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Regler- bzw. Ladeschalter
Vorliegende Erfindung betrifft einen Reglerbzw. Ladeschalter mit zur Herbeiführung einer Übarkompensation temperaturabhängig veränderlichem magnetischen Nebenschluss, wobei der magnetische Nebenschluss unmittelbar von der Polplatte des bzw. der Regel-bzw.
Schaltrelaisab- zweigt und über einen Körper aus einer ferromagnetischen Spezial-Legierung (Fe-Ni-Legierung) mit temperaturabhängiger Permeabilität zu einem den die zu betätigenden Regelkontakte tragenden Relaisanker gemeinsam mit der Polplatte beeinaussenden Nebenpol führt, wobei der temperaturabhängige magnetische Nebenschluss in Form eines Temperatujkopfes aus der Relaiskappe herausgeführt ist, so dass er unmittelbar unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur steht, nach Patent Nr. 196969.
Vorliegende Weiterbildung bezieht sich auf Massnahmen, mit denen es möglich ist, die Span-
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des Reglers-bzw.anforderungen verschiedener Kraftfahrzeugtypen in besonderer Weise anpassen zu können. Hiebei ergibt sich die Forderung, unter Umständen den Einsatztemperaturpunkt der thennoautomatischen Spannungsregelung, die darin besteht, die Regelspannung von einer bestimmten Umgebungstem- peratur des Reglers an mit weiter zunehmender Temperatur hier abzuregeln, entsprechend den besonderen Temperaturverhältnissen im Motorraum wählen zu können bzw. ihn gegenüber dem Einsatztemperaturpunkt, der sich bei den Aus- - fühnmgsbeispielen des Stammpatentes ergibt, nach höheren Temperaturen hin heraufzusetzen, d. h. die Herabregelung erst bei einer höheren Temperatur beginnen zu lassen.
Erfindungsgemäss ist der Körper aus der ferromagnetischen Spezial-Legierung ausserhalb der Relaiskappe und zwischen aufwärts gebogenen, die Schenkeln der Polplatte und des Nebenpols fortsetzenden Eisenleitstücken angeordnet.
Vorteilhafterweise ist das dem Schenkel des Eisenleitstückes des Nebenpoles, das an dem Körper aus der ferromagnetischen Spezial-Legierung angeordnet ist, gegenüberliegende Ende winkelig, insbesondere in einem Winkel von zirka 450 umge- bogen und dieses umgebogene Ende angenähert parallel zu einem gleichfalls umgebogenen Stück des Relaisankers angeordnet.
Zweckmässig sind die angenähert parallel liegenden Enden des Nebenpoles und des Relaisankers derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass der zwischen ihnen liegende Luftspalt bei den Ankerbewegungen zumindest angenähert konstant bleibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das den Gegenpol bildende Eisenleitstück eine Quer- schnittsverengung aufweist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in welcher Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Fig. l zeigt schematisch die Abhängigkeit der Regelspannung von der Temperatur bei Reglern, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfinducr1gsge- mässen Weiterbildung, Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung eines Teiles der Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3. Die Fig. 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele und Fig. 7 Induktions-Tem- peratur-Kennlinien.
In Fig. l zeigt die Kennlinie E schematisch den Verlauf der Regelspannung in Abhängigkeit von der Temperatur für eine gemäss vorliegender Erfindung ausgebildete Einrichtung gegenüber einer Einrichtung, die nicht nach vorliegender Weiterbildung ausgeführt ist, und deren RegelspannungsTemperaturabhängigkeit in der Kennlinie D dargestellt ist.
Die Kennlinie D ist beispielsweise die Spannungstemperaturkennlinie einer Ausführung des magnetischen Nebenschlusses nach den Fig. 3 bis 5 des Stammpatentes ; die Kurve E zeigt den Verlauf der Kennlinie bei der Ausführung im Sinne dE° vorliegenden Erfindung. Es ist ersichtlich, dass der Einsatztemperaturpunkt F'der Abregelung gemäss der Kennlinie E gegenüber dem Einsatztemperaturpunkt F gemäss der Kennlinie D weiter nach rechts verschoben ist, so dass bei einem Kennlinienverlauf nach der Kennlinie E der Einsatz der Abregelung durch den magnetischen Nebenschluss
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erst bei einer höheren Reglerumgebungstemperatur einsetzt als bei einem Kennlinienverlauf nach der Kennlinie D.
