DE309910C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

beaufschlagten Ankern.

Die Erfindung hat zum Gegenstand eine elektrische Doppelmaschine mit zwei durch einen gemeinsamen offenen Elektromagneten beaufschlagten Ankern, von denen der eine zur Erzeugung eines für die Zündung geeigneten Hochspannungsstromes und der andere, zur Lieferung von niedrig gespanntem Lichtstrom dient.

Eine der schwierigsten Aufgaben bei der Schaffung von Lichtdynamos und besonders von Lichtdynamos, die mit wechselnder Geschwindigkeit getrieben werden, namentlich wenn die Beleuchtungsdynamo mit der Zünddynamo oder dem Anlaßmotor kombiniert ist, ist die Reglung des von der Lichtdynamo erzeugten Stromes. Besonders schwierig gestaltet sich diese Aufgabe bei Maschinen, die mit hoher Geschwindigkeit laufen und bei ■denen ein starker Wechsel der Umlaufgeschwindigkeit stattfindet, wie bei den Antriebs-

■ maschinen der Motorräder. Bei solchen Motorrädern ist. nur eine geringe Strommenge für die Beleuchtung erforderlich, da nur zwei Lampen in Betracht kommen, eine vorn und eine hinten, wobei die hintere Lampe nur einer geringen Kerzenstärke bedarf, gewöhnlich zwei Kerzen; es ist deshalb nötig, den von der Dynamo erzeugten Strom so niedrig zu halten, daß er nicht die Sammlerbatterie überlastet oder die Lampen durchbrennt, wenn sie mit hoher Geschwindigkeit läuft.'

Die Erfindung hat nun zum Gegenstand die Reglung des erzeugten Stromes, indem bei zunehmender Drehzahl Stromkreise geschlossen werden, d'ie unterstützende Hilfserregungen der Lichtmaschine ausschalten oder entgegenwirkende Hilfserregungen derselben einschalten oder auch magnetische Nebenschlüsse zur Wirkung bringen, so daß von einer bestimmten Spannung ab die magnetische Strömung der Lichtmaschine gegenüber derjenigen der Zündmaschjne geändert wird, und zwar in der Weise, daß bei weiterhin wachsender .Drehzahl der den Anker der Lichtmaschine durchsetzende Kraftfluß geschwächt, aber der den Anker . der Zündmaschine treffende Kraftfluß verstärkt wird, zum Zweck, -die Spannung des, Lichtstromkreises konstant zu halten und gleichzeitig einen heißeren Zündfunken bei höheren Geschwindigkeiten zu erzielen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der neuen Vorrichtung für Motorfahrzeuge, beispielsweise für ein zweizylindriges Motorrad gezeigt; es ist aber selbstverständlich, daß die Vorrichtung auch bei anderen Motoren abweichender Bauart und Stärke angewendet werden kann.

Fig. ι und 2 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen des neuen Generators, wobei das äußere Gehäuse abgenommen und der obere Anker herausgenommen ist; Fig. 3 den

Generator gemäß Fig. 2 im Schnitt A-A; Fig. 4 dieselbe Vorrichtung in Ansicht von links gesehen; Fig. 5, 6, 7 die Schaltpläne von Generatoranordnungen gemäß Fig. 1, 2 und von einer-Kombination von Fig. 1 und 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die neue Anordnung aus einer Grundplatte 1 von nicht magnetischem Stoff, an der Polschuhe 2 und 3 befestigt sind. Diese tragen senkrechte BaI-ken 4 und 52, an denen beispielsweise durch Schrauben ein zweites Paar Polschuhe 5 und 6 angebracht ist. Quer über die Balken 4 und 52 ist ein Balken 7 gelegt. Um diesen Querbalken ist eine Spule 8 gewunden, während um die senkrechten Balken 52 und 4 Spulen 9 und 10 gewickelt sind. Zwischen den Polschuhen 2 und 3 ist in Lagerstücken 11 und 12 (Fig. 3) ein Hochspannungsanker 16 gewöhnlicher Bauart angebracht. Dieser ist besonders geeignet zum Zünden einer Zweizylindermaschine, deren Achsen wie üblich um einen Winkel gegeneinander versetzt sind. Dementsprechend sind, wie das zmveilen geschieht, die Höchstpunkte der Stromwellen entsprechend verschoben, und zwar entweder durch Verstümmelung des Eisens in dem umlaufenden Anker und dem Feldmagneten in symmetrischer Weise oder durch unsymmetrische Anordnung der Eisenmassen in beiden Teilen, wie in den verschiedenen Figuren der Zeichnung gezeigt ist.

Auf der Zeichnung ist die unsymmetrische Anordnung der magnetischen Massen bei dem Zündungsteil der Dynamo gezeigt, indem die Polschuhe des Ankers abgeschnitten und einer der Feldpolschuhe 2 weiter verlängert ist, als der Polschuh 3; ferner sind die Nocken 13 und 14 (Fig. 4) in Übereinstimmung mit der Versetzung der Arbeitszylinder angeordnet.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf eine Zweizylindermaschine beschränkt, sondern kann auch für einen oder mehrere Zylinder eingerichtet werden. Mit Rücksicht auf die Klarheit der Zeichnung sind die Bürsten nicht dargestellt, die dazu dienen, den Zündstrom von der umlaufenden Spille über den Schleif^rm8' ^T5 (Fig· 3) ^zu sammeln, und in dem Schaltplan des Stromkreises ist nur ein ein-

. ziger Hochspannungsdraht gezeigt, der unmittelbar nach einer Zündkerze geleitet ist. In diesem Schaltplan ist auch ein Unterbrecher dargestellt, der von einem von Fig. 4 abweichenden Aufbau' ist, aber die Art der Wicklung des Zündankers und der Aufbau des in Verbindung damit benutzten Unterbrechers bilden nicht einen Teil der Erfindung und sind nur der klareren Darstellung halber gezeigt.

Wie Fig. 3 zeigt, läuft der Dyriamoanker 17 unmittelbar über dem Zündmagnetanker 16 in ^Lagern 18 und 19. Der Anker 17 wird durch ein auf das Ende der Ankerwelle aufgesetztes Zahnrad 20 getrieben, in welches ein an dem Zündanker 16 befestigtes Zahnrad 21 eingreift. An einem Ende der Dynamoankerwelle ist eine Buchse 23 angeordnet, die auf der Ankerwelle in achsialer Richtung hin und her gleiten kann. \

An dem Zahnrad 20 ist eine Scheibe 24 angeordnet, die in irgendeiner bekannten Art angelenkte Reglergewichte 25 trägt. Im Ende der Buchse 23 ist eine Kugel 26 gelagert, die auf einer Reibungsplatte 27 läuft. Diese Platte ist an einer Blattfeder 28 befestigt, die einen Kontakt 29 trägt. In einem Gehäuse 30 75 ^! ist ein feststehender Träger 31 angeordnet, der einen Kontakt 32 aufweist. Die Teile 23, 24, 25, 26 bilden einen Fliehkraftregler, der unter dem Einfluß der Drehgeschwindigkeit des Ankers 17 wirkt, derart, daß er die Kontakte 29 und 32 öffnen oder schließen kann. Das Gehäuse 30 ist an einer Platte 34 befestigt, beispielsweise durch Schrauben, die auch die Platte 34 durchdringen können, um sie an dem Hauptgestell 35 zu befestigen. Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Anordnung der Stücke 30, 34 und 35 derart, daß sie leicht abgenommen werden können, um leichten Zugang zu den darin eingeschlossenen Teilen zu finden. Ein Deckel 50 schließt das Gehäuse 30 ab und ein zweiter Deckel 51 überdeckt das Unterbrechergehäuse des .Hochspannungsankers.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, besitzen die Polschuhe 5 und 6 Ansätze 36 und! 37, auf denen eine U-förmige Feder. 38 durch Schrauben 39 befestigt ist. Der obere Teil der Feder 38 trägt ein Kontaktstück 40. Ein Kontaktstück verbindet die Ansätze 36 und 37 und wird infolgedessen im Einklang mit der magnetischen Strömung zur Wirkung gebracht. . Eine Einstellung des Kontaktstücks 40 \vird durch eine Schraube 41 und Muttern 42 bewirkt, so daß der Luftspalt zwischen dem Kontaktstück 40 und den Ansätzen 36 und 37 genau nach den vorliegenden Arbeitsbedingungen eingestellt werden kann.

In den Fig. 5, 6, 7 sind drei verschiedene Arten der Reglung dargestellt, von denen jede im folgenden kurz beschrieben werden soll.

