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Als Notordynamo ausgebildete elektrische Anlaßmaschine für Verbrennungskraftmaschinen
mit nur einer Wicklung im Anker. Bei elektrischenAnlaßvorrichtungennach dem Einmaschinensystem
muß die teils als Motor, teils als Stromerzeuger dienende elektrische Maschine (Motordynamo)
beim Anlassen als Motor ein großes Drehmoment erzeugen, dagegen zum Aufladen der
Batterie und zum Speisen sonstiger Stromverbrauchsstellen schon bei verhältnismäßig
geringer Drehzahl die erforderliche Spannung entwickeln. Die anfänglich zu diesem
Zweck benutzten Motordynamos waren mit einer einheitlichen Wicklung in Feld und
Anker versehen, und dementsprechend wurde beim Motorbetrieb ein Strom höherer Spannung
in die Motordynamo geschickt, beim Stromerzeugerbetrieb aber die aufzuladende Batterie
auf geringere Spannung geschaltet. Diese Verhältnisse ergaben sowohl für die Motordynamo
als auch für die Batterie große Abmessungen, die der Unterbringung der Anlaßvorrichtung
auf Kraftfahrzeugen hinderlich waren.
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Daraus entstand das Bestreben, die erforderlichen Leistungen mit einer
kleineren Mo tordynamo und mittels einer kleineren Batterie zu erzielen. Zu diesem
Zweck wurde die Motordynamo zunächst im - Feld, später in Feld und Anker mit einer
doppelten Wicklung versehen und diesen Wicklungen ein verschiedener Querschnitt
gegeben, derart, daß beim Anlassen die Wicklung mit geringerem Widerstand, bei der
Stromerzeugung die Wicklung mit höherem Widerstand zur Anwendung kam. Eine solche
Motordynamo erzeugt bei der Benutzung der Wicklung von geringem Widerstand auch
bei kleinen Abmessungen ein hohes Drehmoment und entwickelt bei der Stromerzeugung
schon bei geringer Drehzahl die zum Aufladen der Batterie nötige Spannung. Trotzdem
sind derartige Maschinen aber noch unnötig mit Windungen beschwert, da die verschiedenen
Wicklungen entweder gänzlich oder nur teilweise voneinander getrennt. für die beiden
verschiedenen Betriebsvorgänge benutzt werden.
Gemäß der Erfindung
wird nun zwecks Schaffung einer Motordynamo von möglichst geringen Abmessungen der
bisher beschrittene Entwicklungsweg verlassen und auf die ursprüngliche Anordnung
mit nur einer einzigen einheitlichen Wicklung zurückgegriffen. Diese Wicklung bestimmt
sich aus der Betriebsspannung, der daraus sich ergebenden Windungszahl und dem Querschnitt
des Drahtes. Um nun für das Anlassen bei gleicher Spannung die Stromaufnahmefähigkeit
und somit das Drehmoment zu erhöhen, sind die Wicklungen im Anker und gegebenenfalls
auch im Feld so eingerichtet, daß ihre Windungen zum Teil parallel zueinander geschaltet
werden können. Daraus entsteht eine Wicklung von größerem Gesamtquerschnitt, also
geringerem Widerstand, und die Motordynamo arbeitet dann als Hauptstrommotor mit
erhöhter Stromaufnahmefähigkeit. Durch Hintereinanderschalten der Windungen erhält
die Gesamtwicklung einen höheren Widerstand zur Erzeugung der Stromerzeugerspannung.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird diese Umstellung der Maschine
durch eine besondere Schaltung der Wicklungen und weiter durch eine besondere Einrichtung
des Kollektors erzielt, wodurch es ermöglicht wird, die Wicklungen auf schnelle
und einfache Weise für die beiden Betriebsphasen der Maschine umzuschalten. Auf
der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung das Schaltungsschema einer
Maschine mit umschaltbaren Windungen in Feld und Anker und eine Ausführungsform
des die Umschaltung der Ankerwicklungen ermöglichenden Kollektors dargestellt.
