DE408027C

DE408027C - Electromagnetically operated self-switch for vehicle lighting systems working with dynamo and collector battery

Info

Publication number: DE408027C
Application number: DED45242D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-03-26
Filing date: 1924-03-26
Publication date: 1925-01-10

Description

Elektromagnetisch betätigter Selbstschalter für mit Dynamo und Sammlerbatterie arbeitende Fahrzeugbeleuchtungsanlagen. Bei mit Dvnaino und Sammlerbatterie arbeitenden Fahrzeugbeleuchtungsanlagen u. dgl. verwendet man elektromagnetisch betätigte Selbstschalter, die den Zweck haben, die erregte Dynani:o nach Überschreiten einer gerissen i@7indestgeschwindi.gkeit mit der Batterie und dem Lichtnetz (falls der Lichthauptschalter geschlossen ist) parallel zu schalten wler bei Unterschreiten einer gewissen 'Mindestgeschwindigkeit die Dy=namo von der Batterie und dem Netz zu trennen. Es kommt nun vor,.daß Selbstschalter die unangenehme Eigenschaft haben, im Moment der Abschaltung der Dynamo .und insbesondere l ei frisch geladener Batterie kurzzeitig zu pendeln, wodurch die Kontakte infolge der an diesen auftretenden Funken Schaden leiden.Electromagnetically operated self switch for with dynamo and collector battery working vehicle lighting systems. When working with Dvnaino and collector battery Vehicle lighting systems and the like are used electromagnetically operated self-switches, which have the purpose, the excited Dynani: o after exceeding a cunning minimum speed with the battery and the lighting network (if the main light switch is closed) to be switched in parallel if the speed falls below a certain minimum to disconnect the dynamo from the battery and the mains. It now happens that self-switch have the unpleasant quality at the moment of switching off the dynamo. and in particular A freshly charged battery has to commute briefly, which causes the contacts as a result who suffer damage from these sparks.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetisch betätigten Selbstschalter, welcher mit einer Einrichtung versehen ist, die bezweckt, die Neigung zum Pendeln zu beseitigen. In der Abb. i ist in beispielsweiser Ausführungsform ein Selbstschalter in der Seitenansicht gezeichnet. In dieser Abbildung bezeichnet i ein eisernes 1-Stück mit eingenietetem 'Magnetkern 2, 4. einen in der Drehachse 3 gelagerten, doppelarrn.igen, aus Eisen bestehenden Hebel, der durch die einstellbare Spiralfeder j gegen die Anschlagstellschraube 6 gedrückt wird. An dem einen Hebelarm sind Kontaktfedern 7 und eine Blattfeder 3 l;efestigt, «-elch letztere am freien Ende mit einem Kontaktplättchen versehen ist. Gegenüber den Kontaktfedern befindet sich der Gegenkontakt io, der auf dein einen Schenkel des '-Stückes i isoliert befestigt ist. Am Gegenkontakt io selbst ist eine Kohle i i einstellbar festgekleinint. Der Magnetkern 2 ist .mit zwei Wicklungen versehen, einer Spannungswicklung 12 und. einer Hauptstromwicklung 13. Die Spannungswicklung ist im Nebenschluß zum Anker i¢ der Dynamo (deren Erregerwicklung nicht cingezeichnet ist) geschaltet. Die Hauptstromwicklung liegt im'Hauptstromkreis der Dynamo, wobei das eine Ende der Wicklung mittels eines biegsamen Kabels 15 und Kabelschuhes 16 mit dem doppelarmigen Hebel d. leitend verbunden ist. 17 bezeichnet die Sammlerbatterie, 18 den Lampenhauptschalter und r9 die Lampen und sonstigen Verbrauchskörper des Netzes. Auf dein anderen Schenkel desl-Stückes i ist ein Bock 2o angeordnet, an dein eine Blattfeder 21 hefestigt ist, die durch die Stellschraube 22 entsprechend vorgespannt wird. Eine der Blattfeder gegenüberliegende Stellschraube 23 ist am doppelarmigen Hebel .4 angebracht, welcher (lein Magnetkern 2 gegenüber finit einem unmagnetischen Anschlagstift 2.1 versehen ist.The present invention relates to an electromagnetically operated one Self-switch, which is provided with a device that aims at the inclination to eliminate commuting. In Fig. I is an exemplary embodiment a circuit breaker drawn in the side view. Referred to in this figure i an iron 1-piece with a riveted 'magnetic core 2, 4. one in the axis of rotation 3 bearing, double-arm levers made of iron, which are controlled by the adjustable Spiral spring j is pressed against the stop screw 6. On one lever arm are contact springs 7 and a leaf spring 3 l; efestigt, "- the latter on the free End is provided with a contact plate. Located opposite the contact springs the mating contact io, which is insulated on your one leg of the 'piece i is. On the mating contact io itself, a carbon i i is adjustable and small. Of the Magnetic core 2 is provided with two windings, a voltage winding 12 and. a main current winding 13. The voltage winding is shunted to the armature i ¢ the dynamo (whose excitation winding is not is shown). The main current winding is in the main circuit of the dynamo, with one end the winding by means of a flexible cable 15 and cable lug 16 with the double-armed Lever d. is conductively connected. 17 designates the collector battery, 18 the main lamp switch and r9 the lamps and other consumables of the network. On your other thigh desl-piece i a bracket 2o is arranged to which a leaf spring 21 is attached is, which is biased by the adjusting screw 22 accordingly. One of the leaf spring opposite set screw 23 is attached to the double-armed lever .4, which (lein magnet core 2 finitely provided opposite a non-magnetic stop pin 2.1 is.

