvorrichtung 51 auf der Läuferwelle starr befestigt wäre, so würde in der Spule ein Strom in entgegengesetzter Richtung erzeugt werden, wie die Kurve c in Fig. 6 zeigt. Es ist also leicht ersichtlich, daß sich der gewünschte Primärstrom zu Beginn des darauffolgenden Arbeitshubes statt von Null aus von einem gewissen negativen Wert, wie. z.B.

d, aus einstellen muß, so daß der während dieses Arbeitshubes erzeugte Strom der Kurve*? statt der Kurve c folgt; beim öffnen der Kontakte hat dann der Strom einen Wert wie z. B. f erreicht, der um einen durch den Abstand bf dargestellten Betrag geringer ist als der Wert h. Wenn die Schwingung des Magnetläufers rascher vor sich; geht als 250 Schwingungen in der Minute, so- hat es sich herausgestellt, daß dieser Leistungsverhist, wie bereits oben erwähnt, eine gewisse Bedeu-

; tung erreicht und mit der Geschwindigkeit so weit zunimmt, bis das Arbeiten des Magnetapparates nicht mehr befriedigend ist. Um diesem Übelstand abzuhelfen, wurde das Spiel zwischen der Hubvorrichtung 51 und dem Kupplungsglied 57 vorgesehen, wodurch die Hubvorrichtung so lange in ihrer Ruhestellung verbleibt, bis der Läufer den größten Teil seines Rückzugsweges zurückgelegt hat. Auf diese Weise werden die Kontakte 46, 47 durch die Hubvorrichtung 51 so lange offen gehalten, bis der Läufer den größten Teil seines Aufziehhubes zurückgelegt hat, so daß der Primärstromkreis offen ist und keine Ströme von umgekehrter Richtung in demselben erzeugt werden können.

Dieser Arbeitsvorgang ist im oberen Teil der Fig. 6 graphisch dargestellt, wo der Punkt, an dem die Kontakte geschlossen werden, mit i bezeichnet ist und sich neben dem Ende des Aufziehhubes befindet. Die Kontakte bleiben dann während des ganzen Arbeitshubss geschlossen, bis der Punkt/ erreicht wird, worauf die Spitzen voneinander getrennt werden und so lange offen bleiben, bis der Punkt i' während des darauffolgenden Aufziehhubes erreicht wird. Es wurde in der Praxis gefunden, daß durch diese Anordnung Störungen bei der Erzeugung des Primärstromes während des Arbeitshubes in wirkungsvoller Weise verhindert werden, so daß Geschwindigkeiten bis zu 500 Schwingungen und mehr in der Minute ohne merkliche Abnahme der Leistung des Magnetapparates möglich sind.

Wenn auch nur eine einzige Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben und dargestellt wurde, so versteht es sich doch von selbst, daß auch andere Ausführungsformen möglich sind und daß an der Ausführung und an der Anordnung der einzelnen Teile im Rahmen der Erfindung verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schwingungsmagnetzünder für Verbrennungskraftmaschinen, dessen Läufer hin und zurück geschwungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Primär-Stromkreis, in dem bei Drehung des Lau- : fers ein Strom erzeugt wird, eine Unterbrechervorrichtung vorgesehen ist, die abhängig von zwei Stellungen des hin und her geschwungenen Läufers derart geschlossen bzw. geöffnet wird, daß lediglich durch die Drehung des Läufers in der einen Richtung ein Strom im Primärstromkreis fließen kann.

2. Schwingungsmagnetzünder nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechervorrichtung über eine Leerlaufverbindung (61, 62, 63) mit dem Läufer (34) verbunden ist.

3. Magnetgenerator nach Anspruch 1 und- 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (47)- der Unterbrechervorrichtung mittels eines Hubstückes (54) betätigt wird, das auf dem Läufer gegen diesen drehbar angebracht und mit ihm durch Leerlaufkupplung (61, 62, 63) derart verbunden ist, daß das Huhstück durch die Schlußbewegung des Läufers bei seiner Schwingung betätigt wird.

4. Magnetgenerator nach Anspruch 1. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um das Hubstück nach-

giebig in den Stellungen festzuhalten, in die es durch den letzten Teil jeder Schwingungsbewegung gebracht wird.

5. Magnetgenerator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschwingung des Läufers durch die Ausdehnung eines federnden Mittels bewirkt wird, das durch in zeitlicher Abhängigkeit von der Drehung der Maschine getriebene Betätigungsmittel in an sich bekannter Weise aufgewunden wird.

6. Magnetgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Aufwinden des federnden Mittels (38) bewirkenden Betätigungsmittel aus einem von der Maschine aus bewegten Schieber (7) und einem Hebel (13) bestehen, der schwenkbar auf dem Schieber (7) gelagert ist und eine Schulter (15) aufweist, die mit einem Vorsprung auf einer auf der Läuferwelle befestigten Nase (16) in Eingriff kommt.

7. Magnetgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (13) mit einer Fläche (23) versehen ist, as die zu dem Zwecke, den Hebel mit dem auf der Läuferwelle befestigten Gliede außer Eingriff zu bringen, mit einer Hubscheibe (21) zusammenarbeitet.

8. Magnetgenerator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (43) vorgesehen sind, um die Rückgangbewegung der Antriebsteile (17, 38) und des Läufers (34) zu dämpfen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen