DE69403076T2 - Zündsystem für eine innere brennkraftmaschine insbesondere für eine kettensäge oder vergleichbare maschine - Google Patents
Zündsystem für eine innere brennkraftmaschine insbesondere für eine kettensäge oder vergleichbare maschineInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für den Einsatz in einer Kettensäge oder einer vergleichbaren Maschine mit emem magnetisch leitfähigen Kern mit mindestens drei Schenkeln, der eine Ladungswicklung und eine Auslösewicklung trägt, einem Schwungrad mit mindestens einem ein magnetisches Feld erzeugendes Teil, das geeignet ist, mit dem magnetisch leitfähigen Kern zusammenzuwirken, um Spannungen in die Wicklungen zu induzieren, wenn diese passieren, und einem elektronischen Schaltmittel, das geeignet ist, in Abhängigkeit von einem Auslöseimpuls, der durch die Auslösewicklung erzeugt wird, die Entladung eines ersten Kondensators auszulösen, der mit einer Spannung geladen wurde, die in der Ladungswicklung über die Primärseite einer Zündspule erzeugt wurde, die auf ihrer Sekundärseite eine Zündkerze aufweist.
- Brennkraftmaschinen für Kettensägen und ähnliche Maschinen arbeiten oft bei sehr hohen Geschwindigkeiten, beispielsweise bei bis zu 14.000 Umdrehungen pro Minute. Dies bedeutet, daß das Zündsystem des Motors so ausgestaltet sein muß, daß es eine große Zündvorverstellung hat, um den Motor geeignet zu betreiben. Gleichzeitig darf die Zündvorverstellung nicht zu groß sein, wenn der Motor bei Leerlaufgeschwindigkeit betrieben wird oder er gestartet werden soll. Wenn die Zündvorverstellung zu groß beim Start ist, kann es leicht passieren, daß eine Rückwärtsbewegung stattfindet, was eine Verletzung beispielsweise bei der die Kettensäge bedienenden Person verursachen kann. Beim Start hält die Person die Kettensäge mit einem bestimmten Griff und zieht am Startriemen, um den Motor zu drehen und ihn zu starten. Wenn während der Kompressionsphase des Kolbens ein Zündfunke früh auftreten soll, was lange vor dem Totpunktzentrum ist, kann der Kolben die Richtung wechseln, was den Motor veranlaßt, seine Drehrichtung zu ändern und den Riemen zurück in die Maschine zu ziehen. Dieser Vorgang ist sehr abrupt, so daß der Startgriff aus der Hand der Person gezogen werden kann, die die Säge betreibt und als Konsequenz Unannehmlichkeiten oder eine Verletzung verursacht.
- In der DE-A-38 33 620 ist eine Anordnung beschrieben, bei der das Problem gelöst wird, was sich auf eine zu große Zündvorverstellung und das damit verbundene Risiko des Auftretens eines Rückschlags bezieht. Ein magnetisch leitfähiger Kern in dem Zündsystem ist mit drei Schenkeln versehen, die in Drehrichtung des Schwungrads gesehen einen ersten Schenkel mit einer ersten Auslösewicklung und mit einem mittleren Schenkel mit einer zweiten Auslösewicklung bilden. Der dritte Schenkel trägt schließlich die Ladewicklung, die Energie für einen Kondensator erzeugt, der durch seine Entladung einen Zündfunken auf der Sekundärseite der Zündspule erzeugt. Beim Start ist nur die auf dem mittleren Schenkel vorgesehene Auslösewicklung aktiv und bewirkt, daß der Wert der Zündvorverstellung gemäßigt ist, so daß ein Rückschlag vermieden wird. Im Betrieb wird ein Kontakt geschlossen, der die Auslösewicklung auf dem ersten Schenkel verbindet, was bewirkt, daß die Zündvorverstellung in einem einzigen Schritt auf einen geeigneten Betriebswert erhöht wird. Selbst wenn auf diesem Wege das Problem, welches sich auf das Risiko eines auftretenden Rückschlags bezieht, gelöst wurde, ist die Möglichkeit einer zusätzlichen Erhöhung der Zündvorverstellung unter den Betriebsbedingungen mit der gezeigten Anordnung begrenzt. In der Praxis ist es mit der beschriebenen Anordnung nicht möglich, einen Wert für die Zündvorverstellung über ca. 10º zu erreichen, wobei etwa 25º bei den betroffenen hohen Geschwindigkeit erforderlich sein sollten.
- Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine ausreichend geringe Zündvorverstellung beim Start anzubieten und gleichzeitig eine Zündvorverstellung bei Betriebsgeschwindigkeiten bereitzustellen, die 20º übersteigt und vorzugsweise bis auf ungefähr 25º ansteigt. Die angegebene Aufgabe wird mit einem Zündsystem der oben genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des angehängten Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele wurden in die angehängten Unteransprüche aufgenommen.
- Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich werden, in denen:
- Fig. 1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Zündsystems aus der Richtung quer zu einem Schwungrad gesehen, das sich in der Zeichnungsebene dreht, ist;
- Fig. 2 einen Ausschnitt des Zündsystems der Fig. 1 von oben gesehen zeigt;
- Fig. 3 das Zündsystem der Fig. 1 von der linken Seite gesehen zeigt;
- Fig. 4 bis 6 das Zündsystem entsprechend der Fig. 1 zeigen, wobei das Schwungrad in unterschiedlichen Positionen ist;
- Fig. 7 bis 9 das Zündsystem der Fig. 1 zeigen, wobei die Auslösewicklung entsprechend dem Stand der Technik um einen einzelnen Schenkel gewickelt ist und das Schwungrad in denselben Positionen wie in den Fig. 4 bis 6 ist;
- Fig. 10 im Prinzip die Variation der Zündvorverstellung mit der Geschwindigkeit in dem Ausführungsbeispiel, bei dem ein einzelner Schenkel entsprechend dem Stand der Technik die Auslösewicklung trägt bzw. in dem Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Schenkel entsprechend der Erfindung die Auslösewicklung tragen, zeigt;
- Fig. 11 ein elektrisches Schaltungsdiagramm für das Zündsystem in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
- Fig. 12 ein elektrisches Schaltungsdiagramm für ein Zündsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
- Fig. 13 eine Kurvendarstellung für in dem Zündsystem auftretende Spannungen zeigt, und
- Fig. 14 ein Diagramm zeigt, bei dem beide Kurven für die Auslösespannung UT und für die Spannung UK, die in einer Spannungsquellenspule für die Versorgung von verbundenen elektronischen Ausrüstungen erzeugt wird, eingezeichnet sind.
- In Fig. 1 ist die mechanische Struktur eines Zündsystems des Magnet-Typs entsprechend der Erfindung gezeigt. Das Zündsystem ist geeignet, um in einem Zweitaktverbrennungsmotor für eine Kettensage emgesetzt zu werden. Der Motor ist von einem Typ wie er gewöhnlich eingesetzt wird und wird nicht weiter im Detail beschrieben. Das Zündsystem umfaßt einen magnetisch leitfähigen Eisenkern 10, der mit drei Schenkeln 11, 12 und 13 versehen ist. Der Kern ist in geeigneter Weise an der Kettensäge befestigt, um mit einer Vorrichtung 15 zur Erzeugung eines Magnetfeldes zusammenzuwirken, die an dem Schwungrad 14 an dem Motor befestigt ist und die Form eines Permanentmagneten besitzt, der mit Polen versehen ist, die mit N bzw. S gekennzeichnet sind.
