DE1613955A1

DE1613955A1 - Bedienungseinrichtung fuer Brennkraftmaschinen mit angebauter Gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE1613955A1
Application number: DE19671613955
Authority: DE
Inventors: Burkett Wilford B; Jackson Robert V
Original assignee: Mcculloch Corp
Current assignee: Mcculloch Corp
Priority date: 1966-02-25
Filing date: 1967-01-07
Publication date: 1970-12-23
Also published as: SE336253B; US3454860A; BE694619A; DE1588523B2; GB1149888A; FR1511689A; DE1588523A1; BE697003A; FR1511813A; FI52790B; DE1588523C3; DE1613852A1; GB1149890A; SE339504B; GB1149889A

Description

McCULLOCH CORPORATION, Los Angeles. Staat Californien (V. St. A.)

Bedienungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit angebauter Gleichstrommaschine

Die Erfindung betrifft eine Bedienungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit angebauter Gleichströmmaschine, welche über einen Anlaßschalter mit einem Sammler, Akkumulator o. dgl. verbindbar ist und einerseits das Anlassen der Brennkraftmaschine sowie andererseits das Nachladen des Sammlers bewirkt.

Die vorliegende Erfindung ist besonders brauchbar für kleine Brennkraftmaschinen von geringem Gewicht, die einen Zylinder haben und nach dem Zweitaktsystem arbeiten, wie sie beispielsweise für tragbare Kettensägen verwendet werden. Dennoch ist die Erfindung weder auf den genannten bestimmten Typ einer Brennkraftmaschine noch auf den genannten Verwendungszweck beschränkt, obwohl sie im Zusammenhang damit beschrieben wird.

Von einem Benzinmotor angetriebene tragbare Kettensägen

erfreuen sich großer Beliebtheit und werderi in großem

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Umfang für das Fällen von Bäumen, das Abtrennen der Zweige von den Stämmen und zum Zerteilen der Stämme verwendet. Der Betrieb derartiger Maschinen kann ihrer Natur nach nicht kontinuierlich sein, so daß die Motoren der Kettensägen häufig wieder angelassen werden müssen. Alle zur Zeit bekannten Kettensägen müssen von Hand dadurch angelassen werden, daß ein um eine Seilscheibe gewickeltes Seil abgezogen wird. Obwohl elektrische Anlasser und die mit ihnen verbundene Bequemlichkeit seit langem bekannt sind, war es bislang nicht möglich, sie für tragbare Kettensägen und andere Werkzeuge einzusetzen, weil bei diesen nicht unbeträchtliche Raumund Gewichtsprobleme auftreten würden. Weil das normale Gewicht schon der Einzylinder-Zweitaktbenzinmaschine mit der zugehörigen Ausrüstung einschließlich einer Kettensäge bereits beträchtlich ist, muß das für die Anlasseranlage benötigte zusätzliche Gewicht auf wenige Pfunde begrenzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bedienungseinrichtung vorzuschlagen, die insbesondere für Brennkraftmaschinen von geringem Gewicht geeignet ist und deren Betriebszustände besonders einfach umschalten kann.

Die erfindungsgemäße Anlaßanlage weist einen Gleichstrommotorgenerator auf und hat eine Batterie, wie zum Beispiel einen Sammler, der den Motorgenerator zum Anlassen der Brennkraftmaschine mit Strom versorgt. Weiterhin ist ein elektrischer Steuerkreis zum Regeln der Baterieladung vom Motorgenerator aus, eine Dekompresslonselnrichtung für den Zylinder des Benzinmotors zum Erleichtern des Startens und zum Vermindern der sum Durchdrehen benötigten Kraft sowie ein einziger verriegelbarer Steuerknopf vorgesehen, der den Anlaßvorgang, den normalen Betrieb und die AÜS-Stellung der Kettensäge

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steuert'^ .

Die Erfindung ist nachstehend: anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt Es zeigen: ^

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen

Benzinmotor mit Decompressionsventil und dem erfindungsgemäßen Gleichstrommotorgenerator;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 zum Darstellen der Kommutatorsegmente des Rotors, der Anker- und der Feldwicklungen des Motorgenerators;

Fig. 3 die Abwicklung eines Schnittes entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 zum Darstellen eines Teils der Feldwicklung und der Polschuhe des Mctorgenerators;

Fig. 4 eine teilgeschnittene Ansicht des in

drei Lagen feststellbaren Steuerknopfes und eines Gehäuses für den Sammler;

fig. 5 einen Teilschnitt durch den Steuerknopf mit der Verbindung zu dem erfindungsge»·* rr.äßen DekcmpressicnEventil;

Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 4 zur Darstellung des Steuerknopfes mit dem Zündschalter in seiner Ruhestellung;

Fig. 7 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Sammlergehäuses;

Fig. 8 ein Schaltscheea für den Motorbetrieb des Mctorgenerätors zusammen mit der Brennkraftmaschine, den Feldwicklungen und den anderen Bauteilen des Ladekreises; und

Fiq. 9 eine der FIq₁ 8 entsprechende Schaltung bei Generatcrbetrieb des Motorgenerators.

