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Zündanordnung für Verbrennungskraftmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Zündanordnung für Verbrennungskraftmaschinen.
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Bei dem Bemühen, die Geschwindigkeit von Verbrennungskraftmaschinen
zu erhöhen, treten Schwierigkeiten auf in bezug auf die Zündzeiten bzw. Zündhäufigkeit.
In den Fällen, in denen mit höherem Zündstrom gearbeitet wird, war es erforderlich,
.die vorhandene Zündanordnung durch eine weitere ähnliche unabhängige Zündanordnung
zu ergänzen, da sonst Doppelkontakte angeordnet werden mußten, die gleichzeitig
zu arbeiten hatten. Aber auch bei derAnwendung derartigerParallelanordnungen war
es schwer, beide Anordnungen gleichzeitig arbeiten zu lassen. Eine weitere Schwierigkeit
lag bei den bekannten Anordnungen darin, sichere Unterbrechungspunkte zu schaffen,
die unter dem Einfluß des starken Funkens in diesen Zündanordnungen standen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den vorhandenen
Zündanordnungen bestehenden Schwierigkeiten zu beseitigen, indem eine Elektronenröhre
nach Art einer gittergesteuerten Vakuumröhre in besonderer Weise verwendet wird,
den Primärstromkreis des Zündtransformators zu unterbrechen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Unterbrecher in den Gitterstromkreis
einer thermionischen Röhre zu legen, deren Anode mit der Primärwicklung der Zündspule
verbunden war.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auf dem Transformator zwei
Primärwicklungen vorgesehen, von denen die eine in Reihe mit dem
Gitterstromkreis
der Röhre und dem Unterbrecher liegt, während die andere Wicklung an der Anode der
Röhre liegt. Durch einen Unterbrecher wird periodisch die Gitterspannung geändert,
und infolge der Kopplung zwischen den Primärwicklungen des Transformators entsteht
eine sehr große Flußänderung mit dem Erfolg, daß eine große Zündspannung sekundär
auftritt.
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Der Sinn der Erfindung, deren Merkmale in den Ansprüchen aufgeführt
sind, geht aus der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise hervor. Die Beschreibung
wird an Hand der Zeichnung durchgeführt, in der die einzelnen Figuren folgende Bedeutung
haben: Fig. i stellt. die Schaltung einer Zündäriörd= nung gemäß der Erfindung dar.
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Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen Kurven,. in denen über der Zeit Anodenstrom,
Anodenspannung und Gitterspannung aufgezeichnet - sind, und zwar immer für einen
vollständigen Zündvorgang.
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In der Zündanordnung nach Fig. i wird die elektrische Energie einer
gewöhnlichen Batterie 4 entnommen. Bei Verwendung einer 6-Volt-Batterie ist es erforderlich,
Mittel vorzusehen, um die Spannung zu erhöhen, beispielsweise einen Umformer. Es
wird zweckmäßig mit einer Spannung von i io Volt gearbeitet. Die Batterie ist mit
einem Transformator 6 verbunden, der die Primärwicklung 8 und eine Sekundärwicklung
io aufweist. Zwei Trioden 12 sind parallel geschaltet. Ihre Anoden 14 liegen direkt
an einem Ende der Primärwicklung B. Die Kathoden 16 liegen auf der negativen Seite
der Batterie 4, während deren positiver Pol mit dem anderen Ende der Primärspule
8 verbunden ist. Eine Batterie 18 speist die Kathoden 16.
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Die Steuergitter 2o liegen am einen Ende der Hilfsprimärwicklung 22,
deren anderes Ende an der Batterie 4 liegt, und zwar über einen Unterbrecher 24
und einen Widerstand 26, die dafür sorgen, daß ein Stromfluß durch den Gitterkreis
läuft, der gering ist im Vergleil;h zu dem im Anodenkreis. Die Hilfswicklung 22
liegt an einer Stromquelle mit negativer Spannung, nämlich an der Batterie 28, und
zwar über einen Filterstromkreis, der den Widerstand 30 und den Kondensator
32 enthält.
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Mit der Hilfswicklung 22 in der Zündanordnung ist ein negativer Gitterspannungsabfall
von 22 oder 23 Volt ausreichend.
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Die Sekundärwicklung io des Transformators 6 ist an einem Verteiler
34 angeschlossen, von dem aus Leitungen zu den Zündkerzen 36 führen. Im Ausführungsbeispiel
sind vier derartige Zündkerzen gezeigt. Diese Zündkerzen liegen wiederum an der
anderen Seite der Sekundärwicklung io über eine gemeinsame Erd- bzw. Masseleitung.