- Das Schwungrad 14 dreht sich in die mit einem Pfeil in der Zeichnung gekennzeichneten Richtung. Auf dem Schenkel 11 trägt der Eisenkern 10 eine Zündspule 17, die in gewöhnlicher Weise eine Primärseite 18 und eine Sekundärseite 19 (Fig. 11) besitzt. Eine Zündkerze 20 ist mit der Sekundärseite verbunden, was schematisch in Fig. 11 gezeigt ist. Zusätzlich ist auf dem Schenkel 13 des Eisenkerns 10 eine Ladungswicklung 21 gehalten, deren induzierte Spannung eingesetzt wird, um einen Kondensator 26 (Fig. 11) für die Speicherung von Zündungsenergie zu laden. Ferner ist eine Auslösewicklung 22 um die Schenkel 11 und 12 gewickelt, wobei diese Wicklung zur Auslösung eines elektronischen Schalters vorgesehen ist. Die Anordnung der unterschiedlichen Wicklungen wird klar aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich. Die Zündspule 17, die Auslösewicklung 22 und die Ladungswicklung 21 sind auf Spulen abgestützt, die in einer Schale 25 aus Kunststoff angeordnet sind, die mit passenden Löchern für die Schenkel des Eisenkerns versehen ist. Zusätzlich ist die Schale 25 aus Kunststoff dafür vorgesehen, einen gedruckten Schaltungsplan mit den elektronischen Komponenten des Zündsystems zu enthalten. Nachdem die Komponenten befestigt wurden, wird die Schale aus Kunststoff mit Harz oder ähnlichem zum Schutz gegen Feuchtigkeit und andere externe Einflüsse gefüllt.
- Es wird nun eine kurze Beschreibung der zugrundeliegenden Probleme, die mit der Erfindung gelöst werden sollen, gegeben. In den Fig. 4 bis 6 ist ein erfindungsgemäßes Zündsystem gezeigt, wobei das Schwungrad in verschiedenen Positionen ist und die Auslösewicklung 22 um die Schenkel 11 und 12 gewickelt ist. Wie durch die Strömungspfeile in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, fließt eine Strömung durch die Auslösewicklung in allen in diesen Zeichnungsfiguren gezeigten Positionen des Schwungrads. In den Fig. 4 und 5 sind Radien eingezeichnet, die mit 0º, 10º und 20º bezeichnet wurden und die entsprechende Bögen von dem Radius 0º an gerechnet, einschließen. Ferner sind in den Fig. 3, 4 und 5 Diagramme eingezeichnet, die die Auslösespannung UT als eine Funktion der Winkelposition in dem Bereich zwischen den Radien 0º und 20º zeigen. Wie aüs den Diagrammen der Fig. 4 bis 6 ersichtlich ist, ist die Auslösespannung schon bei dem Radius 0º positiv und bleibt weiter bis der Radius 20º passiert ist positiv, wie aus dem in Fig. 6 gezeigten Diagramm hervorgeht. Folglich wird ein sehr großer Bereich der Zündvorverstellung erhalten, um dem Motor eine gute Funktion bei sowohl niedrigen als auch hohen Motorgeschwindigkeiten zu ermöglichen.
- In den Fig. 7 bis 9 ist dasselbe Zündsystem wie in den Fig. 4 bis 6 gezeigt, wobei es jedoch so modifiziert ist, daß nun die Ausl:sewicklung nur den Schenkel 11 umschließt. Wie aus den Strömungspfeilen in diesen Zeichnungen hervorgeht, passiert in diesem Fall eine Strömung durch die Auslösewicklung bei den in den Fig. 7 und 8 gekennzeichneten Positionen des Schwungrads, wobei keine Strömung in der in Fig. 9 gezeigten Position des Schwungrads passiert. Entsprechend passiert in dem letzteren Fall eine Strömung durch die Auslösewicklung während eines kürzeren Bereichs von einer vollständigen Umdrehung des Schwungrads, was die Möglichkeiten der Auslösung und folglich die mögliche Zündvorverstellung verglichen mit dem in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Fall, bei dem die Auslösewicklung um beide Schenkel 11 und 12 gewickelt ist, beträchtlich reduziert.
- In Fig. 10 ist ein korrespondierendes prinzipielles Diagramm der Spannung in der Auslösewicklung als eine Funktion des Drehwinkels der Kurbelwelle (die Anzahl an Graden der Kurbelwelle) gezeigt. Als oberstes ist in Fig. 10 der Zustand für den Fall gezeigt, bei dem die Auslösewicklung um einen einzelnen Schenkel des Eisenkerns gewickelt ist. Bei niedrigen Geschwindigkeiten wird die Spannungskurve ausgedehnt und hat eine geringe Amplitude. Bei hohen Geschwindigkeiten steigt die Spannung jedoch beträchtlich schneller an und erreicht auch eine größere Amplitude.
- Wenn sich dem Fall zugewandt wird, bei dem die Auslösewicklung um zwei Schenkel des Eisenkerns gewickelt ist, werden die im unteren Bereich der Fig. 10 dargestellten Kurven erhalten. In diesem Fall wird bei niedrigen Geschwindigkeiten eine Auslösespannungskurve erhalten, die sich über einen beträchtlich größeren Winkelbereich erstreckt. Als ein Ergebnis kann bei dieser Gestaltung der Auslösewicklung das Schwungrad so hinsichtlich des Eisenkerns befestigt werden, daß eine große Zündvorverstellung bei hohen Geschwindigkeiten erreicht wird, ohne daß die Zündvorverstellung unzulässig hoch bei Leerlaufgeschwindigkeiten und beim Start wird, was beispielsweise das Risiko eines Auftretens eines Rückschlags beim Start mit sich bringt.
- Die folgende Beschreibung wird in Verbindung mit einem elektrischen Schaltungsdiagramm für ein Zündsystem entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemacht, das in Fig. 11 gezeigt ist. Die wesentlichen Komponenten des Systems weisen die oben genannten Wicklungen um den Eisenkern, nämlich die Ladungswicklung 21 und die Auslösewicklung 22, einen Ladungskondensator 26, die Zündspule 17 mit der Primärseite 18 und der Sekundärseite 19, die Zündkerze 20, die mit der Sekundärseite 19 verbunden ist, und einen elektronischen Schalter in der Form eines Thyrisistors 27 auf. Die Ladungswicklung 21 ist über eine Leitung 28 und eine Diode 29 mit einem Ausgang des Kondensators 26 verbunden, während der andere Ausgang des Kondensators über die Primärseite 18 der Zündspule mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt, der durch eine Leitung 30 mit dem Referenzpotential 0 oder der Erdung dargestellt ist, verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Primärseite parallel mit einer Diode 31 verbunden, die ihre Leitungsrichtung zu der Leitung 30 hat.
- In gewöhnlicher Weise hat der Thyrisistor seine Anode mit dem Ladungskondensator 26 verbunden und seine Kathode mit dem gemeinsamen Referenzpunkt, dem Leiter 30 verbunden. Der Thyrisistor hat eine Auslöseschaltung 32, die hauptsächlich durch die Auslösewicklung 22 und den Kollektor-Emitter-Weg eines Transistors 33 gebildet ist. Dementsprechend ist der Kollektor des Transistors mit der Auslösewicklung 22 verbunden, die parallel zu einem Widerstand 34 geschaltet ist, wobei der Emitter des Transistors mit der Steuerelektrode des Thyrisistors verbunden ist. Ferner ist der Emitter mit dem Leiter 30 über einen Widerstand 35 verbunden. Schließlich ist die Basis bzw. Grundseite des Transistors mit der Verbindung zwischen der Diode 29, dem Ladekondensator 26 und der Anode des Thyrisistors 27 über einen Widerstand 36 verbunden.