Die eriinduncsgemäße, in Fig. l dargestellte Anlaßanlage ist mit einer Brennkraftmaschine IC zusammengebaut und

besteht aus einem insbesondere in Fia. 1 und 2 näher 0098 52/0545 "'" '

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gezeigten Gleichstrommotorgenerator, einem aus einer Anzahl von Nickel-Cadmium-Zellen 12 (Fig. 4) zusammengesetzten Sammler für die Versorgung des Motorgenerators 11 mit Strom, einem Steuerknopf 14, der mechanisch verriegelbar ist und das Anlassen der Brennkraftmaschine 10, ihren Normalbetrieb und das Abschalten steuert und aus dem elektrischen Steuerkreis (Fig. -8 und 9) zum Regeln der Ladung des Sammlers 12. Zum Erleichtern des Anlassens der Brennkraftmaschine 10 kann eine Dekompressionseinrichtung 15 vorgesehen sein, wie sie in Fig. 1 oder in abgewandelter Form in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Einrichtung kann das nachstehend noch beschriebene und in der USA-Patentanmeldung 512 860 vom 10. 12. 1965 erläuterte Dekompressionsventil sein«

Die Brennkraftmaschine 10 wird dadurch angelassen, daß der Steuerknopf 14 betätigt wird, welcher eine elektrische Verbindung zwischen dem Sammler 12 und dem Motor 11 des Motorgenerators herstellt, um die Brennkräftmaschine durchzudrehen. Zum Erleichtern des Anlassens der Maschine kann die vom Kolben erzeugte Kompression im Zylinder von einem geeigneten Dekompressionsventil verringert werden. Nach dem Anlassen wird der elektrische Startschalter durch den von Hand betätigten Steuerknopi 14 wieder geöffnet, worauf die Batterie von dem Motorgenerator geladen wird, der dann als von der Brennkraftmaschine angetriebener Generator arbeitet. Sobald die Spannung des Sammlers einen vorherbestimmten Wert erreicht, wird der Ladestromvom Sammler getrennt. Dies geschieht auf Grund der Wirkung der in Fig. 8 und 9.gezeigten Steuerschaltung.

Nachdem vorstehend die allgemeine Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Aniaßelnrichtung in großen Zügen erläutert wurde, sei nachstehend der Aufbau der Brennkraftmaschine 10 im Zusammenhang mit Fig. 1 näher besprochen.

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Die Brennkraftmaschine hat einen einzigen Zylinder 16 und arbeitet nach dem Zweitalctverfahren. Sie hat einen ■ Motorblock 17 und ein Kurbelgehäuse IS. Der Motorblock 17 ist mit einer Büchse 21 ausgerüstet, die den Zylinderraum 2Ö begrenzt.

Innerhalb des Zylinderraumes 20 ist ein Kolben 22 vorgesehen, der über eine Pleuelstange 25 mit der Kurbel 23 einer Kurbelwelle24 verbünden 1st. Die Pleuelstange Ist einerseits im Kolben 22 befestigt und andererseits mit einem Lager 26 versehen^ das die Kurbel 23 der Kurbelwelle 24 umgreift. . . '.■";..-

Weiterhin Ist in der Brennkraftmaschine eine Zündkerze 27 in einer halbkugelförmigen Ausnehmung 28 angeordnet, die an den Zylinder 16 angrenzt und mit diesem in Verbindung steht» Die Zündkerze hat die übliche Aufgabe des Zündens des im Brennraum 30 des Zylinders 16 befindlichen brennbaren Gases. Zum Bewirken der Zündung kann jedes bekannte Zündsystem Verwendung finden. Der Insoweit beschriebene Aufbau der Brennkraftmaschine 10 ist bekannt. Der Motorblock 17 hat die üblichen Kühlrippen 31, die auch bei hohen Motordrehzahlen für eine ausreichende Kühlung der Maschine sorgen.

