DE1059539B - Elektrische Schaltersteuerung in Abhaengigkeit von der Drehzahl eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

• Elektrische Schaltersteuerung in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Verbrennungsmotors -Die Erfindung bezieht sich auf drehzahlabhängige Steuerungen, wie sie - beispielsweise für Erregerstromkreise von elektrischen Kupplungen bei Kraftfahrzeugen Verwendung finden können.
• Nach der Erfindung wird eine drehzahlabhängige Schaltersteuerung- geschaffen werden, die für Fahrzeugmotoren mit Zündverteiler geeignet ist; dabei -ist eine solche Steuerung in ihrer Konstruktion billig und doch zuverlässig im Betrieb. Sie ist auf eine bestimmte Drehzahl einstellbar.
• Eine erfindungsgemäße- elektrische Steuerung zum Einleiten oder Ausführen von Schaltvorgängen beim Erreichen einer bestimmten Motordrehzahl kennzeichnet sich dadurch, daß die Schaltspule des Schal= ters parallel zu einem Kondensator liegt; der durch die am Unterbrecherkontakt des Zündverteilers entstehenden Spannungsstöße aufgeladen wird. Damit ist ein einfacher Weg gezeigt, um -automatisch- bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl einen Schaltvorgang auszuführen. -Bisher wurden - drezahlabhängige Steuerungen meist durch auf der Zentrifugalwirkung beruhende Vorrichtungen ausgeführt und arbeiteten daher -lagenabhängig und nicht immer sehr genau. In der Hochfrequenztechnik ist es außerdem `bekannt, zur Drehzahlregelung einer Hochfrequenzmaschine eine Niederfrequenzmaschine mechanisch mit der Hochfrequenzmaschine zu- koppeln und diese Niederfrequenzmaschine elektrisch mit einem abgestimmten Schwingungskreis zu verbinden. Eine solche Einrichtung dient jedoch der Drehzahlregelung für die Maschine selbst und nicht zur Steuerung bestimmter Schaltvorgänge in Abhängigkeit von einer beliebigen, einstellbaren Drehzahl. Außerdem ist der Aufwand für eine solche Regelung beträchtlich, da außer dem Steuerkreis für die Maschine, deren Drehzahl geregelt werden soll, eine weitere Maschine, nämlich die Niederfrequenzmaschine, mit der der Steuerkreis elektrisch verbunden wird, -erforderlich ist. Nach der Erfindung wird dagegen in einfachster Weise das bei jedem Verbrennungsmotor schon vorhandene Zündspulsystem unmittelbar als- Impulsgeber für eine elektrische Steuerung verwendet.
• Eine geschwindigkeitsabhängige Schaltersteuerung nach der Erfindung enthält eine Gleichrichtereinheit, ein elektrisches Relais mit einer Spule und mindestens einen elektrischen Kontakt sowie einen parallel zu der Relaisspule liegenden Kondensator. Erfindungsgemäß sind die Relaisspule und der Gleichrichter in Reihe geschaltet und parallel zum Unterbrecher des Zündspannungsverteilers eines Verbrennungsmotors gelegt, so daß die Relaiskontakte betätigt werden, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet. Im folgenden ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der -Erfindung, und zwar eine drehzahlabhängige Steuerung - zum in- und -'Ausschalten einer elektromagnetischen Kupplung- beschrieben. Es zeigt -Fig: 1 = ein Schaltschema der dem Zündspulsystem eines Kraftfahrzeugs zugeordneten, drehzahlabhängigen Steuerung der Kupplungsspule, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Spannung am Unterbrecher in Abhängigkeit von der Zeit, -Fig. 3 eine graphische Darstellung der Relaisspannung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. _ In- den verschiedenen Figuren sind die-entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen. versehen. _ _ Gemäß Fig. 1 ist eine elektrische Spannungsquelle 1, -etwa eine üblicherweise in Kraftfahrzeugen zur Verwendung- kommende Batterie vorgesehen. Über den Zündschalter? ist das eine Ende der Primärwicklung 3 eines Hochspannungstransformators 5 mit - einer Klemme der Batterie 1 verbunden. Das andere Ende der Primärspule 3 -ist mit dem Unterbrecher-9 eines bei Kraftfahrzeugen üblichen Verteilers verbunden. Parallel zu dem Unterbrecher 9 liegt ein üblicher Kondensator 13. Der elektrische Serienströrnkreis mit der Batterie 1, dem Zündschalter 7, der Primärspule 3 und dem Unterbrecher 9 wird durch die in der Zeichnung dargestellten Erdungen geschlossen. Die Sekundärspule 15 des Transformators 5 befindet sich zwischen Erde und der zentralen Anschlußklemme 17 des Verteilerkopfes 19 vom Verteiler 11. Weitere Klemmen 21 sind mit den Zündkerzen 23 des Verbrennungsmotors verbunden. Die Bürste 25 ist an einem Ende der Verteilerwelle 27 gelagert, die zugleich den Nocken 29 zum intermittierenden Öffnen der Kontakte des Unterbrechers 9 trägt. Die Welle 27 wird vom Verbrennungsmotor, im allgemeinen über ein Zahnrad, wie das mit 31 bezeichnet, von der Nockenwelle aus angetrieben.
• Parallel an den Klemmen des Unterbrechers 9 liegt die Reihenschaltung einer Gleichrichtereinheit 33 und eines Kondensators 35. Eine Spule A von einem Relais 37 mit Kontakten A1 und A2 ist parallel zum Kondensator 35 geschaltet.
• Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Schließen des Zündschalters 7 wird der Primärstromkreis des Transformators 5 geschlossen, und es fließt Gleichstrom durch die Spule 3 und den Unterbrecher 9. Beim Starten des Verbrennungsmotors läuft die Welle 27 mit der Motordrehzahl um und bewirkt intermittierendes Öffnen und Schließen des Unterbrechers 9 in Abhängigkeit von der Bewegung des Nockens 29. Hierdurch entsteht eine Steuerspannung an den Kontakten des Unterbrechers 9, beispielsweise gemäß Fig.2. Diese Steuerspannung, die während des normalen Betriebs bei Leerlauf eine Amplitude in der Größenordnung von 60 Volt haben kann, besteht aus einer Reihe von im wesentlichen quadratischer Wellen. Diese Spannung wird dem Gleichrichter 33 und dem R C-Stromkreis mit dem Widerstand der Relaisspule A und der Kapazität des Kondensators 35 überlagert. Die Steuerspannung hat eine verhältnismäßig konstante Amplitude und eine von der Motordrehzahl abhängige Frequenz. Jeder Stromstoß lädt über den Gleichrichter 33 den Kondensator 35 auf, und im Invervall zwischen zwei Impulsen entlädt sich der Kondensator über die Wicklung A, um sich bei nachfolgendem Stromstoß oder Impuls wieder aufzuladen. Daher wächst mit steigender Drehzahl der Durchschnittswert der Spannung über dem Kondensator 35 an und der Strom in der Wicklung A etwa in der in Fig. 3 graphisch dargestellten Weise. Die Durchschnittsspannung an der Wicklung A und die Art ihrer Änderung mit der Motordrehzahl ist durch verschiedene Faktoren bedingt, darunter von der Amplitude und der Impulsfrequenz der Steuerspannung, der Kapazität des Kondensators 35 und des Widerstandes der Spule A. Die Kontakte A1 und A2 des Relais 37 werden geschlossen, wenn die Spannung an der Spule A den Wert überschreitet, für den das Relais 37 ausgelegt ist, und das Schließen der Kontakte A, und A2 bewirkt, daß die Spule 39 der nicht zur Erfindung gehörenden und nicht näher beschriebenen elektromagnetischen Kupplung unter Strom gesetzt wird. Wenn, umgekehrt, die Amplitude der Spannung an der Spule A unter den Wert sinkt, der erforderlich ist, um die Kontakte A1 und A2 geschlossen zu halten, so öffnen diese sich wieder.
• Das Relais 37 soll verhältnismäßig hohen Gleichstromwiderstand besitzen, so daß der Stromkreis der Zündspule durch diese Belastung nicht nachteilig beeinflußt wird. Beispielsweise Werte für diese Spule sind: 5000 bis 10 000 Ohm und für den Kondensator 35 0,1 bis 1,0 mF. Der Gleichrichter 33, vorzugsweise ein Diodengleichrichter, verhindert während der Zeit, in der die Kontakte des Unterbrechers 9 geschlossen sind, eine Entladung des Kondensators 35.
• Die Betätigung der Kontakte A,. und A2 erfolgt in Abhängigkeit von der Spule A des Relais 37, wie oben beschrieben. Für einen von der Vorrichtung zu steuernden und mit ihr über die Spule 39 gekoppelten und z. B. mit dem Gaspedal mechanisch verbundenen Regler, der nicht zur Erfindung gehört, ist ein Nebenstromkreis vorgesehen, von dem in Fig.1 lediglich die mit dem einen Relaiskontakt A1 verbundene Hilfsspule AA dargestellt ist. Ferner wird vorteilhaft in Reihe mit dem Gleichrichter 33 ein veränderbarer Widerstand 49 geschaltet, wobei der elektrische Strom durch die Hilfsspule AA die Durchflutung des Relais 37 verringert. Durch Verwendung einer solchen Hilfsspule, deren Feld also dem der Spule A entgegengesetzt gerichtet ist, öffnen sich die Kontakte A1 und A2 praktisch bei demselben Spannungswert (an der Spule A) wie der Wert, der vorher zum Schließen der Kontakte erforderlich war. Der Widerstand 49 dient dazu, die Empfindlichkeit (d. h. den Strom durch die Spule A) des Relais 37 zu vergrößern oder zu verkleinern, so daß die vorbestimmte Motordrehzahl, die das zur Betätigung der Kontakte A1 und A2 erforderliche Spannungsniveau hervorruft, nach Wunsch geändert werden kann. Dieser einstellbare Widerstand kann praktisch im Kraftfahrzeug an einer Stelle vorgesehen sein, wo er leicht von Hand eingestellt werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. In Abhängigkeit von der Drehzahl eines Verbrennungsmotors arbeitende Steuerung für einen elektromagnetischen Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspule (A) des Schalters (A1, A2) parallel zu einem Kondensator (35) liegt, der durch die am Unterbrecherkontakt (9) des Zündverteilers (11) entstehenden Spannungsstöße aufgeladen wird.
2. 2. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderbarer Widerstand (49) in Reihe mit dem Gleichrichter (33) und der Relaisspule (A) geschaltet ist, wodurch die vorbestimmte Motordrehzahl, bei der die Kontakte (A1, A2) betätigt werden, einstellbar ist (Fig. 2).
3. 3. Elektrische Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisspule (A) eine Hilfsspule (AA) zugeordnet ist, wodurch die Relaiskontakte (A1, A2) praktisch bei derselben vorbestimmten Motordrehzahl geschlossen und geöffnet werden, wenn der Motor diese Drehzahl über- oder unterschreitet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 224 517, 320-632, 368227.