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Zünd-Lichtmaschine für Kraftfahrzeuge. Vorliegende Erfindung betrifft
eine elektrische -Maschine für Kraftfahrzeuge und ähnliche Einrichtungen, um mittels
ein und derselben :Maschine Gleichstrom von niederer Spannung für Beleuchtungszwecke
und Wechselstrom finit hoher Spannung zur "Zündung der Verbrennungsgase für den
Motor durch die üblichen Zündkerzen herstellen zu können.
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Getrennte 'Maschinen, d. h. für jede Stromart eine besondere Maschine,
sind bekannt. Auch ist es nicht neu, beide Maschinen in einem gemeinschaftlichen
Gehäuse unterzubringen, wodurch der Anschein erweckt wird, als ob nur eine -Maschine
in Verwendung sei, während es tatsächlich zwei getrennte, voneinander unabhängig
arbeitende 'Maschinen sind, deren Einzelteile nicht für beide 1Iaschinen gleichzeitig
bewegt werden können.
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Im Gegensatze zu den erwähnten bekannten und in Benutzung befindlichen
Einrichtungen besteht bei vorliegender Neuerung ein Hauptmerkmal darin. daß nur
eine Welle vorhanden ist, auf der, unter -Mitbenutzung eines sämtliche Teile unischließenden
Gehäuses, die übrigen Bestandteile zweckentsprechend angeordnet und gruppiert sind.
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Diese wesentliche Vereinfachung hat den großen Vorteil der Cbersichtlichkeit;
es sind die Antriebsorgane sowie sämtliche Teile nur in einfacher Zahl erforderlich,
so kommen z. B. nur zwei Kugellager anstatt vier, nur ein Stator und Anker anstatt
zwei, wie es für zwei getrennte Maschinen Bedingung ist, in Betracht.
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Nach ihrer Bauart ist die neue Maschilie eine compoundierte, mit Wendepolen
verseltene Doppelstrominnenpolitiascliiiie, deren Stator im Gegensatz zu änderen
gleichartigen 1Iaschinen einen Ritig bildet und feststellt, innerhalb dessen die
Hauptpole rotieren, V, % 'ilireiid auf (lein äußeren Umfang und diesen umschließend
eine Transformatorwicklung und ein Kondensator vorgesehen sind. Der Stator besitzt
eilte Schleifenwicklung, deren einzelne Spulen mit ihren Drahtenden zu je einer
Kollektorlamelle führen. Der Kollektor ist im vorderen Lagerdeckel befestigt, und
die Bürsten rotieren bei in Umlauf befin(ilicher Welle am inneren Durchmesser desselben.
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Die Bürsten sitzen in einem mit der in Kugellagern laufenden Welle
durch Federkeil oder ähnliche Nilittel starr verbundenen Fiberring und werden durch
Federn an die Kollektorfläche in einem zum Magnetsvstein bestimmten Winkel gepreßt.
Gleichfalls in dem erwähnten Fiherring untergebrachte Nabenbürsten stehen mit den
Hauptkollektorbürsten in metallisch leitender Verbindung und führen den durch den
Kollektor erzeugten Gleichstrom über Schleifringe zti den Allschlußklemmen. Das
auf der Welle (licht hinter dem Fiberring angeordnete 1lagnetsystein besitzt eine
Hauptschluß- und eilte Neb.enschlußwicklung, erstere dient zur Konstanthaltung der
Spannung. Um fullkenfreie Kommutierung zu erzielen, sind Wendepole aus Schmiedeeisen
miteingebaut. Der innere Teil eilfies Hauptpols wird durch Lamellen aus dünnen,
durch Lackschichten gegeneinander isolierten Blechscheiben au weichem Eisen gebildet,
die auf den beiden Außenseiten mit permanenten Magneten abschließen, um die Selbsterregung
zu erleichtern.
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_Um die Pole herum sind blanke Kupferringe gelegt, um Wirbelströme,
die den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzen, zti vermeiden, außerdem um eine zu
starke Erwärmung der Pole zu verhindern, ferner tlin die durch die dämpfende Wirkung
des Erregerstronikreises bedingte Verschlechterung der Kommutierungsverhältnisse
zu unterdrücken.
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Da in der Statorwicklung Wechselstrom erzeugt wird, ist die Wicklung
an zwei diagonalen Punkten angezapft und sind die heilen Leitungsenden finit der
Primär-,vicklung des den Stator unischließenden Transformators verbunden. Über die
Sekundärwicklung des Transformators ist der Kondensator gewickelt,
der
aus einzelnen Stannioltafeln als Belegung und Paraffin als Dielektrikum besteht
und zur Verstärkung des Zündfunkens dient. Auf dem aus dem hinteren Lagerdeckel
hervorragenden Wellenende sitzt ein Zahnrad, das mit einem zweiten solchen in Eingriff
steht. Der Lagerzapfen für letzteres ist in den Lagerdeckel eingeschraubt und nach
der anderen Seite über das letzterwähnte Zahnrad hinaus verlängert.