- Das Zündsystem entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 arbeitet in der folgenden Weise. Es wird auch auf Fig. 13 Bezug genommen, die die Formen der Zeitkurve für unterschiedliche in dem Zündsystem auftretende Spannungen zeigt. Wenn das Schwungrad 14 mit seinen Magneten 15 den Eisenkern 10 passiert, werden Spannungen in der Ladungswicklung 21 bzw. in der Auslösewicklung 22 erzeugt, die die in der Fig. 13 gezeigten Kurvenformen über die Zeit haben. Wenn die Spannung UL in der Ladungswicklung eine positive Polarität hat, fließt ein Ladungsstrom über die Leitung 28 und die Diode 29 zu dem Kondensator 26, was eine Ladung des letzteren bewirkt. In Fig. 13 kann man sehen, daß während einer vollen Umdrehung für das Schwungrad 14 die Ladungsspannung UL zwei Perioden hat, in denen ein Ladungsstrom strömt, wobei die letztere der zwei Perioden den wichtigsten Beitrag für die Ladung des Kondensators gibt. Während des Betriebs des Motors findet normalerweise eine Entladung des Kondensators 26 zwischen den genannten Ladungsperioden statt, so daß nach der ersten Drehung beim Start der Kondensator während der zweiten Periode schon mit einer so hohen Spannung geladen wurde, daß eine zusätzliche Ladung während der folgenden ersten Periode mit einer positiven Ladungsspannung nicht weitergeleitet wird. In der folgenden Diskussion wird angenommen, daß der Kondensator geladen wurde und daß das Schwungrad 14 bei dem Beginn eines neuen Durchgangs an dem Eisenkern 10 ist. Ursprünglich hat die Spannung UT in der Auslösewicklung 22 einen negativen Wert, aber steigt dann ideal gesehen linear zu emem Spitzenwert an, nachdem sie auf 0 abfällt und auf einen weiteren negativen Wert kommt. In dem Diagramm kann man sehen, daß die Spannung in der Ladungswicklung - UL - bzw. Auslösewicklung - UT - in einer Antiphase auftreten.
- Für die Auslösung des Thyrisistors ist der ansteigende Teil der auslösenden Spannung von Interesse. Wenn die Spannung auf einen bestimmten Wert angestiegen ist, bewirkt sie, daß Strom durch den Transistor 38 und den Widerstand 35 strömt, was dazu führt, daß der Thyrisistor gezündet wird. Als ein Ergebnis wird der Kondensator 26 über den Thyrisistor und die Primärseite 18 entladen. In gewöhnlicher Weise bewirkt dies, daß eine hohe Spannung in der Sekundärseite 19 erzeugt wird, und diese hohe Spannung bewirkt einen Zündfunken in der Zündkerze 20.
- Wie aus dem Diagramm der Fig. 13 ersichtlich ist, erstreckt sich der verwendbare Teil des Werts der Auslösespannung über einen großen Bereich bzw. in der Realität über einen Kurbelwellenwinkel von mehr als 200. Entsprechend der Erfindung wird dies durch die Auslösewicklung erreicht, die um die zwei Schenkel 11 und 12 des Eisenkerns 10 gewickelt ist. Das Diagramm zeigt die Bedingungen bei Leerlaufgeschwindigkeit und bei maximaler Geschwindigkeit, die ungefähr bei 14.000 Umdrehungen pro Minute liegt, wobei die Kurve der Auslösespannung natürlich gestaucht ist und die Spannung ein beträchtlich höheren Spitzenwert aufgrund des steilen Differentialquotienten der Strömung bei diesen hohen Motorgeschwindigkeiten erreicht.
- In dem in Fig. 11 gezeigten Ausfiihrungsbeispiel findet die Entladung durch die Primärseite 18 der Zündspule in nur einer Richtung statt, und es findet eine sogenannte Gleichstrom-Zündung statt. In Fig. 12 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Zündsystem gezeigt, bei dem eine Wechselstrom-Zündung erhalten wird, indem während der Entladung des Kondensators 26 erlaubt wird, daß die Strömungsrichtung des Stroms mehrmals in der Primärseite 18 wechselt. In diesem Ausführungsbeispiel wurde im Verhältnis zu dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel die Diode 31 weggelassen und statt dessen eine Diode 37 anti-parallel quer zu dem Thyrisistor 27 verbunden. Ferner wurde der Widerstand 36 durch zwei Widerstände 38 und 39, die in Reihe geschaltet sind, ersetzt, wobei die Verbindung zwischen den zwei Widerständen über einen Kondensator 40 mit der Leitung 30 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ffießt ein Anfangsstrom durch die Primärseite in einer ersten Richtung, wonach die Zustände in der Primärseite so werden, daß die in der Wicklung induzierte Spannung danach strebt, den Strom in die Gegenrichtung anzutreiben, wenn die Entladung des Kondensators durch den gezündeten Thyrisistor initiiert wurde. Der Thyrisistor 27 schaltet nun ab und der Strom kann in die Gegenrichtung über die Diode 37 strömen. Wenn die Spannung wieder an der Anode des Thyrisistors ansteigt, beginnt der Thyrisistor wieder zu leiten, und der Strom kann durch die Primärseite in die erstgenannte Richtung fließen. Diese Oszillationen bewirken einen Funkenregen von wechselnder Polarität in der Zündkerze, und diese Funken werden daher als Wechselstrom-Funken bezeichnet.
