DE2814960A1

DE2814960A1 - Zuendschaltung fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2814960A1
Application number: DE19782814960
Authority: DE
Inventors: Leland L Howland
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 1977-04-06
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1978-10-12
Also published as: ZA781515B; IN148861B; BE865614A; ES468555A1; IL54320A0; CA1130428A; JPS53125534A; IE780567L; GB1578406A; IT1093563B; IL54320A; NZ186777A; BR7802072A; AU520190B2; US4122354A; IT7821973A0; FR2386695A1; IE46489B1; AU3473678A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Gleichstrommotor- und -generatoreinheit in Form einer Hauptschlußmaschine, welche zum Starten der Verbrennungskraftmaschine als Motor von einer Batterie aus erregt wird und bei ausreichender Drehzahl der Verbrennungs· kraftmaschine als Gleichgenerator arbeitet.

Obwohl die Zündschaltung für Verbrennungskraftmaschinen im allgemeinen Verwendung finden kann, ist sie besonders geeignet für Transportfahrzeuge mit Gefriereinrichtungen, bei denen eine Verbrennungskraftmaschine zum Antrieb der Kompressoren des Kühlsystems Verwendung findet, wobei eine Gleichstrommotor- und -generatoreinheit zum Starten der Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe der Fahrzeugbatterie vorgesehen ist, die als Generator arbeitet und die notwendige elektrische Energie liefert, sobald die Verbrennungskraftmaschine mit ausreichender Drehzahl läuft.
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Eine derartige Zündschaltung soll aufgabengemäß verhältnismäßig einfach und mit geringen Kosten herstellbar sein und automatisch vom Motorbetrieb beim Starten in den Generatorbetrieb umgeschaltet werden können, wobei die Zündschaltung äußerst zuverlässig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einem Arbeitskontakt versehenes Starterrelais mit seiner Erregerspule in Serie zu einem weiteren Arbeitskontakt und einem Zündschalter liegt, daß der Arbeitskontakt des Starterrelais in Serie zur Ankerwicklung und zur Feldwicklung der Motor- und Generator einheit angeordnet ist, und daß eine aus zwei Teilwicklungen bestehende Erregerspule eines Umschaltrelais mit der einen Teilwicklung parallel zur Feldwicklung liegt und mit der anderen Teilwicklung in Serie zwischen den Zündschalter und die Ankerwicklung der Motor- und Generatoreinheit geschaltet ist, um bei Erregung der anderen Teilwicklung den weiteren Arbeitskontakt zu schließen und um den weiteren Arbeitskontakt zu öffnen, wenn sich bei ausreichender Drehzahl an der Feldwicklung infolge des Betriebs als Generator eine entsprechende Spannung aufbaut.

Eine derartige Zündschaltung gemäß der Erfindung bietet mehrere Vorteile. Einer dieser Vorteile wird darin gesehen, daß die Erregerspule des Starterrelais nur für eine verhältnismäßig kurze, zum Starten der Verbrennungskraftmaschine erforderliche Zeitdauer erregt wird und nach dem Starten sofort wieder stromlos wird, indem durch die Erregung des Ums ehaltrelais aufgrund der vom Generator gelieferten Spannung das Starterrelais abgeschaltet wird. Aufgrund dieser Tatsache, daß das Starterrelais jeweils nur sehr kurzfristig zum Anwerfen der Verbrennungsmaschine in Betrieb ist, kann es verhältnismäßig klein und billig aufgebaut sein.

Das Umschaltrelais, über welches das Starterrelais betätigt wird, kann ebenfalls verhältnismäßig klein und kostensparend aufgebaut s ein, wobei

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es einen sicheren und zuverlässigen Betrieb gewährleistet. Die eine Spule dieses Umschaltrelais, welche in Serie zur Ankerwicklung der Motor- und Generatoreinheit liegt., wird erregt, wenn der Zündschalter geschlossen ist, und veranlaßt ein rasches und sicheres Schließen der Relaiskontakte aufgrund der hohen Amperewindungszahl beim Einschalten der Erregung.

