-
Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der ein Kondensator periodisch auf
Hochspannung aufgeladen und zur Herbeiführung der Zündung jeweils mit den durch
den Zündfunken zu überbrückenden Elektroden verbunden und diese Verbindung -nach
Beendigung der kapazitiven Phase des jeweiligen Zündfunkens unterbrochen wird.
-
Es ist bereits bekannt, bei einer Brennkraftmaschinenzündvorrichtung
dieser Art für die periodischeAufladung eines ruhenden Kondensators eine von der
Brennkraftmaschine oder sonst einem Antrieb in Umdrehung versetzte Influenzmaschine
und für die periodische Verbindung des Kondensators mit den durch den Zündfunken
zu überbrückenden Elektroden einen diese Verbindung am Ende der kapazitiven Phase
des jeweiligen Zündfunkens unterbrechenden drehbaren Verteiler vorzusehen und den
elektrostatischen Generator sowie den Verteiler und den Kondensator in einem gemeinsamen,
luftdicht abgeschlossenen und in dem Raum zwischen Generator und Verteiler sowie
Kondensator zwecks zuverlässiger Isolation von Maschine und Schalter mit einem strömungsfähigen
Mittel von hoher dielektrischer Durchschlagsfestigkeit gefüllten Gehäuse anzuordnen.
-
Bei dieser elektrischen Zündvorrichtung arbeitet die Influenzmaschine
nur mit schwacher Leistung und geringer Kapazität zwischen dem feststehenden Induktor
und dem zu influenzierenden Läufer und
muß daher dauernd einen besonderen
feststehenden Kondensator zwecks Erzielung der notwendigen Zündungsenergie aufladen.
Ein derartiger Kondensator hat aber eine sehr beschränkte Lebensdauer, da er ständig
plötzlich und stoßweise geladen und entladen wird und dadurch sein Dielektrikum
starke, dauernd wiederholte Beanspruchungen erfährt. Auch ist die Influenzmaschine
auf Grund ihrer Bauart nicht imstande, Funken von einer genügenden, eine wirksame
und zuverlässige Zündung des gasförmigen Gemisches in einer Brennkraftmaschine gewährleistenden
Energie hervorzubringen. Ferner vergrößert der ruhende Kondensator erheblich die
Raumbeanspruchung der ganzen Zündvorrichtung und ist infolge seiner raschen Abnutzung
teuer.
-
Nach der Erfindung wird nun für eine Brennkraftmaschinenzündvorrichtung,
bei der ein Kondensator durch einen von der Brennkraftinaschine oder sonst einem
Antrieb in Umdrehung versetzten elektrostatischen Generator periodisch auf Hochspannung
aufgeladen und ebenfalls periodisch mit den durch den Zündfunken zu überbrückenden
Elektroden durch einen diesen Anschluß am Ende der kapazitiven Phase des Zündfunkens
unterbrechenden, drehbaren Verteiler in Verbindung gebracht wird und der Generator
sowie der Kondensator und der Verteiler in einem gemeinsamen, ein strömungsfähiges
Mittel hoher dielektrischer Durchschlagsfestigkeit enthaltenden Gehäuse angeordnet
sind, dadurch eine allen praktischen Anforderungen einwandfrei genügende Ausführung
geschaffen, a) daß der Kondensator durch die Kapazitäten zwischen den ruhenden und
den beweglichen, aus leitenden Körpern von Zylindersegmentquerschnitt bestehenden
Teilen des elektrostatischen Generators selbst gebildet ist und der Raum zwischen
diesen Teilen in freier Verbindung mit dem den Generator und den Verteiler umschließenden,
ein strömungsfähiges Mittel hoher dielektrischer Durchschlagsfestigkeit enthaltenden
Gehäuse steht, b) daß in dem mit einem strömungsfähigen Mittel hoher dielektrischer
Durchschlagsfestigkeit gefüllten Gehäuse der elektrostatische Generator und ein
zu dessen Erregung dienender elektrostatischer Hilfsgenerator sowie der drehbare
Verteiler mit in einer Geraden liegenden Achsen, vorzugsweise auf einer gemeinsamen
Welle, und mit freier Verbindung der Innenräume beider Generatoren finit dem Gehäuseraum
angeordnet sind, c) daß der drehbare Verteiler mit je an einen beweglichen leitenden
Teil des elektrostatischen Zündgenerators angeschlossenen und mit diesem vorzugsweise
auf der gleichen Welle umlaufenden Elektroden versehen ist, die bei ihrer Drehung
mit einer feststehenden, mit einer Zündkerze der Brennkraftmaschine verbundenen
Elektroden zusammenarbeiten und zu den leitenden beweglichen Generatorteilen in
einer den Zündfunkenübergang im Augenblick des Ladungsmaximums gewährleistenden
Lagenbeziehung stehen.
