DE633301C - Schaltung von elektrischen Lichtanlassmaschinen fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Von einer elektrischen Lichtanlaßmaschine für Brennkraftmaschinen wird im allgemeinen ein äußerst starkes Anlaufdrehmoment verlangt. In vielen Fällen wird dieselbe Maschine nachher auch zur Spannungserzeugung für ein Lichtnetz und andere Stromverbraucher benutzt und wird demzufolge meistens mit einem selbsttätigen Spannungsregler ausgerüstet. Die Forderung nach mögliehst kleinen Maschinenabmessungen und einer nicht zu großen Starterbatterie bedingt die Anwendung einer möglichst großen Ankerleiterzahl. Diese Forderung widerspricht aber der anderen Forderung, daß die Maschine bis zu einer verhältnismäßig hohen Drehzahl hinauf ein kräftiges Motordrehmoment muß entwickeln können, um das Anspringen der Brennkraftmaschine sicher zu gewährleisten.

Je größer nämlich die Ankerleiterzahl ist, um so stärker muß bei dem außerordentlich großen Anlaufstrom des ersten Augenblicks die Maschine erregt sein, um die entmagnetisierende Wirkung der Ankerrückwirkung aufzuheben. Wird zu diesem! Zweck die Verbundwindungszahl groß gemacht, dann vermag sich die Drehzahl des Motors wegen des starken von der Verbundwicklung herrührenden Erregerfeldes nicht mehr genügend hoch zu erheben, wenn die Ankerleiterzahl groß ist.

Die vorliegende Erfindung hat eine Schaltung zum Gegenstand, bei der bei gegebenen Maschinenabmessungen sowohl ein äußerst starkes Anlaufdrehmoment erzielt werden kann als auch ein bis zu verhältnismäßig hohen Drehzahlen hinauf vorhandenes Motordrehmoment. Sie beruht auf dem " Grundgedanken, während der Anlaßperiode im Anfang ein möglichst starkes Nebenschlußerregerfeld in Wirksamkeit zu bringen und dieses Feld nachher, vor Beendigung des Anlaßvorganges, selbsttätig auf einen sehr kleinen AVert zu vermindern. Bei einer bekannten Schaltung von elektrischen Lichtanlaßmaschinen für Brennkraftmaschinen, die sowohl mit einer Haupt- als auch mit einer Nebenschlußerregerwicklung versehen sind, besitzt das Nebenschluß erregerfeld zu Beginn des Anlaßvorganges seinen vollen Wert und kann durch einen selbsttätig in Abhängigkeit " von der Spannung ausschaltbaren Widerstand geschwächt werden. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt jedoch die Schwächung des Nebenschlußerregerfeldes zum Zwecke der Spannungsregelung erst, nachdem die Ladeschaltung hergestellt ist und die Anlaßmaschine bereits als Generator¹ arbeitet. Ge-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Hugo Grob in Berlin.

maß der Erfindung wird die Schaltung einer derartigen Lichtanlaßmaschine so getroffen, daß ein Schalter den Widerstand- nach Erreichen einer bestimmten Motordrehzahl vöip Beendigung des Anlassens zwecks Schwächung des Nebenschlußerregerfeldes in dem Nebenr. Schlußerregerkreis zur Wirkung bringt und daß das Nebenschlußerregerfeld nach erfolgtem Anspringen der Brennkraftmaschine, aber ίο noch vor Herstellung der Ladeschaltung, die beim vollen Lauf der Brennkraftmaschine vorhanden ist, selbsttätig wieder verstärkt wird. Das Vorhandensein der starken Nebenschlußerregung zu Beginn gestattet die Wahl »5 einer verhältnismäßig kleinen Verbundwindungszahl, die zur Folge hat, daß die Maschine bis zu einer ziemlich hohen Geschwindigkeit hinauf noch als Motor läuft, nachdem die Nebenschlußerregung wieder zum Verschwinden gebracht wurde. Dank dieser Anordnung kann eipe größere Ankerleiterzahl angewendet werden als ohne sie, und damit werden bei gegebener Maschinengröße ein Höchstwert an Anlaufdrehmoment und die günstigste Ausnutzung der Starterbatterie erzielt.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. ' A bedeutet die zuerst als Motor und nachher als Generator wirk-3Q same Gleichstrommaschine und B deren Nebenschlußerregerwicklung. Diese ist in Reihe mit dem regelnden Organ C eines Spannungsreglers D geschaltet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kohledruckregler gedacht ist. Bei einem solchen wird eine aus Kohlescheiben aufgeschichtete Widerstandssäule C durch eine Feder E zusammengedrückt und durch einen von der zu regelnden Spannung erregten Magnet F mehr oder weniger wieder entlastet. Je höher die -Spannung steigen will, um so weniger wird die Kohlesäule gedrückt und um so höher steigt ihr elektrischer Widerstand unter gleichzeitiger Verminderung des Erregerstromes. G stellt die Verbundwicklung der Maschine dar, die durch einen Anlaßmagnet / mit der Starterbatterie K, verbunden wird, sobald man einen Druckknopf L niederdrückt. Hierdurch wird das Anlassen 5o_c der. Maschine eingeleitet. In dem Stromkreis der Verbundwicklung ist eine auf dem Reglermagnet F sitzende Starkstromwicklung F₁ eingeschaltet, die im selben Sinn wie die Spannungswicklung F₂ -wirkt und eine vollständige Entlastung der Kohlesäule C zur Folge hat, solange der Strom in F₁ einen gewissen Wert überschreitet. Dadurch steigt der Widerstand der Kohlesäule auf einen so hohen' Wert, daß das Nebenschlußerregerfeld B praktisch verschwindet.^ Um nun trotzdem im ersten Augenblick bei den noch ge- .