In der Fig. i ist das schematisch durch eine gemeinsame Leitung dargestellt.
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Die Zündanordnung arbeitet wie folgt: Wenn die Kontakte des Unterbrechers
24 geschlossen sind, liegt ein positiver Spannungsabfall an den Steuergittern 20,
so daß die Röhren 12 dadurch leitend werden. Der Strom baut sich langsam auf durch
die Primärwicklungen 8 und 22, so daß dort zunächst eine nicht genügende Änderung
im magnetischen Feld, das durch diese Primärwicklungen gebildet wird, auftritt,
mithin keine Funkenbildung an den Zündkerzen entsteht. Zu einem geeigneten Zeitpunkt,
der bestimmt wird durch eine geeignete Zeiteinrichtung, werden die Kontakte des
Unterbrechers 24 geöffnet. Dadurch werden die Steuergitter 2o von der positiven
Seite der Batterie 4 abgeschaltet und werden unmittelbar an die negative Seite der
Batterie 28 angelegt. Die positive Spannung, die an der Spule 22 lag, wird dadurch
sehr schnell um-'-gekehrt. Im einzelnen ist es demnach so, daß eine geringe Spannungsänderung
vom Positiven zum Negativen an den Gittern 2o eine Feldänderung in der Wicklung
22 erzeugt und damit auch in der Wicklung 8:-Die darauf beruhende Flußänderung in
der Wicklung 8 bewirkt durch die Kopplung im Transformator 6 in der Wicklung 22
ein weiteres Ansteigen der Spannung, wodurch das Feld noch-mehr gesteigert wird.
Diese Rückkopplungserscheinung bewirkt einen sehr schnellen Abbau der Spannung an
den Gittern 2o. Infolge dieser Rückkopplung tritt ein Spannungsstoß auf, der erheblich
größer ist als die Spannung der Batterie 28, und durch -diese Rückkopplungserscheinung
ist es möglich; eine -Batterie geringerer Spannung an dieser Stelle der Anordnung
zu verwenden.
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Das Zusammenbrechen des magnetischen Feldes in den Primärwicklungen
induziert eine große Spannung in der Sekundärwicklung io, wodurch ein Funke an der
jeweils durch den Verteiler angeschlossenen Zündkerze auftritt.
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Was- dabei in den Röhrenstromkreisen auftritt, ist in den Fig. 2,
3 und 4 gezeigt, wo die Zeit auf der Abszisse und der Anodenstrom, die Anodenspannung
und die Gitterspannung entsprechend als Ordinaten aufgetragen sind. Die Zeitspanne
A-B bedeutet einen vollständigen Zündvorgang. Diese Zeitspanne ändert sich natürlich
mit der Maschinendrehzahl.
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Im Punkt C zwischen A und B öffnet der Unterbrecher 24. Das dadurch
bedingte Anlegen der negativen Spannung der Batterie 28 erzeugt einen negativen
Spannungsanstieg von etwa ioo Volt. Das geschieht infolge der beschriebenen Rückkopplungserscheinung
der Wicklungen 8 und 22. Diese Erscheinung ist in der Fig.4 dargestellt. Dieser
negative Spannungsanstieg hemmt den Elektronenfluß zu den Anoden 14. Wenn der Anodenstrom
auf diese Weise in einen vernachlässigbaren Fluß übergeführt ist, erzeugt das Zusammenbrechen
des Feldes des Transformators 6 eine Spannung in der Sekundärwicklung io, die einen
Funken an der angeschalteten Zündkerze überspringen läßt.
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Mit dieser Anordnung ist es möglich, sehr viel günstigere Zündzeiten
zu erhalten als mit den heute sonst in Gebrauch befindlichen Zündanordnungen, wobei
leichte Kontakte verwendet werden
können, da das Funken an nicht
gewollten Stellen vermieden wird. Es kann dabei zweckmäßig ein Schwingradunterbrecher
verwendet werden bei mechanischer oder optischer Steuerung der Unterbrechungen.
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Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Strom,
der über die Kontakte des Unterbrechers fließt, so klein ist, daß keine Kontaktbeschädigungen,
wie Einbrennungen od. dgl., zu erwarten sind. Der Strom, der durch die Primärwicklung
8 fließt, kann durch weiteres Parallelschalten von Röhren vergrößert werden. Das
ist ein großer Vorteil gegenüber bekannten Anordnungen, bei denen es praktisch unmöglich
ist, Unterbrecher parallel zu schalten.