DE584911C - Schaltungsanordnung fuer die elektrische Ausruestung von Motorfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung hat einen elektromagnetischen Schalter zum Gegenstand, welcher gewöhnlich auf einem Fahrzeug angebracht wird und es ermöglicht, automatisch den Stromkreis für die Zündung, die Beleuchtung und andere Hilfsgeräte, wie Scheibenwischer, • Winker usw., durch Relais zu schließen, die Benzin- und Ölzufuhr bei Ingangsetzung des Motors zu betätigen und alle diese Einrichtungen sofort außer Betrieb zu. setzen, sobald der Motor stehenbleibt. Dieser Schalter kann mit einer Vorrichtung verbunden werden, die den Stillstand des Motors und Unterbrechung der Stromkreise im Falle einer gefährliehen Neigung oder eines heftigen Stoßes des Fahrzeuges (Autos, Bootes, Flugzeuges usw.) bewirkt. Man verhindert auf diese Art im Falle eines Umkippens, Überschlagens oder eines Zusammenstoßes die Beschädigung der Zündungsanlagen, das Entladen der Akkumulatoren, Verlust von. Benzin, öl und anderem, ebenso sind die Gefahren eines Brandes, da die Zündungs- und anderen Stromkreise unterbrochen sind, vermindert.

Es ist eine elektrische Ausrüstung für Motorfahrzeuge bekannt, bei welcher eine durch den Zündungsstromkreis gespeiste Primärspule eine Sekundärspule induziert, die einen den Zündungsstromkreis und andere Stromkreise bei Motorstillstand öffnenden Sicherheitsschalter erregt. Bei der bekannten Anordnung ist die genannte Primärspule in Serie mit der Zündungsspule geschaltet. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung die Primärspule parallel zur Zündungsspule gelegt.und so der Vorteil erzielt, daß die Einschaltung, der Primärspule die Stromverhältnisse und den Stromkreis der Zündungsspule nicht verändert und daß somit der Einbau der Schaltvorrichtung ohne weiteres nachträglich bei einem vorhandenen Fahrzeug vorgenommen werden kann, ohne daß dessen elektrische Ausrüstung dafür besonders angepaßt oder abgeändert werden müßte. Dabei kann die Primärspule für eine gegebene Spannung bemessen und die Wicklung des zugehörigen Unterbrechungsschal-' ters so angeglichen werden, daß der Einbau der fertigen Einrichtung in die Ausrüstung eines Motors mit beliebigem Zündungssystem erfolgen kann. Ferner wird gemäß der Erfindung der Sicherheitsschalter mit einer Bremse versehen, die bewirkt, daß seine Kontakte auch bei langsamem Motorgang gescnlossen gehalten werden. Der Sicherheitsschalter kann mit zwei oder mehreren elastischen Kontaktsätzen versehen sein, deren Kontakte nacheinander geöffnet werden und durch Widerstände überbrückt sind. Hierdurch wird verhindert, daß der Sicherheitsschalter den Primärkreis plötzlich öffnet und so in der Sekundärwicklung einen Stromstoß hervorruft, der wieder den Schalter schließen würde. In dem Stromkreis der induzierten -Sekundärspule kann auch ein im Falle gefährlicher Neigung oder Erschütterung des Fahrzeuges selbsttätig wirkender Schalter angeordnet werden, welcher durch Kurzschließen oder Unterbrechen des Stromes den Sicherheitsschalter zur Auslösung

bringt. Schließlich kann man parallel zu den Kontakten des Sicherheitsschalters einen Handschalter legen, der zur Schließung des Zündungsstromkreises und gegebenenfalls weiterer Stromkreise der elektrischen Ausrüstung dient. Dieser kann durch einen Geheimschlüssel, mittels eines Relais, durch einen Schalter des Anlassers oder in einer anderen Art betätigt werden, die geeignet ist, ίο sofort den Strom direkt in den Stromkreis der Zündung der Hilfsspule und andere zu senden, wenn es nötig ist, um die Einschaltung des Sicherheitsunterbrechers zu gewährleisten, was automatisch bei den ersten Umdrehungen des Motors erfolgt; eine Kontrolllampe oder eine ähnliche Einrichtung kann an diesen Kontaktknopf angeschlossen werden, um durch Aufleuchten oder Auslöschen oder auf eine andere Weise anzuzeigen, ob sich der Knopf in Öffnungs- oder Sperrungsstellung befindet. Eine Haltekerbe oder irgendeine andere ähnliche Einrichtung kann nützlicherweise an dem Knopf angebracht werden, um ihn gesperrt zu halten in der Zeit, die der Fahrer benötigt, um seinen Motor mit der Handkurbel in Gang zu setzen oder wenn Teile des Sicherheitsunterbrechers beschädigt sind, um die Speisung der Stromkreise fortzusetzen, da er in seiner Sperrungsstellung keine Arbeitsstörungen verursachen kann. Ebenso verhält es sich mit dem Sicherheitsschalter hinsichtlich seiner Speisung durch Sekundärströme, in diesem Falle ist bloß seine Wirksamkeit, als Sieherheitsschalter aufgehoben.