Die in der Abb. i gezeichnete Hebelstellung entspricht der Ruhelage des Selbstschalters, in welcher die Dynamo von der Batterie abgetrennt ist. In dieser Hebelstellung betrage der Luftabstand zwischen dein Ankereisen a. und der Polfläche des 'Magnetkernes 2, gemessen in dessen Achseninitte, dl.The lever position shown in Fig. I corresponds to the rest position the circuit breaker in which the dynamo is disconnected from the battery. In this Lever position is the air gap between your anchor iron a. and the pole face of the 'magnetic core 2, measured in its axis center, dl.

Abb. 2 stellt die auf das 1-ewegliche System wirkenden Kräfte Z, bezogen auf den Luftabstand d, dar.Fig. 2 shows the forces Z acting on the 1-way system on the air gap d, represents.

Wird der doppelarmige Hebel aus seiner Ruhelage entgegen der Wirkung der Feder 5 verstellt, so kommt er zuerst in eine Stellung, in welcher die am Hebel befindliche Stellschraube 23 die vorgespannte Blattfeder 21 berührt, welche Stellung dem Luftabstande d. entspricht. In der weiteren Folge konirnt der Funkenzieherkontakt zwischen dem Plättchen 9 und der Kohle i i bei dein Luftabstancle d3 und bei dein Luftabstande d4 zuletzt der Hauptkontakt zwischen den Kontaktfedern 7 und dem Gegenkontakt io zustande. Die Wirkungsweise ist nun wie folgt: Die anlaufende Dynamo erregt sich, und entsprechend ihrer Klemmenspannung wird auch der Elektromagnet des Selbstschalters durch die stromdurchflossene Spannungswicklung 12 erregt.If the double-armed lever is out of its rest position against the effect the spring 5 is adjusted, it first comes into a position in which the lever located adjusting screw 23 touches the pretensioned leaf spring 21, which position the air gap d. is equivalent to. In the further episode, the spark puller contact can between the plate 9 and the coal i i at your Luftabstancle d3 and at your Air gaps d4 last the main contact between the contact springs 7 and the mating contact ok. The mode of operation is now as follows: The starting dynamo is excited, and the electromagnet of the circuit breaker also becomes according to its terminal voltage excited by the voltage winding 12 through which current flows.