In Fig. 5 erregen die Spulen 9 und 10 die Polstücke 52 und 4. Eine dritte Spule 8 ist auf d,em Querbalken 7 angeordnet. Die federnden Kontaktstücke 28, 31, 43, 45 müssen in der Hilfsplatte 30 angeordnet werden und werden durch die Reglerteile 23, 24, 25, 26 in der geschilderten Weise gesteuert. Zum Anlassen einer Maschine, an der der Regler nach der Erfindung angeordnet ist, wird der Schalter M geschlossen, so daß der Strom, von der Batterie B durch die Erregerspulen 9 und 10 und die Hilfsspulen 8 fließt. Diese Spulen

erzeugen einen magnetischen Strom von dem Feldmagneten 5 durch den Anker 17 nach dem Feldpol 6 und zu dem Polstück 4. Die Spule 8 .erzeugt eine magnetische Strömung, die mit den Spulen 9 und 10 zusammenwirkt, um die gleiche Polarität in den Feldpolen 5 und 6 zu erzeugen, aber die durch die Spule 8 erzeugte magnetische Strömung kehrt nach aufwärts um durch das Stück 4, während die' von den Spulen 9 und 1 ο erzeugte Strömung abwärts nach dem Polstück 3 und durch den Anker 16 nach dem Polstück 2 gelangt. Der in Fig. 5 gezeigte Anker ist nahezu in der Stellung, in der er den stärksten Funken der Zündkerze übermittelt. Es muß daran erinnert werden, daß die größte magnetische Strömung durch den.Anker 16 geht, wenn er in wagerechter Stellung ist, aber daß der größte Wechsel von Kraftlinien stattfindet, wenn er nahezu in der senkrechten Lage ist. Wenn nun die Hauptwelle in der üblichen Weise angedreht wird, und eine gewisse voraüsbestimmte Geschwindigkeit erreicht ist, schließen die beschriebenen Reglerteile die Kontakte 29' und 32 und veranlassen den Dynamoanker 17 Strom der Batterie B und der Lampenbelastung L zuzuführen, vorausgesetzt, daß der Schalter S geschlossen ist. Wenn die Geschwindigkeit der Dynamo eine gewisse vorausbestimmte Höhe erreicht hat, schließt der Fliehkraftregler auch die Kontakte 44 und 46. Hierdurch wird die Spule 8 kurz geschlossen, wodurch sie außer Wirkung tritt. Infolgedessen kann ein Teil der magnetischen Strömung von der Spule 9 und 10 aufwärts d'urch den Ansatz 52, durch den Querbalken 7 und abwärts durch den Ansatz 4 strömen.

Es wird also jetzt eine erhebliche Menge magnetischer Strömung von dem Anker 17 abgeleitet, nämlich der Kraftfluß der Spule 8 und ein Teil der von den Spulen 9 und 10 erzeugten magnetischen Strömung. Die richtigen Arbeitsbedingungen sind hierbei durch geeignete Wicklungen für die Spulen 8, 9 und 10 erreicht. Es ist leicht einzusehen, daß die Verringerung der magnetischen Strömung durch den Anker 17 den Wirkungsgrad des Ankers für den Stromkreis, der die Batterie und gegebenenfalls die Lampen umschließt, sofort herabsetzt und ein Ansteigen des Stromes bis zu einer solchen Höhe verhindert, daß die Batterie überlastet wird. Sobald die Geschwindigkeit der Maschinen und infolgedessen auch des Generators abnimmt, spielen sich die A'brgänge umgekehrt ab.

In Fig. 6 sind die Feldspulen 9 und 10 unmittelbar auf den Polschuhen 5 und 6 angeordnet. . In dieser Figur ist die Wirkungs-

60' weise des Reglers dieselbe wie in Fig. 5, wobei die Kontakte 29 und 32 geschlossen, sind, wenn die .Geschwindigkeit des Dynamoankers einen gewissen vorbestimmten \Vert erreicht und der Anker 17 anfängt, Strom in' den Nutzstromkreis zu liefern, wie oben beschrieben. Das Regelverfahren ist. bei dieser Ausführungsform anders als bei der nach Fig. 5, es gleicht vielmehr der Regelweise, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben ist. Wenn die in den Spulen 9 und 10 erzeugte magnetische Strömung einen gewissen Wert erreicht hat, nimmt ein Teil davon seinen Weg durch den Fortsatz 37 zum Magnetanker 40 und zum Vorsprung 36, wobei ein Teil der Strömung von ..dem Anker 17 abgeleitet und ⁷S in Nebenschluß gebracht wird, und zwar mehr oder weniger davon, je nach der Einstellung des Magnetankers durch die Stellschraube 41. Bei besonders hohen Geschwindigkeiten wird der Magnetanker 40 heruntergezogen bis an die Polschuhfortsätze 36 und 37, wobei eine größere Menge der magnetischen Strömung von dem Anker 17 in den Nebenschluß gebracht wird, als wenn der Magnetanker 40 nur teilweise heruntergezogen ist. Es ist zu bemerken, daß bei dieser Figur die gesamte magnetische Strömung, die von den Spulen 9 und 10 erzeugt wird, durch den Zündungsanker 16 hindurchgeht.

In Fig. 7 sind die Feldspulen 9 und 10 auf den Polschuhen 5 und 6 selbst angeordnet, ähnlich wie in Fig. 6, und auf einem Querbalken 7 ist eine zusätzliche Spule 8 in derselben Weise wie bei Fig. 5 angeordnet; d'er Unterschied besteht darin, daß die Spule 8 außer Wirkung ist bis eine gewisse vorbestimmte Höhe der Geschwindigkeit erreicht ist; zu dieser Zeit wird sie durch den die Kontakte 48 und 53 schließenden Regler in Tätigkeit gesetzt. Vor dem Schließen dieser Kontakte teilt sich die magnetische Strömung aus den Spulen 9 und 10, wobei ein Tei} über den Polschuh 2, den Anker 16 und den Polschuh 3 strömt, während ein anderer Teil aufwärts durch den Fortsatz 52, den Querbaiken 7 nach dem Fortsatz 4 gelangt und dann durch den Anker 17 läuft. Dem Querbalken 7 sind solche Abmessungen gegeben, daß die erforderliche magnetische Strömung durch den Anker 17 gehen kann. Nachdem die Kontakte 48 und 53 geschlossen sind, kommt die Spule 8 zur Wirkung und erzeugt eine magnetische Strömung, entgegengesetzt den Spulen 9 und 10, wodurch die Strömung, durch den Anker 17 verringert und die durch den Anker 16 vergrößert wird. Hieraus ergibt sich eine geringe Wirkung des Ankers 17 bei hohen Geschwindigkeiten, was nötig ist, um die Batterie vor Überlastung zu bewahren, wobei gleichzeitig ein heißerer Funke vom Anker 16 erzeugt wird, was nötig ist, um das Gas in der Verbrennungsmaschine schneller

zu verbrennen, da bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten die verfügbare Zeit zur Verbrennung geringer ist. Das gleiche allgemeine Ergebnis wird d'urch alle in den Schaltplänen gezeigten Anordnungen erreicht. Nach der Darstellung in der Zeichnung ist es notwendig, den Schalter M zu schließen, um die Batterie mit den Spulen 9 und 10 vor dem Anlassen zn verbinden; es ist aber nicht nötig, eine solche Anordnung zu wählen, da man die Wicklung an den verschiedenen Teilen der Dynamo so anordnen kann, daß die Maschine leicht angelassen werden kann durch Schaltung der Nebenschlußspulen unmittelbar über die Bürsten des Ankers Vj, so daß der Verbrennungsmotor in Betrieb gesetzt werden kann, auch ohne daß eine Batterie in den Stromkreis geschaltet ist.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrische Doppelmaschine mit zwei durch einen gemeinsamen, offenen Elektromagneten beaufschlagten Ankern, von a5 denen der eine zur Erzeugung eines für ■Zündung geeigneten Hochspannungsstromes und der andere zur Lieferung von niedrig gespanntem Lichtstrom dient, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunehmender Drehzahl Stromkreise geschlossen werden, die unterstützende Hilfserregungen der Lichtmaschine ausschalten oder entgegenwirkende Hilfserregungen derselben einschalten oder auch magnetische Nebenschlüsse zur Wirkung bringen, so daß von einer bestimmten Geschwindigkeit ab die magnetische Strömung der Lichtmaschine gegenüber derjenigen der Zünd¹-maschine geändert wird, und zwar in der Weise, daß bei weiterhin wachsender Drehzahl der den Anker der Lichtmaschine durchsetzende Kraftfluß geschwächt, aber der den Anker der Zündmaschine treffende Kraftfluß verstärkt wird, zum Zweck, die Spannung des Lichtstromkreises konstant zu halten und gleichzeitig einen heißeren Zündfunken bei höheren Geschwindigkeiten zu erzielen.
2. 2. Elektrischer Generator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelvorrichtung ein auf der einen Ankerwelle sitzender Fliehkraftregler dient, der in einem Gehäuse untergebracht ist, das aus lösbar miteinander verbundenen Platten besteht, und daß eine dieser Platten als Lager für die Ankerwelle dient.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.