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Vorrichtung zum Starten eines Kraftfahrzeugs
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Starten eines Kraftfahrzeuges,
das einen an eine Kraftfahrzeugbatterie geschalteten elektrischen Zündkreis aufweist.
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Wenn die Kraftfahrzeugbatterie nach einem Stillstand des Kraftfahrzeuges
insbesondere in der Kälte weitgehend ererschöpft ist, kann der Motor des Kraftfahrzeuges,
falls er nicht über eine Handkurbel angelassen werden kann, nur
durch
Anschleppen des Fahrzeugs oder über ein Starterkabel durch Fremdstromversorgung
zum Laufen gebracht werden, was aber mühevoll ist. Außerdem steht auch nicht immer
ein Fremdfahrzeug zum Anschleppen oder Fremdstarten zur Verfügung.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung eine Hilfseinrichtung geschaffen,
durch welche in solchen Fällen, in welchen die Stromabgabe der Kraftfahrzeugbatterie
zum Starten des Motors zu gering ist, der Motor dennoch auch ohne fremde Hilfe und
mit geringer Mühe gestartet werden kann.
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Erfindungsgemäß ist die Hilfsvorrichtung insbesondere gekennzeichnet
durch die Ausbildung als Zusatzgerät, welches eine Hilfsstromquelle und eine elektrische
Schaltung mit Anschlüssen und einem Umschalter aufweist, über welche der Zündkreis
wahlweise von der Kraftfahrzeugbatterie abschaltbar und an die Hilfsstromquelle
anschaltbar sind.
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An sich ist es auch möglich, außer dem Zündkreis oder anstelle desselben
auch den elektrischen Anlasserkreis des Kraftfahrzeuges unter Umgehung der Kraftfahrzeugbatterie
an die Hilfsstromquelle des erfindungsgemäßen Zusatzgerätes anzuschalten. Dies bedinqt
jedoch wegen der verhältnismäßig großen Stromaufnahme des Anlasserkreises eine entsprechend
starke Hilfsstromquelle, durch welche das Zusatzgerät
aufwendig
und seine Baugröße groß werden. In den meisten Fällen ist jedoch die Stromabgabe
der Kraftfahrzeugbatterie'noch ausreichend, den Anlasser für einige Motorumdrehungen
wenn auch mit gegenüber der normalen Anlasserleistung verminderter Leistung zu versorgen.
In diesen Fällen wird die Kraftfahrzeugbatterie vom Anlasser allein so stark belastet,
das kein ausreichender Zündstrom zur Erzeugung eines hinreichenden Zündfunkens an
den Zündkerzen des Motors mehr zur Verfügung steht.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird daher bevorzugt nur die Zündanlage
von der Hilfsstromquelle gespeist, wodurch diese verhältnismäßig schwach und klein
ausgelegt werden kann.
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Wenngleich die Hilfsstromquelle aus einer gegebenenfalls aufladbaren
Zusatzbatterie bestehen kann, wird sie in der bevorzugten Lösung wenigstens zum
Teil von einem Generator gebildet, der über ein Übersetzungsgetriebe und einen Handkurbeltrieb
mit aus dem Zusatzgerät herausragender Handkurbel betrieben werden kann. Es kann
auch zusätzlich zu dem Generabr eine Hilfsbatterie in dem Zusatzgerät vorhanden
sein.
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Eine anstatt des Generators oder zusätzlich zu diesem in dem Zusatzgerät
vorgesehene Hilfsbatterie ist bevorzugt
aufladbar und mit der Kraftfahrzeugbatterie
über eine Anschlußleitung verbindbar, in welcher ein den Stromdurchgang von der
Kraftfahrzeugbatterie zur Hilfsbatterie zulassender und die Gegenrichtung sperrender
Gleichrichter angeordnet ist. Durch Anschalten der Hilfsbatterie an die Kraftfahrzeugbatterie
kann daher die Hilfsbatterie von der Kraftfahrzeugbatterie zu Zeiten, in denen diese
noch nicht erschöpft ist, aufgeladen werden, wohingegen ein Entladen der Hilfsbatterie
über die Anschlußleitung bei erschöpfter Kraftfahrzeugbatterie verhindert ist. In
der Anschlußleitung kann auch noch ein Unterbrecherschalter angeordnet sein, über
welchen die Ladeleitung von der Kraftfahrzeugbatterie zur Hilfsbatterie wahlweise
unterbrochen oder geschlossen werden kann.
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Wenn die Kraftfahrzeugbatterie insbesondere durch große Kälte soweit
erschöpft ist, daß auch der Anlasser nicht mehr für eine Mindestleistung versorgt
werden kann, kann man in einer Ausgestaltung der Erfindung die Hilfsstromquelle
bedarfsweise an die Kraftfahrzeugbatterie zu deren Anladen anschalten. Hierzu sind
ein entsprechender Schalter und entsprechender Anschluß an dem Zusatzgerät vorgesehen.
