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Elektrische Anlaßvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung
bezieht sich auf Verbesserungen an elektrischen Anlagen für Verbrennungskraftmaschinen,
besonders auf Anlaßvorrichtungen von Fahrzeugmotoren, wobei ein Generatorstromkreis
für Batteriela:dezwecke und ein Motorstromkreis für .das Andrehen -der Kraftmaschine
vorhanden ist.
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Bisher wurde.bei Anlagen dieser Art ein Ausschaltrelais oder eine
ähnliche Vorrichtung verwendet, um einen Übergang von Strom aus der Batterie in
den Generator zu verhindern, wenn die Geschwindigkeit der Kraftmaschine soweit fällt,
daß die von der elektrischen Maschine erzeugte elektromotorische Kraft :die Batteriespannung
nicht überwinden kann.
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Nach :der Erfindung wird nun das Ausschaltrelais zwischen dem Generatorstromkreis
und der Batterie entbehrlich gemacht. Eine bekannte automatische Kupplung wird zwischen
der dynamoelektrischen Maschine und der sie treibenden Welle angeordnet, während
die Generatorwicklungen mit der Batterie durch d en die Kraftmaschine steuernden
Steuerschalter (Zündschalter) unmittelbar verbunden sind, so daß, wenn dieser Schalter
während des Laufens der Kraftmaschine geschlossen wird, die dynamoelektrische Maschine
mit der Batterie verbunden wird, und wenn der Schalter zwecks Stillsetzens der Kraftmaschine
geöffnet wird, die dynamoelektrische Maschine dadurch von der Batterie abgeschaltet
wird, während bei etwaigem Stehenbleiben der Kraftmaschine bei geschlossenem Schalter
der Generator dank der automatischen Kupplung frei als Motor läuft.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i ist eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindungen.
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Abb.2 ist ein teilweiser Grundriß eines Automobilrahmens mit einer
Kraftmaschine und einigen Teilen des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. 3 ist eine Rückansicht der dynamoelektrischen Maschine mit abgenommenen
Schlußteilen des Gehäuses.
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Abb: 4 ist eine Vorderansicht der elektrischen Maschine bei abgenommenen
Deckeln oder Gehäusen.
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Abb. 5 ist eine Teilansicht d'es Zahngetriebes zwischen der Anlaßvorrichtung
und dem Schwungrad der Kraftmaschine in -der Stellung für das Anlassen.
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Abb. 6 ist eine Teildarstellung der vomieren Kupplung bei abgenommener
Zwischenwelle. Die seitlichen Rahmenbalken 2o (Abb. 2) tragen die Kraftmaschine
21 mittels der Querbalken 22.
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Um die dynamoelektrische Maschine 23 mit der Kraftmaschine 2.1 zu
kuppeln und um erstere als Generator zu treiben, ist eine Zwischenwelle 24 vorgesehen,
auf deren eines Ende das Zahnrad 25 aufgekeilt ist, das mit dem Zahnrad 26 des Steuerungsgetriebes
kämmt. Das andere (hintere) Ende der Welle 24 ragt in den vorderen Gehäuseteil 35
(Abb. 2) hinein und ist in diesem mit einem Gliede der Freilaufkupplung 29 (Abb.
6) verbunden.
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Die Kupplung 29 besteht aus einem Gehäuse 3o, das an seinem Umfange
einen Zahnkranz trägt. Dieser kämmt mit dem nicht :dargestellten Antriebszahnrade
für die Zündung der Verbrennungskraftmaschine.
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Das vordere Ende der mit der Welle 24 (Abb. 2) gleichachsigen Ankerwelle
27 der elektrischen Maschine 23 ist innerhalb des Gehäuseteils 35 mit einem Daumenglied
28 (Abb. 6) verbunden, das in das Gehäuse 30 hineinpaßt und eine Reihe winkliger
Ausschnitte besitzt. In diesen sind eine Anzahl Reibrollen 33 angeordnet.
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Wenn die elektrische Maschine als Motor zum Anlassen dienen soll,
wird ihr Anker 34
(Abb. 3 und 4) durch ein verstellbares Übersetzungsgetriebe
mit der Kraftmaschine derart verbunden, daß die Geschwindigkeit der Ankerwelle 27-
viel größer ist als diejenige der Kraftmaschine und daher auch der Welle 24. Somit
muß der Anker notwendigerweise gegen die Welle 24 voreilen, was durch die Kupplung
2,9 ermöglicht wird. Das Daumenglied 28 der Kupplung 29 dreht sich dabei
unter Mitnahme der Rollen 33 in dem Gehäuse 30.