Bei geöffnetem 'Netzschalter 18 betrage die Ruhespannung der Sammlerbatterie rund 2 Volt, bezogen auf die Zelle einer Bleibatterie. Illit zunehmender Geschwindigkeit erreicht die Klemmenspannung der Dynamo diejenige der Batterie. Die Federkraft der Spiralfeder 5 ist derart eingestellt, daß bei einer Dynamospannung von etwa 2,o5 Z'olt je Zelle der Anker 4angezogen wird. Da die magnetische Zugkraft rascher zunimmt als die Gegenkraft der Spiralfeder, wird .die Masse des beweglichen Systems beschleunigt. Der Hebel gelangt infolge dieser Beschleunigung in die Stellung d.= und nach Überwindung der Gegenkraft der vorgespannten Blattfeder 21 in die Stellung d3, in welcher der Funkenzieherkontakt den Hauptstromkreis schließt. Da nun ein Ladestrom in die Batterie fließt, verstärkt die strorn-.durchflossene Hauptstrornwicklung 13 die magnetische Zugkraft des Elek-troinagneten, wodurch der Hebel in die Stellung d4 und allenfalls bis in die Stellung d; gelangt, in der cler Anschlagstift 24 an der Polfläche des Magnetkernes zur Auflage kommt und den Hub begrenzt.When the mains switch 18 is open, the open circuit voltage of the collector battery is assumed around 2 volts, based on the cell of a lead battery. Illit of increasing speed the terminal voltage of the dynamo reaches that of the battery. The spring force of the Coil spring 5 is set so that at a dynamo voltage of about 2, o5 Z'olt per cell the anchor 4 is tightened. Because the magnetic pulling force increases faster as the counterforce of the spiral spring, the mass of the moving system is accelerated. As a result of this acceleration, the lever moves into position d. = And after overcoming it the counterforce of the pretensioned leaf spring 21 in the position d3, in which the Spark puller contact closes the main circuit. There is now a charging current in the battery flows, the current-flowing main current winding 13 amplifies the magnetic Pulling force of the electromagnet, whereby the lever is in position d4 and possibly up to position d; arrives, in the stop pin 24 on the pole face of the Magnetic core comes to rest and limits the stroke.

Bei geschlossenem Netzschalter i8 und arbeitender Dynamo fließt durch die Hauptstroinwicklung 13 der Netzstrom und der Ladestrom der Batterie. Sinkt die Geschwindigkeit der Dynamo unter eine gewisse 'lindestgescbwindigkeit, so nimmt auch die Zugkraft des Elektromagneten ab, und der Hebel geht demzufolge in seine Anfangsstellung d, zurück.When the power switch i8 is closed and the dynamo is working, flows through the main current winding 13 is the mains current and the charging current of the battery. The The speed of the dynamo falls below a certain minimum speed also the pulling force of the electromagnet, and the lever goes into his Starting position d, back.

Frisch geladene Batterien mit einer gewissen Säuredichte des Elektrolvten weisen im Moment der Abschaltung der Dynomo (und auch kurze Zeit nachher) eine Zellenspannung auf, die his zu 2,2 Volt je Zelle bei Bleibatterien betragen kann. Der Selbstschalter würde im Moment der Abschaltung der Dviianio ins Pendeln kommen, wenn die Summe der Gegenkräfte der Spiralfeder und der Blattfeder 21 in dem Hubbereich d"-d. kleiner wäre als die obiger Zellenspannung von 2,2 Volt je Zelle entsprechende Zugkraft des, von der Spannungswicklung 12 erregten Iaektromagneten. Da nun im Moment der Abschaltung der Dynamo deren Klemmenspannung (insbesondere wenn die Abschaltung fast ohne Rückstrom erfolgt) praktisch gleich ist der Ruhespannung der frisch geladenen Batterie, muß daher die Größe der Summenkraft im Moment der Abschaltung gleich sein derjenigen magnetischen Zugkraft, die der höchsten Ruhespannung der frisch geladenen Batterie entspricht. Außerdem muß der Verlauf -der Summenkraft auf vier Hubteilstrecke d. d. annähernd mit dem Verlauf der in diesem Hubbereich wirkenden magnetischen Zugkraft übereinstimmen.Freshly charged batteries with a certain electrolyte density show a cell voltage at the moment the Dynomo is switched off (and also a short time afterwards) on, which can be up to 2.2 volts per cell in lead-acid batteries. The auto switch would start swinging at the moment the Dviianio was switched off, if the sum the counterforces of the spiral spring and the leaf spring 21 in the stroke range d ″ -d. smaller would be the tensile force corresponding to the above cell voltage of 2.2 volts per cell of the electromagnet excited by the voltage winding 12. Since at the moment the Shutdown of the dynamo its terminal voltage (especially when the shutdown almost without reverse current) is practically the same as the open-circuit voltage of the freshly charged Battery, the size of the total force must therefore be the same at the moment of switch-off that magnetic tensile force that corresponds to the highest rest voltage of the freshly charged Battery corresponds. In addition, the course of the total force must be over four stroke sections d. d. approximately with the course of the magnetic acting in this stroke range Pulling force match.

Im Diagramm Abb. 2 sind die in Betracht kommenden Kräfte Z in Abhängigkeit der Helelstellung bzw. des Luftabstandes d beispielsweise dargestellt. Kurve I ist die Zugkraftkurve des Elektromagneten entsprechend einer Spannung von 2 Volt je "Zelle, Kurve 1I diejenige, die bei der höchsten Ruhespannung der frisch geladenen Batterie entsteht.In the diagram in Fig. 2, the forces Z to be considered are dependent the Helelstellung or the air gap d shown for example. Curve i is the tensile force curve of the electromagnet corresponding to a voltage of 2 volts each "Cell, curve 1I the one at the highest resting voltage of the freshly charged Battery is created.

Strahl a bezeichnet -den Verlauf der Federkraft der Spiralfeder 5; Strahl b bezeichnet den Verlauf der Federkraft der Blattfeder 21; Strahl c bezeichnet den Verlauf der Feder- ; kraft der Blattfeder B.Ray a denotes the course of the spring force of the spiral spring 5; Ray b denotes the course of the spring force of the leaf spring 21; Designated ray c the course of the spring; force of the leaf spring B.

Die Kräfte a, b und c haben Bezug auf den jeweiligen Luftabstand d. Der besseren übersicht halber sind die der :magnetischen Zirgkraft entgegenwirkenden Federkräfte ebenialls im rechten oberen Quadranten des Koordinatensystems aufgetragen anstatt im unteren.The forces a, b and c are related to the respective air gap d. For the sake of clarity, the spring forces counteracting the magnetic pulling force are also plotted in the upper right quadrant of the coordinate system instead of in the lower one.

Sobald die anlaufende Dynamo eine Kle.ziinenspannttng von etwas über 2 Volt je Zelle erreicht hat, überwiegt die Zugkraft des Elektromagneten (der von der Spannungswicklung allein erregt ist) die Gegenkraft der Spiralfeder 5; es erfolgt Anziehung des Ankers .1, wobei die Masse des Leweglichen Systems durch die Differenz der magnetischen Zugkraft der Kurve I und der Federkraft der Spiralfeder j, Strahl a, gemäß der auf der Hubstrecke di-d2 schraffierten Fläche beschleunigt wird. Mit einer gewissen Geschwindigkeit stößt die Stellschraube 23 in der Hebelstellung d= auf die vorgespannte Blattfeder 21, deren Gegenkraft nun überwunden wird, worauf die Platte 9 in der Hebelstellung d,, die Kohle ii berührt und den Funkenzieher kontakt schließt. Der alsdann über die Stromwicklung 13 fließende Hauptstrom vergrößert die Anziehungskraft des Elektromagneten, der Hebel gelangt demzufolge in die Stellung d4 und allenfalls bis in die Grenzlage d;.As soon as the starting dynamo has reached a Kle.ziinenspannttng of a little over 2 volts per cell, the tensile force of the electromagnet (which is excited by the voltage winding alone) outweighs the counterforce of the spiral spring 5; the armature .1 is attracted, whereby the mass of the Lewleichen system is accelerated by the difference between the magnetic tensile force of curve I and the spring force of the spiral spring j, beam a, according to the hatched area on the stroke distance di-d2. At a certain speed, the adjusting screw 23 strikes in the lever position d = on the pretensioned leaf spring 21, whose counterforce is now overcome, whereupon the plate 9 in the lever position d ,, touches the coal ii and closes the spark puller contact. The main current then flowing through the current winding 13 increases the force of attraction of the electromagnet, and the lever accordingly moves into position d4 and, if need be, into limit position d;.

Die Summe der Gegenkräfte von a, h und c ist im Diagramm durch die dick ausgezogene Linie gezeichnet. Im Diagramm ist die Gegenkraft der Kontaktfedern 7, die ini Hubbereich d,-d, wirken, nicht eingetragen, desgleichen nicht andere Gegenkräfte, die gegebenenfalls von anderen, vom Hebel .1. betätigten Kontaktvorrichtungen herrühren 'Könner-.The sum of the opposing forces of a, h and c is shown in the diagram by the drawn thick solid line. In the diagram is the counterforce of the contact springs 7, which act in the stroke range d, -d, are not entered, neither are others Counter forces that may be caused by others, from the lever .1. actuated contact devices come from 'experts-.

Aus dein Diagramm geht hervor, daß die Abschaltung der Dynamo stets dann stattfindet, wenn die Zugkraft des Elektromagneten in der Hebelstellung d3 etwas kleiner geworden ist als die dieser Stellung entsprechende Summenkraft von a. und b, wodurch in allen Betriebsfällen ein Pendeln des Stehschalters vermieden wird. Es kann im Betriebe vorkommen, daß die Dynamo nach Unterschreiten einer Mindestgeschwindigkeät und daheriger Unterbrechung des Hauptstromkreises von neuem auf eine höhere Geschwindigkeit kommt. In diesem Falle geht unter Umständen der Hebel q. nicht in seine Anfangsstellung dl zurück, vielmehr wird er mir in die Stellung d2 gelangen. Die Zuschaltung der Dynamo kann dann nicht mehr bei einer Klemmenspannung entsprechend etwa 2 Volt je Zelle erfolgen, sondern erst bei einer Spannung, die um ein geringes diejenige der höchsten Ruhespannung der frisch geladenen Batterie übertrifft, was aus dem Diaramm ersichtlich ist.Your diagram shows that the dynamo is always switched off when the pulling force of the electromagnet in the lever position d3 has become somewhat smaller than the total force of a corresponding to this position. and b, whereby a swing of the standing switch is avoided in all operating cases. It can happen in the company that the dynamo comes back to a higher speed after falling below a minimum speed and consequent interruption of the main circuit. In this case, the lever q may go. not back to its starting position d1, rather it will get into position d2 for me. The dynamo can then no longer be switched on at a terminal voltage corresponding to around 2 volts per cell, but only at a voltage that slightly exceeds that of the highest open-circuit voltage of the freshly charged battery, as can be seen from the diagram.

Da je nach der Bauart und den Betriebsvorschriften der Akkumulatoren liefernden Firmen die Säuredichte des Elektrolyten bei vollgeladener Batterie verschieden groß ist, die maximale Ruhespannung einer frisch geladenen Batterie jedoch insbesondere von der Säuredichte abhängt, so .muß der Selbstschalter auf die Spannungswerte einreguliert werden, die der Batterie eigen sind. Es kommen aber nicht allein Bleiakkumulatoren, sondern auch Eisen-Nickel-Akkumulatoren in Verwendung. Für letztere sind sinngemäß andere Spannungswerte für die Einstellung des Selbstschalters zu berücksichtigen.As depending on the type and the operating instructions of the accumulators supplying companies, the acid density of the electrolyte varies with a fully charged battery is large, but especially the maximum open circuit voltage of a freshly charged battery depends on the acid density, the automatic switch must be adjusted to the voltage values inherent to the battery. But lead-acid batteries are not the only ones but also iron-nickel batteries in use. For the latter are analogous other voltage values must be taken into account for the setting of the automatic switch.

Vorliegende Erfindung kann auch bei solchen Selbstschaltern mit Vorteil angewendet werden, bei denen die Erregung der Spannungswicklung des Elektromagneten im Moment der Schließung des Hauptstromkreises geschwächt wird, wie dies beispielsweise beire Selbstschalter nach dem deutschen Patent ,;;4.;88 geschieht.The present invention can also be advantageous in such automatic switches be applied in which the excitation of the voltage winding of the electromagnet is weakened at the moment the main circuit is closed, as is the case for example with automatic switches according to the German patent, ;; 4.; 88 happens.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electromagnetically operated self switch for Vehicle lighting systems working with dynamo and Sainmi battery and D-1., characterized in that the on the movable system of the magnetic tensile force counteracting force a step-like change before the start of contact learns.

2. circuit breaker according to claim i, characterized in that the magnetic Tensile force and the total force counteracting the magnetic tensile force (5, 21) when the voltage coil (12) is excited, corresponding to the no-load voltage of the frisch charged collector battery (17) at the moment the main circuit is interrupted are approximately the same size.

3. circuit breaker according to claims i and 2, characterized characterized in that the course of the counteracting the magnetic tensile force Total force on the stroke section (d., - d,) between the step-like increase in force and the establishment of contact on the spark puller (9, 11) is approximately the same as the course the magnetic tensile force acting in this stroke range.