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Regelungsanordnung für Dynamomaschinen. Bei Anlagen, bei denen eine
in weiten Grenzen in der Tourenzahl schwankende Dynamo zur Speisung von Akkumulatoren
und Nutzstromkreisen verwendet wird, ist es bereits bekannt, besondere elektromagnetische
und mechanische Vorrichtungen zu verwenden, die die Leistung der Dynamo derart überwachen,
daß bei vollendeter Aufladung der Akkumulatoren die Dynamo in ihrer Erregung unterbrochen
bzw. bei deren Erschöpfung neu eingeschaltet wird. Unter dem bisher Bekannten wird
dieses Ziel am angenähertsten durch einen Schalter erreicht, bei dem ein Ladungsbegrenzer
und ein Unterbrecher der Dynamospeisung mit gleichzeitiger Benutzung eines Zentrifugalschalters
verwendet wird. Diese bekannte Einrichtung besitzt aber eine Anzahl schwerwiegender
Nachteile, die der praktischen Anwendung widerstehen. Diese Nachteile entstehen
dadurch, daß das Ladeüberwachungsrelais parallel zu den Akkumulatoren liegt. Sobald
nämlich z. B. durch irgendeinen Zufall der Schalter, der die Dynamo mit den Akkumulatoren
verbindet bzw. trennt, nicht in Wirksamkeit treten sollte, so ist die Dynamo nicht
mehr gegen das Ansteigen der Spannung gesichert, da das Relais hinter dem Schalter
liegt. Die gleiche Erscheinung. würde auch beim Versagen des Zentrifugalschalters
auftreten. Diese Nachteile «erden nun gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines
parallel zu den Dynamoklemmen angeschaltenen, von einer Verriegelungsvorrichtung
überwachten" Ladeüberwachungsrelais vermieden, wobei die Verriegelung von einem
Zentrifugalregler überwacht wird und von der Batterie aus erregt wird. Die Relaiswicklung
kann mit einer Kompensation versehen sein, dank welcher das Relais dann bei allen
denkbaren Störungen gut als Schnellregler arbeitet und verhindert, daß die Dynamospannung
beim Speisen der Lampen allein von der Maschine aus zu hoch wird. Dieses Relais
bietet hinsichtlich der Wirkungsweise der Vorrichtung eine erhebliche Steigerung
der Sicherung der Betriebsverhältnisse und spielt hinsichtlich des Stromverbrauches
durchaus keine schädliche Rolle, da dieses Relais nur wenige Hundertstel Ampere
verbraucht.
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Zur Darstellung des Erfindungsgedankens dient die beiliegende Zeichnung,
auf der eine beispielsweise Verwirklichung des Erfindungsgedankens zum Ausdruck
gebracht wird.
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Selbstverständlich kann die Schaltungsanlage für die mannigfachsten
Zwecke, wo starke Drehzahlschwankungen der Dynamomaschine eintreten, verwendet werden.
Eines ihrer Hauptverwendungsgebiete bildet die Anordnung von Dynamomaschinen auf
Automobilen, wo die Dynamomaschinen von den Kraftwagen angetrieben werden und eine
Akkumulatorenbatterie zur Beleuchtung des Wagens speisen. Die hierbei verwendete
Dynamomaschine
besitzt die Eigenschaft, daß infolge ihrer dauernd wechselnden Tourenzahl ihre Klemmspannung
nicht konstant bleibt.
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Der Typ der Dynamomaschine ist vollständig gleichgültig, und es kann
z. B. eine Gegenkompoundmaschine, eine Dynamo mit Ankerrückwicklung, eine Dynamomaschine
mit selbsttätig sich veränderndem Luftzwischenraum oder eine Dynamo verwendet werden,
bei welcher die Antriebsorgane mit einer Gleitvorrichtung versehen sind, die bei
einem bestimmten Leistungswert der .Dynamo zur Wirksamkeit gelangt. Infolge dieser
Einrichtung verringert sich dann die Tourenzahl und damit auch die Leistung der
Dynamo.
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Die von der Dynamomaschine i zu ladende Batterie wird durch die Akkumulatoren
8 gebildet, an deren Klemmen die Leitungen für die Glühlampen g angeschlossen sind.
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Zwischen der Dynamomaschine i und den Akkumulatoren 8 liegt ein elektromagnetischer
Ein- und Ausschalter 12, der so ausgeführt ist, daß sich der Schalter öffnet, wenn
die Spannung der Dynamo gleich oder kleiner als die Spannung der Batterie wird.