ringen Motorgeschwindigkeiten ein starkes Nebenschlußfeld zu erzeugen, befindet sich »_-im Stromkreis der Verbundwicklung G ein v-Meiner Magnet M, der durch den Anlauf-•,'s|r|Hn zum Anziehen gebracht wird und die "Erregerwicklung B unmittelbar mit der Batterie K verbindet. Sobald nun infolge steigender Motordrehzahl der durch die Verbundwicklung G fließende Strom auf einen gewissen Wert abgenommen hat, läßt der Magnet M wieder los und vermindert den Nebenschlußerregerstrom in der Wicklung B auf den geringen Wert, der dem hohen Widerstand der Kohlesäule C entspricht. Infolge dieser starken Erregungsverminderung entwickelt sich eine weitere rasche Drehzahlsteigerung, die sich weit genug nach oben fortsetzt, um die Brennkraftmaschine sicher zum Anspringen zu bringen.

Die Schwachstromspule F₂ des Spannungsreglers D ist so berechnet, daß der Regler bei der von der Starterbatterie K geforderten Ladespannung ins Gleichgewicht gelangt und die Spannung auf jenem Wert zu halten sucht. Infolgedessen ist ihre magnetische Zugkraft bei den niedrigeren Spannungen, bei denen die Batterie K noch einen Motorstrom abgibt, für sich allein nicht'hinreichend, um den Regleranker F₃ entgegen der Feder E ςο in die Höhe zu ziehen. Solange in der zweiten Hälfte des Anlaßvorganges der Strom der Verbundwicklung G noch groß ist, liefert die Reglerstarkstromspule F₁ die nötige Zusatzkraft zur völligen Entlastung der Kohlesäule C. Wenn indessen vermöge der Drehzahlsteigerung, die-nach dem Anspringen der Brennkraftmaschine einsetzt, der Verbundwicklungsstrom einen gewissen Wert unterschreitet, wird der Regleranker F₃ frei- gegeben, und das Nebenschlußfeld B der Maschine wird auf einen verhältnismäßig hohen Wert gebracht. Infolge der damit verbundenen Steigerung der Gegenspannung sinkt der Motorstrom rasch auf Null und trennt vermöge der auf dem Anlaßmagnet / sitzenden Starkstromwicklung J₁, deren Zugkraft verschwindet, die Starterbatterie K vom Generator ab. In Reihe zur Magnetschwachstromwicklung J₂, die beim Anlassen durch den Druckknopf L für einen kurzen Augenblick eingeschaltet wird, befindet sich ein Widerstand J₃, der so abgestimmt ist, daß das Loslassen des Schalters J beim Stromfluß Null in der Starkstromwicklung J₁ erfolgt.

Außer dem Schaltorgan /₄ des Verbundwicklungsstromkreises weist der Anlaßmagnet / noch ein zweites Schaltorgan J₅ auf, mit dessen Hilfe die Schwachstromwicklung N₁ eines Umschaltmagnetes N eingeschaltet wird. Die Wicklung N₁ ist so be-

messen, daß sie den Schalter N zum Anziehen bringt und damit den oberen Pol des Generators A mit der. Batterie K und dem Lichtnetz 0 verbindet, sobald die Maschinenspan-S nung die Ruhespannung der Batterie K um einen gewissen Betrag überschreitet. Bei noch weiter steigender Drehzahl erhebt sich die Maschinenspannung bis auf den durch den Spannungsregler D geregelten Wert und

to bewirkt eine Wiederäuf ladung der Batterie if.