■ In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Abb. ι und 2 zeigen die ganze Anordnung . der Sicherheitsschaltvorrichtung im Schema.

Abb. 3 ist eine zur Hälfte durchgeschnittene Gesamtlängsansicht einer Vereinigung von • Teilen, die eine Sicherheitsschaltervorrichtung bilden, wie sie schematisch (Abb. 1) dargestellt ist.

Abb. 4 und 5 sind Schnitte der Bremse in Grund- und Aufriß.

Abb. 6 ist eine Grundrißzeichnung des automatischen Sicherheitsschalters.

Abb. 7 und 8 sind schematische Ansichten einer Ausführung mit zwei elastischen Kontaktpaaren, deren Unterbrechung in zeitlichem Abstande stattfindet, sowie der Widerstand, der zwischen die beiden Kontakte eingeschaltet ist.

Abb. 9 ist eine schematische Ansicht des Sicherheitsstromschließers, wie er in den Abb. ι und 3 verwendet wird, mit den einzelnen Lagen, die die Kugel annehmen kann. Ein Pol der Stromquelle ist an Masse 1 angelegt; 2 ist der Ausgangspol der Batterie, 3" der Handschalter, der gewöhnlich bei allen Installationen vorhanden ist, 4 der Kontaktknopf zum Einschalten des Stromes zur Zündspule und der Hilfsspule im Augenblick des Ingangsetzens des Motors und zu den Zweigstromkreisen nach der gewählten Abzweigungsart, 5 der Kontakt, der über die Kontrollampe 6 einen Stromkreis schließt, sobald der Kontaktknopf 4 gedrückt wird, 6 die Kontrollampe, 7 .der Anker des Sicherheitsschalters, 8 der Tauchkern des Ankers, 9 die Rückzugsfeder, 10 erster elastischer Kontakt des Sicherheitsschalters, 11 zweiter elastischer Kontakt des Sicherheitsschalters, 12 Widerstand, der zwischen die zwei Kontakte 10 und Ii eingeschaltet ist, 13 Flüssigkeitsbremse des· Sicherheitssehalters, 14 Ausführung einer Kolbenbremse (Abb. 2), 15 Anziehungsrelais, dessen zwei Enden den Anker des Sicherheitsschalters 7 betätigen, 16 Ausführung eines Motors, 17 Wicklungen des Motors 15 und 16, 18 Zündspule, 19 Hilfsinduktionsspule, 20 Primärwicklung der Zündspule, 21 Primärwicklung der Hilfsspule, 22 Sekundärwicklung der Zündspule, 23 Sekundärwicklung der Hilfsspule, 24 Austritt des Sekuridärstromes -der Zündspule, 25 Unterbrechungsvorrichtung, 26 Sicherheitsstromschließer, 27 untere Elektrode des Stromschließers 26, 28 obere Elektrode des Stromschließers go 26, 29 Mittelkontakt des Stromschließers 26,

30 Vereinigungsstreben der Zwischenwände,

31 Kugel, die den Kontakt zwischen den beiden Elektroden schließt, 32 Stellung des Mittelkontaktes, bei welcher die Kugel losgelöst werden kann (Abb. 9), 33 Betätigungsstift für den Mittelkontakt, 34 verschiedene Lagen, die die Kugel im Augenblick des Funktionierens des Stromschließers durch Neigung einnehmen kann, 34' Lage der Kugel nach Betätigung durch Erschütterung, 35 Ausführung des Sicherheitsstromschließers für Flugzeuge (Abb. 2), 36 hohle, äußere Elektrodenkugel, 37 volle innere Elektrodenkugel, 38 Träger der inneren Kugel 37, 39 in ihrer Form veränderbare Aufhängung der inneren Kugel 37, 40 Relais, das durch den Sicherheitsschalter betätigt wird, 41 Wicklung des Relais, 42 Schalter, der durch das Relais 40 betätigt wird, 43 Kontakte des Schalters 42, 44 Austritt der Stromkreise, welche die Bordapparate speisen oder die Abzweigungsströme, die durch den Sicherheitsschalter veranlaßt werden, 45 Behälter der Bremse (Abb. 4 und 5), die die Flüssigkeit mit entsprechender Viskosität enthalten, 46 Regelschraube der Bremse, 47 bewegliche Schaufelder Bremse, 47' öffnung in der beweglichen Schaufel, 48 Membran, die eine Ventilklappe auf der öffnung der beweglichen Schaufel bildet, 49 Klemmen der Stromzuleitung (Abb. 3), 50 Sockel, 51 Rahmen, der die

Apparate hält, 52 Mantel, 53 Verschlußtnutter, 54 Hülle des Stromschließers 35.