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Ferner schaltet man, wie aus dem Schaltungsschema der beiliegenden
Figuren ersichtlich ist, im Nebenschluß zu den Dynamoklemmen 21 und 22 ein Ladeüberwachungsrelais
13, dessen Wicklungsbetrag so berechnet ist, daß der ihm zugehörige Anker 14 nur
bei einer bestimmten Klemmspannung der Dynamo angezogen wird. Dieser Wert wird erreicht,
wenn die Akkumulatoren 8 voll geladen sind.
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An dein Anker 14 ist ein Kontakt i52 vorgesehen, der entsprechend
der Wirkung einer dem Elektromagneten 13 entgegenwirkenden, in der Zeichnung angedeuteten
Feder auf einem Kontakt 151 ruht oder mit Anzug des Anker 14 von demselben abgezogen
ist. An diesen Kontakten 151 und 152 liegt im Nebenschluß zur Dynamo die Erregerwicklung
3. Dieselbe ist somit im normalen Zustande im Nebenschluß zur Dynamo eingeschaltet.
Sie wird dagegen, sobald der Magnet 13 genügend stark erregt wird, durch die Unterbrechung
der Kontakte 151 und 152 unwirksam gemacht, so daß die Dynamomaschine i keinen Strom
mehr liefern kann.
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Diese Anordnung bietet aber die Gefahr, daß durch den wechselnden
Anzug des Ankers 14 und seine Freigabe ein sogenannter Pumpeneffekt entsteht. Zur
Vermeidung dieser Erscheinung dient eine Vorrichtung, die den Kontakt 15 und 152
auch weiterhin unterbrochen hält, nachdem die Trennung einmal bei Volladung der
Akkumulatorenbatterie eingetreten ist.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Blockiersystem, dessen Wirksamkeit
in Abhängigkeit von Akkumulatorspannung und von der Tourenzahl der Dynamo steht.
Letzteres wird durch einen Zentrifugalregler ig bewirkt, der bei zu niedrigen Tourenzahlen
der Dynamo den Arbeitsstromkreis des Blockiersystems von dem Akkumulator abschaltet
und die Blockierung dadurch wirksam macht. Das> Blockiersystem selbst besteht aus
einem Hebel 16, der unter der Federwirkung 18 steht. Der Hebel 16 unterliegt der
Wirkung eines Elektromagneten =?, der bei seiner Erregung durch die Akkumulatoren
den Hebel in die Bahn des Ankers 14 dreht und so rein Zurückfallen des letzteren
in die Normal- oder Kontaktstellung 151 152 verhindert. Der Elektromagnet 17 kann,
wie es allerdings auf der Figur nicht dargestellt ist, mit den Klemmen q1 und q2
des elektromagnetischen Ein- und Ausschalters 12 verbunden werden. Man kann auch
. den Elektromagneten an besondere Klemmen q1° und q2° legen, die durch den entsprechend
ausgebildeten Anker des Ein-und Ausschalters i2 eine Verbindung zwischen den Akkumulatoren
8 und dem Elektromagneten 17 herstellen, wenn der Kontakt zwischen dem Anker q und
den Klemmen q1 und q2 unterbrochen ist, und zwar soll der Kontaktschluß bei q10,
q 2o möglichst gleichzeitig mit der Öffnung an den Kontakten q1 q2 geschehen. Der
Stromkreis wird dabei im ersten Fall von der Dynamo mit allerdings stark reduzierter
Spannung gespeist, der die Spulenbewicklung des Ankers 17 angepaßt sein muß, im
zweiten Fall ist er von der Batterie gespeist.
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Bei den oben erwähnten Schaltungsmöglichkeiten des Elektromagneten
17 wird dabei der Zentrifugalregler entweder den gesamten Ladestromkreis unterbrechen
oder allein den Stromkreis des Elektromagneten 17. Das letztere Ergebnis ist selbstverständlich
das bessere, da es die Verwendung erheblich einfacherer mechanischer Unterbrechervorrichtungen
- gestattet.
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Vorteilhaft versieht man den Elektromagneten 13 in bekannter Weise
mit einem entsprechend berechneten Widerstand, durch den eine Kompensation der Veränderungen
herbeigeführt wird, die der magnetische Leitwiderstand im Elektromagneten 13 bei
der Bewegung des Ankers erleidet.
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Selbstverständlich können an Stelle der in den Figuren dargestellten
Konstruktionen auch andere, den Zyvecken genügende Hilfsmittel verwendet werden.
