DE1413808C - Elektromagnetischer Zweikontakt Zit terregler - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektro- Kontakten beim Öffnen derselben bei einem Regler magnetischen Zweikontakt-Zitterregler für selbst- vorgesehen wird, der auf solche Erregerströme einerregte Gleichstromnebenschlußgeneratoren, insbe- wirkt, deren Werte höher sind als diejenigen von sondere für Kraftfahrzeuge, mit einer an die Aus- Erregerströmen, deren Werte dahingehend begrenzt gangsklemmen des Generators angeschlossenen Ar- 5 sind, daß bei den vorbekannten Reglern eine beitswicklung, welche so auf Reglerkontakte ein- einwandfreie Arbeitsweise der Kontakte gewährwirkt, daß der eine der Kontakte bei zu niedriger leistet ist.

Generatorspannung einen in Reihe zur Erreger- Diese Aufgabe wird bei einem Regler der eingangs

wicklung liegenden Widerstand kurzschließt und der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

andere der Kontakte bei zu hoher Generatorspannung w zur Herabsetzung des Kontaktabbrandes eine In-

die Erregerwicklung selbst kurzschließt, und mit duktivität geeigneter Größe zwischen den die Er-

einer Einrichtung zur Herabsetzung des Kontakt- regerwicklung kurzschließenden Kontakt und· die

abbrandes. negative Generatorklemme, oder in Reihe mit dem

Regler dieser Art werden hauptsächlich bei Kraft- Widerstand, geschaltet ist. Hierdurch wird auch eine fahrzeugen, aber auch bei irgendwelchen sonstigen 15 bessere Wirksamkeit erreicht.
Verbrauchern verwendet, deren Batterie von einem Nachstehend wird die Erfindung an Hand schema-Generator zu laden ist. tischer Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen

Bekannt ist ein Schnellregler für Dynamo- zeigt

maschinen, bei welchem der Anker eines unter dem F i g. 1 ein Grundschaltbild für eine Zweipunkt-Einfluß der zu regelnden Größe stehenden Elektro- ao spannungsregelung nach dem Stand der Technik;
magneten zwei Kontakte derart betätigt, daß die Er- F i g. 2 und 3 zeigen gegenüber dem Grundschaltregerwicklung durch den ersten Kontakt periodisch bild von Fig. 1 abgeänderte Ausführungsbeispiele eingeschaltet, durch den zweiten periodisch kurz- einer Regelung gemäß der Erfindung,
geschlossen wird (deutsche Patentschrift 314115). Bei dem in Fig. 1 dargestellten Generator ist die Der Anker schwingt dann von seiner Mittellage aus as eine der beiden Ausgangsklemmen 2, 3, wie bei entweder gegen den einen oder gegen den anderen Kraftfahrzeugen üblich, geerdet, im vorliegenden Kontakt, und das Verhältnis der Zeitdauer dieser Beispiel die negative Klemme 3. Alle weiteren geSchwingungen bestimmt die Größe des mittleren erdeten Bestandteile der Schaltung sind ebenfalls mit Erregerstromes. Wird dabei der Erregerwicklung der geerdeten Klemme 3 über die Masse (Chassis eine Gegenerregerwicklung zugeordnet, dann ist in 3° oder Rahmen) des Fahrzeugs elektrisch verbunden, der Mittellage des Ankers sowohl die Erreger- Die positive Klemme einer Batterie 7 ist mit der wicklung als auch die Gegenerregerwicklung abge- positiven Klemme 2 des Generators 1 über einen an schaltet, und der Anker geht vom Maximum der sich bekannten Zündschalter 6 verbunden, während Erregung unmittelbar zum Maximum der Gegen- die negative Klemme der Batterie 7 geerdet und soerregung über. Dieser jähe Übergang von der vollen 35 mit elektrisch mit der negativen Klemme 3 des Erregung auf die Erregung Null oder auf die volle Generators 1 verbunden ist, so daß die Batterie Gegenerregung bedingt starke Funkenbildung an den durch den Generator in der geschlossenen Stellung Kontakten, so daß die Kontakte schnell verbrennen. des Schalters 6 aufgeladen werden kann. Die Er-Dieser Nachteil soll dadurch ausgeschaltet werden, regerwicklung 4 des Generators liegt mit einem daß in der Zwischenlage des Ankers zwischen beiden 40 Widerstand 5 zwischen den Ausgangsklemmen 2, 3 Kontakten eine der Erregerwicklung entgegen- des Generators 1 in Reihe.

wirkende Hilfserregerwicklung in Serie mit der Die Spannung für die Erregerwicklung 4 wird