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Das hintere Ende :der Ankerwelle 27 trägt ein Zahnrad 40 (Abb. 2 und
5). Das Schwungrad 41 der Kraftmaschine 2i besitzt eine Verzahnung 42. Das Ankerzahnrad
40 kann mit der Schwungradverzahnung 42 mittels des ein- und ausrückbaren Übersetzungsgetriebes
43 (Abb. 5) verbunden werden, das aus einem verhältnismäßig großen Ringzahnrad 44
(Abb. 2 und 5) und einem kleinen Zahnrade oder Ritzel45 besteht. Das große Zahnrad
44 greift hierbei in das Ankerzahnrad 40, und das Ritzel 45 greift in die Schwungradverzahnung
42.
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Zur Bewegung des Getriebes 43 ist eine Stange 46 (Abb. 2) vorgesehen,
:die mit dem Getriebe - mittels einer Gabel 47 verbunden ist. Das hintere Ende dieser
Stange 46 ist mit einem Pedal 48 verbunden, während das vordere Ende der Stange
durch das hintere Endgehäuse 49 der elektrischen Maschine 23 ragt und eine bewegliche
Kommutatorbürste dieser Maschine in nachstehend beschriebener Art steuert.
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Die elektrische Maschine besitzt unabhängige Nebenschluß- und Hauptstromwicklungen
50 und 51 (Abb. i), die zu einer Spule 52 (Abb. 3 und 4) vereinigt sind.
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Der Anker 34,der Maschine 23 besitzt zwei Kollektoren, die mit den
entsprechenden Ankerwicklungen der Maschine getrennt verbunden sind. Der Kollektor
6o des Generators ist, wie in Abb: 4 dargestellt, an dem einen Ende des Ankers angebracht,
während der Motorkollektor 61 in. der durch Ab!b. 3 veranschaulichten Art am anderen
Ende des Ankers sitzt.
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Die Generatorbürsten 65 stehen ständig mit dem Kollektor 6o in Verbindung.
Eine der Motorbürsten 70 steht für gewöhnlich in Verbindung mit dem Motorkollektor
61, während die gegenüberliegende Bürste 7o für gewöhnlich durch den schrägen Schubknaggen
,-i der Stange 46 außer Berührung mit dem Motorkollektor gehalten wird. Wenn aber
zwecks Anlassens .die Stange durch die Bewegung des Pedalen 48 zurückgezogen wird,
so drückt die Feder 7o11 (Abb. i) die Bürste 7o an den Kollektor und schließt so
den Motorstromkreis.
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Das obere Ende des Bürstenarmes 72 trägt eine Kontaktplatte 73 (Abb.
i und 3), die für gewöhnlich mit der festen Kontaktplatte 69 in Berührung steht
und den Stromkreis des Generatorankers schließt. Wenn die bewegliche Bürste 7o an
den Kollektor 61 angedrückt wird, so wird die Verbindung zwischen den Platten 69
und- 73 und damit auch der Stromkreis des Generatorankers unmittelbar unterbrochen.
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Wie sich aus Abb. i ergibt, wird der Stromkreis durch die Ankerwicklung
8o des Generators anfänglich durch eines der Steuerglieder 82 oder 83 des Schalters
8i gesteuert.
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Wenn die Kraftmaschine 21 angelassen werden soll, so wird zunächst
der Teil 82 des Schalters 81 auswärts gezogen, wodurch der folgende Zündstromkreis
geschlossen wird: Von :der Sammlerbatterie 85 fließt der Strom durch die Drähte
86 und 87 zur Kontaktplatte 88, durch den leitenden Teil 89 des Zugknopfes 82, durch
eine Seite des gemeinsamen Kontaktgliedes 9o, durch den Draht ioo in die Primärwicklung
der Induktionsspule ioi, Unterbrecher io2 und durch den Draht 103 zum Punkt 104.
An diesem Punkte verzweigt sich der Strom. Ein Teil geht durch den Widerstand 105
zur Erdverbindung io6 und zurück zur anderen Seite der Batterie, welche den Erdschluß
107 besitzt. Der andere Teil des Stromes fließt durch den Draht io8 und Widerstand
log sowie den Kontakthebel iio,durch die Erdverbindung i i i und 107 zurück zur
Batterie.
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Gleichzeitig mit der Herstellung des oben erwähnten Stromkreises.
durch den Zugknopf 82 wird durch das schräge Ende des letzteren die Gleitplatte
i2o auf der Tragplatte 121 seitwärts gedrückt, so daß sie den Kontakt zwischen den
Platten 122 und 123 herstellt.
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Jetzt kann. der Strom aus der Batterie @dürch die Drähte 86 und 87
zum Zweigdraht 124, durch die Kontaktplatten 123 und 122 zum Punkt 125- fließen,
wo sich der Strom verzweigt. Ein Teil desselben fließt durch eine der Bürsten 65,
durch die Generatorankerwicklung 8o; die andere Bürste 65, durch den Draht 126 zur
Kontaktplatte 69. Diese steht für gewöhnlich mit der Platte 73 in Berührung, und
der Strom kann somit durch diese Platte zur Erdverbindung 127 und ,durch die Erdverbindung
107 zurück zur Batterie fließen.
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Der andere Teil des am Punkt 12.5 sich verzweigenden Stromes geht
durch die Nebenschlußfeldwicklung 50 des Generators, durch den Draht 128, den Widerstand
io9, die Kontaktplatte i io zur Erdverbindung i i i und durch die Erdverbindung
io7 zurück zur Batterie.' Hierdurch wird der Generatorstromkreis geschlossen, der
Strom fließt in der oben beschriebenen
Weise und treibt die elektrische
Maschine 23 mittels der Generatorwicklungen a15 Motor. Hierbei ist das Drehmoment
der Maschine weitaus geringer, als wenn,die Maschine mit den gewöhnlichen Motorwicklungen
arbeitet.
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Sobald die erläuterte Anfangsbewegung der elektrischen Maschine 23
einsetzt, drückt der Maschinist das Pedal q.8 herab, wodurch aas Getriebe 43 eingerückt
wird und die elektrische Maschine 23 mit dem Schwungrad der Kraftmaschine 21 kuppelt.
Die Bewegung des Pedals 48 bewirkt auch die Schließung des Motorstromkreises und
die gleichzeitige Unterbrechung des Generatorstromkreises durch die Schwingbewegung,
des Motorbürstenlialters 7-=, so daß die bewegliche Bürste 70 zur Berührung
mit dem Kommutator 61 kommt, wodurch die Kontaktplatten 69 und 73 getrennt werden.
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Diese Bewegung des Pedals q.8 unterbricht den Stromkreis des Generatorankers
durch Trennung der Kontaktplatten 69 und 73 und schließt gleichzeitig den folgenden
Motoranlaßstromkrei,s.
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Von der Batterie 85 durch den Draht 86, durch die Hauptstromwicklung
51, die Motorkollektorbürste 7o, die Motorankerwicklung i.l.o, zweite Bürste 7o
zur Erdverbindung 127 und durch die Erdverbindung 107 zurück zur Batterie.
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Es ist zu beachten, daß während dieses Anlaßvorganges der Feldstromkreis
des Generators geschlossen geblieben ist und zusätzlich zur Hauptstromwicklung 51
gewirkt hat, wodurch das Drehmoment des Motors beim Anlassen der Kraftmaschine verstärkt
wird.
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Sobald die Kraftmaschine anspringt, läßt cler Maschinist des Pedals
q.8 los, das unter dem Einfluß der Feder 141 in seine Normalstellung zurückkehrt.
Hierdurch wird das Getriebe 43 ausgerückt und die Kraftmaschine von der elektrischen
Maschine 23 entkuppelt.
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Sobald die Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine ein bestimmtes
Maß überschreitet, kommt die in Abb.6 dargestellte Kupplung zur Mitnehmerwirkung,
um die elektrische Maschine mittels der oben beschriebenen Verbindungen von der
Kraftmaschine aus als Generator zu treiben.
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Beim Loslassen des Pedals 48 drückt der Knaggen 71 die bewegliche
Motorbürste 70 vom Kommutator 61 weg und'' bringt die Kontaktplatten 73 und 69 zusammen.
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Hieraus ergibt sich, daß, solange der Zugknopf 82 des Zündsystems
sich in seiner äußeren Stellung befindet, -der folgende Stromkreis geschlossen ist:
Von der Ankerwicklung 8o des Generators fließt Strom durch die Bürste 65 zum Punkt
125, wo die Feldwicklung des Generators angeschlossen ist. Ein Teil des Stromes
zweigt sich ab und geht durch das Generatorfeld 5o, durch den Widerstand 1o9, die
Kontaktplatte 11o, die Erdverbindung i i 1 zur gegenüberliegenden Bürste des Generators,
durch die Erdverbindung i27 und die Kontaktarme 73 und 69.
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Der Ladestrom geht vom Punkt 125 zur Batterie durch die Kontaktplatten
122 und 123, Drähte 12d., $7 und 86 und von der Batterie 85 zurück zur gegenüberliegenden
Seite des Generators durch die Erdverbindungen 107 und 1-27, Kontaktplatten
73 und 69 und Draht 126.
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Genau dieselbe Wirkungsweise tritt ein, wenn der Zugknopf 83 statt
des Knopfes 82 bewegt wird, mit der Ausnahme, daß dann die Batterien 13o eine Quelle
für den Zündstrom bilden.