- In dem in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Kondensator 26 aufgrund der während der Entladung auftretenden Oszillationen nicht vollständig entladen, sondern es bleibt eine Restspannung von ungefähr 20 Volt. Um auch Gebrauch von dem Teil der gespeicherten Energie zu machen, die mit der Restspannung korrespondiert, wurden Vorsehungen für die Spannung entlang des Widerstands 35 an der Steuerelektrode des Thyrisistors gemacht, damit diese mit einer gewissen Verzögerung abfällt. Diese Verzögerung ist näherungsweise 200 µs. Die Verzögerung wird durch die Werte des Kondensators 40 und des Widerstands 38 bestimmt, deren geeignete Werte 33 kohm für den Widerstand und 15 nF für den Kondensator sein können. Durch diese Verzögerung hat der Kondensator 26 Zeit, um sich vollständig zu entladen, so daß auch die Restspannung in dem Zündfunken von Nutzen ist.
- Die Auslöseschaltung muß auch hinsichtlich anderer Phänomene dimensioniert werden. In dem Thyrisistor 27 ist zwischen der Anode und der Steuerelektrode eine paritäre Kapazität CP, die bei hohen Motorgeschwindigkeiten einen Strom leiten kann, der durch den Widerstand 35 nicht vernachlässigbar ist. Wenn in diesem Fall der Transistor 33 aufgrund einer ansteigenden Spannung an seiner Basis zu leiten beginnen sollte und als ein Ergebnis eine mögliche positive Spannung zu der Emitterseite des Transistors übertragen wird, was einen zusätzlichen Strom durch den Widerstand 35 des Thyrisistors 27 antreibt und während einer Ladeperiode des Kondensators 26 auftreten kann. Wenn in dieser Periode der Thyrisistor leitend sein sollte, wäre das Resultat, daß der Kondensator 26 keine Ladung empfangen würde und die Zündfunken zu einem falschen Zeitpunkt in dem Motor auftreten würden. Um das Auftreten dieses Phänomens zu vermeiden, wurden die Werte der Widerstände 38 und 39 so gewählt, daß die Spannung an dem Kondensator 26 bis auf ca. 100 Volt ansteigen muß, bevor der Transistor zu leiten anfängt. Wie aus dem Diagramm der Fig. 13 ersichtlich ist, ist zu diesem Zeitpunkt die Auslösespannung negativ und kann keine Auslösung des Thyrisistors verursachen.
- Zündsysteme mit einer Energiespeicherung in einem Kondensator haben eine kürzere Brennzeit als Systeme, bei denen die Energie in einer Spule gespeichert wird. Im Falle von großen Zylindervolumen kann dies eine ungenaue Zündung verursachen. In diesem Zusammenhang bietet die in Fig. 1 gezeigte Wicklungsanordnung offensichtliche Vorteile. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Zündspule an dem Schenkel 11 befestigt, während die Auslösewicklung um die Schenkel 11 und 12 gewickelt ist. Auf diese Weise wird bei hohen Geschwindigkeiten ein Signal- Timing erhalten, was bedeutet, daß bei hohen Geschwindigkeiten das Zündsystem als ein kombiniertes kapazitives und induktives System arbeitet. Bei um die 6.000 Umdrehungen pro Minute übersteigenden Geschwindigkeiten wird die Zündvorverstellung in einem solchen Ausmaß gesteigert, daß die Entladung des Kondensators 26 simultan mit einer in die Wicklungen 18 und 19 der Zündspule induzierten Spannung stattfindet. Dies verursacht einen beträchtlichen Anstieg der Brennzeit bei hohen Geschwindigkeiten und entsprechend eine sicherere Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches.
