DE1111460B

DE1111460B - Stromerzeuger zur Speisung von Akkumulatorenbatterien von Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE1111460B
Application number: DES62503A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Wilhelm Kuelb
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-09
Filing date: 1959-04-09
Publication date: 1961-07-20

Description

Stromerzeuger zur Speisung von Akkumulatorenbatterien von Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen Bei Kraftfahrzeugen, die durch eine Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, werden nur etwa 30 % der Energie, die in dem der Maschine zugeführten Kraftstoff enthalten ist, in zum Antrieb nutzbare Arbeit umgewandelt. Die restliche Energie wird in Wärme verwandelt und in der Hauptsache durch den Kühler und die Auspuffgase als Verlust abgeführt. Nur ein kleiner Teil dieser Wärme wird zur zeitweisen Beheizung des Fahrzeuges verwendet. Bei solchen Fahrzeugen muß nun ein Stromerzeuger vorhanden sein, der zur Aufladung der Akkumulatorenbatterie dient, welche die zum Speisen der Anlaßmaschine, zur Beleuchtung des Fahrzeuges während des Stillstandes und bei der Fahrt und für viele sonstige Zubehöreinrichtungen, wie z. B. Scheibenwischer, Zigarrenanzünder usw., erforderliche elektrische Energie liefert. Bisher wird zu diesem Zweck ein kleiner Generator, in der Regel eine Gleichstrommaschine, vorgesehen, welche über einen Keilriemen vom Motor angetrieben wird. Da ein solcher Generator schon bei mittlerer Fahrtgeschwindigkeit die Akkumulatorenbatterie sicher aufladen soll, muß ex so ausgelegt werden, daß er schon bei verhältnismäßig geringer Drehzahl die volle Ladespannung, die für das Aufladen der Akkumulatorenbatterie notwendig ist, hergibt. Aus diesen und anderen Gründen ist der Aufwand für einen Generator verhältnismäßig hoch. Außerdem ist bei Verwendung von solchen Generatoren eine Überwachung und Wartung der Lager und, wenn es sich um Gleichstrommaschinen handelt, auch der Kohlebürsten erforderlich. Außerdem ist der zum Antrieb des Generators gewöhnlich vorgesehene Keilriemen nicht selten die Ursache von Störungen.
Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Abfallwärme der Verbrennungskraftmaschinen eines Kraftwagens für die Stromerzeugung auszunutzen, indem sie zur Beheizung von Thermoelementen verwendet wird. Dies geschieht beispielsweise derart, daß die Auspuffgase die heißen Verbindungsstellen der Thermoelemente erhitzen, während die entgegengesetzten kalten Verbindungsstellen vom Fahrwind gekühlt werden.
Da nun beim Betrieb Temperaturschwankungen auftreten, die wiederum unerwünschte Spannungsschwankungen zur Folge haben, hat man eine Regeleinrichtung geschaffen, die aus einer in den Stromkreis eingeschalteten Stromregelröhre besteht. Eine solche Röhre ist jedoch verhältnismäßig teuer, empfindlich gegen Bruch und schützt auch das Thermoelement selbst nicht gegen Überbelastung.
Die Erfindung schafft deshalb eine andere, sehe einfache und unempfindliche Regelvorrichtung für eine zumindest annähernde Konstanthaltung dei Spannung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die auf die Thermoelemente übergehende Wärmemenge regelt, z. B. indem eine Drosselvorrichtung die Zufuhr der heißen Auspuffgase zu den Thermoelementen beeinflußt. Eine solche Einrichtung, insbesondere eine in die Auspuffleitung eingebaute Drosselklappe, ist ein äußerst einfaches, unempfindliches und billiges Element, welches den in Frage stehenden Zweck vollkommen erfüllt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Stromerzeugers schematisch dargestellt. 1 ist eine Thermosäule üblicher Bauart, deren heiße Stellen in ein Leitungsrohr 2 hineinragen, das in der Pfeilrichtung 3 von den heißen Auspuffgasen einer Verbrennungskraftmaschine durchströmt ist. Die kalten Enden der Thermosäule 1 reichen in einen daneben befindlichen, gegenüber dem Rohr 2 möglichst wärmeisolierten Kanal 4 hinein, durch den in der Pfeilrichtung 5 der kühle Fahrwind oder ein von einem Hilfsventilator erzeugter Kühlluftstrom fließt. Von der Thermosäule 1 wird nun die Akkumulatorenbatterie 6 über eine in an sich bekannter Weise selbsttätig arbeitende Schaltvorrichtung 7 gespeist. Von der Batterie 6 wird der Gleichstrom über die Leitung 8 in bekannter Weise an die Stromverbraucher weitergeleitet.
In die Leitung 2 ist gemäß der Erfindung eine Drosselklappe 10 eingebaut, die um ihre Drehachse 9 verstellbar ist. Mit dieser Drosselklappe kann man die Zufuhr der Auspuffgase zum Thermoelement 1 regeln, wobei die Steuerung der Drosselvorrichtung zweckmäßig selbsttätig durch eine Bimetalleinrichtung erfolgt. Auf diese Weise wird eine überbeanspruchung des Thermoelementes und der Akkumulatorenbatterie 6 sowie der von dieser gespeisten Stromverbraucher vermieden.
In manchen Fällen kann zur Erwärmung der Thermoelemente bei Stillstand der Verbrennungskraftmaschine noch eine aus einem mit Kraftstoff gespeisten Brenner bestehende Hilfseinrichtung vorgesehen sein, um auch in Notfällen die Akkumulatorenbatterie ohne Zuhilfenahme fremder Hilfsquellen aufladen zu können. Unter Umständen kann eine solche Hilfseinrichtung, wenigstens zeitweise, auch für den Normalbetrieb verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Stromerzeuger kann schließlich auch zur Speisung einer Kühlvorrichtung Verwendung finden, die bei Kraftfahrzeugen besonders in den Sommermonaten sehr erwünscht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Stromerzeuger zur Speisung der Akkumulatorenbatterie von Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen, bei dem die Abfallwärme der Verbrennungskraftmaschine durch Beheizung von Thermoelementen zur Stromerzeugung ausgenutzt und dabei die Spannung durch eine Regeleinrichtung unabhängig von Temperaturschwankungen- konstant gehalten wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Regeleinrichtung die auf die Thermoelemente übergehende Wärmemenge regelt, z. B. indem eine Drosselvorrichtung die Zufuhr der heißen Auspuffgase zu den Thermoelementen beein$ußt.
2. Stromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung, z. B. durch eine Bimetalleinrichtung, selbsttätig gesteuert wird.
3. Stromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er so ausgelegt ist, daß er schon bei verhältnismäßig geringer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine die für die Rufladung der Akkumulatorenbatterie erforderliche Spannung erzeugt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 695 955; französische Patentschrift Nr. 1165 740.