Der Gleichstrommotorgenerator 11 ist vorzugsweise direkt mit der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine 10 verbunden bzw, verkeilt. Wie oben schon angedeutet, 1st.der Matorgerierator 11 sehr klein aufgebaut und hat ein geringes Gewicht» Um den Motorgenerator 11 anzutreiben^ ist die Kurbelwelle 24 nach rechts (Flg. 1) verlängert und trägt den Rotor bzw. Anker 33, wobei die Verbindung zwischen den Teilen beispielsweise mit Hilfe eines Keils Sichergestellt Ist* Die Kurbelwelle 24 Ist drehbar in einem Lager 34 des Motorblockes 17 gelagert« ,Der drehbare Anker 33 ist außerdem mit einem Schwungrad 35 verbunden, '■■■■■■■■ 009852/054$ ^

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auf das Schaufeln 36 aufgesetzt sind· Die Schaufeln

36 wirken als Lüfter, um einen Luftstrom zum Kühlen der Maschine 10 zu erzeugen·

Der Anker weist eine Vielzahl von Kommutatorsegmenten

37 auf, die flache, sich in Radialrichtung erstreckende Oberflächen 38 haben. An den Flächen 38 liegen zwei ins-

besondere aus Fig. 2 ersichtliche Bürsten 40 an, die unter der Wirkung von Federn 41 stehen. Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden Bürsten 40 unter einem Winkel von etwa 45° angeordnet sind. Dies ist deswegen möglich - und wird nachstehend noch näher erläutert - weil die Anzahl der Po!schuhe 8 beträgt, so daß sich die beiden Bürsten über mehr als einen Polschuh erstrecken.

Der Anker 33 weist weiterhin eine Anzahl von in bestimmten Winkelabständen angeordneten Polen 42 auf, die vorzugsweise gemäß 43 hinterschnitten sind, um Raum für die Ankerwicklungen 44 zu haben und um die Gefahr des Herausdrückens der Ankerwicklungen 44 auf Grund der nicht unerheblichen Zentrifugalkräfte zu verringern. Die KommutatorSegmente 37 sind in eine geeignete Isoliermasse 45 (Fig. 1) eingegossen, wodurch die Gefahr einer Zerstörung des Ankers auf Grund der Zentrifugalkräfte weiter verringert wird*

Es sei darauf hingewiesen, daß die flachen, sich in Radialrichtung erstreckenden Flächen 38 der Kommutatorsegmente 37 einen Selbstreinigungseffekt bewirken. Alle Kohlerückst^nde von den Bürsten werden auf Grund der Zentrifugalkräfte abgeschleudert, wenn sich der Anker mit hoher Geschwindigkeit dreht.

Am Anker sind außerdem eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Befestigungsansätzen 46 vorgesehen, an denen das Schwungrad 35 mit Hilfe von Schrauben 47

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befestigt ist. Auf diese Weise wird zwischen Schwungrad 35 und dem Ankerein Zwischenraum aufrechterhalten, durch den Kühlluft eintreten und durch den gesamten Anker hindurchströmen kann.

Das Schwungrad 3S muß natürlich dynamisch ausgewuchtet sein und kann an seinem Umfangviäifc Ausgleichsgewichten sowie Magneten versehen sein» um so eine Magnet zünder* anlage au bilden. Dieses Merkmal ist jedoch nicht erfor«v derlich» . -_. ·'_■- ^: "-_;_:- _ -.-." ■"■;-■■-"■■" ".... ^: _: - ;■;,- ■> ν ' ;"■■". ■ ^:

Es sind zwei Feldwicklungen vorhandenι die gemMß Fig. 3 in einer Sinusföri«ι 40 angeordnet sind* Dadurch wird das Wickeln der beiden Feldwicklungen erleichtert, weil es einfacher ist, sie^ kontihuierlieh zu wickeln und nicht als getrennte WicklungSpaarje. Die elektrische Anordnung der. beiden in den Flg. ϊ bis; 3 gezeigten Feidvdcklungen ist aus den Fig* 8 und 9 zu entneiimen. Demgemäßhat der Kotorgenerator IU eine Reihertfeldwicklung 5Ö und eine ; Shuntfeldwicklung 51. Auf diese Weise entsteht natürlich ein Gleichstromverbundmötori der gemäß der^ noch folgenden Erläuterung differenziert betrieben verden kann«.