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Auf Grund der obigen Ausführungen ergibt sich für die Schaltungsanlage
gemäß vorliegender Erfindung folgende Wirkungsweise Sobald die Spannung der Dynamo
eine bestimmte Höhe erreicht hat (etwa 2 Volt pro Zelle gerechnet), schließt der
Ein- und Ausschalter 12 die Kontakte q1 und q2. Der Strom
der Dynamo
ladet dann die Akkumulatoren auf. Im Maße dieser Aufladung wächst die Spannung,
bis sie z. B. bei einer bestimmten maximalen Endspannung auf- beispielsweise 2,5
Volt pro Zelle gestiegen ist. In diesem Moment wird der Anker 14 angezogen. Derselbe
unterbricht dadurch den Kontakt zwischen den Kontakten 151 und 152 und damit auch
den Stromkreis der Nebenschlußerregung 3. Die Folge dieser Schaltung ist, daß die
Spannung an den Klemmen der Dynamo augenblicklich stark sinkt, so daß sich der Ein-
und Ausschalter 12 öffnet, ehe der Anker 14 vom Magneten 13 wieder losgelassen werden
konnte. Diese Öffnung geschieht auch dadurch sehr rasch, da, wie bekannt, die Serienwicklung
des Ein- und Ausschalters von dem Akkumulatorenrückstrom gespeist, die Öffnung beschleunigt.
Die Kontakte q1° und q20 am Schalte: 12 sind nun so angeordnet, daß sie zu der gleichen
Zeit schließen, wo die Kontakte q1 und q2 sich öffnen. Dies tritt also ein, bevor
die Spannung an der Dynamo so weit gesunken ist, daß der Anker 14 freigegeben wird.
Die Ablaßspannung für einen Elektromagnetanker liegt auch in der Regel wesentlich
tiefer als die Anzugsspannung. Da also vor Freigabe des Ankers 14 der Elektromagnet
17 erregt wird, so zieht dieser seinen Anker an und bewirkt dadurch die Versperrung
des Ankers 14 in der Klebestellung mit Hilfe des Hebels 16.
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Sollte die Notwendigkeit vorliegen, so kann man aus Sicherheitsgründen
die Kontakte q1 und q2 so ausführen, daß sie erst dann unterbrochen werden, wenn
bereits die Kontakte q10 und q20 geschlossen haben.
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Durch zwei Umstände kann nun eine Freigabe des Ankers 14 eintreten.
Der erste Fall besteht darin, daß die Tourenzahl des Fahrzeuges unter einen bestimmten
Wert sinkt, wodurch der Zentrifugalregler r9 den Stromkreis des Elektromagneten
17 unterbricht. Zweitens kann der Anker 14 dadurch freigegeben werden, daß die Akkumulato_
en 8 in ihrer Stromlieferung durch irgendeinen Zufall verhindert werden. In diesem
Fall würde ebenfalls der Elektromagnet stromlos werden und das Blockiersystem den
Anker 14 freigeben.
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Gemäß dem zuerst angenommenen Fall, nämlich der Verkleinerung der
Tourenzahl der Dynamo durch Fahrtverringerung des Fahrzeuges wird die Möglichkeit
gegeben, daß die Dynamo von neuem die Aufladung der Akkumulatoren vornehmen kann,
bis diese vollständig aufgeladen sind. In diesem Moment würde dann ein neuer Anzug
des Ankers 14 und- seine Verriegelung auftreten. Da bei Kraftfahrzeugen die Geschwindigkeitsänderungen
in weiten Grenzen außerordentlich häufig auftreten, so ist bei dieser Schaltung
niemals zu befürchten, daß der Anker =¢ so lange gesperrt bleibt,' bis die Akkumulatoren
vollständig entladen sind. Im zweiten Fall, für den angenommen war, daß die Akkumulatoren
durch irgendeinen Zufall in ihrer Wirkungsweise plötzlich gehindert werden, wird
der Elektromagnet 17 nicht mehr erregt und der Anker 14 überhaupt bis zur Wiederherstellung
der Batterie bzw. der Stromlieferung durch diese freigegeben. Die Dynamo speist
nunmehr den Nutzstromkreis (die Lampen 9) allein. Der dauernd eingesperrte Elektromagnetanker
14 spielt dann die Rolle eines Schnellreglers und hält die Spannung der Dynamo im
Nutzstromkreis konstant.
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Selbstverständlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht
auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel, die lediglich zur Erläuterung
des Erfindungsgedankens dienen.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt vielmehr alle erdenkbaren Varianten,
wie z. B. die Schaltung eines Parallelwiderstandes zu den Kontakten 151 und x52
o. dgl., durch die die Erfüllung der verschiedenen in der Praxis vorliegenden Forderungen
erreicht werden kann.