Nachdem das Spannungsgefälle a hiebei unveränderlich beibehalten werden kann, ergibt sich zugleich ein wesentlich steilerer Verlauf der Spannungsabregelungskurve innerhalb eines gegenüber dem Kurvenverlauf D wesentlich geringeren Arbeitstemperaturbereiches, nämlich zwischen etwa +30'C bis etwa +60" C gegenüber einem Temperaturbereich von etwa 00 C bis etwa 700 C.
Dieser optimale Verlauf der Regelkennlinie U=f (temp. ) wird mit einer Ausführung erreicht, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Fig. 2 zeigt das in Fig. 5 des Stammpatentes dargestellte Ausführungsbeispiel mit den gemäss vorliegender Weiterbildung durchgeführten Abän-
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laiskern gemeinsam mit dem Joch 11 an der Grundplatte 29 befestigt ist, die ihrerseits auf dem Gehäuseboden 30 angeordnet ist. Die auf dem Relaiskern angeordnete Polplatte 9 ist nach oben rechtwinkelig abgebogen und reicht durch eine Öffnung 31 der Relaiskappe 32.
Zwischen dem aufwärts gebogenen Schenkel 33 und dem Eisenleitstück 40 ist gemäss vorliegender Weiterbildung ein Eisennickelblock 34 angeordnet, wobei sich der Eisennickelblock 34 im wesentlichen ausserhalb der Relaiskappe 32 befindet. Über dem waagrechten Teil der Polplatte 9 schwebt unter Bildung eines Luftspaltes x der horizontale Schenkel 35 des Winkelankers, dessen nach abwärts gebogener Schenkel 39 ein bewegliches Kontaktstück 15 trägt, zu dessen beiden Seiten die festen Kontaktstücke 14 und 16 angeordnet sind. Der Winkelanker ist mittels einer Federplatte 12 über den Anker- träger 13 und die Isolierstücke 38 am Joch 11 befestigt.
Das dem aufwärts gebogenen. Schenkel 33 des Eisenleitstückes, das an dem Körper 34 aus der ferromagnetischen Spezial-Legierung angeordnet ist, gegenüberliegende Ende 41 ist in einem Winkel von etwa 450 umgebogen und angenähert parallel zu dem gleichfalls in einem Winkel von etwa 4511 umgebogenen Stück des ReIaisankers angeordnet. Hiebei ist das Ende 41 des Eisenleitstückes 40 und das Stück 42 des Relaisankers derart ausgebildet und angeordnet, dass der zwischen ihnen liegende Luftspalt z bei den Ankerbewegun-
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Fig. 3 ersichtlich ist.
In dieser Figur sind verschiedene Stellungen des Ankers 35 dargestellt, welche zeigen, dass die den Luftspalt begrenzende Fläche des Stückes 42 sich angenähert um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse derart bewegt, dass praktisch das obere Ende des Luftspaltes um denselben Betrag verkleinert bzw. vergrössert wird, wie das untere Ende des Luftspaltes vergrössert bzw. verkleinert wird. Eine noch exaktere Ausbildung der Konstanz des Luftspaltes könnte dadurch erzielt werden, dass das Ende 41 und das Stück 42 zylin-
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reichend erwiesen.
Das Eisenleitstück 40 weist eine Querschnittsverengung y auf, die durch seitliche Einschnitte 43, 44, wie dies deutlicher in Fig. 4 gezeigt ist, herbeigeführt wird.
