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Doppel-Zündeinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen Gegenstand
der Erfindung ist eine Doppel-Zündeinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen..
Die Erfindung bezieht sich auf langsam anlaufende Flugmotoren und andere Mehrzylindermaschinen,
die für Betrieb mit verhältnismäßig hohen Drehzahlen bestimmt sind. Die Erfindung
betrifft eine solche Magnet-Zündeinrichtung, die als zusätzliche Stromquelle z.
B. eine Batterie od. dgl. aufweist.
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Die Vorteile der Batteriezündung gegenüber der Magnetzündung zum Anlassen
sind bekannt, ebenso die Vorteile der Magnetzündung bei hohen Drehzahlen. Es treten
jedoch Schwierigkeiten auf, wenn man die beiden Zündungsarten verbinden will, da
der Gleichstrom der Batterie dern Wechselstrom während einer halben Periode entgegengesetzt
ist. Demzufolge mußte bei solchen Einrichtungen der Batteriestrom nach dem Anlassen
der Maschine entwedeT von Hand oder mit einer geeigneten, automatischen Schaltvorrichtung
ausgeschaltet werden.
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Diese bekannten, kombinierten Zündeinrichtungen weisen ferner den
Nachteil auf, daB die dem magnetischen Fluß im Anker des Magnetzünders entgegengerichete
Komponente des Wechselstroms den Permanentmagneten zu entmagnetisieren, wenigstens
aber die Stärke des permanenten Magnetismus desselben herabzusetzen versucht.
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Diese Nachteile können behoben werden, wenn eine Magnet-Zündeinrichtung
eine Zusatzbatterie od. dgl. aufweist, die sowohl zum Artlassen der Maschine Strom
liefern kamt als auch während des Betriebs der Maschine mit hoher Drehzahl, ohne
daß der Batteriestrom in diesem Fall ausgeschaltet
werden m;uß.
Der Batteriestrom kann dabei zur Unterstützung des :Magnetzünders dienen, durch
«-elche Anordnung Gewicht, Größe und Kosten der Einrichtung herabgesetzt werden
können.
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Die Permanentmagneten können dabei wenigstens annähernd voll magnetisiert
gehalten werden, während die- Anordnung derart sein kann, d@a.ß bei hohen Drehzahlen
der Stromüberschuß des Magnetzünders von der Batterie aufgenommen wird.
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Gemäß der Erfindung besitzt eine Magnet-Zündeinrichtung, insbesondere
für Brennkraftmaschinen, einem Magnetzünder mit einer aus Primär- und Sekundärwicklung
gebildeten Ankerwicklung sowie eine- Gleichstromquelle, die mit der aus wenigstens
zwei Teilen gebildeten Primärwicklung des Magnetzünderankers in Serie geschaltet
ist, ferner eine Umschaltvorrichtung, um abwechselnd die Teile der Primärwicklung
in den Stromkreis der Batterie einzuschalten, der den Batteriestrom im Betrieb zuerst
in der einen Richtung durch den einen Teil der Primärwicklung des Magnetzünders
und dann in umgekehrter Richtung durch den andern Teil derselben fließen läßt, um
dadurch den Fl ß des Batteriestromes im Anker des Magnetzünders abwechselnd umzukehren,
wobei die 'Umschaltvorrichtung und der Unterbrecher des Batteriestromkreises mit
dem Magnetzünder Bleichlaufen, um den umkehrenden Batteriestrom in der Primärwicklung
des Ankers wenigstens annähernd dem wechselnden Fluß im Magnetzünder anzupassen
und um dadurch eine wirksame Zündung sowohl beim Anlassen der Maschine als auch
beim: Betrieb derselben im restlichen Drehzahlbereich zu ermöglichen, ohne daß der
Batteriestrom ausgeschaltet werden muß.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung soll an Hand der
Zeichnung der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. i schematisch ein erstes Beispiel, Fig. 2 schematisch ein zweites Beispiel.
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Fig. 3 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer Magnet-Zündvorrichtung
und Fig. .I ein Schaltschema mit einem Pola;r-Indtuktions-:Magnetzünder mit umlaufenden
Kraftlinienleitstücken.
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Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung kann mit einem Magnetzünder irgendwelcher
Art ausgerüstet werden, dessen Anker 2 eine Primär- und eine Sekundärwicklung 3
bzw. .4 und eine Batterie 6 oder irgendeine geeignete Gleichstromquelle besitzt,
die mit der Primänv icklu.ng 3 in Reihe geschaltet ist.
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Ferner ist ein. Unterbrecher 7 für den Batteriestromkreis vorgesehen,
dessen Kontakte durch eine antreibbare Nockenscheibe 8 mit einer geeigneten :'#,nzahl
Nocken betätigt werden und der einen Kondensator g besitzt, um die Funkenbildung
auf ein Mindestmaß herabzusetzen.
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Bisher war es üblich, den Anker 2 mit einer einteil.igen Primärwicklung
zu versehen. Demgegenüber ist erfindungsgemäß eine in wenigstens zwei Teile geteilte
Primärwicklung vorgesehen. Gemäß dem in F.ig. i dargestellten Beispiel sind zwei
Primärwicklungen 311 angeordnet. Diese Wicklungen 3a sind zweckmäßig mit Zwischenraum
in Längsrichtung des Kernes i i gewickelt, anstatt übereinanderliegend, um wenigstens
annähernd gleiche Wicklungen zu erhalten und um jede unerwünschte Interferenz, zwischen
ihnen zu vermeiden.
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Der Pol i2 der Batterie 6 ist über die- Kontakte des Unterbrechers
7 an das eine Ende einer jeden Primärivicklu.ng 3a angeschlossen, während das andere
Ende dieser Wicklungen und der Pol 13 der Batterie 6 geerdet sind.
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Zusätzlich zu den beschriebenen Teilen ist eine Umschaltvorrichtung
ig vorgesehen, um ab«°echselnd die Primärwicklungen 3a so in den: Stromkreis der
Batterie einzuschalten, daß der Batteriestrom zuerst in der einen Richtung durch
eine der Primärwicklungen 3a und dann in umgekehrter Richtung durch die andere Primärwicklung
3a fließt, um d!a,-durch den Fluß des Batteriestromes in der Primärwicklung 3 umzukehren
und um in der Sekundärwicklung q. einen äquivalenten Wechselstrom zui induzieren.
Zu diesem Zweck ist der Pol 12 der Batterie 6 über Leitungen 16 entweder, wie gemäß
Fig. i, mit den nächstliegenden Enden der Primärwicklungen 3a oder mit ihrenentferntliegenden
Enden verbunden. Die Rückführle:itungen 17 verbinden die freien Enden der Primäriv
icklungen 3a mit der Umschaltvorrichtung 18. Diese besitzt z. B. einen Kommutator,
da dieser sich besonders zum Betrieb bei hohen Dreh zahlen eignet.
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Im. Beispiel gemäß Fig. i entspricht die Anzahl der Kommutatorsegmente
i9 der Polzahl des Magnetzünders, wobei die Rückführleitung 17 der einen Wicklung
3a mit jedem zweiten Segment i9 verbunden ist, während die Rückführleitung 17 der
anderen Wicklung 3a mit den dazwischenliegenden Segmenten i9 des Kommutators in
Verbindung steht, um den Batteriestrom. im Anker 2 abRVechselnd umzukehren. Die
Kommu:tatorbürste2i und die Norkenscheibe 8 des Unterbrechers 7 können auf der Ankerwelle
des Magnetzünders oder auf irgendeiner gemeinsamen Welle sitzen und können demzufolge
mit der gleichen Drehzahl wie der Anker 2 laufen. Um die Darstellung zu erleichtern,
sind Umschaltvorrichtung 18 und Unterbrecher 7 in Fig. i auf getrennten Wellen 22,
23 angeordnet- und durch Zahnräder 24 miteinander verbunden, so. d.aß sie mit gleichen
Drehzahlen laufen können. In diesem Fall entspricht die An.z,ahl der Nocken der
Scheibe 8 der Anzahl der Segmente 1g des Komrnutators der Umschaltvorrichtung 18.
Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Unterbrecherkontakte offen sind, wenn
die Bürste 21 den Spalt zwischen zwei Segmenten i9 passiert. Dadurch kann ein unerwünschtes
Abbrennen der Segmente ig verhindert -werden.
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Die Bewegungen der Unterbrecherkont.akte und die des Kommutators sind
gleichlaufende, so daß der Batteriestrom abwechselnd zuerst durch die eine Primärwicklung
3a und dann durch die, andere fließt, die elektrisch umgekehrt angeschlossen ist,
so da.ß der Strom in dien entsprechenden Wicklungen entgegengesetzt fließt, z. B.
vom inneren zum äußeren
Ende jeder Wicklung. Der aus der Batterie
6 kommende Gleichstrom ist demzufolge wenigstens annähernd dem Wechselfluß im Anker
2 des Magnetzünders angepa@B:t. Da bei kleinen Betriebsdrehzahlen der Magnetzünderstrom
von der Batterie unterstützt wird, während bei hohen Drehzahlen der Strombedarf
vom Magnetzünder gedeckt wird, bleibt der Primärstrom bei allen Betriebsdrehzahlen
wenigstens annähernd gleich.
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Wenn der Strom des Magnetzünders demjenigen der Batterie übersteigt,
wird der Stronnüberschuß zwangsläufig detr Batterie zugeführt, wodurch diese als
Spannungsregler wirkt. Unregulierte Magnetzünder, die stark genug sind, um bei kleinen
Drehzahlen zu zünden, z. B. bei 6o U/min, neigen bei hohen Drehzahlen: zum Abbrennen
der Zündke:rze;nelektroden.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel ist eine gewöhnliche, einteilige
Primärwicklung 3 an Stelle einer zweiteiligen vorgesehen. In diesem Fall ist die
Primärwicklung 3 mit einem wenigstens annähernd zentrisch angeordneten Kontakt 26
versehen. Eine gemeinsame Leitung 27 führt z. B. zu den Kontakten des Unterbrechers
7 und zur Batterie 6, um so die Primärwicklung 3 in zwei Teile 3b aufzuteilen. Die
gegenüberliegenden Enden dieser Primärwicklung sind mit dem Kommutator der Umschaltvorrichtung
18 verbunden, um den Batteriestrom im Anker 2 abwechselnd umzukehren. Ein praktisches
Ausführungsbeispiel ist in. Fig. 3 dargestellt. Der Magnetzünder 2:8 irgendeiner
zweckmäßigen Ausführung ist mit einer Antriebswelle 29 verbunden, die sowohl die
N ockenscheibe 8 des Unterbrechers 7 als auch die Bürste 21 des Kommutators der
Umschaltvorrichtung 18. trägt. Die Kommutatorse.gmente i9 sind zweckmäßig mit Zwischenraum
am Umfang einer die Welle 29 umgebenden Büchse 31 angeordnet, wobei die Bürste 21
in einer Quernuit 3,2 der Welle 29 gleitbar befestigt sein kann. Die Bürste 21 kann
auf irgendeine Weise federbelastet sein. Es kann z. B. eine Schra,ubenfeder 33 in
einer Aussparung 34 der Welle 29 derart angeordnet sein, daß sie sich am einen Ende
eines schwenkbaren, in der Welle 29 gelagerten Hebels 36 abstützt, dessen anderes
Ende am rückwärtigen Endteil der Bürste 21 angreift. Die Feder 33 kommt besonders
dann zur Wirkung, wenn sich die Bürste 21 mit verhältnismäßig kleiner Drehzahl dreht.
Bei hohen Drehzahlen erfolgt ein genügend guter Kontakt zwischen der Bürste 21 und
den Segmenten ig infolge der auftretenden. Fliehkräfte.
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Die Welle 29 kann auch zur Erdung oder als Rückführleitung des Kommutators
dienen, z. B. mittels eines federbelasteten Kontaktes 37, wie in Fig.3, der mit
dem einem Endteil der Welle 29 zusammenwirken kann.
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Die ETfind.ung bezieht sich nicht nur auf Hoch-oder Niederspannungsrnagnetzün:der,
sondern. sie kann auch auf solche mit Umlaufanker, mit Umlaufmagneten oder mit Umlaufleitstücken
angewendet werden. Ferner können auch Magnetzünder mit Elektromagneten: an Stelle
der üblichen Permanentmagneten verwendet werden. Ein hochwirksames Ausführungsbeispiel
ist in l- ig. q. dargestellt. In diesem Fall ist ein Magnetzünder 28 mit umlaufenden
Kraftlinienleitstücken vorgesehen. Die Primärwicklung 3 seines Ankers 2 besteht
aus zwei einander angepaßten Wicklungen. Diese sind mit der Batterie 6 über den
Unterbrecher ;7 und einen Kommutator i9, 21 in Serie geschaltet. Zur Erleichterung
der Darstellung sind die Umlaufleitstücke 41 auf der Magnetzünderwelle 29 angeordnet,
und die Nockenscheibe 8 des Untezbrechers sowie die Bürste 21 des Kommu:tators sind
auf getrennten Wellen 42 bzw. 43 befestigt. Alle umlaufenden Teile können: jedoch
auch auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.
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Wenn, es auch zur Regulierung zweckmäßig ist, den Magnetzünderstrom
durch den einer Batterie entnommenen Strom zu unterstützen, so kann dies auch durch
irgendeine andere geeignete Gleichstromquelle geschehen, z. B. mit einem elektrischen
Generator.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Verwendung
in einem Flugmotor beruht darauf, daß bei einem. Versagen der Batterie die Motoren
nicht abgestellt zu werden: brauchen, sondern infolge der Stromlieferung des Magnetzünders
weiterarbeiten können, vorausgesetzt, daß ein Relais oder irgendwelche anderen von
Hand oder automatisch betätigbaren Mittel vorhanden sind, um die Batterieleitung
des Magnetzünders zu erden.
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Bei den: beschriebenen Einrichtungen kann die gewünschte Umkehrung
des in die Primärwicklung eines Ankers geschickten Gleichstroms aus einer gewöhnlichen
Batterie erreicht werden. Ferner kann bei diesen Einrichtungen gewöhnlicher Gleichstrom,
eine gewöhnliche Drehischaltervorrichtung und ein gewöhnlicher Unterbrecher verwendet
werden. Die Unterbrecherkontakte und der Kommutator sind verhältnismäßig einfach
und billig in der Herstellung und können bei hohen Drehzahlen, mit gutem Wirkungsgrad
arbeiten, während, Größe und Gewicht der Zündeinrichtung aurf ein Mindestmaß herabgesetzt
sind.
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Ohne den Rahmen den- Erfindung zu überschreiten sind sowohl konstruktive
Änderungen als auch die Anordnung zusätzlicher Teile in dien beschriebenen Einrichtungen
möglich.