DE283763C

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Publication number: DE283763C
Application number: DENDAT283763D
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die zum Anlassen einer Kraftmaschine und gleichzeitig zu Beleuchtungszwecken dient und z. B. für Kraftwagen Verwendung finden kann.The invention relates to an arrangement for starting an engine and at the same time serves for lighting purposes and z. B. can be used for motor vehicles.

Es wird eine dynamoelektrische Maschine verwendet, welche dauernd mit der Antriebsmaschine durch eine einzige Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist, und welche bei Verwendung als Motor derart wirkt, wie es für das Anlassen der Kraftmaschine wünschenswert ist. Wenn die elektrische Maschine jedoch als Generator wirkt, so arbeitet sie in der Weise, wie es für Beleuchtungszwecke und zum Laden von Batterien erfor- derlich ist.A dynamo-electric machine is used, which is permanently connected to the prime mover connected by a single power transmission device, and which when used as a motor, acts as is desirable for starting the engine is. When the electric machine acts as a generator, however, it works in the manner required for lighting purposes and for charging batteries. that is.

Als' Motor übt die Maschine beim Anlassen der Kraftmaschine ein großes Drehmoment aus. Wenn sie jedoch von der Antriebsmaschine getrieben wird_> so arbeitet sie bei veränderlichen Geschwindigkeiten als Generator konstanter Spannung, um die Lampen mit Strom zu versehen und die Batterie mit im wesentlichen konstanter Stromstärke zu laden.As a motor, the engine exerts a large torque when the engine is started. But if it is driven by the prime _mover> so it operates at variable speeds as a generator of constant voltage, in order to provide the lamps with power and to charge the battery with a substantially constant current.

Es wird erfindungsgemäß eine elektrische Maschine verwendet, deren umlaufender Teil mittels einer einzigen Kraftübertragungsvorrichtung mit der Antriebsmaschine gekuppelt ist, und deren feststehender Teil Nebenschluß- und Reihenwicklungen besitzt. Wenn die Maschine als Motor zum Drehen der Kraftmaschine dient, so unterstützen sich beide Wicklungen derart, daß ein Magnetfeld größter Stärke erzeugt wird, die Wicklungen wirken jedoch hinsichtlich der Erzeugung eines Magnetfeldes sich entgegen, wenn die Maschine als Generator arbeitet. Die Reihenwicklung hat daher in bezug auf die Nebenschlußwicklung eine entmagnetisierende Wirkung, welche mit der Antriebsgeschwindigkeit sich ändert, so daß die Maschine dann die Eigenschaften besitzt, welche sie als Generator haben soll.According to the invention, an electrical machine is used whose rotating part coupled to the prime mover by means of a single power transmission device and the fixed part of which has shunt and series windings. If the Machine serves as a motor for rotating the prime mover, so both support each other Windings in such a way that a magnetic field of the greatest strength is generated, the windings act however, in terms of the generation of a magnetic field, it is opposed to when the machine is used as a Generator works. The series winding therefore has with respect to the shunt winding a demagnetizing effect, which changes with the drive speed, so that the machine then has the properties that it should have as a generator.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Ladung der Batterie den Anforderungen entsprechend geändert werden kann. Der Lichtstromkreis ist in besonderer Weise an den Generator- und den Batteriestromkreis angeschlossen. Ein ferneres Merkmal der Erfindung bezieht sich anf die besondere An-Ordnung eines Überwachungsschalters in bezug auf die, verschiedenen Anschlußpunkte der Stromkreise einschließlich der Nebenschluß- und der Reihenwicklung.Further features of the invention are that means are provided by which the charge of the battery can be changed according to the requirements. The lighting circuit is in a special way to the generator and the battery circuit connected. Another feature of the invention relates to the particular arrangement a monitoring switch in relation to the various connection points of the Circuits including the shunt and series winding.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Diagramm veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing in a diagram.

Die elektrische Maschine arbeitet zuerst als Motor, um die Antriebsmaschine des Motorfahrzeuges o. dgl. anzulassen und darauf kann sie als Generator die Fahrzeuglampen 11The electric machine first works as a motor to the prime mover of the motor vehicle o. The like. And then it can act as a generator, the vehicle lamps 11

und die Sammlerbatterie 12 speisen. Letztere versieht die Lampen mit Strom, wenn die elektrische Maschine stillsteht, oder sie versieht diese mit Strom, um die Antriebsmaschine anzulassen. Der Anker 10 kann mit der Antriebsmaschine beispielsweise mittels zweier Zahnräder 13 in Verbindung stehen, die zwischen der Ankerachse und der Kurbelwelle der Antriebsmaschine angeordnet sind.and feed the collector battery 12. The latter supplies the lamps with electricity when the electrical machine is at a standstill, or it supplies it with power to the prime mover to start. The armature 10 can for example by means of the drive machine two gears 13 are connected between the armature axis and the crankshaft the prime mover are arranged.

Die elektrische Maschine hat, wie dargestellt, eine Nebenschlußfeldwicklung 14 und eine Hauptstrom- oder Reihenfeldwicklung 15. Diese· verstärkt bzw. schwächt das Feld der Nebenschlußwicklung, je nachdem die elektrische Maschine als Motor' bzw. als Generator läuft. Angenommen, die Polarität des Generators ist die in der Zeichnung angegebene. Die Richtung des Stromes durch die Nebenschlußwicldung ist dann stets die des Pfeiles 16, und die Richtung des Stromes durch die Reihenwicklung 15 die des Pfeiles 17 bzw. 18, je nachdem die Maschine als Motor bzw. als Generator läuft.As shown, the electrical machine has a shunt field winding 14 and 14 a main current or series field winding 15. This strengthens or weakens the field of the Shunt winding, depending on the electrical machine as a motor 'or as a generator runs. Suppose the polarity of the generator is the one indicated in the drawing. The direction of the current through the shunt winding is then always that of the arrow 16, and the direction of the current through the series winding 15 that of the arrow 17 or 18, depending on whether the machine is running as a motor or a generator.

Vorzugsweise wird eine Reihenwicklung benutzt, die sich aus Abschnitten τ$^α und 15*. zusammensetzt. Ein Schalter 19 kann dann die Batterie 12 und die elektrische Maschine an- und abschalten. Der Schalter dient jedoch auch dazu, die ganze Reihenwicklung 15 in den Stromkreis einzuschalten oder nur einen Teil 15* derselben, und er dient ferner dazu, die Nebenschlußwicklung 14 in den Stromkreis ein- oder aus ihm auszuschalten. Zu diesem Zwecke ist ein dreifacher Schalter vorgesehen, dessen beweglicher Hebel 19^s mit den Kontakten 19*, ig^c und 19¹^ in Eingriff treten kann. Der Kontakt 19⁶ ist mit einem Ende der Nebenschlußwicklung 14 verbunden, deren anderes Ende dauernd an dem Generator liegt. Der Kontakt'ic/ ist an das eine Ende der Hauptstromwicklung 15 angeschlossen, und der Kontakt ig^d ist mit einem Punkte dieser Wicklung verbunden, welcher zwischen ihren - beiden Enden liegt. Wenn der Schalter geöffnet ist, so sind die Batterie und die elektrische Maschine ausgeschaltet, und die Nebenschlußwicklung 14 ist sowohl von der Batterie als auch von der elektrischen Maschine abgeschaltet. Die Kontakte des Schalters sind so angeordnet, daß eine Unterbrechung zwischen ig* und 19* entweder gleichzeitig mit der Unterbrechung zwischen 19" und i9^c oder kurz vor dieser stattfindet. Wenn daher der Schalter genügend weit geöffnet wird, um den Motor und die Batterie außer Verbindung zu bringen, so muß auch die Nebenschlußwicklung abgeschaltet werden. Es kann daher kein Energieverlust der Batterie durch die Nebenschlußwicklung stattfinden, wenn die Maschine .nicht arbeitet, und es wird kein Strom in dem Anker 10 erzeugt, wenn die Maschine in Bewegung ist und der Generator von der Batterie und den Lichtstromkreisen abgeschaltet ist. Dieses Merkmal, die Nebenschlußfeldwicklung von dem Anker abzuschalten, wenn die Batterie abgeschaltet ist, beseitigt jede Gefahr, daß das magnetische Feld und die Spannung eine nachteilige Stärke erreichen, was der Fall sein würde, wenn die Maschine als eine Nebenschlußmaschine bei offenem Stromkreis angetrieben würde. Wenn der Schalthebel in seiner ersten Schließstellung steht, so liegt die Nebenschlußwicklung im Stromkreise, und die Batterie ist mit der Dynamomaschine verbunden, und zwar über die ganze Reihenwicklung 15. Wenn der Schalter ganz geschlossen ist, so ist der Teil I5^a der Wicklung 15 kurzgeschlossen.A series winding is preferably used, which consists of sections τ $ ^α and 15 *. composed. A switch 19 can then switch the battery 12 and the electrical machine on and off. However, the switch also serves to switch the entire series winding 15 into the circuit or only a part 15 * thereof, and it also serves to switch the shunt winding 14 into or out of the circuit. For this purpose a triple switch is provided, the movable lever 19 ^{s of} which can come into engagement with the contacts 19 *, ig ^c and 19 ^{1 ^.} The contact 19 ⁶ is connected to one end of the shunt winding 14, the other end of which is permanently connected to the generator. The contact ic / is connected to one end of the main current winding 15, and the contact ig ^d is connected to a point of this winding which lies between its two ends. When the switch is open, the battery and the electrical machine are turned off, and the shunt winding 14 is disconnected from both the battery and the electrical machine. The contacts of the switch are arranged such that a break between ig * and * either takes place 19 simultaneously with the interruption between 19 "and i9 ^c or shortly before this. Therefore, when the switch is opened sufficiently to drive the motor and the battery except To bring the connection, the shunt winding must also be switched off. There can therefore be no loss of energy from the battery through the shunt winding when the machine This feature of disconnecting the shunt field winding from the armature when the battery is disconnected eliminates any risk of the magnetic field and voltage reaching an adverse level, which would be the case if the Machine would be powered as an open circuit bypass machine When the switch is closed, the shunt winding is in the electric circuit, and the battery is connected to the dynamo via the entire series ^{winding 15. When the switch is completely closed, part I5 a} of winding 15 is short-circuited.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verbindung der'Leitungen n<\ 11* des Lichtstromkreises mit dem Generator- und dem Batteriestromkreise. Die eine Leitung ιι^λ des Lichtet romkeises ist dauernd an eine Seite der Batterie und eine Seite des Generators gelegt. Die andere Lichtleitung 11*, die von dem Generator abgeschaltet ist, wenn der Schalter 19 offen ist, ist an die andere Seite des Generators angeschlossen, und zwar an einem Punkte, der zwischen dem Anker 10 go und der Reihenwicklung 15 liegt, so daß die Lampen nicht von der Batterie abgeschaltet sind, wenn der Schalter 19 geöffnet ist. Die Lampen werden unabhängig von Schalter 19 von dem Schalter n^c überwacht.Another feature of the invention is the connection of the lines n <\ 11 * of the lighting circuit with the generator and battery circuits. One line ιι ^{λ of} the Lichtet romkeises is permanently placed on one side of the battery and one side of the generator. The other light line 11 *, which is switched off by the generator when the switch 19 is open, is connected to the other side of the generator, namely at a point which is between the armature 10 and the series winding 15, so that the Lamps are not switched off from the battery when switch 19 is open. The lamps are monitored independently of switch 19 by switch n ^c .

Die Feldwicklungen 14 und 15 verlaufen so, daß, wenn der Schalter 19 geschlossen und der Motor angelassen wird, um die Antriebsmaschine zu drehen und anzulassen, der Strom von der Batterie 12 durch die zwei Wicklungen 14 und 15 in gleichem Sinne läuft, mithin deren magnetische Felder sich addieren und ein kräftiges Drehmoment zustande kommt. Die elektrische Maschine wird vorzugsweise so hergestellt, daß das Feld durch den durch die Nebenschlußwicklung gehenden Strom und den Maximalstrom, der durch einen Abschnitt der Hauptstromfeldwicklung geht, gesättigt wird. Wenn die elektrische Maschine daher als Motor zum Anlassen der Antriebskraftmaschine dient, so hat sie im wesentlichen dasselbe größte Drehmoment, mag die ganze Reihenwicklung oder nur ein Teil 15* derselben im Stromkreise liegen.
. Wenn die Kraftmaschine in Gang gesetzt worden ist und die elektrische Maschine als Generator zum Laden der Batterie oder zum Speisen der Lampen 11 oder für beide Zwecke dient, so fließt der Strom durch die Reihenwicklung in umgekehrter Richtung und wirkt entmagnetisierend. Diese Wirkung ändert sich natürlich mit der Stärke des durch dieThe field windings 14 and 15 are such that when the switch 19 is closed and the engine is started to rotate and start the prime mover, the current from the battery 12 passes through the two windings 14 and 15 in the same sense, hence their magnetic Fields add up and a powerful torque is created. The electrical machine is preferably made so that the field is saturated by the current passing through the shunt winding and the maximum current passing through a portion of the main current field winding. If the electric machine is used as a motor for starting the prime mover, it has essentially the same maximum torque, regardless of whether the entire series winding or only a part of it is in the circuit.
. When the engine has been started and the electric machine is used as a generator for charging the battery or for feeding the lamps 11 or for both purposes, the current flows through the series winding in the opposite direction and has a demagnetizing effect. This effect changes, of course, with the strength of the by the

Wicklung gehenden Stromes und daher mit der Geschwindigkeit, mit welcher der Generator getrieben wird. Diese veränderliche Entmagnetisierungswirkung der Wicklung 15 ist der Änderung der Geschwindigkeit entsprechend derartig, daß eine im wesentlichen konstante Spannung an den Polen des Generators ohne Rücksicht auf seine Geschwindigkeit erhalten wird, weil eine geringe Stromzunähme in der Wicklung 15 infolge Anwachsens der Geschwindigkeit die Feldmagnetisierung herabmindert und eine von einer Verringerung der Geschwindigkeit herrührende Stromabnahme eine Zunahme der Feldmagnetisierung verursacht. Diese selbsttätige Reglung wird mit einer sehr geringen Stromzu- oder -abnähme erlangt, und die Batterie wird daher mit im wesentlichen konstanter Stromstärke geladen, so daß eine nahezu konstante Spannung zwischen den Polen der elektrischen . Maschine gesichert wird. Da der Lichtstromkreis an die Dynamomaschine an einem zwischen der Reihenwicklung und dem Anker liegenden Punkte angeschlossen ist, so geht nur der Strom, welcher durch die Batterie geht, durch die Reihenwicklung.Winding current and therefore with the speed with which the generator is driven. This variable demagnetizing effect of the winding 15 is such that the change in speed is such that a substantially constant voltage at the poles of the generator regardless of its speed is obtained because a small increase in current in the winding 15 due to the increase the speed decreases the field magnetization and one of one Decrease in speed resulting in a decrease in current, an increase in field magnetization caused. This automatic regulation is with a very low current supply or -decrease, and the battery is therefore running at a substantially constant amperage charged so that a nearly constant voltage between the poles of the electrical . Machine is secured. Since the lighting circuit to the dynamo is at an intermediate is connected to the series winding and the anchor points, only the current that goes through the battery goes through the series winding.

Dadurch, daß die Reihenwicklung in Abschnitte geteilt ist, so daß die ganze oder nur ein Teil dieser Wicklung jeweilig Verwendung finden kann, wird ermöglicht, die Batterie mit verschiedenen Stromstärken zu laden. Dadurch, daß die ganze Reihenwicklung in den Stromkreis eingeschaltet wird, wird nicht nur ein größerer Ohmscher Widerstand zwischen der Batterie und dem Generator erhalten, sondern die entmagnetisierende Wirkung ist auch größer, als wenn nur der Abschnitt 15* im Stromkreise liegt. Wenn daher die ganze Wicklung 15 im Stromkreise liegt, so ist die Stromlieferung des Generators geringer, als wenn nur der Abschnitt 15* benutzt wird. Durch Verwendung des Schalters 19 nicht nur zum An- und Abschalten der Batterie und Dynamomaschine, sondern auch zum Ändern der Anzahl von wirksamen Windungen der Reihenwicklung kann ein allmähliches Anlassen des Motors dadurch erhalten werden, daß der Schalter 19 aus seiner Offenstellung langsam in seine volle Schließstellung bewegt wird. Die Reihenwicklung kann so als Reglungswiderstand benutzt werden, indem man den Schalter von der halb geschlossenen Stellung in die volle Schließstellung dreht.In that the series winding is divided into sections, so that the whole or only a part of this winding can be used in each case is made possible by the Charge the battery with different currents. Because the whole series winding Switching into the circuit will not only result in a larger ohmic resistance get between the battery and the generator but the demagnetizing The effect is also greater than if only section 15 * is in the circuit. if therefore the entire winding 15 is in the circuit, so is the current supply of the generator less than if only section 15 * is used. By using the switch 19 not only for switching the battery and dynamo machine on and off, but also to change the number of effective turns of the series winding can be a gradual Starting the engine can be obtained by turning the switch 19 off its Open position is slowly moved to its fully closed position. The row winding can be used as a control resistor by turning the switch from the half closed position rotates to the fully closed position.

Claims

Patent Claims:

1. Compound dynamo machine working with an explosion engine and a battery, which is used to start the explosion engine on battery power as the motor runs while it is after starting serves to charge the battery and to power lamps, characterized in that that the compound circuit during the transition from motor to generator operation is not changed, so that the engine operation in a similar manner Compounding series winding with countercompounding in generator operation acts and thereby keeps the generator voltage practically constant in a known manner even when the speed changes.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that by means of a Switch the shunt winding to or from the motor at the same time as the battery is switched off by him, while the series winding is expedient in sections is switched on and off.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that one side of the Lamp circuit connected to one point on the battery and generator circuit is, which lies between the armature and the series winding of the generator, so that of the generator to Current flowing to the lamps does not go through the series winding.

1 sheet of drawings.