Haupterregerwicklung geschaltet ist bzw. daß ein durch ein elektromagnetisches spannungsempfind-

Teil der Gegenerregerwicklung als Vorschaltwider- liches Relais gesteuert, welches ein festes Joch 10

stand ausgebildet ist. Dieser Regler ist nur für 45 mit einem Kern 11, eine bewegliche Blattfeder 12,

Generatoren mit einer Erreger- und einer Gegen- die an einem Ende an dem Joch 10 eingespannt ist,

erregerwicklung anwendbar. und eine Arbeitswicklung 14 auf dem Kern 11 ent-

Ferner ist ein Regler mit Schwingkontakten für hält. Die Bauelemente 10,11 und 12 bestehen aus Dynamomaschinen bekannt, mit dem erreicht werden einem ferromagnetischen Material, und die Blattsoll, einen Verschleiß der Kontakte herabzusetzen 50 feder 12 trägt an ihrem freien Ende ein Paar gegen-(britischc Patentschrift 636 366). Hierfür ist im überstehender Kontakte 8, 15, welche auf die Blattwesentlichen vorgesehen, mit den Kontakten in be- feder genietet sind, um einen vibrierenden Kontakt kanntcr Weise einen induktiven Widerstand in Reihe zu schaffen. Eine Vorspannungsfeder 13 ist zwischen und einen nicht induktiven Widerstand parallel zu einem Vorsprung 25 an dem eingespannten Ende der schalten. Hierbei handelt es sich um einen Regler 55 Blattfeder 12 und einem Haken 24, welcher an dem mit nur einem Kontaktpaar, also mit geringer Wirk- Joch 10 befestigt ist, unter Spannung eingehängt, samkeit. Der induktive Widerstand hat den vollen wobei der Kontaktstift 8 auf der Blattfeder nor-Hrregcrstrom zu führen. malerweisc an einem festen Kontakt 9 anschlägt. Zur

Weiter ist ein elektromagnetischer Zweikontakt- Spannungsregelung werden die Kontakte 8 und 9

Zitterregler bekannt, der zur Herabsetzung des Kon- 60 parallel zu dem Widerstands geschaltet, wobei der

tuktabbrandes einen ohmschen Widerstand zwischen Stromweg für den Kontakt 8 (sowie für den Kontakt

dem einen Kontakt und der entsprechenden Genera- 15) normalerweise durch die Blattfeder 12 und das

torklemme aufweist (USA.-Patentschrift 2 689 936). Joch 10 geschlossen ist; der elektrische Widerstand

Die Wirksamkeit dieser Maßnahme ist gering. sowohl des Stromweges als auch der gesamten Ab-

l)ie Mrliiuhmg hat sich nun die Aufgabe gestellt, 65 zweigung einschließlich der Kontakte 8, 9 ist prak-

(liese Nachleile zu vermeiden und einen Kontakt- tisch Null, .,d. h., daß der Widerstands durch die

verschleiß el 111 el 1 Abbrand dadurch /u vermeiden, Kontakte 8, 9 kurzgeschlossen ist, wenn letztere ge-

daß eine geeignete Spuiimingsurliöhung zwischen den schlossen sind, so daß im Betrieb die volle Ausgangs-

spannung des Generators 1 an der Erregerwicklung 4 liegt.

Ein fester Kontakt 16 ist dem Kontakt 15 zugeordnet, wobei der Kontakt 16 zwecks Kurzschließung der Erregerwicklung 4 geerdet ist, wenn die Blatt- S feder 12 elektromagnetisch von dem- Kern U in einem solchen Maße angezogen wird, daß der Kontakt 15 an den Kontakt 16 anschlägt

Die Arbeitswicklung 14 des Relais ist parallel zu den Ausgangsklemmen 2, 3 des Generators ge- ίο schaltet.

Beim Betrieb nimmt die Ausgangsspannung des Generators zu, wenn seine Drehzahl zunimmt. Wenn die Ausgangsspannung einen vorgegebenen ersten Grenzwert erreicht, wird die Blattfeder 12 magnetisch von dem Kern 11 in einem so geringen Ausmaße angezogen, daß zwar das Kontaktpaar 8,9 öffnet, jedoch das Kontaktpaar 15,16 noch nicht schließt. Die Blattfeder 12 mit ihrem vibrierenden Kontakte, 15 wird also in eine instabile Stellung zwischen den ao festen Kontakten 9,16 gebracht. Dies stellt eine erste Regelstufe dar; in dieser Stellung wird die Erregerwicklung 4 über den Widerstands mit Strom versorgt, wobei eine herabgesetzte Spannung der Erregerwicklung 4 zugeführt wird und die Ausgangsspannung des Generators entsprechend herabgesetzt wird; dies trifft selbst dann zu, wenn die Drehzahl des Generators hoch ist, vorausgesetzt, daß die Batterie 7 (und/oder die zugeordnete elektrische Anlage einschließlich der Scheinwerfer, Radioempfänger usw.) genügend Strom aufnimmt. Wenn dies nicht der Fall ist, steigt die Ausgangsspannung über den ersten Grenzwert an und erreicht einen zweiten Grenzwert, bei welchem die magnetomotorische Kraft, die von der Arbeitswicklung 14 erzeugt wird, die Blattfeder 12 in einem Maße anzieht, daß die zu einer zweiten Stufe gehörigen Kontakte 15, 16 schließen und die Erregerwicklung 14 kurzschließen, wobei die Ausgangsspannung des Generators auf einen geringen Wert abfällt.