Um das Lichtnetz 0 vor Überspannungen

zu bewahren, ist in Reihe zu den Lampen ein zweiter Spannungsregler P geschaltet, der vermittels einer Kohlesäule Q auf die beim

"5 Feldregler beschriebene Weise dem Lichtnetz stets soviel Widerstand vorschaltet, daß bei jeder Ladespannungshöhe und Lichtstromstärke für die Lampen gerade der richtige Spannungswert übrigbleibt.

Um bei Stillstand eine Batterieentladung durch die Reglermagnetspule P₁ zu verhindern, ist mit dem Umschaltmagnet N ein Schaltorgan N₂ verbunden, das bei unerregtem Magnet die Reglerspule abtrennt. Dasselbe Schaltorgan. N₂ dient auch noch dazu, einen Vorschaltwiderstand iV₄ der Magnetspule N₁ kurz zu schließen, solange der Schalter noch nicht angezogen hat. Dieser Vorschaltwiderstand wird so bemessen, daß er bei angezogenem Schalter die Magneterregung so stark schwächt, daß ein Wiederloslassen bereits bei einem kleinen in der Starkstromwicklung N₃ nach der Maschine fließenden Rückstrom erfolgt.

Wenn bei sinkender Motordrehzahl die Maschinenspannung unter die Ruhespannung der Batterie K sinkt, so daß in der Starkstromwicklung N₃ der erwähnte Rückstrom fließt, so läßt der SchalterN los und verbindet die Batterie K unmittelbar mit dem Lichtnetz 0.

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   i. Schaltung von elektrischen Lichtanlaßmaschinen für Brennkraftmaschinen, die sowohl mit einer Haupt- als auch mit einer Nebenschluß erregerwicklung versehen sind und deren Nebenschluß erregerfeld zu Beginn des Anlaßvorganges seinen vollen Wert besitzt und durch einen selbsttätig abhängig von der Spannung ausschalt-. baren Widerstand geschwächt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (M) den Widerstand (C) nach Erreichen einer bestimmten Motordrehzahl vor Beendigung des Anlassens zwecks Schwächung des Nebenschlußerregerfeldes (B) in dem Nebenschlußstromkreis zur Wirkung bringt und daß das Nebenschlußerregerfeld nach erfolgtem Anspringen der Brennkraftmaschine, aber noch vor Herstellung der Ladeschaltung, die bei vollem Lauf der Brennkraftmaschine vorhanden ist, selbsttätig wieder verstärkt wird.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Nebenschlußerregerwicklung (B) das regelnde Organ (C) eines Spannungsreglers (D) geschaltet ist, dessen Widerstand so lange auf seinem Höchstwert gehalten wird, wie der durch die Verbundwicklung (G) fließende Strom einen gewissen Wert überschreitet, und daß dieser Höchstwiderstands wert so lange außer Wirkung gesetzt bleibt (durch den Schalter M), wie der durch die Verbundwicklung (G) fließende Strom einen gewissen noch höher liegenden Wert übersteigt.
3. 3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigerung des Widerstandes des regelnden Organs (C) des Spannungsreglers (D) auf seinen Höchstwert durch eine am magnetischen Kreis (F) des Spannungsreglers (D) angebrachte Zusatzspule (.Fi)₁ deren Stromfiuß von der Größe des in der Verbundwicklung (G) fließenden Stromes abhängt, herbeigeführt wird und daß die Außerwirksamkeitsetzung des Höchstwiderstandswertes des regelnden Organs (C) durch einen Magnetschalter (M) er- ' folgt, dessen Magneterregung ebenfalls von dem in der Verbundwicklung (G) fließenden Stromfluß abhängt.
4. 4. Schaltung nach den · Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßvorgang durch einen mit Druckknopf zu betätigenden Magnetschalter (/). eingeleitet wird, der im angezogenen Zustand eine Sammlerbatterie (K) über die Verbundwicklung (G) mit dem Generator (A) verbindet und der wieder losläßt, sobald der Strom in der Verbundwicklung annähernd Null, geworden ist, und der ferner im losgelassenen Zustand die Magnetspule (N₁) eines zweiten Magnetschalters (N) an die Generatorspannung anschließt, der nach Erreichung einer gewissen Spannungshöhe anzieht und den Generator (A) mit den Stromverbrauchern (K, 0) verbindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen