-
Zündungsanordnung für Verbrennungskraftmaschinen. Es ist neuerdings
vorgeschlagen worden, die Zündung von Verbrennungsmotoren, insl"esondere von Automobilmotoren,
durch Wechselstrommaschinen vorzunehmen, deren Läufer ,im Umfang mit perinanenten
Magneten von abwechselnder Nord- und Südpolarität besetzt ist, und deren Stator
an die Primärspule eines Hochspannungstransformators angeschlossen ist, welcher
den Strom auf die erforderliche Zündspannung hochtransformiert, und dessen Sekundärspule
an den Verteiler angeschlossen ist, durch welchen der Zündungsstrom auf die einzelnen
Zündkerzen des Verbrentiungsmotors verteilt wird.
-
Es zeigt sich nun, daß beim Anlassen des Verbrennungsmotors die durch
die Wechselstrommaschine erzeugten Spannungen sehr gering sind und die Zündung in
Frage stellen, weil die Drehzahl des gewöhnlich unmittelbar auf der Motorwelle sitzenden
Läufers heim Andrehen der,'Nfaschine von Hand zu klein ist und bekanntlich die Spannung
derartiger Dynamomaschinen im wesentlichen direkt proportional der Umlaufzahl ist.
An sich wäre es nun möglich, die erforderlichen Zündspannungen dadurch zu erreichen,
daß man das Transformatorübersetzungsverhältnis, d. h. das Verhältnis der
Windungszahlen von Primär-und Sekundärspule entsprechend hoch wählt. Hierdurch würde
aber, da ein Verbrennungsmotor mit vielfach höherer Urnlaufzahl arbeitet, wenn er
erst angelassen ist, nach dein Anlassen in dem Transformator eine bei weitern zu
hohe Spannung entstehen und die Anordnung eines Überspannungsschutzes, z. B. einer
Funkenstrecke, erfordern, da sonst ein Durchschlagen des Transformators befürchtet
werden müßte. Die Erfindung schafft nun die Möglichkeit, auch ohne Verwendung eines
übermäßig großen Transformatorütersetzungsverhältnisses während des Andrehens von
Hand, wenn also der Motor sich mit geringer Drehzahl dreht, die in der Sekundärspule
des Transformators erzeugte Spannung auf die für die Zündung erforderliche Höhe
zu brin-,gen. Sie beruht auf der an sich bekannten Tatsache, daß man die Spannung
auf der Sekundärseite eines Transformators durch Einschaltung eines Kondensators
oder einer Kapazität um ein Beträchtliches erhöhen kann, wenn man dafür sorgt, daß
bei der vorhandenen Periodenzahl Resonanz zwischen der Sel#stinduktion der Transformatorwicklung
und der eingeschalteten Kapazität besteht. Es 1,esteht demnach die Erfindung darin,
daß man zur Sekundärwicklung des Transformators einen Kondensator parallel schaltet,
welcher hei der Anlaßgeschwindigkeit des Motors mit ihrer Selbstinduktion Resonanz
besitzt, und daß man diesen Kondensator nach dein Anspringen des Motors abschaltet,
was von Hand oder automatisch geschehen kann.
-
Gemäß Abb. i der Zeichnung sitzt auf der Welle i, welche vorzugsweise
die Welle des Verbrennungsmotors selbst ist, eine Scheihe:2, beispielsweise das
Schwungrad des Motors, welche am äußeren Umfange mit perrnanenten Magneten
3 von abwechselnder Nord- und Südpolarität besetzt ist. Die Scheibe mit ihren
permanenten Magneten bildet den Läufer einer Mittelfrequenzwechselstrornmaschine,
deren Stator 4 beispielsweise Segmentform besitzt und an die Prii-närspule
5 eines Transformators angeschlossen ist. Die Sekundärspule 6 dieses
Transformators ist einerseits
durch eine Leitung 7 an einen
rotierenden Verteiler 8, welcher die Zufuhr des Zündungsstromes zu den Zündkerzen
9 des Verbrennungsmotors bewirkt, angeschlossen, anderseits durch eine Leitung
io geerdet. Diese allgemeine Anordnung einer Mittelfrequenzwechselstrommaschine
mit einem zwischen Stator und Verteiler angeordnetewHochspannungstransformator und
einem mit permanenten Magneten besetzten Läufer ist vorstehend nur in groben Umrissen
beschrieben und in der Zeichnung nur schematisch veranschaulicht, da sie an sich
nicht den Gegenstand der Erfindung bildet.
-
Gemäß dieser ist zwischen den Leitungen 7
Lind io parallel zur
Sekundärwicklung 6 des Transformators ein Kondensator oder eine Kapazität
ii geschaltet, welche durch einen Schalter 12 von an sich bekannter oder geeigneter
Art ein- oder ausgeschaltet werden kann. Diese Kapazität i i ist derart beschaffen,
daß sie bei der Anlaßdrehzahl des Verbrennungsmotors, also bei etwa n=150 bis:250,
Resonanz mit der Selbstinduktion der Sekundärspule 6
besitzt. Die Wirkung
dieser Anordnung ist in Abb. 2 veranschaulicht, in welcher die Kurve m die Abhängigkeit
der Zündspannung von der Drehgeschwindigkeit des Motors veranschaulicht. Die gestrichelte
Linie o gibt dabei die entsprechende Spannungskurve ohne Kondensator wieder. Sie
ist eine stetige gerade Linie und gibt an, daß die Spannung proportional den auf
der Abszissenachse aufgetragenen Umlaufzahlen wächst. Bei Einschaltung der Kapazität
ii von den oben genannten Resonanzeigenschaften zeigt sich nun, daß die Spannung.
bei etwa 2oo Umdrehungen ein Mehrfaches so groß ist als hei der entsprechenden Anordnung
ohne Kondensator, daß sie aber, wenn der Verbrennungsmotor diese Umlaufzahlen nach
dem Anlaufen überschreitet, allmählich wesentlich unter den durch die Linie o veranschaulichten
Betrag herabsinkt. Der Kondensator ii übt also nur bei den während der Anlaßperiode
herrschenden Umlaufzahlen eine spannungssteigernde Wirkung aus. Nach dem Anlassen
wirkt er der Spannungserhöhung entgegen und vermag die Zündspannung wesentlich unter
die erforderliche Höhe herabzudrücken, wenn man ihn dauernd eingeschaltet läßt.
-
Es ist deshalb erforderlich, daß der Kondensator ii alsbald wieder
abgeschaltet wird, sowie der Verbrennungsmotor mit eigener Kraft läuft, da er sonst
die sichere Zündung durch Herabsetzung der Zündspannung beeinträchtigt. Dieses Ausschalten
kann in der einfachsten Weise durch einen Handschalter erfolgen, welchen man schließt,
wenn der Motor angedreht werden soll, und sofort öffnet, sowie er angesprungen ist
und mit eigener Kraft läuft.
-
Das Ausschalten des Kondensators ii kann auch auf mannigfache Weise
selbsttätig geschehen. Gemäß Abb. 3 erfolgt heispielsweise die Schließung
des Transformatorstromkreises 1-ei nz, durch die übliche Anlaßkurbel 13, deren Welle
am Ende die bekannte Klauenkupplung 14 trägt. Mit dieser arbeitet eine auf der Motorwelle
i undrehbare, aber etwas achsial verschiebbare Kupplungsmuffe 15 zusammen, welche
auf der einen Stirnfläche einen isolierten Kontaktring 16 trägt. Dieser vermag
im Moment des Ankuppelns zwei gleichfalls isolierte Kontakte 17, 18 zu überbrücken
und dadurch den in Abb. i allgemein mit 12, bezeichneten Schalter zu schließen und
dadurch die Kapazität i i parallel zur Transformatorspule 6
zu schalten. Wenn
nach dem Anlaufen des Verbrennungsmotors die Kurbel 13 zurückgeführt und
die Kupplungsmuffe 15 von der Kupplungsmuffe 14 freigegeben wird, rückt der Kontaktring
16 von den Kontakten 17, 18
in die in Abb. 3 veranschaulichte Stellung
ab und schaltet dadurch die Kapazität i i autoniatisch ab.