In dieser Stellung wird ein Stromkreis hergestellt, welcher die positive Klemme 2 (und damit die positive Klemme der Batterie7), den Widerstands, das Joch 10, die Blattfeder 12, die Kontakte 15,16 und die negative Klemme 3 (Masse) umfaßt.

Das Auswandern der Blattfeder 12 aus ihrer gezeigten Normalstellung in die instabile Stellung und zurück oder in die der zweiten Regelstufe entsprechende Stellung und zurück tritt mit äußerster Schnelligkeit (bis zu einigen hundert Schwingungen pro Sekunde) auf.

Beim Betrieb einer solchen Schaltungsanordnung tritt eine Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten 8, 9 und 15,16 auf. Bekanntlich bedingt die Lichtbogenbildung eine fortschreitende Erosion der Kontakte. Im vorliegenden Fall ergab sich die Erosion der zu der ersten Stufe gehörigen Kontakte 8, 9 als verhältnismäßig unbeachtlich, wogegen eine wesentliche Erosion an dem Kontakt 16, welcher mit der negativen Klemme 3 des Generators verbunden ist, beobachtet wurde. Eine wesentliche Menge an Metall, die von dem letzteren Kontakt erodiert wurde, übertrug sich auf den positiven Kontakt 15. Beim Umkehren der Polarität sowohl, des Generators als auch der Batterie (Klemme 2 negativ, Klemme 3 positiv) wurde gefunden, daß der vibrierende Kontakt 15 erodiert war und sein Material auf den Kontakt 16 übertragen worden war.

Eine solche Erosion der zu der zweiten Stufe gehörigen Kontakte vermindert in beachtlicher Weise die Wirksamkeit und die Betriebslebensdauer des Systems.

Die F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung ähnlich Fig. 1, bei der jedoch erfindungsgemäß eine Induktivität 17 vorgesehen ist, über welche nun der Kontakt geerdet ist. In ähnlicher Weise entspricht die Fig. 3 der Schaltung nach der Fig. 1, jedoch ist erfindungsgemäß der Widerstand 5 mit dem Stromkreis 10,12,15,16 und der Erregerwicklung 4 durch eine Induktivität 17 verbunden. Somit ist die Induktivität 17 zwischen den Kontakt 16 und die negative Generatorklemme 3 geschaltet.

Unter Berücksichtigung der dargestellten Polaritäten und Verbindungen wurde gefunden, daß bei dem Regler nach der F i g. 2 das Ausmaß der Erosion des in diesem Fall negativen Kontaktes 16 im umgekehrten Verhältnis zum Wert der Induktivität 17 steht. Eine ähnliche Beziehung wurde für den Kontakt 15 bei umgekehrten Polaritätsverhältnissen (F i g. 3) gefunden.

Bei Steigerung des Induktivitätswertes über eine bestimmte Grenze beginnen die Erosions- und Materialübertragungsverhältnisse sich insofern umzukehren, als der positive Kontakt mit einer Erosion beginnt und das Material auf den negativen Kontakt übertragen wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromagnetischer Zweikontakt-ZiUerregler für selbsterregte Gleichstromnebenschlußgeneratoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer an die Ausgangsklemmen des Generators angeschlossenen Arbeitswicklung, welche so auf Reglerkontakte einwirkt, daß der eine der Kontakte bei zu niedriger Generatorspannung einen in Reihe zur Erregerwicklung liegenden Widerstand kurzschließt und der andere der Kontakte bei zu hoher Generatorspannung die Erregerwicklung selbst kurzschließt und mit einer Einrichtung zur Herabsetzung des Kontaktabbrandes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung des Kontaktabbrandes eine Induktivität (17) geeigneter Größe zwischen den Kontakt (16) und die negative Generatorklemme (3), oder in Reihe mit dem Widerstand (5), geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen