DE303534C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung und Verbesserung der elektrischen Gleichstrommaschine nach Patent 264030 und bezieht sich im besonderen auf die Verwendung dieser Dynamo zum Anlassen von Explosionsmotoren. Der Zweck der Erfindung ist, für dieses Verwendungsgebiet eine Dynamo zu schaffen, welche einfachste Konstruktion und Handhabung mit geringster Stromentnahme vereinigt.

Gemäß der Zusatzerfindung wird der bei der Motorwirkung frei umlaufende Teil der Dynamo als mechanischer Energiespeicher ausgebildet und diese Energiemenge zum Anlassen des Explosionsmotors benutzt, wobei der Übergang von der Aufspeicherungsperiode zu der Anlaßperiode von Hand oder selbsttätig bewirkt wird.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Die Welle 50 des Dynamoankers 51 ist mit der Wärmemotorwelle 52 mittels einer Kettenübertragung 53 vom Übersetzungsverhältnis ζ. Β. ι: 2,5 verbunden. Das Magnetgestell 54 ist in zwei Kugellagern angeordnet und trägt an einer Verlängerung die Fliehgewichte 55 einer Zentrifugalkupplung, deren zweites Kupplungsglied durch das Zahnrad 56 gegeben ist. Dieses überträgt seine Drehung mittels des um eine feste Achse drehbaren Rades 57 auf die Zahntrommel 58, welche unter Zwischenschaltung der losen Kupplung 59 auf die Ankerwelle 50 arbeitet. Das Manetgestell trägt eine Verzahnung, in welche die feststehende Klinke 60 eingreift und die Drehung des Magnetgestells im Sinne des Pfeiles 61 verhindert. Die Zentrifugalkupplung 55 und 56 ist derart berechnet und konstruiert, daß sie bei einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Magnetgestells, z. B. 3000 Umdrehungen, zum Eingriff kommt und den Eingriff bis zu einer gewissen kleineren Geschwindigkeit, z. B. 1500 Umdrehungen, aufrechterhält, unterhalb derselben aber sich wieder öffnet.

Eine bei der Dynamo nach Fig. I vorzugsweise anzuwendende elektrische Schaltung ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Der Dynamoanker 63 steht unter dem Einfluß von zwei Erregerwicklungen, von denen die eine (64) in Reihenschaltung und die andere (65) in Parallelschaltung zur Batterie 66 liegt. Die Schalter 67, 68 und 69 dienen für die Ein- und Ausschaltung der beiden Wicklungen bzw. der ganzen Dynamo, während der Schalter 70 den Strom zu den Lampen 71 beherrscht. Die drei Schalter 67, 68 und 69 können z. B. im Falle der Benutzung der Dynamo bei einem Automobil derart von einem einzigen Pedal bedient werden, daß dasselbe in seiner^ ersten Stellung den Hauptschalter 69, in seiner zweiten den Reihenwicklungsschalter 68 und