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Das auf die Welle aufgebrachte Zahnrad und das mit diesem in Eingriff
stehende Zahnrad stehen in einem derartigen Übersetzungsverhältnis, daß das angetriebene
Zahnrad die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit erhält, wie die Steuerwelle des Benzininotors.
In dem angetriebenen größeren Zahnrad liegen in einer Fiberbucbse in acbsialer Richtung
hintereinander zwei Kohlen, - von denen die eine den Strom der Sekundärwicklung,
der nach einem Schleifring geführt ist, abnimmt und ihn durch die zweite Schleifkohle
an die einzelnen Segmente des Verteilers abgibt. Durch letzteren wird die elektrische
Energie den einzelnen Zündkerzen zugeführt. Eine zwischen den beiden Schleifkohlen
eingelegte Spiraldruckfeder preßt die beiden Kohlen einerseits an den Schleifring,
andererseits an die Segmente an.
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Um die Spannung des Transformators so zu steigern, daß ein Funken
an den Zündkerzen überspringt, ist noch ein Unterbrecher vorgesehen.
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Derselbe besteht aus mehreren Nocken, die auf einer gemeinsamen Scheibe
angeordnet sind; letztere befindet sich auf dem verlängerten Lagerzapfen des getriebenen
Zahnrades. Der Lagerzapfen findet seine Unterstützung in einer Rotgußbuchse, die
in der den Abschluß des Gehäuses bildenden Fiberscheibe eingebettet ist.
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Der Unterbrecher schließt bei Rotation mittels der Nocken abwechselnd
den Stromkreis der Primärwicklung des Transformators, welcher für gewöhnlich unterbrochen
ist.
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Zur Vermeidung des Überspringens des Funkens innerhalb des Maschinengehäuses
ist eine Sicherheitsfunkenstrecke eingebaut.
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Das gesamte Gehäuse ist vollkommen gekapselt und hat Zylinderform;
der Mantel des Gehäuses besteht aus Stahlguß, die beiden Lagerdeckel sind aus Aluminium.
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DieZeichnung zeigt eine beispi.elsweiscAusführungsform der Vorrichtung
in Abb. i in einem Längsschnitt in schematischer Darstellung, während Abb. 2 ein
Leitungsschema gibt.
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Auf einer Welle i, die in den Lagerdeckeln 2 und 3 in Kugellagern
4 und 5 ihre Führung erhält, sind die Hauptpole gruppiert. Dieselben werden gebildet
durch aus weichem Eisen hergestellte, mittels Lackschichten- gegeneinander isolierte
dünne Blechscheiben 6, die in bekannter Weise gemeinschaftlich durch .einen Federkeil
14 gegen Verdrehung geschützt sind und die an den Außenseiten durch permanente Magnete
7 und 8 begrenzt sind. Die Hauptpole .besitzen Haupt- g und Nebexisclllußwicklung
fo. Um die Bildung von Wirbelströmen zu verhindern und eine damit verbundene Erwärmung
der Pole zu vermeiden, sind um die Pole blanke Kupferringe 12 gelegt.
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Auf der Welle i, die an ihren Enden nach außen hin durch Filzscheiben
i i abgedichtet ist, um das Eindringen von Staub- zu verhindern, ist zwischen dem
vorderen Lagerdeckel2 und den Hauptpolen eine Fiberbuchse 13 zur Aufnahme der verschiedenen
Str omabnahinebürsten mittels Keil z8 oder in sonst geeigneter Weise befestigt.
Während nun bei Umdrehung der Welle i die Bürsten im Gegensatze zu den bekannten
Maschinentypen ebenfalls mit rotieren, bleibt der im Lagerdeckel :2 untergebrachte
Kollektor sowie die beiden Schleifringe 16 und 17 stehen. Ersterer besteht, wie
allgemein üblich, aus einzelnem gegeneinander und gegen die übrigen Maschinenteile
isolierten Kupferlamellen 15, die auf ihrer Rückseite einen schwalbenschwanzförmigenAnsatzhaben.
Gegen diesenlegensich zwei `gegeneinander verschraubte, der Schwalbenschwanzform
entsprechend ausgebildete Halteringe 2o und 21, .die nach ihrer Vereinigung gemeinschaftlich
in den Lagerdeckel 2 eingeschraubt werden. Während die Kollektorbürsten 22 auf den
Lamellen 15 des Kollektors schleifen, sind die mit den Bürsten 22 in leitender Verbindung
stehenden Nabenbürsten ig und 23 mit den elektrisch isolierten Schleifringen 16
und 17 in Kontakt. Die Nabenbürsten ig und 23 leiten den voni Kollektor erzeugten
Gleichstrom an die mit den Schleifringen 16 und 17 verbundenen Anschlußklemmen 24
und 25, an welche sich die Leitungsdrähte nach den Lampen anschließen. Daß sämtliche
Stromabnahmebürsten zur Erzielung einer einwandfreien Kontaktfläche unter Federwirkung
stehen, ist selbstverständlich.