Die beiden Feldwicklungen wirken mit 8 FieldfjolscBuhen zusammen und werden von diesen mechanisch geinälteh» Die -Polschuhe 52 sind an einem feststehenden;.. Genauste 53 in beliebiger" Weise befestigt^ das seiherseits mit dem Kurbelgehäuse 18 oder dem Zylinderblock 17 verbunden ist. Die Feldwicklungen können beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 54 über die Polschuhe 52 gehalten werden*

Das feststehende Gehäuse 53 für die Feldwicklungen hat zylindrische Form, wie es aus den ^e^chnungerit hervorgeht, und weist eine ringförmige äußere Ausnehmung 55 auf. Diese Ausnehmung SS ergibt Zusammen mit einem zylindrischen Ansatz Sß am sthwungradlS eine Dichtung zwischen

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diesen Teilen. Die so gebildete Labyrinthdichtung verhindert das Eindringen von Holzabfällen, Sägespänen oder Staub in das Generatorgehäuse. Andererseits haben die Dichtflächen einen solchen Abstand voneinander, daß Schwungrad und Anker frei drehen können. Ein anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Mo torgeller a tors sind die Verbindungsdrähte 57, die jede der„Ankerwicklungen mit einem der Kommutatorsegmente verbinden. Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Verbindungsdraht 57 bis zum äußeren Ende des zugehörigen Kommutatorsegmentes geführt und mit diesem verlötet ist«

Der Motorgenerator 11 dient zum Anlassen der Brennkraftmaschine 10 mit Hilfe des Batteriestromes und zum darauf anschließenden Wiederaufladen der Batterien. Er ist so ausgelegt, daß er auch höchsten Zentrifugalkräften gewachsen ist. Beachtlich ist, daß der Anker 33 keine Nabe hat und in radialer Richtung sehr klein baut. Das Gewicht ist außerdem dadurch erheblich verringert worden, daß gerade nur soviel Eisen verwendet wird, um den magnetischen Fluß zu leiten und außerdem gerade genug Kupfer, um den fließenden Strom aufnehmen zu können. Der Motorgenerator hat beispielsweise einen Durchmesser von 11 cm und eine Dicke von 3,5 cm, was etwa einem Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von etwas über 3 : 1 entspricht. Auf diese Weise wird natürlich ein erheblicher Platz gespart. Der Motor hat 8 Feldpole, wodurch sogar bei geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment entsteht, wie es für das Anlassen einer Brennkraftmaschine erwünscht ist.

Im Zusammenhang mit dem Motorgenerator 11 wird ein Sammler verwendet, der vorzugsweise aus Nickel—Cadmium-Zellen besteht» Es können zehn derartige Zeilen vorgesehen sein, von denen, jede eine Nennspannung von 1,25 V hat» Diese Zellen sind in dem in den Fig. 4 und 7 gezeigten Gehäuse 60 untergebracht. Das Batteriegehäuse 60 ist an dem Ge-

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68 angeordnet, der mit einer Öffnung 70 in der Zylinderbuchse 21 in Verbindung steht. Der Ventilkörper φβ hat vorzugsweise einen konischen äußeren Bereich 7t_f der ein Zusetzen der Ventilöffnung verhindert und diel Öffnung beim Schließen des Ventils reinigt* Das Ventil wird von einem Hebel 72 betätigt, der einen kugelförmigen Kopf 73 hat,₍ welcher in einer ,entsprechenden Ausnehmung des Ventilkörpers 68 angeordnet ist,

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häuse· 61 der *Brennkraf tmaschine befestigt. Das Batteriegehäuse 60 besteht aus einer Ummantelung 62, die offene Enden hat und innerhalb mit einem dünnen Isoliermaterial 63 ausgekleidet ist. Mit Hilfe eines Isolierbolzens 64 sind die Enden des Isoliermaterials 63 sowie das Batteriegehäuse 60 an dem Gehäuse 61 der Brennkraftmaschine befestigt. Mit Hilfe eines weiteren Bolzens 65 sind zwei die offenen Enden der Ummantelung 62 des Batteriegehäuses abschließende Kappen mit dem Battexiege-' häuse verbunden. In Fig. 4 sind fünf Zellen innerhalb des Batteriegehäuses60 gezeigt. Es sind jedoch jeweils zwei Zellen mit ihren Enden aneinandergelegt, so daß im Batteriegetiäuse 60 insgesamt zehn Zellen vorhanden sind, die gemeinsam den Sammler 12 bilden.