.in seiner dritten den Nebenschlußwicklungsschalter 67 schließt. Die beiden Wicklungen 64, 65 sind zweckmäßig derart bemessen, daß ihr Zusammenarbeiten eine konstante D}'namospannung ergibt, indem z. B. in bekannter Weise die Reihenwicklung ein regelndes Gegenfeld erzeugt. Die Konstanthaltung der Spannung der Dynamo bei der Generatorwirkung oberhalb der kritischen Geschwindigkeit kann natürlich auch mittels irgendeiner anderen der hierfür üblichen Anordnungen erreicht werden, sowie auch andere Wicklungskombinationen für die Erregung möglich sind. Die Anordnung nach Fig. 1 bis 3 arbeitet in folgender Weise: Zuerst wird nach Schließen des Hauptschalters 69 der Schalter 68 allein eingelegt, während der Schalter 67 offen bleibt. Die Dynamo läuft daher als Reihenmotor an, und das Magnetgestell beginnt infolge Bremsung des Ankers durch den Wärmemotor sich zu drehen, indem es infolge der bekannten Eigenschaften des Reihenmotors seine Ger schwindigkeit immer mehr steigert. Dieser Leeranlauf — die Zentrifugalkupplung 55 ist noch offen — speichert die nötige Energie in dem Magnetgestell auf, dessen Masse entsprechend dem notwendigen Schwunggewicht gewählt werden muß. Bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl, z. B. 3000 Umdrehungen, bei welcher eine genügende Energiemenge in dem Magnetgestell zur Verfügung steht, tritt die selbsttätige Zentrifugalkupplung in Wirksamkeit, und es findet nunmehr die Übertragung der aufgespeicherten Energie an die Wärmemotorwelle durch Vermittlung der Zahnräder 56,57,58 und. der Kettenübertragung 53 statt; Der Motor kommt dadurch in Gang und überträgt nun seinerseits Leistung auf die Ankerwelle, welche entgegen dem Drehsinn 62 des Magnetgestells umläuft. Gleichzeitig ist die Geschwindigkeit des Magnetgestells infolge Absorbierung seiner Speicherenergie so weit gesunken, daß die Zentrifugalkupplung 55 sich wieder löst, und das Magnetgestell kommt allmählich zur Ruhe, indem es durch die Klinke 60 angehalten wird, sobald der Anker es im Drehsinne 61 mitzunehmen sucht. Auch die Zahnradübertragung 56, 57 und 58 kommt zur Ruhe, da die lose ,Kupplung 59 eine Bewegung der Ankerwelle 50 gegenüber der Trommel 58 im Drehsinne 61 erlaubt. Bei Eintritt der Generatorwirkung der Dynamo ist natürlich der Nebenschlußwicklungsschalter 67 ebenfalls geschlossen worden, sei es von Hand oder durch ein Pedal, oder auch selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der Drehzahl des Ankers. Wenn die Drehzähl des Wärmemotors unter die kritische Geschwindigkeit sinkt, wird die Dynamo von neuem Motor und das Magnetgestell läuft im Drehsinne 62 um. Jedoch ist seine Geschwindigkeit als kompoundierter Nebenschlußmotor nicht groß genug, um die Zentrifugalkupplung zur Wirkung zu bringen.

Der Vorteil einer derartigen Anlaßvorrichtung gegenüber der im Hauptpatent erläuterten sowie überhaupt gegenüber den ähnlichen bekannten Einrichtungen besteht vor allem darin, daß trotz der Verwendung einer großen Anlaßenergie die Stromentnahme aus der Batterie sehr gleichmäßig ist und eine starke Entladung verhindert wird. Außerdem kann ein großes Anlaßdrehmoment vom Magnetgestell auf den Wärmemotor übertragen werden, was durch die Schwungradwirkung möglieh ist. Auch die Dynamo selbst erhält kleinere Abmessungen. Schließlich kommen ■ die Sicherheitsvorrichtungen in Wegfall, welche bei den im Hauptpatent gegebenen Anordnungen die schädliche Wirkung einer etwaigen Rückdrehung des Explosionsmotors zu verhindern haben.

Wenn aus irgendeinem Grunde eine einmalige Speicherperiode des Magnetgestells den Wärmemotor nicht zum Anfahren bringt, kann die Reihenmotorwirkung beliebig oft wiederholt werden, ohne daß eine zu starke Entladung der Batterie zu befürchten ist. Ferner läßt sich eine Sicherheitsvorrichtung anbringen, welche bei Versagen der Zentrifugalkupplung ein Durchgehen der Dynamo als Reihenmotor verhindert, indem z. B. der Reihenwicklungsschalter in Abhängigkeit vom Strom oder von der Zeit der Speicherperiode oder vom Produkt beider gebracht wird. Natürlich kann statt einer selbsttätigen Kupplung auch eine von Hand bediente vorgesehen werden, wobei zweckmäßig ein Geschwindigkeitsanzeiger die Bestimmung des richtigen Schaltmomentes erlaubt. Die Kupplung kann magnetisch, pneumatisch oder von sonst irgendeiner bekannten Art sein. ·

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausbildung der Zusatzerfindung. Das Magnetgestell 54, welches die gleiche Form wie in Fig. ι zeigt, arbeitet (vgl. Fig. 4) mittels der Zahnräder 73, 74 auf ein Zahnrad 75, welches mittels einer losen Kupplung 76 in einem Drehsinne die Welle 50 antreiben kann, die mit dem Wärmemotor 52 durch die Kette 53 ver- no bunden ist. Wie Fig. 6 zeigt, ist hier die Reihenwicklung 64 an einen Doppelpolschalter 77 angeschlossen, welcher eine Stromumkehr in dieser Wicklung gestattet.

Die Anordnung nach Fig. 4 bis 6 wird in folgender Weise gehandhabt: Der Schalter 77 wird in Stellung I gebracht, während der Schalter 67 offen bleibt und Schalter 69 geschlossen ist. Gleichzeitig wird die Klinke 60 angehoben. Infolgedessen läuft das Magnetgestell als Schwungrad mit Reihenmotorwirkung an, und zwar in der Richtung des Pfeiles 78.

In gleicher Weise wie bei Fig. ι findet bei einer bestimmten Geschwindigkeit unter Vermittlung der Zentrifugalkupplung das Anlassen des Explosionsmotors durch die Speicherenergie des Magnetgestells statt. Beim Übergang von der Motor- auf ■ die .Generatorwirkung ist es notwendig, den Schalter 77 in die Stellung II zu bringen, die Klinke 60 einzulegen und gleichzeitig den Schalter 67 der Nebenschlußwicklung zu schließen. Die Mitnahme des Magnetgestells durch den Anker wird wiederum durch die Klinke '60 verhindert. Wenn bei der Generatorwirkung die kritische Drehzahl unterschritten wird, läuft das Magnetgestell leer als kompoundierter Nebenschlußmotor, ohne bei seiner geringen Geschwindigkeit die Zentrifugalkupplung zur Wirkung bringen zu können. Die Stromumkehr kann natürlich mit gleicher Wirkung statt in der Erregung auch im Anker vorgenommen werden.

Das bewegliche Magnetgestell kann auch von einer Bremse beherrscht werden, welche z. B. zwecks Anlassens des Wärmemotors gelöst wird, so daß das Magnetgestell als Reihenmotor Energie apfspeichert, um sie hernach an die Motorwelle abzugeben. Zwecks Herbeiführung der Generatorwirkung wird nach vollzogenem Anlassen des Wärmemotors die Bremse angezogen und das Magnetgestell zum Stillstand gebracht. Dabei kann die Bremswirkung derart geregelt werden, daß durch entsprechende Verschiebungsmöglichkeit des Magnetgestells bei der, Generatorwirkung die Konstanthaltung der Spännung der Dynamo gesichert ist. Dazu kann z. B. ein vom Batteriestrom abhängiges Solenoid benutzt werden, welches die Bremswirkung in entsprechendem Sinne regelt.

Die Stromumkehr im Magnetgestell oder im Anker, wie sie bei der Anordnung nach den Fig. 4 bis 6 vorgeschlagen ist, kann auch dann Verwendung finden, wenn wie bei der Anordnung nach der Zeichnung des Hauptpatentes von der Ausbildung des Magnetgestells als Schwungrad abgesehen wird. Hier ergibt eine derartige Schaltung mit Stromumkehr im Magnetgestell den Vorteil, daß ζ. B. im Fälle, wo der Explosionsmotor aus irgendeinem Grunde, wie Anfahren auf einer Steigung mit ungeeigneter Übersetzung, abschnappt und somit auf die Geschwindigkeit herabsinkt, welche den mechanischen Eingriff zwischen Magnetgestell und Wärmemotor zur Folge hat, ein Antrieb des Wärmemotors und des Fahrzeuges durch die Dynamo und damit eine vollständige Entladung der Batterie verhindert wird. Das Magnetgestell läuft dann auch bei dieser Geschwindigkeit als Motor leer, und ein solches zweites gefährliches Anlassen ist vermieden. Ferner können die Sicherheitsvorrichtungen gegen Rückdrehung des Wärmemotors erspart werden.

Die Fig. 7 zeigt eine schematische Anordnung zur Kontrolle der Stromumkehr in der Erregerwicklung oder im Anker, welche sowohl bei Verwendung des Magnetgestells als Schwungrad wie ohne diese besondere Ausbildung der Dynamo verwendbar ist. Der Umkehrschalter 80 wird von einem Pedal 81 bedient, welches in Stellung I von der Feder

82 gehalten wird und hier die Schaltverbindung der Dynamo für die Generatorwirkung herstellt, während es in Stellung II die Stromumkehr beispielsweise im Anker für die Motorwirkung herbeiführt. Ein Hauptschalter

83 dient dazu, die Dynamo mit der Batterie

84 in Stellung I zu verbinden und gleichzeitig den Zündmagneten zur Wirkung zu bringen. In Stellung II öffnet er den Stromkreis der Dynamo und schließt den Zündapparat kurz. Die Klinke 85 dient dazu, die Bewegung des Magnetgestells im Sinne des Pfeiles 87 zu verhindern, und ist mit dem Pedal derart verbunden, daß es durch dasselbe in Stellung II angehoben wird. Wenn erwünscht, kann ein Maximalschalter vorgesehen werden, um eine Überladung der Batterie zu verhindern.

Nach dem Schließen des Hauptschalters 83 wird das Pedal in Stellung II gebracht, so daß der Ankerstrom umgekehrt und die Klinke 85 angehoben wird. Das Magnetgestell läuft im Sinne des Pfeiles 87 an, sei es als Energiespeicher, sei es als unmittelbarer Antriebsmotor der Verbrennungskraftmaschine. Nach dem Anlassen der letzteren ~ wird das Pedal losgelassen und durch die Feder 82 in Stellung I übergeführt, wodurch der Ankerstrom für die Generatorwirkung umgeschaltet wird. Gleichzeitig greift die Klinke 85 in das Magnetgestell ein und verhindert es, sich im Sinne des Pfeiles 87 zu drehen. Wenn die Geschwindigkeit des Wärmemotors unter die kritische Geschwindigkeit sinkt, beginnt das Magnetgestell im Sinne des Pfeiles 88 leer umzulaufen, ohne den Wärmemotor infolge der Stromumkehr mitnehmen zu können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anordnung zum selbsttätigen Anlassen von Verbrennungskraftmaschinen, im besonderen für Kraftwagen und ähnliche Fahrzeuge, nach Patent 264030, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Motorwirkung frei umlaufende Teil der Dynamomaschine mit Schwungmasse versehen ist und zur Aufspeicherung der notwendigen Anlaßenergie leer, und zwar zweckmäßig in Reihenerregung bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit anläuft, bei

   der er vorteilhaft über ein Übersetzungsgetriebe selbsttätig oder von Hand mit der Welle des Wärmemotors lose so gekuppelt wird, daß er diese im normalen Umlaufsinn mitnimmt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch ι mit gemischter Wicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenwicklung in bekannter Weise während der Speicherperiode im umgekehrten Sinn Strom erhält, wie während der nachfolgenden Generatorperiode der Dynamo, nämlich so, daß bei eingeschalteter Nebenschlußwicklung das Gesamtfeld verstärkt wird, zum Zweck, bei Verminderung der Drehzahl der Dynamomaschine einen ungewollten Antrieb des Wärmemotors durch die dann als Motor laufende Dynamomaschine zu verhindern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.