Durch das Anschalten der Kraftfahrzeugbatterie an die Hilfsstromquelle des Zusatzgerätes
kann dann vor dem Startvorgang die Kraftfahrzeugbatterie etwas aufgefrischt
oder
erwärmt werden, so daß danach ein entsprechender Anlasserstrom zur Verfügung steht
und nach dem Abschalten der Hilfsstromquelle von der Kraftfahrzeugbatterie und dem
Anschalten der Hilfsstromquelle an die Zündanlage der Kraftfahrzeugmotor gestartet
werden kann.
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Vorzugsweise ist der Umschalter von einem Relais gesteuert, das seinerseits
von der Hilfsstromquelle gesteuert ist.
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Wenn der Generator über den Kurbeltrieb betätigt wird, spricht das
Relais zum entsprechenden Umschalten des Umschalters an. Soll zusätzlich oder alternativ
das Relais von einer Hilfsbatterie im Zusatzgerät gesteuert sein, ist ein weiterer
entsprechender Unterbrecherschalter vorgesehen, der in der Verbindungsleitung von
der Hilfsbatterie zu dem Relais angeordnet ist und manuell betätigt werden kann.
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Sobald mit Hilfe des erfindungsgemäßen Zusatzgerätes der Motor gestartet
ist, wird der Umschalter zurückgestellt, so daß dann der Zündkreis wieder an die
Kraftfahrzeugbatterie angeschaltet und von der Hilfsstromquelle abgeschaltet ist.
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Das erfindungsgemäße Zusatzgerät erfordert eine nur geringe Baugröße
und ist einfach aufgebaut. Im einfachsten Fall
sind nur drei Anschlußleitungen
aus dem in einem Gehäuse untergebrachten Zusatzgerät herausgeführt, nämlich ein
Masseanschluß zum Anschließen an die Fahrzeugkarosserie, ein Anschluß, mit welchem
der Eingangsanschluß der Zündspule nach dessen Ablösen von der entsprechenden Anschlußklemme
des Kraftfahrzeugs verbunden wird und in dem Zusatzgerät zu dem Umschalter führt,
sowie ein dritter Anschluß von dem Umschalter zum Anschließen an die Anschlußklemme,
an welcher die Eingangsleitung der Zündspule vorher angeschlossen war. Falls die
Kraftfahrzeugbatterie an die Hilfsstromquelle anschaltbar sein soll, ist ein entsprechender
vierter Anschluß aus dem Zusatzgerät zum Anschließen an eine entsprechende Anschlußklemme
beispielsweise am Sicherungskasten des Kraftfahrzeugs herausgeführt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen, die schematisch
aus der Zeichnung ersichtlich sind, erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Aufbauschema eines Zusatzgerätes
zum Starten eines Kraftfahrzeuges, Fig. 2 eine Schaltung, aus welcher die Schaltverbindungen
des Zusatzgerätes mit der Zündanlage eines Kraftfahrzeugs ersichtlich sind,
Fig.
3 eine andere Schaltung des Zusatzgeräts und Fig. 4 ein Beispiel für die Anbringungsmöglichkeit
des Zusatzgeräts im Kraftfahrzeug.
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Wie schematisch aus Fig. 1 ersichtlich, enthält das Zusatzgerät in
einem Gehäuse 1 einen Generator 2, der über ein Übersetzungsgetriebe 3 mittels einer
Handkurbel 4 betrieben werden kann. Das Übersetzungsgetriebe 3 ist auf eine solche
Übersetzung ausgelegt, daß bei einer Anzahl der Umdrehungen, welche manuell an der
Handkurbel 4 erhalten werden kann (z.B. etwa 200 U/min), die Drehzahl des Generators
2 zur Lieferung eines Stroms ausreicht, durch welchen die Zündanlage eines Kraftfahrzeugs
hinreichend betrieben werden kann.
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Aus dem Gehäuse 1 sind vier Anschlüsse herausgeführt, über welche
der Generator 2 mit Hilfe einer Schaltung 5 im Zusatzgerät bedarfsweise an die Zündspule
des Kraftfahrzeugs anstelle der Kraftfahrzeugbatterie oder an die Kraftfahrzeugbatterie
zu deren Anladen geschaltet werden kann, je nach dem, welcher der an der Frontseite
des Gehäuses 1 sitzenden Schalter S3 und S4 betätigt wird. Zum Anschließen des Zusatzgeräts
wird das an der Klemme 15 (Bezeichnung entsprechend
DrN-Norm)
der Zündspule angeschlossene Kabel abgezogen und auf den schwaren Anschluß 1K15
des Zusatzgeräts gesteckt, während dessen blauer Anschluß 2K15 auf die Klemme 15
der Zündspule gesteckt wird. Der Masseanschluß M wird leitend mit der Fahrzeugkarosserie
verbunden. Der rote Anschluß K30 des Zusatzgeräts wird auf die Klemme 30 des Sicherungskastens
des Fahrzeugs geführt.