-
Bei einer in dieser Weise ausgebildeten elektrostatischen Zündvorrichtung
für Brennkra.ftmaschinen ist ohne Zuhilfenahme eines besonderen, neben dem elektrostatischen
Generator vorzusehenden Kondensators eine beträchtliche Kapazität durch die Ausgestaltung
des Zündgenerators selbst gewährleistet, so daß dieser unmittelbar Funken von sehr
großer Energie liefert und dauernd mit höchster Zündsicherheit arbeitet, selbst
wenn die Zündvorrichtung auf einem Kraftwagen angeordnet ist, wo sie unter sehr
harten Bedingungen durch Erschütterungen, Temperatureinflüsse und andere Einwirkungen
zu arbeiten hat. Auch vermag der mit einer elektrostatischen Erregermaschine vereinigte
elektrostatische Generator, bei dem sein und der Erregermaschine Innenraum ein strömungsfähiges
hoch durchschlagfestes Dielektrikum enthält, ohne weiteres die hohen Spannungen
von 15 ooo bis 30 000 Volt hervorzubringen, die für die Brennkraftmaschinenzündung
erwünscht sind, da sie die Energie der kapazitiven Entladung erheblich verstärken
und zwischen den Kerzenspitzen einen deren rasche Verschmutzung verhindernden größeren
Abstand zulassen. Ferner wird es erfindungsgemäß möglich, mit einer einen geringen
mechanischen Arbeitsaufwand erfordernden und einen sehr beschränkten Raumbedarf
aufweisenden Maschine -die zur Zündung notwendige Elektrizität mit einer Spannung
zu erzeugen, die auch bei geringen Umdrehungsgeschwindigkeiten so hoch wie gewünscht
sein kann. Weiterhin führt die unmittelbare Verbindung zwischen beweglichem Generatorteil
und Elektrode zu einer wesentlichen baulichen Vereinfachung des Verteilers infolge
Fortfalls von sonst notwendigen Zwischengliedern und zu einer erhöhten Sicherheit
des Arbeitens des Verteilers. Die Regelung des Augenblicks der Zündung kann einfach
durch Drehung des Gehäuses samt den an ihm angebrachten Teilen um die Welle des
Zünd-und des Hilfsgenerators und die auf dieser sitzenden Teile erfolgen.
-
Die Zeichnung veranschaulicht die Zündvorrichtung nach der Erfindung
beispielsweise in einer Ausführungsform in rein schematischer Darstellung als Achsschnitt
durch die Vorrichtung.
-
Der elektrostatische Generator, der z. B. von der im Patent 811
595 beschriebenen Bauart ist, umfaßt zwei halbzylindrische feste leitende
Erregerpole- ä und b', die mit zwei isolierenden Stirnscheiben c' und d' das Gestell
der Maschine bilden. Die drehbare Welle e' durchdringt die beiden Scheiben c' und
d' und trägt zwei Läufer f' und f,, von denen jeder aus zwei
halbzylindrischen leitenden Elektrizitätsträgern g', 1i bzw. g,', lt,' besteht,
die isoliert auf der Welle e' angebracht sind. Die Läufer f' und fi und die Erregerpole
ä und b' sind in einem dicht abgeschlossenen Metallgehäuse j' angeordnet,
das mit einem strömungsfähigen Mittel von großer dielektrischer Durchschlagsfestigkeit,
beispielsweise Öl, Petroleum, Stickstoff, unter einem Druck von über -q. at oder
Sauerstoff unter einem Druck von über 8 at, gefüllt ist.
-
Der durch die Erregerpole a', b' und die drehbaren leitenden
Elektrizitätsträger g', h' gebildete elektrostatische Generator liefert die für
die Zün-
Jung verwendete Elektrizität. Seine drehbaren Elektrizitätsträger
g'; h' laden sich auf Grund der Influenzwirkung des Erregerpols ä über eine mit
dem Metallgehäuse j' elektrisch verbundene Bürste i
auf und geben nach
einer halben Drehung einen Teil ihrer Ladung durch eine Bürste k' an den festen
Teil b' ab, um dann im Augenblick der Zündung die Entladung an die Kerze durch die
beweglichen Elektroden l' und 1i zu liefern, die elektrisch mit ihnen verbunden
sind und sehr nahe an einer an die Kerze angeschlossenen festen Elektrode m bzw.
ml' vorüberstreichen. jeder bewegliche Elektrizitätsträger g' bzw. h' liefert also
einen Funken je Umdrehung.
-
Man kann diese Funken bei zwei verschiedenen Kerzen verwenden, indem
man die beiden festen Elektroden yri und mi und die zwei beweglichen Elektroden
l' und 1i in gleichen Abständen voneinander in zur Welle e' paralleler Richtung
anordnet und die drehbaren Elektroden um i8o° zueinander versetzt, so daß die Elektrode
L' nahe an der Elektrode nä und die Elektrode 1l' nahe an der Elektrode ml' vorübergeht.
Mit einer vier bewegliche leitende Elektrizitätsträger enthaltenden Maschine kann
man in derselben Weise vier Funken pro Umdrehung hervorbringen und sie auf verschiedene
Kerzen verteilen. Die Regelung des Augenblicks der Zündung kann .durch Drehung des
Metallgehäuses j' samt den an ihm angebrachten Teilen um die Welle e' des Zünd-
und des Hilfsgenerators und die auf ihr sitzenden Teile erfolgen.
-
Der Läufer f,' dient zur Erregung des elektrostatischen Generators
a', b', g', h' mit Hilfe von zwei Bürsten il' und k1, von denen die eine
an das Metallgehäuse j' und die andere an den Erregerpol ä angeschlossen ist. Um
das Anlaufen des elektrostatischen Generators zu erleichtern, wenn die Vorrichtung
lange Zeit nicht in Tätigkeit war, kann man die Welle e' mittels einer Klauenkupplung
n, ö von ihrem Antrieb abkuppeln und sie dann z. B. von Hand zu einigen Umdrehungen
veranlassen, so daß der Generator a', b', g', h' durch den Läufer f,' erregt
wird. Man kuppelt hierauf den Generator mit Hilfe der Klauenkupplung wieder ein,
und die Brennkraftmaschine kann sofort anlaufen.
-
Die Art und die Stärke des Funkens können gewünschtenfalls unabhängig
von der Drehgeschwindigkeit eingestellt sein, während die gebräuchlichen Vorrichtungen
für elektromagnetische Zündung keinen konstanten Funken bilden, da dessen Stärke
sich bei kleinen Geschwindigkeiten für die magnetelektrischen Maschinen und bei
großen Geschwindigkeiten für die von der Batterie gespeisten Unterbrecherspulen
vermindert. Um eine gute Funkenbildung bei sehr verminderter Geschwindigkeit zu
gewährleisten, genügt es, daß die Isolierung des Zündkondensators einwandfrei und
seine Entla.d.ungszeitkonstante größer als z. B. io Sekunden ist, was sich leicht
erreichen läßt.
-
Da die bei jeder Entladung von der Vorrichtung nach der Erfindung
gelieferte Elektrizitätsmenge unabhängig von der Geschwindigkeit ist, wird eine
dauernd gute Funkenbildung auch bei noch so großer Geschwindigkeit erzielt. Die
von dem elektrostatischen Zündgenerator zu liefernde elektrische Leistung braucht
dabei im allgemeinen nur sehr schwach, z. B. nur einige zehntel Watt, zu sein, und
daher kann die Vorrichtung nach der Erfindung Kerzen von sehr schwachem Isolierwiderstand,
beispielsweise iooo Ohm, d. h. auch die mit den gebräuchlichen, magnetelektrischen
Zündvorrichtungen schwer verwendbaren Kerzen, bequem zünden.