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Abb. i zeigt das Wicklungsschema des Ankers; Abb. 2 zeigt eine Schaltung
für die Stromerzeugung, Abb. 3 eine Schaltung für das Anlassen; Abb. 4 zeigt das
Schaltungsschema der Gesamtanlage beim Ladebetrieb, Abb. 5 das Schaltungsschema
für den Motorbetrieb, Abb. 6 einen Kollektor im Längsschnitt, Abb. 7 in der Stirnansicht
und Abb. 8 einen mit dem Kollektor verbundenen Umschalter für die Ankerwicklungen.
Gemäß dem Wicklungsschema nach Abb. i sind zwölf Ankerspulen i bis 12 angenommen.
Diese haben sämtlich gleichen Querschnitt und sind in üblicher Weise auf die zugehörigen
Kollektorelemente verteilt. Abweichend von der sonstigen Verbindung mit den Kollektorsegmenten
ist äber immer nur das eine Ende einer Spule mit dem zugehörigen Kollektor verbunden,
während das andere Ende zu einem Schaltglied geführt ist, das das Spulenende entweder
mit dem nächstfolgenden oder einem weiter darauffolgenden Kollektorsegment verbindet.
Im ersten .Falle verläuft der Stromkreis im Anker in üblicher Weise durch die hintereinanderliegenden
Wicklungen, also vom Kollektor i über die Spule i zum Segment 2, von diesem durch
die Spule 2 zum Segment 3 usw. Dies ist die Stromerzeugungsschaltung. Im anderen
Falle wird das Ende der Spule i beispielsweise an das Segment 3, das Ende der Spule
2 an das Segment 4, das Ende der Spule 3 an das Segment 5 usf. geschaltet. Werden
dann je zwei nebeneinanderliegende Segmente durch entsprechend verbreiterte Bürsten
miteinander leitend verbunden, so sind je zwei nebeneinanderliegende Spulen parallel
geschaltet und der durch die Bürste zugeführte Strom verteilt sich dann auf je zwei
Spulen. Diese wirken dann wie eine einzelne Spule mit doppeltem Querschnitt und
entsprechend geringerem Widerstand, dadurch jede einzelne Spule nur die halbe Strommenge
fließt. Im dargestellten Schema sind die umschaltbaren Enden der Spulen mit 1',
2', 3' usw. bezeichnet, die Verbindungen dieser Enden mit den Segmenten für die
vollständige Reihenschaltung aller Spulen durch gestrichelte Linien, die Verbindungen
für die teilweise Parallelschaltung beim Motorbetrieb durch volle Linien angedeutet.
Die Schleifbürsten b1, b2 für den Generatorbetrieb und die doppelt breiten Bürsten
b3, b4 für den Motorbetrieb sind unterhalb des Kollektors dargestellt. In der geschilderten
Weise können auch drei und mehr Spulen parallel zueinandergeschaltet werden, wenn
ein größerer Querschnitt des Wicklungsdrahtes und ein geringerer Widerstand erforderlich
ist. . Wenn die beiden verschiedenen Betriebsphasen der Maschine auch eine entsprechende
Änderung im Widerstande der Feldwicklung erfordern, so kann diese ebenfalls in zwei
oder mehr Einzelspulen zerlegt werden, die entsprechend der Ankerwicklung in ihren
einzelhen Teilen und im ganzen hintereinander oder parallel geschaltet werden können.
Abb. 2 zeit das Schema einer solchen Schaltung für den Stromerzeugungsbetrieb. Für
letzteren ist ein Bürstenpaar b1, b2 vorgesehen, die Feldwicklungen sind in je zwei
Spulen f1, f2 und f3, f4 zerlegt. Diese und die Bürsten sind mit einer Sammlerbatterie
s über einen Schalter in folgender Weise verbunden. Der Kreis des im Anker erzeugten
Stromes verläuft über die Bürste b1 und die Kontakte 13, 14, 15 zur Feldwicklung
f1, von dieser über die Kontakte 16, 17, 18 zur Feldwicklung f2 durch die Leitung
1g über die Kontakte 2o, 21, 22 zur Feldwicklung f4, von dieser über die Kontakte
23, 24, 25 zur Feldwicklung f 3 und über die Kontakte 26, 27, 28 zur Bürste b2.