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Fig. 2 zeigt im oberen Teil (oberhalb der strichpunktierten Linie)
ein Schaltschema des elektrischen Zündkreises eines Kraftfahrzeugs mit Kraftfahrzeugbatterie
6 und Lichtmaschine 7. Bei geschlossenem Zündschalter S2 wird über die Zündspule
8 und den Unterbrecherschalter S1 unter der Steuerung eines Verteilers eine Zündkerze
9 betrieben. In die Verbindungsleitung zwischen dem Zündschalter S2 und der Zündspule
8 ist ein Umschalter 1S4 bzw. K1Rel eingeschaltet, die zu dem Zusatzgerät gehören
und durch welche die Zündspule bedarfsweise an die Hilfsstromquelle 1, 2 unter Unterbrechung
der Verbindung zwischen der Kraftfahrzeugbatterie 6 und der Zündspule 8 geschaltet
werden kann.
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Die übrigen Teile der Schaltung des Zusatzgeräts sind aus dem unteren
Teil der Fig. 2 ersichtlich. Als Hilfsstromquelle sind ein Generator 2 und eine
Hilfsbatterie 10 vorgesehen.
Wird der Generator 2 über die Handkurbel
betätigt, dann wird über das Relais Rel. der Umschalter K1 Rel. umgeschaltet, so
daß der Generator 2 über die Verbindungsleitung 11 die Zündspule 8 versorgt. Sobald
der Generator 2 nicht mehr betrieben wird, schaltet der Umschalter K1Rel. über das
Relais zurück. Die Hilfsbatterie 10 kann über eine gesonderte Anschlußleitung 12
und den Umschalter 1S4 bedarfsweise ebenfalls an die Zündspule 8 anstelle der Kraftfahrzeugbatterie
6 geschaltet werden. In der Leitung 12 sitzt ein Untebrecherschalter 2S4, der mit
dem Umschalter 1S4 gekoppelt manuell mit diesem betätigt wird. Wenn der Schalter
2S4 geschlossen ist, ist die Eingangsleitung 13 der Zündspule über den Umschalter
1S4 auf die Leitung 12 und damit die Hilfsbatterie 10 geschaltet. Damit in dieser
Schaltstellung der Schalter S4 beim Betreiben des Generators 2 nach dem Umschalten
des Umschalters K1Rel. der Generatorstrom nicht zur Hilfsbatterie 10 abfließen kann,
sitzt in der Leitung 12 ein zweiter Unterbrecherschalter K2Rel., der von dem Relais
Rel. gesteuert die Leitung 12 beim Betreiben des Generators 2 unterbricht.
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Die Hilfsbatterie ist außerdem über eine Anschlußleitung 14 unter
Umgehung der Unterbrecherschalter 2S4 und K2Rel. an die Kraftfahrzeugbatterie 6
geschaltet. In der Anschlußleitung 14 sitzt ein Gleichrichter D1, welcher den Stromdurchgang
von
der Kraftfahrzeugbatterie 6 zur Hilfsbatterie 10 zu deren Aufladen zuläßt, wenn
die Kraftfahrzeugbatterie 6 hinreichend aufgeladen ist, jedoch den Stromdurchgang
von der Hilfsbatterie 10 zur Kraftfahrzeugbatterie 6 sperrt, so daß die Ladung der
Hilfsbatterie 10 bei erschöpfter Kraftfahrzeugbatterie 6 nicht zu dieser hin abfließen
kann.
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Unter Umgehung des Gleichrichters D1 sind die Leitungen 11 und 14
miteinander über eine Verbindungsleitung 15 verbunden, in welcher ein Unterbrecherschalter
1S3 sitzt, der mit einem weiteren Unterbrecherschalter 2S3 in der Leitung 11 zwischen
dem Abzweiganschluß der Verbindungsleitung 15 und dem Umschalter K1Rel. so gekoppelt
ist, daß der eine Unterbrecherschalter geschlossen ist, wenn der andere geöffnet
ist. Diese Unterbrecherschalter werden ebenfalls manuell betätigt. Bei geöffnetem
Schalter 2S3 und geschlossenem Schalter 1S3 kann über den Generator 2 die Kraftfahrzeugbatterie
6 angeladen bzw. bei Kälte so weit erwärmt werden, daß sie einen zur Betätigung
des Anlassers hinreichenden Strom abgeben kann. Ist die Kraftfahrzeugbatterie 6
insoweit aufgefrischt, kann nach Umstellen der Schalter S3 die Zündspule 8 wie oben
beschrieben wahlweise durch?die Hilfsbatterie 10 oder den Generator 2 betrieben.