Mit dem Schließen des Arbeitskontaktes des Umschaltrelais wird das Starterrelais erregt, das die Motor- und Generatoreinheit an die Batterie anschließt. Dadurch wird auch die Erregung der zweiten Teilspule des Umschaltrelais, welche parallel zur Feldwicklung liegt, ausgelöst, und bewirkt einen Selbsthalte effekt, wenn die Spannung an der anderen Teilspule nach dem Schließen des Arbeitskontaktes des Starterrelais abfällt. Sobald die an die Gleichstromquelle angeschlossene Motor- und Generatoreinheit ein ausreichend hohes Drehmoment erreicht hat, wird die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine in Drehung versetzt und letztere gestartet. Wenn die Drehz ahl der Verbrennungsmaschine die der Motor und Generatoreinheit überholt, wird durch die zunehmende Drehzahl eine ^egen-Öektromotorische-Kraft in der Ankerwicklung erzeugt, die rasch ansteigt. Damit fällt die Spannung an der in Serie liegenden Feldwicklung ab und veranlaßt durch eine Polaritäts umkehr das Öffnen des Umschaltrelais, was seinerseits das Abfallen des Starterrelais zur Folge hat. Man hat festgestellt, daß offensichtlich durch eine nacheilende Spannung an der in Serie liegenden Feldwicklung bezüglich der Ankerwicklung sich aufgrund der Polaritäts umkehr ein Moment ergibt, in welchem der Strom durch die eine in Serie zur Ankerwicklung 1 legenden Teilwicklung des Umschaltrelais entgegen dem Strom durch die andere parallel zur Feldwicklung liegenden Teilwicklung des Umschaltrelais gerichtet ist und damit ein Magnetfeld aufgebaut wird, das dem schwachen, noch möglichen Feld der anderen Teilwicklung entgegenwirkt, so daß das

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Umschaltrelais sicher abfällt. Damit wird ohne Zweifel die Zuverlässigkeit der Schaltung und das automatische Umschalten vom Motorbetrieb zum Generatorbetrieb wesentlich verbessert, wobei während des Generatorbetriebs eine Pufferladung der Batterie über die eine Teilwicklung und den geschlossenen Zündschalter so lange zugeführt wird, solange die Motor- und Generatoreinheit als Generator arbeitet.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der aus einer Figur bestehenden Zeichnung, die eine Zündschaltung für eine Verbrennungskraftmaschine zeigt.

Gemäß der Zeichnung wird die Zündschaltung von einer Batterie 10 mit Strom versorgt und umfaßt eine Motor- und Generatoreinheit, die eine Ankerwicklung 103, eine Nebenschlußwicklung 104 und eine Haupt- · schlußwicklung 106 als Feldwicklungen umfaßt. Der Startkreis enthält ein Starterrelais 110 mit einem Arbeitskontakt HOA, der im geschlossenen Zustand die Motor- und Generatoreinheit mit der Batterie 10 verbindet. Ferner ist ein Umschaltrelais 112 mit einem Arbeitskontakt 112C vorgesehen, welcher in Serie zur Erregerwicklung des Starterrelais 110 liegt. Dieses Umschaltrelais hat zwei Teilwicklungen A und B, von denen die Teilwicklung A in Serie zur Ankerwicklung 103 und zum Zündschalter 100 an die Batterie 10 angeschlossen ist. Die Teilwicklung B liegt parallel zur Hauptschlußwicklung 106. Damit wird an der Teilwicklung B die an der Hauptschlußwicklung 106 sich ausbildende Spannung wirksam. Die beiden Teilwicklungen A und B liegen ihrerseits hintereinander, wobei der Verbindungspunkt mit dem Verbindungspunkt der Ankerwicklung 103 und der Hauptschlußwicklung 106 verbunden ist. Die Erregerspule des Starterrelais 110 mit dem dazu in Serie liegenden Zündschalter 100 sowie dem Arbeitskontakt 112 C des Umschaltrelais liegen parallel zur Ankerwicklung 103 und der dazu in Serie geschalteten Hauptschlußwicklung 106 sowie dem

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Arbeitskontakt HOA des Starterrelais 110.