- In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht ein Bedarf der Bereitstellung einer Spule für die Stromversorgung zur Versorgung von verbundenen elektronischen Ausrüstungen. Zu diesem Zweck wurde die Zündspule 17 getrennt außerhalb des Eisenkerns, beispielsweise durch die Schale 25 aus Kunststoff abgestützt in einem Bereich 24, der auf der rechten Seite des Eisenkerns in Fig. 1 angeordnet ist, befestigt. Statt dessen ist an dem Schenkel 11 eine Spule zur Stromversorgung (nicht gezeigt) vorgesehen, und eine Spannung kann über eine Diode und einen Kondensator zur Glättung in einer gewöhnlich verwendeten und nicht weiter im Detail beschriebenen Weise von der Spule erhalten werden. Eine Bedingung ist jedoch, daß kein Strom in Perioden abgezogen werden darf, wenn die Auslösespannung dafür vorgesehen ist, die Entladung des Kondensators 26 auszulösen, beispielsweise in dem in Fig. 13 gezeigten Bereich, in dem die Auslösespannung linear ansteigt und eine positive Polarität hat. Dies wurde in Fig. 14 dargestellt, in der die Spannung UK in der Spule zur Stromversorgung und die Auslösespannung UT zusammen in demselben Diagramm gezeigt sind. Wie in dem Diagramm gezeigt ist, kann wänrend der gestrichelten Perioden Strom von der Spule zur Stromversorgung genommen werden. Aufgrund der Tatsache, daß die Wicklungsrichtung der Spule zur Stromversorgung so ist, daß die Spannungen UK und UT in Anti-Phasen auftreten, ist die Spannung UK in der Spule zur Stromversorgung in dem Bereich negativ, in dem die Auslösespannung UT positiv ist. Da Strom von der Spule zur Stromversorgung über eine Diode genommen wird, ist es möglich, durch die Wahl einer geeigneten Richtung des Stromflusses für die Diode, eine Stromversorgung zu bewirken, die nur stattfindet, wenn die Spannung UK der Spule zur Stromversorgung positiv ist, also während der gestrichelten Perioden in Fig. 14.
Claims (10)
1. Zündsystem für eine Brennkraftmaschlne, insbesondere für den Einsatz in
einer Kettensäge oder einer vergleichbaren Maschine, mit einem
magnetisch leitfähigen Kern (10) mit mindestens drei Schenkeln (11, 12, 13), der
eine Ladungswicklung (21) und eine Auslösewicklung (22) trägt, einem
Schwungrad (14) mit mindestens einem ein magnetisches Feld erzeugendes
Teil (15), das geeignet ist, um mit dem magnetisch leitfähigen Kern (10)
zusammenzuwirken, um beim Passieren Spannungen in den Wicklungen (21,
22) zu induzieren, und einem elektronisches Schaltmittel (27), das geeignet
ist, in Abhängigkeit von einem durch die Auslösewicklung (22) erzeugten
Auslöseimpuls die Entladung eines ersten Kondensators (26) auszulösen,
der durch eine in der Ladungswicklung (21) erzeugte Spannung über die
Primärseite (18) einer Zündspule (17) geladen wurde, deren Sekundärseite
(19) eine Zündkerze (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auslösewicklung (22) in Drehrichtung des Schwungrads (14) gesehen um
die zwei ersten Schenkel (11, 12) des magnetisch leitfähigenkerns (10)
gewickelt ist, wobei der dritte Schenkel (13) die Ladungswicklung (21) trägt.
2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
elektronische Schaltmittel (27) ein Thyrisistor (27) ist, dessen Auslöseschaltung
(32) einen Transistor (33) umfaßt, der mit dem ersten Kondensator (26) auf
eine Weise verbunden ist, daß nachdem eine Entladung stattgefunden hat,
der Transistor (33) verhindert, daß Auslöseimpulse auf den Thyrisistor (27)
wirken, bis eine neue Ladeperiode initiiert wurde und die Ladespannung
des ersten Kondensators (26) einen vorgegebenen Wert erreicht hat.