Dadurch, dass sich der Eisennickelblock 34 zwischen zwei Eisenleitstücken 33 und 40 benin- det, und in seiner Ganzheit der Aussentemperatur am Reglergehäuse ausgesetzt ist, ist seine Wirkung in noch höherem Masse von der Temperatur im Motorraum abhängig, als dies bei den Ausführungsbeispielen der Stammanmeldung der Fall ist. Die Querschnittsverengung y hat folgenden Zweck : Ohne Verengung y im Eisenleitstück 40 würde der Magnetfluss in den Eisenleitstücken 33 und 40 des magnetischen Nebenschlusses im ungesättigten Bereich ihrer Magnetisierungslinien verlaufen ; ihr magnetischer Widerstand ist dann sehr klein.
Jede temperaturbedingte Änderung der magnetischen Leitfähigkeit des im magnetischen Nebenschluss eingeschalteten Eisennickelblocks wirkt sich diesfalls auf die Beeinflussung der Reglectätigkeit voll aus, d. h. auch in jenem Temperaturbereich, innerhalb dessen eine solche nicht erwünscht ist (etwa unterhalb von Reglereigentemperaturen von 250 bis 30. C).
Durch eine passend dimensionierte Querschnittsverengung y im Eisenleitstück 40, das zwischen dem EisenniclsINock 34 und dem Luftspalt z vor dem Regleranker angeordnet ist, wird erreicht, dass dort der MagnetHuss des Nebenschlusses im magnetischen Sättigungsbereich verläuft und der magnetische Widerstand der Verengung y wesentlich höher ist als in den übrigen Eisenteilen (einschliesslich des Eisennickelblocks) des Nebenschlusses. Temperaturbedingte Änderungen des magnetischen Widerstandes im Eisennickellock wirken sich auf
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des MagnetHusses im. Nebenschluss und'damit auf die Regeltätigkeit praktisch nicht aus, solange die Fluss- bzw.
Induktionsänderungen in der Verengung y im Sättigungsbereich verlaufen ; die geregelte Lichtmaschinenspannung ist dann konstant. Erst wenn bei weiterer Erhöhung der Reglerumebungstemperatur der magnetische Widerstand des EisennickeINocks so stark ansteigt bzw. die damit verbundene Flussminderung die Indulc-
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40), wirkt sich jede temperaturbedingte Flussän- derung im magnetischen Nebenschluss auf die Reglertätigkeit ibzw. auf die Höhe der geregelten Lichtmaschinenspannung aus.
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rungen des magnetischen Widerstandes im Eisennickelblook und dessen Einfluss auf die Regler- tätigkeit erst bei jener Reglertemperatur einesetzen, die über den in Mitteleuropa herrschenden durchschnittlichen Temperaturen im Motorraum wäh-
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rend der kalten Jahreszeit liegt. Dadurch wird erreicht, dass der Regler automatisch im Winterbetrieb selbst dann, wenn im Winter im Motorraum Temperaturen bis 300 C auftreten, auch bei langen Fahrten eine höhere Regelspannung liefert als im Sommerbetrieb und dadurch eine Ladestromstärke in höherem Masse den durchschnittlichen Beanspruchungen des Sammlers entspricht, als bei Verwendung eines nicht erfindungsgemässen Reglers.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem jedoch das Eisenleitstück 40 derart abgewinkelt ist, dass das abgewinkelte Ende parallel zur Polplatte 9 liegt, wobei dar gleichfalls nicht abgewinkelte horizontale Schenkel 35 des Winkelankers zwischen der Polplatte 9 und dem horizontalen Stück des Eisenleitstückes 40 angeordnet ist.
In Fig. 6 hingegen weist das Eisenleitstück 40 keine Abwinkelung auf, wohl aber der horizontale Schenkel des Winkelankers, der einen hochgezoge-
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besitzt.führungsbeispiel nach Fig. 5 ergibt sich gegenüber andern Luftspaltlagen zwar die maximale magnetische Bremskraft des magnetischen Nebenschlusses auf den Nebenanker. Während der Arbeitsbewe- gungen des Reglerankers zwischen der sogenannten "Ober"- und "Unterlage"des Reglerkontaktpaares ändert sich jedoch der Luftspalt z, so dass sich die Bremskraft und damit die Thermowirkung in der Unterlage (kleiner Luftspalt) stärker auswirkt als in der Oberlage (grosser Luftspalt). Bei dieser Aus- führung ist demgemäss die Thermowirkung bis zu einem gewissen Grad drehzahl-und belastungsabhängig.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 hingegen bleibt zwar der Luftspalt bei allen Stellungen des Reglerankers angenähert konstant und damit auch die magnetische Bremskraft des Nebenschlusses auf den Regleranker. Da jedoch die Grösse der Bremskraft nur dem magnetischen Längszug der Feldlinien des magnetischen Nebenschlusses, der bei einer Parallelversehiebung der Flächen des Eisenleitstückes 40 und des hochgezogenen Teiles 36 des Reglerankers auftritt, entspricht, ist die Bremskraft bei diesem Ausführungbespiel relativ schwach.
Um die Vorteile der beiden Ausführungsbeispiele nach Fig. 5 und 6 auszunützen, ohne dass die sich hiebei erhebenden Nachteile auftreten, ist bei dem dberwähnten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2-4 der Luftspalt z um etwa 45 gegen die Horizontale geneigt. Dadurch tritt bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Ausführungbeispiel nach Fig. 6 eine stärkere vertikale Komponente der magnetischen Anzeigungskraft auf, wodurch die Bremskraft des Gegenflusses gegenüber dem Beispiel nach Fig. 6 verstärkt wird.
Gleich- zeitig ändert sich bei der erfindungsgemässen Form- gebung des Eisenleitstücks 40 und des Reglerankers und bei richtiger Einstellung des Reglerankers in bezug auf das Eisenleitstück 40 der Luftspalt bei den Arbeitsbewegungen des Reglerankers in der Unterlage und Oberlage praktisch nur unwesent- lich.
Demgemäss tritt unter Beibehaltung eines praktisch konstanten Luftspaltes z in allen Arbeitstellungen des Reglerankers gegenüber dem Aus- fühtungsbeispiel der Fig. 6 eine merkliche Ver- stärkung der magnetischen Bremskraft des Eisennickelblocks. auf den Regleranker auf, wodurch das Regelgefälle im Arbeitsbereich des Eisennickelblocks steiler wird und die angestrebte temperaturabhängige Spannungsabregelung innerhalb des erwünschten kleineren Temperatunbereiches, wie dies an Hand der Fig. 1 erläutert wurde, stattfindet.
Eine weitere Einschränkung des Gefälles der Regelspannungsabregelung auf einen kleinen Aussentemperaturbereich kann dadurch erzielt werden, dass eine Eisennickellegierung Verwendung findet, welche einen in Curiepunktnähe besonders steil abfallenden Verlauf der Induktions-Tempera- tur-Kennlinie aufweist, wie dies beispielsweise die Kurve Fe-Ni (S) der Fig. 7 gegenüber dem Verlauf einer bisher üblichen Eisennickellegierung, wie sie in der Kurve Fe-Ni (G) dargestellt ist, zeigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Regler-bzw. Ladeschalter für Lichtanlagen von Kraftfahrzeugen mit zur Herbeiführung einer Überkompensation temperatur3Jbhängig veränderlichem, magnetischen Nebenschluss, wobei der magnetische Nebenschluss unmittelbar von der Polplatte des bzw. der Regel- bzw.
Schaltrelais ab- zweigt und über einen Körper aus einer ferromagnetischen Speziallegierung (Fe-Ni-Legierung) mit temperaturabhängiger Permeabilität zu einem den die zu betätigenden Regelkontakte tragenden Relaisanker gemeinsam mit der Polplatte beeinflussbaren Nebenpol führt und der temperatumbhän-
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magnetische NebenschlussUmgebungstemperatur steht, nach Patent Nr.
196969 dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (34) aus der ferromagnetischen Speziallegierung ausserhalb der Relaiskappe (32) und zwischen aufwärts gebogenen, die Schenkeln der Polplatte (9) und des Nabenpols fortsetzenden Eisenleitstücken (33,40) angeordnet ist.