Der Sammler 12 kann außer zum Antrieb des Motorgenerators 11 auch noch für andere Zwecke Verwendung finden, beispielsweise zum Antrieb einer Pumpe oder eines Gerätes zum Schärfen der Kettensäge. Bei voller Maschinendrehzahl kann ein Strom von 5 Ampere aus dem Generatot entnommen werden. Zu diesem Zweck werden lediglich etwa 0,1 PS von der Brennkraftmaschine benötigt. Das Gesamtgewicht des Motorgenerators 11 zusammen mit dem Sammler 12 liegt zwischen etwa 1,3 und 1,5 kg·

Anschließend sei nun das, in Figy l gezeigte Pekoinpres*· i sionsvenfeil 15 näher erläutert.Im Motorblock 17 igt ein !

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Wenn das Ventil geöffnet ist, entsteht ein Auslaßweg zwischen der Ventilöffnung 70 und einem Kanal 74, der seinerseits zu der Auspuffleitung 75 führt.

In Fig. 5 ist eine geringfügige Abwandlung des Dekompressionsventils 15 gezeigt. Auch hier hat der Ventilkörper 77 einen konischen Endbereich 78, der in einer Ventilöffnung 80 in der Zylinderwand 81 liegt. Die Öffnung80 steht über einen Kanal 82 mit dem Auspuff in Verbindung. Der Ventilkörper 77 wird'über eine Stange betätigt» die sich durch eine geeignete Öffnung im Ventil erstreckt und bei 84 mit einem Hebel 85 drehbar verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Steuerknopf 14 in Verbindung steht. Durch Niederdrücken des Steuerknopfes 14 wird die Stange 83 entgegen der Richtung des Uhrzeigers verdreht, so daß sich das Ventil öffnet. Gleichzeitig wird ein Hebel 86 gegen die Kraft einer Feder 87 nach oben bewegt. Das dem Hebel 86 abgekehrte Ende der Feder ist in einer Befestigung 88 gehalten.

Zweck des Dekompressionsventils 15 ist die Verringerung des Gasdrucks oberhalb des Kolbens 22 _t wenn der Kolben sich nach oben bewegt. Dadurch wird die zum Starten der Brennkraftmaschine erforderliche Arbeit verringert. Ein derartiges Pekompressionsventil braucht aber nicht in allen Fällen»vorhanden zu sein.

In den Fig, 4 bis 6 ist der Aufbau und die Wirkungsweise des SteuerhebeJs 14 näher dargestellt. Der Steuerhe^ bei 14 dient zum Steuern der Zündanlage der Brennkraftmaschine, des Pekompressionsventils 15 und des in Fig. j 8 und 9 gezeigten Anlasserschalters 90, Zum Erfüllen j dieser Aufgaben muß der Steuerhebel 14 in drei verschiedene tagen gebracht werden können. Die erste dieser Lagen ist zum Anlassen der Maschine erforderlich, die zweite für den normalen Maschinenbetrieb und die dritte zum

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Abstellen der Brennkraftmaschine, In der Anlaßstellung des Steuerhebels 14 befindet sieh der Zündschalter in seiner eingeschalteten Stellung, so daß die Zündkerze 27 von der Zündanlage mit elektrischer Energie versorgt wird, ebenfalls in dieser Stellung sollte das Dekompressionsventil geöffnet und der Anlasserschalter 90 geschlossen sein» „ Nach dem Anlassen der Maschine muß der Anlaßknopf gelöst werden, damit et iη seine Betiriebssteilung gelangt» In diesel: Stellung ist die Zündung weiterhin angeschaltet, das Dekompressionsventil istnunmehr geschlossen und der Anlaßschalter 90 hat geöffnet» In der AÜS-Stellung des Steuerhebels ist sowohl der Zündschalter als auch der Änlaßschalter geöffnet, während das Deköitipressions-' ventil geschlossen bleibt«

Die drei Stellungen des Steuerhebels 34 sind in Fig. 4 angedeutet; und swar die Arbeitsstellung in ausge^oge*- nen Linien, die Änlaßstellung in strichpunktiörten t-i-nien und die AUS-Stellung[ebenfalls in strichpunktierten ■ Linien· Zum Anlassen der Brertnkraftmaschine wird der Steuerhebel 14 zunächst aus seiner Stellung 14'' in die Stellung 14 gebracht unddann.in die Stellung 14· gedrückt. Dadurch wird der Ventilkörper 77 gegen die Wirkunq der Feder 87 verschoben, so döß sich das Dekqnspressiorisventil öffnet. Gleichzeitig wird der Anlaßschalter 9C durch Niederdrücken seines Hebels 94 geschlossen. Die Zündanlage enthält einen isolierten Draht 94»." der mit der am Steuerhebel 14 mittels einer Schraube 95 befe- ■'..' stigten metallischen Klammer 9? elektrisch verbunden ist. Der Draht 91 und die Klammer .92 sind demzufolge zusammen mit dem Steuerhebel 14 verschiebbar. Die Klammer 92 ist so ausgebildet, daß sie mit exnem metallischen Vorsprung 93 des Metaligehäuses 96 einen elektrischen Kon-!- takt schließt und dadurch/ den Draht 91 an Masse legt. .■; Auf diese Weise wird die^Ziindanlage abgeschaltet* -.■-..'"-^:

Nach dem Anlesseh der Maschine wird der Steuerhebel aus seiner Stellung 14· gelöst und von der Feder 87 nach oben in seine Stellung 14 verschoben. In dieser Betriebsstellung 14 haben der Draht 91 und die Klammer 92 weiterhin einen gewissen Abstand von dem Vorsprung 93 des Gehäuses 96, so daß die Zündung in dieser Stellung weiterhin eingeschaltet ist, während das Ventil 77 geschlossen und der Anlaßschalter 90 geöffnet sind.

Zum Anhalten der Brennkraftmaschine wird der Steuerhebel in seine Stellung 14^lr bewegt, wodurch die Zündung abgeschaltet wird. Diese Stellung ist deutlich in Fig. 6 gezeigt, in der der Draht 91 und die Klammer 92 in Kontakt mit dem metallischen Vorsprung des Gehäuses 96 stehen. Der Draht 91 liegt daher in dieser Stellung an Masse, so daß die Zündung abgeschaltet ist. Ebenfalls in dieser Stellung ist das Dekompressionsventil geschlossen \inä der Anlaßschalter geöffnet.

Es ist ersichtlich, daß eine mechanische Zwangssteuerung vorhanden ist, welche ein Öffnen des Anläßschalters 9C zur gleichen Zeit bewirkt, wie das Dekompressionsventil 15 geöffnet ist und umgekehrt. Andererseits bleibt die Zündung eingeschaltet, während die Maschine angelassen wird und während sie^läuft.

Zwischen dem Sammler 12 und dem" Motorgenerator 11 ist die in"den Fig. 8 und 9 gezeigte elektrische Schaltuno vergesehen. Die Schaltung gemäß Fig. 8 zeigt den Anlaßbetrieb und die Schaltung gemäß Fig. 9 den Ladebetrieb.

In beiden Schaltbildern sind die Brennkraftmaschine IC₁ das Dekompressionsventil 15, der Zündschalter 92, 93 und der Steuerhebel 14 lediglich schematisch dargestellt. Das Dekompressionsventil 15 ist in Fig. 8 in seiner offenen Stellung gezeigt, und der Zündschalter 92, 93 ist

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ebenfalls offen, so daß die Zündung eingeschaltet ist. Der Anlaßschalter 90 istgeschlossen. Von den gestricheltenfLinien deutet die Linie 97 die Verbindung von Steuerhebel 14 und Anlaßschalter 90, die Linie 98 die Verbindung von Steuerhebel 14 und Zündschalter 92, 93 und die Linie 99 die Verbindung von Steuerhebel 14 und Dekbmpressionsventil 15 an. ',,-.

Parallel zur Shuntwicklung' 51 des Motorgenerators 11 liegt ein elektronischer Schalter 100, der beispielsweise von einer gesteuerten Siliziumdiode gebildet sein kann. Jeweils .ein Anschlußpunkt der Diode 100 und des Motorgenerators 11 liegen an Masse. Zwischen der Steuerelektrode 109 des Siliziumgleichrichters 100 und der die Serien- und Shuntwicklungen 50, 51 verbindenden Leitung 103 liegen zwei Zenerdioden 101,102. Es leuchtet ein, daß eine der beiden Zenerdioden, fortgelassen werden kann. Zwischen der Steuerelektrode 109 und Masse ist ein Widerstand 105 geschaltet. Die Leitung 103 und der Sammler 12 liegen in Reihe mit einer Diode 106, die so gepolt ist, daß sie das Fließen eines Stromes von dem Sammler 12 zum Motorgenerator 11 solange verhindert, bis der An-.laßschalter 90 geschlossen ist,.der parallel zur Diode

.liegt. ' ■

Dieser Batterieladekreis ist bereits in der in den Vereinigten; Staaten parallel laufenden Patentanmeldung 530 129 vom 25. 2. 1966 näher beschrieben. Wie dort ausgeführt ist, bilden die beiden Zenerdioden 101, 102 und der Widerstand 105 einen Spannungsteiler, der parallel zum Sammler 12 geschaltet ist. Dieser Spannungsteiler ist so ausgelegt, daß er den gesteuerten Siliziumgleichrichter 100 durch Anlegen einer geeigneten Spannung an dessen Steuerelektrode 109 aufsteuert, wenn die Spannung des Sammlers 12 einen vorherbestimmten Wert erreicht. Der Grund für das Vorsehen von zwei Zenerdioden 101 und

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102 in Reihenschaltung ist in der genannten USA-Fätentanmeldung näher erläutert·

Die Diode 106 verhindert, das Fließen eines Stromes in Richtung des Pfeiles 110 (Fig. 8), solange der Anlaßschalter 90 geöffent ist.

Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Steuerhebel 14 zunächst aus seiner AUS-Stellung 14 zurück in seine Stellung 14 geschoben und dann in die Stellung 14' gedrückt. Dadurch wird - wie schon erläutert- das Dekompressionsventil 15 geöffnet. Gleichzeitig wird dadurch der Zühdsch&ltej? 92, 93 betätigt und der Anlaßschalter 90 geschlossen.

Bei geschlossenem Anlaßschalter 90 ist die Diode 106 kurzgeschlossen, so daß ein Strom vom Sammler 12 in Richtung des Pfeiles 110 durch die Shuntwicklung 51 nach Masse und durch die Serienwicklung 50 und den Motorgenerator 11 fließen kann. Demzufolge sind die beiden Wicklungen 50, 51 so geschaltet, daß sich ihre Wirkungen addieren· Das bedeutet, daß die Magnetpole an den Enden der Wicklungen 50, 51 so angeordnet sind, daß gleiche Pole - beispielsweise·* also die beiden Nordpole (N) angrenzend an die Leitung 103 liegen. Demzufolge arbeitet der Motorgenerator 11 als Motor und treibt die Brennkraftmaschine 10 an. Da die beiden Feldwicklungen 50, 51 in diesem Fall sich unterstützen, gibt der Motorgenerator 11 ein hohes Ausgangsdrehmoment ab, wie es für das Anlassen einer Brennkraftmaschine erwünscht ist.

Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Steuerhebel 14 gelöst und von der Feder 87 aus seiner Stellung 14· in seine normale Stellung 14 zurückgedrückt.

Auf Grund der Bewegung des Steuerhebels 14 in seine Nor-

maisteilung schließt das Dekompressionsventil 15 in der oben näher erläuterten Weise. Gleichzeitig.wird der Anlaßschalter 90 wieder geöffnet, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Dadurch wird wieder verhindert, daß ein Strom von der Batterie 12 in Richtung des 'Pfeiles -lic fließt, weil die Diode 1Ö6 nunmehr sperrt. Trotz geöffnetem Anlaßschalter 90 ist es aber möglich, daß der Sammler 12 in der nunmehr beschriebenen Weise geladen wird.

Da die Brennkraftmaschine 10 nunmehr läuft, treibt sie den Motorgenerator"11 an, der jetzt als Gleichstromgenerator arbeitet. Der vom Generator abgegebene Strom fließt in Richtung des Pfeiles 111* Auf diese Weise fließt der cesamte abgegebene Strom durch die Feldwicklunq 5C, und ein Teil fließt über die Leitung 103 in den Sammler 12. Ein anderer Teil des abgegebenen Stromes, fließt durch die Shuntwicklung 51 nach Masse ab. Auf diese Weise sind die beiden Feldwicklungen.50 und 51 nunmehr qeqensinnig geschaltet, so daß ungleichnamige Magnetpole der Wicklungen 50 und 51 der Leitung 1O3 benachbart sind. Beispielsweise lieqt der Südpol (S) der Wicklung 5C neben dem Nordpol (N) der Wicklung 51.

Auf dipse Weise wird der Ausgangsstrom des als Generator arbeitenden Motorgenerators 11 begrenzt. Dieses Ergebnis ist deswegen erwünscht, weil dadurch der den Sammler 12 ladende Strom begrenzt wird. Es hat sich bei Versnoben herausgestellt, daß der Sammler 12,der von Nickel-Cadmiüm-Zellen gebildet sein kann, auf diese Weise besonders wirkungsvoll aufgeladen wird.

Die normale Anlaßzeit der Brennkraftmaschine 10 dauert 3 Sekunden und die zugehörige Zeit zum Wiederaufladen des Sammlers 12 9 Sekunden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Mctorgenerator 11 bis zu, etwa 2-3 Minuten hintereinander als Motor laufen kann/ ohne den Sammler

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zu beschädigen. Der von 10 Nickel-Cadmium-Zellen gebildete Sammler hat eine Nennspannung von 13 V und kann mit einem Strom von 8 Ampere bis zu einer Spannung von etwa 15 V aufgeladen werden.