3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Emitter des Transistors (33) mit der Steuerelektrode des Thyrisistors (27)
verbunden ist und die Basis des Transistors (33) über einen Widerstand (36)
mit der Verbindung zwischen dem Ausgang des ersten Kondensators (26),
der mit der Ladungswicklung (21) und der Anode des Thyrisistors (27)
verbunden ist, verbunden ist, wobei der Kollektor des Transistors (33) mit der
Auslösewicklung (22) verbunden ist, und der Kollektor und der Emitter
über einen jeweiligen Widerstand (34, 35) mit einem gemeinsamen
Referenzpunkt (30) verbunden sind, mit dem auch die gegenüberliegenden
Enden der Wicklungen (21, 22) und die Kathode des Thyrisistors (27)
verbunden sind.
4. Zündsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Widerstand (36), der zwischen der Basis des ersten Transistors (33) und des
ersten Kondensators (26) geschaltet ist, einen derart ausgewählten Wert
besitzt, daß die Spannung (UT), die in der Auslösewicklung (22) induziert ist,
keinen Strom durch den ersten Transistor (33) strömen lassen kann, bis der
erste Kondensator (26) bis zu einem bestimmten Wert geladen wurde, der
ausreichend ist, um bei hohen Motorgeschwlndigkeiten zu vermeiden, daß
der Thyrisistor (27) durch einen durchfließenden Strom ausgelöst wird, der
durch die Spannung (UL) in der Ladungswicklung (21) erzeugt wurde.
5. Zündsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Werte der Widerstände (34, 35), die mit dem Emitter bzw. dem Kollektor
des Transistors (33) verbunden sind, derart gewählt sind, daß der Bereich
des Anstiegs der Auslösespannung (UT) sich über mindestens 20º der
Kurbelwelle für den verbundenen Verbrennungsmotor erstreckt.
6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Primärseite (18) der Zündspule (17) zwischen dem Ausgang des ersten
Kondensators (26) auf der gegenüberliegenden Seite zu der Ladungswicklung
(21) und dem allgemeinen Referenzpunkt (30) parallel mit einer Diode (31)
geschaltet ist, die ihre Strömungsrichtung weg von dem ersten Kondensator
(26) hat.
7. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode
(37) anti-parallel entlang des Thyrisistors (27) geschaltet ist, wobei die Basis
des Transistors (33) mit dem ersten Kondensator (26) über zwei
Widerstände (38, 39) verbunden ist, und die Verbindung zwischen den Widerständen
(38, 39) mit dem allgemeinen Referenzpunkt (30) über einen zweiten
Kondensator (40) verbunden ist, und daß die Primärseite (18) der Zündspule
(17) zwischen dem Ausgang des ersten Kondensators (26) auf der
gegenüberliegenden Seite der Ladungswicklung (21) und dem allgemeinen
Referenzpunkt (30) verbunden ist.
8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Kondensator (40) und der Widerstand (38), der mit der Basis des ersten
Transistors (33) verbunden ist, solche Werte haben, daß der erste
Transistor (33) in einem nicht-leitenden Zustand für eine weitere Zeitperiode,
nachdem die Entladung des ersten Kondensators (26) stattgefunden hat,
bleibt, wobei die Zeitperiode eine Größenordnung besitzt, die es dem ersten
Kondensator (26) ermöglicht, fast vollständig entladen zu werden.
9. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Primärseite und die Sekundärseite (18, 19) der Zündspule in
Bewegungsrichtung des Schwungrads (14) gesehen auf dem ersten Schenkel (11)
vorgesehen sind.
10. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zündspule hinsichtlich der magnetischen Schaltung (10) getrennt angeordnet ist,
und daß der erste Schenkel (11) des magnetisch leitfähigen Kerns (10) in
Bewegungsrichtung des Schwungrads (14) gesehen eine Spule zur
Stromversorgung
trägt, wobei Mittel vorgesehen sind, die geeignet sind, eine
Stromentnahme von der Spule zur Stromversorgung nur während
Zeitabschnitten zu ermöglichen, die außerhalb des Intervalls liegen, während die
Auslösespannung (UT) dafür vorgesehen ist, eine Entladung des ersten
Kondensators (26) auszulösen.
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