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werden.
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Fig. 3 zeigt eine andere mögliche Schaltung für das Zusatzgerät. Hier
sind als Hilfsstromquelle ebenfalls ein Generator 2 und eine Hilfsbatterie 10 vorgesehen,
die jeweils wahlweise und abwechselnd über die Anschlüsse K15 an die Zündspule,
oder den Anschluß K30 an die Kraftfahrzeugbatterie angeschaltet werden können. Der
über das Relais Rel. betätigte Umschalter 16 ist dem Generator und der Hilfsbatterie
10 gemeinsam. In der Leitung 17 vom Generator 2 zum Umschalter 16 sitzt ein Schalter
1S5, hinter dem auf der Seite des Umschalters 16 die Leitung 18 von der Hilfsbatterie
10 mit der Leitung 17 verbunden ist. In der Leitung 18 sitzt ein zweiter Schalter
2S5, der mit dem Schalter 1S5 für ein abwechselndes Schließen oder Öffnen gekoppelt
manuell betätigt wird. Auf der Seite des Generators 2 vor dem Schalter 1S5 zweigt
von der Leitung 17 eine Verbindungsleitung 19 zum Batterieanschluß K30 ab, in welcher
ein Schalter 2S6 sitzt, der mit einem weiteren Schalter 1S6 für alternatives Öffnen
oder Schließen gekoppelt manuell betätigt wird, welcher in der Anschlußleitung 14
von der Hilfsbatterie 10 zur Kraftfahrzeugbatterie zwishen dem Gleichrichter D1
und der Anschlußstelle der von der Leitung 14 abzweigenden Leitung 18 angeordnet
ist. Der Schalter 1S6 verhindert bei geschlossenem Schalter 2S6 ein Abfließen des
Generatorstroms über den Gleichrichter D1 zur
Hilfsbatterie 10.
Der Gleichrichter D1 und der Schalter 1S6 sind über eine Umgehungsleitung 20 überbrückt,
in welcher ein weiterer manuell betätigter Unterbrecherschalter 57 sitzt.
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Wenn der Schalter 1S5 geschlossen und damit der Schalter 2S5 geöffnet
sind, kann bei geöffnetem Schalter 2S6 die Zündspule über den Generator 2 betrieben
werden. Wird zusätzlich der Schalter .2S6 geschlossen, so ist zusätzlich ein Anschluß
des Generators an die Kraftfahrzeugbatterie vorhanden. Wird der Schalter 2S5 geschlossen
und damit der Schalter 1S5 geöffnet, wird die Zündspule von der Hilfsbatterie 10
betrieben, wohingegen der Generator 2 über den geschlossenen Schalter 2S6 an die
Batterie geschaltet ist. Wird bei geöffnetem Schalter 2S5 der Schalter S7 geschlossen,
ist die Hilfsbatterie 10 an die Kraftfahrzeugbatterie angeschaltet.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind außerdem zwei Leuchtdioden LD1 und
LD2 als Anzeigelampen vorgesehen, die anzeigen, ob6r Generator bzw. die Hilfsstromquelle
in Betrieb sind.
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Zusätzlich kann noch ein Hauptschalter vorgesehen sein, welcher gegebenenfalls
in Art eines Zündschlosses die unbefugte Benutzung des Zusatzgerätes ohne zugehörigen
Schlüssel verhindert Anstelle eines gesonderten Hauptschalters kann gegebenenfalls
auch das Zündschluß des Kraftfahrzeugs selbst verwendet werden.
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Aus Fig. 4 ist schematisch ein Beispiel für den möglichen Anbringungsort
des Zusatzgerätes 21 unter dem Handschuhfach 22 am Armaturenbrett 23 im Innenraum
des Kraftfahrzeugs ersichtlich.
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In einer verwirklichten Ausführungsform wurde ein einem Gleichrichter
vorgeschalteter Wechselstromgenerator für 12V, 19W bei einer Rohrtemperatur von
240C und einer Drehzahl von 4000 U/min verwendet, die über eine Übersetzung des
Übersetzungsgetriebes von 1:200 bei Zugrundelegen einer mittleren manuell erreichbaren
Drehzahl der Handhebel vom 200 U/min erhaben wurde. Die Hilfsbatterie war auf 12V,
3,5 Ah ausgelegt.
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- Ansprüche -