Die Anlaßdrehzahl von Brennkraftmaschine 10 und Motorgenerator 11 beträgt etwa 700 Umdrehungen pro Minute, wobei die Brennkraftmaschine normalerweise schon bei etwa 500 Umdrehungen pro Minute anspringt. Die maximale Motordrehzahl beträgt 12 000 Umdrehungen pro Minute, ein erfindungsgemäß ausgebildeter Motorgenerator 11 kann jedoch bis zu 23 000 Umdrehungen pro Minute ohne Schaden zu nehmen drehen.

Die Stärke der Abschwächung und damit die Größe des Ladestromes kann eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Shuntwicklung 51 vergrößert oder verkleinert werden.

Wie schon vorher erläutert, kann die gesamte Kettensäge dadurch abgestellt werden, daß der Steuerhebel 14 in seine Stellung 14" verschoben wird· Dadurch wird die Zündung wegen des nunmehr geschlossenen Schalters 92, 93 abgeschaltet, so daß die Maschine anhält. In dieser Stellung des Steuerhebels 14 bleibt der Anlaßschalter 90 geöffnet und das Dekompressionsventil 15 geschlossen.

Es leuchtet ein, daß die beiden Zenerdioden 101, 102 und der Widerstand 105 so ausgelegt sind, daß sie die gesteuerte Siliziumdiode 100 aufsteuern, wenn die Sammlerspannung den vorbestimmten Wert, beispielsweise also 15 V erreicht. Dadurch wird die Shuntwicklung 51 kurzgeschlossen. Auf diese Weise wird die weitere Stromabgabe vom Generator H unterbunden, so daß ein weiteres Aufladen des Sammlers 12 ausgeschlossen ist. Dadurch wird verhindert, daß der Sammler 12 beschädigt wird, weil die

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Batterieladeschaltung gemäß Fig* 8 auf die am. Sammler 12 liegende Spannung anspricht und den Ladestrom abschaltet,sobald die Spannung den voreingestellten Wert erreicht. Während die Batterieladung von der Batteriespannung gesteuert wird, wird der vom Generator 11 abgegebene Strom durch geeignete Wahl der Große der Feldwicklungen 50 und Sl bestimmt.

Die vorstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist nur als Erläuterung des Erfindungsgedankens, nicht aber als eine Beschränkung ζχχverstehen.

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Claims

Pa tent ans prüche

1. Bedienungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit angebauter Gleichstrommaschine, welche Über einen Anlaß-Schalter mit einem Sammler verbindbar ist und mindestens eine Serien- und einerShuntfeldwicklung aufweist, deren Magnetfelder im Anlaßbetrieb der Gleichstrommaschine zusammen wirken und im Generatorbetrieb entgegen gerichtet sind, und deren eine Enden gemeinsam an der ersten Ausgangsklemme der Gleichstrommaschine liegen, während das andere Ende der Serienfeldwicklung am Eingang des Ankers der Gleichstrommaschine liegt, dessen Ausgang zusammen mit dem anderen. Ende der Shuntfeldwicklung an die zweite Ausgangsklemine gelegt ist, wobei die Shuntfeldwicklung und damit die beiden Ausgangsklemmen von einem elektronischen Schalter überbrückt sind, der den Strom in dieser Wicklung in Abhängigkeit von der Spannung des Sammlers steuert, der seinerseits in Reihe mit einer Diode geschaltet ist, die parallel zu einem Taster liegt und mit diesem den Anlaßschalter bildet, gekennzeichnet durch einen zwischen drei Stellungen umschaltbaren Steuerhebel (14), der mechanisch mit einem Zündschalter (92,93) und dem Anlaßtaster (90) verbunden ist und in seiner ersten Stellung (14·) den Zündschalter sowie den Anlaßtaster betätigt, in seiner zweiten Stellung (14) nur den Zündschalter und in seiner dritten Stellung (14^ri> sowohl den Zündschalter als auch den Anlaßtaster freigibt.

NeUG Unterlagen (Art. 7 g ΐ Ais. 2 Nr, 1 3αίζ 3 das ÄnderunasBes. ν. -t. 3. t96/f

009852/0545

2. Bedienungeeinrichtung mit einer Dekompressionselnrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dan der Steuerhebel (14) zusätzlich mit der t)ekompresaionseinrichtung gekoppelt ist und diese in seiner ersten Stellung (14·) geöffnet und in seiner zweiten sowie dritten Stellung (14, 14' ·) geschlossen

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