An die Kontakte 14 und 27 sind mit der Batterie s
verbundene Kontakte
29, 3o gelegt, und durch diese Verbindung ist die Batterie parallel zum Feld, in
Reihe mit der Ankerwicklung geschaltet. Es ergibt sich dann das in Abb. 4 dargestellte
Schaltungsbild: Das Feld f1 ist mit dem Feld f2 und das Feld f3 mit dem Feld f4
in Reihe geschaltet, und ferner sind die beiden Gesamtfelder f1, f2 und
f3, f4 hintereinandergeschaltet. Beide Felder liegen parallel zum Anker a,
in dessen Stromkreis die Batterie s in Reihenschaltung liegt.
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Für den Anlaßvorgang, während dessen die Maschine als Motor dient,
wird die Schaltung so umgestellt, wie in Abb. 3 angegeben ist. Statt der schmalen
Bürsten b1, b2 werden die breiten Bürsten b3, b4 mit dem Kollektor in Berührung
gebracht, die je zwei nebeneinanderliegende Kollektorsegmente erfassen. Der Stromkreis
verläuft dann vom + Pol der Batterie s über die Kontakte 29, 31, 32 zur Bürste
b3 durch den Anker a zur Bürste b4. Von den Wicklungen des Ankers sind je
zwei zueinander parallel geschaltet, wie bei der Erläuterung der Abb. t angegeben
ist. Von der Bürste b4 verläuft der Stromkreis weiter über den Kontakt 33 und die
Kontaktschiene 34. Mit dieser stehen in Berührung die Kontakte 15, 18 der Feldwicklungen
f1, f2 und die Kontakte 25, 28 der Feldwicklungen f3, f4. Die anderen Enden
der Feldwicklungen sind durch die Kontakte 16, 35 und 22, 26 mit einer Kontaktschiene
36 verbunden, die auch mit dem Kontakt 30 in Berührung steht, von dem aus
der Stromkreis zum -Pol der Batterie verläuft. Es ergibt sich dann das in Abb. 5
dargestellte Schaltungsbild: Feld f1 ist mit 'Feld f2 und ebenso Feld f3 mit Feld
f4 parallel geschaltet. Die Felder f1, f2 und f3, f4 liegen ebenfalls parallel zueinander.
Beide Gesamtfelder liegen in Reihe mit dem Anker a. In der Leitung zwischen, dem
- Pol der Batterie und dem Kontakt 30 sind die übliehen Regler eingeschaltet.
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In Abb. 6 bis 8 ist eine in Anordnung und Wirkungsweise einfache Einrichtung
zur Verlegung des Anschlusses der freien Enden der Ankerspulen an die Kollektorsegmente
dargestellt. Die Segmente c sind in üblicher- Weise isoliert auf einer Nabe d angebracht.
Diese sitzt auf einem Ring e, der mit so vielen achsialen Durchbohrungen g versehen
ist, als Segmente vorhanden sind. Durch diese Kanäle sind die Enden h der Ankerspulen
hindurchgeführt, die mittels nachgiebiger Litzen i durch Klemmschrauben
k an Kontaktfedern in angeschlossen sind. Diese sind in gleicher Anzahl wie
die Segmente c an einem Ring n aus isolierendem Stoffe in einer gegenüber dem Kollektor
verdrehbaren Kapsel o so gelagert, daß sie sich -gegen die freie Stirnfläche der
Segmente legen. Zur Verdrehung der Kapsel dient eine in der hohlen Welle p gelagerte
Welle q, mit der die Kapsel durch einen Querbolzen y verbunden ist. Letzterer kann
sich in peripherischen Schlitzen t der Welle p bewegen.
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Bei der Stromerzeugung liegt jede Feder m gegen die Stirnfläche des
Segmentes, das dem mit dem anderen Spulenende verbundene Segment unmittelbar folgt.
Für das Anlassen werden die Federn durch Drehen der Kapsel noch um ein weiteres
Segment verlegt, gleichzeitig aber die breiteren Bürsten auf den Kollektor gesetzt.
Durch einfaches Zurückdrehen der Kapsel mit den Federn wird die Stromerzeugerschaltung
wiederhergestellt.