Wenn der Zündschalter 10 geschlossen wird, erfolgt die Erregung der Teilwicklung A sowie der Ankerwicklung 103 von der Batterie 10 aus. Durch die Erregung der Teilwicklung A wird der Arbeitskontakt 112 C geschlossen und die Erregerspule des Starterrelais 110 ebenfalls erregt, so daß sich der diesem Relais zugeordnete Arbeitskontakt HOA ebenfalls schließt, womit die Motor- und Generatoreinheit an die Batterie 10 angeschlossen wird. Diese Motor- und Generatoreihheit wird von der Batterie aus erregt und als Motor betrieben, wobei sich die Drehzahl rasch bis zu einem Wert erhöht, bei welchem die in der Ankerwicklung 103 erzeugte Gegen-Elektromotoris ehe-Kraft ausreichen würde, um das Umschaltrelais 12 abfallen zu lassen. Dies wird jedoch zu diesem Zeitpunkt durch die Teilwicklung B des Umschaltrelais verhindert, welche parallel zur Hauptschlußwicklung 106 liegt und von dieser aus eine Erregung mit einer solchen Polarität erhält, daß sie den Arbeitskontakt 112C des Umschaltrelais geschlossen hält. Wenn man davon ausgeht, daß die Motor- und Generatoreinheit mit der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist und diese zu laufen beginnt, dann wird sich die Drehzahl rasch vergrößern, wobei die dem Motorbetrieb zugeordnete Drehzahl bald durchlaufen wird und sich eine Drehzahl einstellt, bei der die Motor- und Generatoreinheit im Generatorbetrieb läuft. Dadurch vergrößert sich die Gegen-Elektromotorische-Kraft in der Ankerwicklung 103 und übersteigt die an die -Inschlüsse der Ankerwicklung angelegte Spannung, so daß sich eine Spannungsumkehr an der Hauptschlußwicklung 106 ergibt, die das Abfallen des Umschaltrelais 112 verursacht. Mit dem Abfallen des Umschaltrelais 112 wird der Arbeitskontakt HOA des Starterrelais ebenfalls geöffnet. Die von der Verbrennungskraftmaschine angetriebene Motor- und Generator einheit liefert nunmehr an die Batterie 10 über die Teilwicklung A und den geschlossenen

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schlossenen Zündschalter 100 eine Pufferladung, solange der Zündschalter geschlossen ist.

Parallel zu der Teilwicklung A des Umschaltrelais und der Ankerwicklung 103 ist die Serienschaltung einer Zündspule 101 und der Zündkontakte 102 geschaltet. Diese Zündspule und Zündkontakte sind der nicht dargestellten Verbrennungsmaschine zugeordnet und sind über den Zündschalter 100 an die Batterie 10 angeschlossen.

Es kann wünschenswert sein, die Ansprechempfindlichkeit des Umschaltrelais abstimmen zu können. Aus diesem Grund wird parallel zur Ankerwicklung 103 eine Nebenschlußwicklung 104 vorgesehen, die in Serie zu einem veränderbaren Widerstand 105 geschaltet ist. Durch eine Änderung dieses Widerstandes 105 kann die Drehzahl der Motor- und Generatoreinheit festgelegt werden, bei welcher das Umschaltrelais 12 abfällt, um die Motor-und Generatoreinheit aus dem Motorbetrieb in den Generatorbetrieb umzuschalten.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Zündschaltung für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Gleichstrommotor- und -generatoreinheit in Form einer Hauptschlußmaschine, welche zum Starten der Verbrennungskraftmaschine als Motor von einer Batterie aus erregt wird und bei ausreichender Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine als Gleicligenerator . arbeitet, dadurch ge kennzeichnet, daß ein mit einem Arbeitskontakt (11 OA) versehenes Starterrelais (110) mit seiner Erregerspule in Serie zu einem weiteren Arbeitskontakt (112C) und einem Zündschalter(100) liegt, daß der Arbeitskontakt (110A) des Starterrelais (HO) in Serie zur Ankerwicklung (103) und zur Feldwicklung (106) der Motor- und Generatoreinheit angeordnet ist, und daß eine aus zwei Teilwicklungen (A, B) bestehende Erregerspule eines Umschaltrelais (112) mit der einen Teilwicklung (B) parallel zur Feldwicklung (106) liegt und mit der anderen Teilwicklung (A) in Serie zwischen den Zündschalter (100) und die Ankerwicklung (103) der Motor- und Generatoreinheit geschaltet ist, um bei Erregung der anderen Teilwicklung (A) den weiteren Arbeitskontakt (112C) zu schließen und um den weiteren Arbeitskontakt zu öffnen (112C), wenn sich bei ausreichender Drehzahl an der Feldwicklung (106) infolge des Betriebs als Generator eine entsprechende Spannung aufbaut.

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2. Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des Starterrelais (110) parallel zur Ankerwicklung (103) und zur Feldwicklung (106) liegt.

3. Zündschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule und der Arbeitskontakt (112C) des Umschaltrelais (112) über den Zündschalter (100) an die Batterie (10) anschließbar sind.

4. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer parallel zur Ankerwicklung geschalteten Nebenschlußwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Nebenschlußwicklung (104) ein veränderbarer Widerstand (105) parallel zur Ankerwicklung geschaltet ist.

5. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit der Verbrennungskraftmaschine zugeordneter Zündspule und Zündkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule (101) und die Zündkontakte (102) über den Zündschalter (100) an die Batterie (10) anschließbar sind.

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