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Das auf der Welle i aufmontierte Hauptpolsystem wird von dem Stator
26 umschlossen. Dieser ist an der Innenwandung des Gehäusemantels 27 befestigt und
setzt sich ebenfalls aus dünnwandigen, untereinander und gegeil das Maschinengestänge
isolierten ringförmigen Blechscheiben 28 zusammen, wodurch ein Hohlzylinder entsteht.
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Auf der Innenseite, den Hauptpolen gegenüber, sind in die Bleche 28
des Stators Nuten in größerer Zahl eingefräst, welche die als Schleifenwicklung
ausgeführten Spulen aufnehmen. Die Drahtspulenenden sind in der
üblichen
Weise an die Lamellen 15 des Kollektors angeschlosen. Am Umfange erhält der Stator
durch Verkleinerung des äußeren Durchmessers der in Betracht kommenden Blechscheiben
eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme der primären 29 und sekundären
30 Drahtwicklungen des Transformators und eines um letztere gewundenen Kondensators
31.
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Der hintere Lagerdeckel 3 besitzt an seinem Umfange eine zylindrische
Wand 32, die eine Fortsetzung des #Iantels 27 bildet und mit einer Fiberplatte 33
nach außen hin abschließt. Der durch diese Ausbildung entstandene Hohlraum nimmt
den rotierenden Verteiler zur Weiterleitung des Stromes nach den Zündkerzen auf.
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Der Verteiler besitzt folgende Einrichtung: In den Lagerdeckel 3 ist
exzentrisch ein Lagerzapfen 34 eingeschraubt, auf dem ein Zahnrad 35 drehbar geschoben
ist. Letzteres steht mit einem kleineren Zahnrad » in Eingriff, das auf dein aus
dem Lagerdeckel 3 hervorragenden Wellenende sitzt; es wird also bei Umdrehung der
Welle i das Zahnrad 36 und mit diesem Zahnrad 35 mitgedreht. Das Größenverhältnis
der beiden Zahnräder 35 und 36 ist derart, daß das getriebene (größere) Zahnrad
35 die gleiche Umlaufgeschwindigkeit hat wie die Steuerwelle des Benzinmotors. Im
Zahnrad 35 ist eine auf beiden Seiten vorstehende Fiberbuchse 37 eingepaßt, die
zwei in einer zentrischen Bohrung parallel zum Lagerzapfen 34 geführte Kontaktkohlen
38 und 39 aufnimmt. Kohle 39 gleitet auf einem Schleifring .fo, der durch eine Fiberscheibe
41 isoliert auf der Außenseite des Lagerdeckels 3 angeordnet ist. Der Schleifring
4.o steht mit der Sekundärwicklung des Transformators in leitender Verbindung. Die
Kohle 38 schleift auf den Segmenten 51 des Verteilers. Letztere sind in der Abschlußwand
33 entsprechend verteilt angeordnet und sind nach außen hin mit den Anschlußklemmen
:12 für die Zündkerzen verbunden. Beide Kohlen 38 und 39 werden durch eine Feder
.43 gegen ihre Kontaktflächen angedrückt.
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Um die Transformatorspannung zu steigern, ist ein Stromunterbrecher
vorgesehen. Derselbe liegt in einer, in der Abschlußwand 33 vorgesehenen, durch
einen Deckel .I5 abschließbaren Vertiefung .14 und wird durch einen mit _Nocken
besetzten Unterhrecherhebel 46 und einen Verstellhebel für Früh-, Zeit- oder Spätzündung
gebildet.
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Der U nterbrecherhebel 4.6 steht mit dein Zahnrad 35 in starrer Verbindung
und bewegt sich in einer in der Abschlußw and 33 eingelassenen Rotgußbuchse 47.
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Der Stromunterbrecher schließt vermittels der Nocken .18 die Primärwicklung
des Transformators kurz, um sie während des Umlaufes der Nocken wieder zu unterbrechen.
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Um ein Überspringen des Funkens innerhalb des Maschinengehäuses zu
verhindern, ist eine Sicherheitsfunkenstrecke in die Verbindungsleitung zwischen
Sekundärwicklung des Transformators und Schleifring 4.o eingeschaltet. Ein Pol 4.9
derselben ist auf die Leitung aufgesetzt, während der andere Pol 50 mit dem
Gehäuse verbunden ist und somit Erdschluß erhält.
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Das in Abb. 2 dargestellte Leitungsschema gibt die Verbindung und
den Anschluß der einzelnen Teile und Vorrichtungen.
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Der große Vorteil der -Neuerung ist in der Verbindung sämtlicher Teile
der Einrichtung in einem Gehäuse auf möglichst beschränktem Raume zu suchen, ferner
daß nur eine Antriebswelle für alle in Betracht kommenden Teile und diese selbst
nur in ihrer Einheit erforderlich sind. Es kann auf diese Weise finit ein und derselben
Maschine Gleichstrom von niedriger Spannung für Beleuchtungszwecke und Wechselstrom
mit hoher Spannung zur Zündung erzeugt werden.