In der Schaltung gemäß Abb. 1 nimmt der Strom seinen Ausgang in der Batterie bei 2, geht über den allgemeinen Unterbrecher 3, geht zu einer der Kontaktstellen der Kontaktknöpfe 4 sowie zum Ankunftkontakt des Sicherheifsschalters 7, welcher durch die Feder 9 offengehalten wird. Bei Ingangsetzung im selben Augenblick, da der Motor, sei es durch den Anlasser, sei es durch die Handkurbel, angeworfen wird, beginnt, wenn man auf den Kontaktknopf 4 drückt, die Kontrolllampe 6 zu brennen. Der Strom geht zur Zündspule 18, zur Hilfsspule 19 sowie gegebenenfalls zu den Abzweigungsstromkreisen, durchläuft die Wicklungen 20, 21, deren Ausgang vermittels des Unterbrechers 25, der synchron mit dem Motor arbeitet, periodisch an Masse gelegt wird. Die Zündung kommt dadurch in Tätigkeit, und der Motor läuft normal. Die bekannten Induktionserscheinungen in der Hilfsspule 19 bewirken sofort in der Wicklung 23 einen Induktionsstrom, der in die Wicklung 17 geht und ein Drehmoment erzeugt, das den Tauchkern 8 der Schaltvorrichtung 7 anzieht und das Schließen der elastischen Kontakte 10 und 11 " hervorruft. In -diesem Augenblick ist der Sicherheitsschalter 7 geschlossen und wird allein die Speisung der Stromkreise nach Freigabe des Kontaktknopfes 4, der nicht mehr erforderlich ist, 'besorgen.

Als Abzweigung des Sekundärstromes 23 der Hilfsspule 19 ist ein Stromschließer 26 angebracht, bestehend aus kreisförmigen, metallischen Wänden, die zwei gegeneinander isolierte Elektrodeneinheiten 27 und 28 bilden, zwischen welchen eine freie Kugel 31 infolge einer Neigung, eines Umkippens des Apparates nach der einen oder anderen Richtung und in einem nach der Konstruktion bestimmten Winkel sich verlagern, die beiden Elektroden 27 und 28, wie bei 34 (Abb. 9) dargestellt, in Kontakt bringen, die Wicklung 23 (Abb. 1) kurzschließen, den Strom, der die Spule 17 des Antriebsmotors 15 speist, absperren und die Auslösung des Sicherheitsschalters 7 bewirken kann. Bei Wiederaufrichtung des Apparates nimmt die Kugel wieder ihre Ruhelage ein. Im Falle eines heftigen Stoßes, eines Überschlagens oder anderer dem Fahrzeug plötzlich zustoßender Ereignisse, ob seine Lage nun senkrecht oder geneigt ist, wird die Kugel 31 infolge ihrer Trägheit und durch die Kegelform der unteren Elektrode 27 und oberen 28 zur Spitze des Apparates geschleudert werden, sich zwischen die Wände hineinbegeben, um schließlich in der mittleren Zelle 34 (Abb. 9) zu verharren und die öffnung des Sicherheitsunterbrechers 7 zu bewirken. Diese letzte Lage wird die Kugel nur im Gefolge eines schweren Unfalles einnehmen, · und um sie wieder frei zu machen genügt es, den Stift 33 des .beweglichen Mittelanschlages 29 zu heben, damit die Kugel wieder ihren Platz am Boden der unteren Schale einnimmt.

Vorzugsweise wird man die Wandungen gewellt ausführen, wie bei 26 in Abb. 3, mit Einkerbungen oder anderen Vorrichtungen zur Führung der Kugel versehen, um die Kontaktgebung zu verbessern, sobald die Kugel die beiden Elektroden kurzschließt, und schließlich um ihre Kreisbewegung zu ' bremsen, die durch die Fliehkraft bei einer drehenden Bewegung, z. B. bei einer Drehung um i8o°, erzeugt werden könnte.

Man sieht, daß der dauernde Kurzschluß der beiden Elektroden 27 und 28 durch die Kugel 31 in keiner' Weise die Speisung der Stromkreise behindert, wenn die Kontakte des Knopfes 4 in die geschlossene Raststellung gebracht werden.

Im Augenblick der Auslösung des Sicherheitsschalters 7 gehen die Kontakte 11 ausein-, ander, der Strom, der in der Leitung läuft, wird durch den Widerstand 12 in der vorher beschriebenen Weise begrenzt und dann end- g₀ gültig durch die Kontakte 10 unterbrochen. Im Falle des Stehenbleibens des Motors aus einem zufälligen Anlaß wird, da die Induktionserscheinungen aufhören, ob die Kontakte des Unterbrechers 25 offen oder geschlossen sind, die bewegende Kraft verschwinden und der Sicherheitsschalter 7 sich öffnen.

Der Strom, den man in der Wicklung 17 arbeiten läßt und der sich nur in den kurzen Augenblicken des öffnens und Schließens der Kontakte der Schaltvorrichtung bildet, ist bei geringen Geschwindigkeiten nicht konstant, ebensowenig wie sein Drehmoment. Es ist daher nötig, das Drehmoment auszugleichen: 105'

i. durch Bremsen mittels der Vorrichtung 13 (Abb. 1), welche eine Regelschraube 46 besitzt (Abb. 4), mittels welcher man die Umlaufgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit von der einen auf die andere Seite der beweg- n₀ liehen Schaufel 47 verändern und damit die Bremswirkung regeln und die Auslösung des Sicherheitsschalters verzögern kann. Dies geschieht dadurch, daß eine auf der öffnung der Schaufel 47 angebrachte Membran 48 eine Ventilklappe bildet, die so angeordnet ist, daß sie sich öffnet, sobald die bewegende Kraft in Schließ richtung wirkt, und sich schließt im Augenblick, wo die Rückzugfeder 9 im öffnenden Sinne wirkt (Abb. 1);

2. indem man die Kontakte 10 und 11 auf elastische Träger aufsetzt, um einen besseren

Kontakt zu erzielen trotz der Erschütterungen, welche durch die veränderliche, bewegende Kraft auf den Schalter hervorgeru-. fen werden.
Die Abb. 2 zeigt eine Ausfuhrung der in Abb. ι beschriebenen Anordnungen, aus welchen man ein gutes Bild bei der Verfolgung des Stromlaufes in den Stromkreisen gewinnen kann.

to i. Die Hilfsspule 19 ist. allein mit einer Abzweigungsleitung zu einer Hilfsunterbre-"chervorrichtung25 versehen, die nötig ist und vorhanden sein wird, falls der Sicherheitsschalter an einem Fahrzeug angebracht werden soll, das keine Zündspule hat, bei dem aber verschiedene Stromkreise bei der Ingangsetzung abgezweigt und beim Stillstand des Motors oder nach einem Unfall unterbrochen werden müssen. 2. Der Betriebsmotor 16 für den Sicherheitsschalter ist ein Induktionsmotor, Repulsionsmotor, Drehstrommotor oder ein anderer bekannter Antrieb, dessen Verbindung mit dem Schalter 7 nicht angegeben ist, aber in geeigneter Art, z. B. mit Hilfe von Nokken, kleinen Verbindungsstangen usw., ausgeführt werden kann. Eine Ausführung wäre auch, einen Antrieb zu verwenden, bei welchem der Sekundärstrom der Hilfsspule durch Erhitzung die Verlängerung oder Volumenerhöhung· eines Körpers bewirkt, der so gebaut ist und eine solche Form hat, daß er unmittelbar oder über ein Relais den Sicherheitsschalter öffnen oder schließen kann. Man könnte seinen Strom auch durch eine thermoionische Lampe verstärken, so daß er unmittelbar oder über ein Relais einen starken Antrieb zur Betätigung eines Sicherheitsschalters für hohe Stromstärken erregen kann.

3. Die Bremse 14 besteht aus einem Kolben, der sich in einem Zylinder bewegt.

4. Der Stromschließer 35 (Abb. 2) soll ausschließlich durch Erschütterung betätigt werden, falls die Sicherheitsanlage auf einem Flugzeug montiert würde. Er besteht aus einer metallischen Hohlkugel 36, gewöhnlich aus zwei Teilen, welche die äußere Elektrode bildet; im Inneren befindet sich eine zweite metallische Vollkugel 37, die durch einen angemessenen Spielraum durch die Wände der ersten durchgehenden Befestigung in gleichmäßigem Abstand gehalten und getragen wird durch eine Aufhängung 38, die nach allen Richtungen ihre Form verändern kann, so daß die beiden Kugeln 36 und 37, die Elektroden mit entgegengesetzter Polarität bilden, infolge einer Erschütterung einer bestimmten Stärke unter einem beliebigen Winkel sich berühren und den Strom schließen können. Um im Augenblick einen vollkommenen Kontakt der beiden Elektroden nach dem Funktionieren des Stromschließers zu gewährleisten, ist vorgesehen, das Innere der Hohlkugel 36 sowie das Äußere der Vollkugel 37 mit einem Mantel von metallischen Nadeln auszustatten, die gegenseitig dicht aneinandergreifen können, oder irgendeine andere geeignete' Vorrichtung, geschützt durch den Mantel 54 (Abb. 2). Die innere Kugel 37 kann nach Beendigung ihrer Funktion durch eine hier nicht eingezeichnete Vorrichtung wieder in ihre zentrale Lage zurückgebracht werden.

5. Der durch den Antrieb 16 betätigte Sicherheitsschalter 7 ist nicht darauf eingerichtet, den Gesamtstrom in den ■ Stromkreisen der Spulen und Abzweigungen zu unterbrechen, sondern lediglich den minimalen Strom, der zum Ansprechen eines oder mehrerer Ein- oder Ausschaltrelais nötig ist, die durch eine Abzweigung des erwähnten Stromkreises oder durch irgendeine andere äußere Stromleitung gespeist werden, um die Verwendung eines Unterbrechers 42 zu gestatten, der hohe Stromstärken verträgt und das öffnen und Schließen der Kontakte 43 auf den verschiedenen Stromkreisabzweigungen 44 sichert.

6. Die Hilfsspule 19 hat einen geschlos- _gc senen magnetischen Stromkreis.

In der in diesem Schema angegebenen Anordnung kann der Sicherheitsunterbrecher einfache Kontakte 10 haben; ihr Auseinandergehen hat die Wirkung, daß der Pol der Masse 1 von der Wicklung 41 des Relais 40 des Unterbrechers 42 abgeschnitten wird; die Kontakte 43 lösen sich voneinander und unterbrechen die Stromkreise sowie die Speisung des anderen Pols der Wicklung 41, weleher auf dem Kontakt 43 des Endes des Unterbrechers 42 abzweigt. Die Wicklung 41 des Relais 40 ist vollkommen isoliert, so daß, wenn die plötzliche Öffnung des Schalters 42 infolge der schon früher beschriebenen Induktionserscheinungen das öffnen des Sicherheitsschalters veranlaßt und zum Schließen der Kontakte 10 führt, diese die Masse mit der Wicklung 41 des Relais 40 verbindet. Dieses kann aber nicht ansprechen, da der no andere Pol seiner Spule vom Stromkreis abgeschnitten ist; der Schalter 42 kann sich daher nicht schließen.

Es bezeichnet 19 (Abb. 3) die Hilfsinduktionsspule, 15 den Antrieb und Sicherheitsschalter, 26 den Sicherheitsstromschließer, die Stromzufuhrklemmen, 50 den Sockel, den Rahmen, der die Apparate trägt, 52 den Mantel, 53 die Verschlußmutter.

Die Formen und Ausmaße der Sieherheitsschalter können abgewandelt werden. So können Kondensatoren von entsprechender

Kapazität, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, nach der bekannten Technik eingeschaltet werden, um die Selbstinduktion der Wicklungen aufzuheben und um die Funkenbildung zwischen den Kontakten zu begrenzen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die elektrische Ausrüstung von Motorfahrzeugen,

• bei welcher eine durch den Zündungsstromkreis, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines vom Motor angetriebenen Unterbrechers, gespeiste Primär- · spule eine Sekundärspule induziert, die einen den Zündungsstromkreis undi andere Stromkreise bei Motorstillstand öffnenden Sicherheitsschalter speist, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (21) parallel zur Zündungsspule (20) geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter mit einer Bremse (13 oder

14) versehen ist, die bewirkt, daß seine Kontakte auch bei langsamem Motorgang geschlossen gehalten werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter mit elastischen, nacheinander öffnenden und durch einen Widerstand (12) verbundenen Kontaktpaaren versehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der induzierten Sekundärspule ein im Falle gefährlicher Neigung oder Erschütterung des Fahrzeuges selbsttätig wirkender Schalter (26 oder 35) angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontakten des Sicherheitsschalters ein Handschalter (4) angeordnet ist, welcher zur Schließung des Zündungsstromkreises und gegebenenfalls weiterer Stromkreise der elektrischen Ausrüstung dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen