-
Vereinigter Regler und Selbstschalter, insbesondere für Lichtmaschinen
an Kraftfahrzeugen Die bisher verwendeten vereinigten elektromagnetischen Regler
und Selbstschalter, insbesondere für Lichtmaschinen an Kraftfahrzeugen, werden hauptsächlich
nach dem Prinzip der magnetischen Parallelschaltung ausgeführt. Bei dieser Bauart
teilt sich der durch die Spule im gemeinsamen Magnetkern erregte Kraftlinienfluß
in verkehrtem Verhältnis zum magnetischen Widerstand der einzelnen Zweige in zwei
Teile, deren jeder sich über sein entsprechendes Jochstück und seinen Anker zum
Pole schließt. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie eine starke Labilität
aufweisen, hervorgerufen durch die beim Ausschwingen veränderlichen, den größten
Teil des magnetischen Widerstandes bildenden Luftspalte der einzelnen Anker. Es
wird beim Abnehmen des Widerstandes eines Zweiges die Kraftliniendichte und infolgedessen
die magnetische Zugkraft in diesem verhältnismäßig stärker ansteigen, im anderen
Zweige aber gleichzeitig abnehmen, was eine starke Flatterneigung des Reglers zur
Folge hat.
-
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile bei Anwendung der in anderer
Weise schon bekannten Hintereinanderschaltung der beiden Anker dadurch, daß die
beiden Anker an einem Ende magnetisch unmittelbar miteinander verbunden in einem
einzigen magnetischen Kreis in magnetischen Hintereinanderschaltung übereinander
oder nebeneinander derart über dem Elektromagneten angeordnet sind, daß lediglich
der eine Anker sich nur über den Kern des Elektromagneten erstreckt, der andere
Anker aber bis über den Jochschenkel reicht und die aus dem Kern des Elektromagneten
zum ersten Anker austretenden Kraftlinien sich durch den zweiten Anker zum Jochschenkel
schließen. Die beiden Über den Polflächen des Elektromagneten angeordneten Anker
sind übereinander- oder nebeneinanderlagennd, jedoch durch einen Luftspalt getrennt,
an ihren mit Blattfedern versehenen Enden mittels einer eisernen Zwischenlage verbunden,
und gleichzeitig an einem aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellten Tragstück,
welches zwischen der Magnetspule und dem Kopfe des Kernes festgeklemmt ist, befestigt.
Die beiden Anker bleiben frei beweglich, und jeder derselben erhält eine entsprechend
eingestellte, von dem anderen unabhängige Federspannung. Der untere Anker reicht
nur bis über den Magnetkern, der obere aber bis über den als zweiten Pol ausgebildeten
Jochschenkel. Die Bauart bietet den Vorteil, daß der Regleranker mit hoher Sättigung
ausgeführt werden kann, wodurch derselbe unter anderem leichter wird, und infolgedessen
von den Schwingungen des Antriebsmotors nur im geringen Maße beeinflußt wird. Der
weitere Vorteil der hohen Sättigung ergibt sich aus folgendem.
Der
durch Ausschwingen eines Ankers verkleinerte Luftspalt wird ein Ansteigen der,.
:Kraftliniiendichte im Elektromagneten zur.' Folge haben, wodurch eine vermehrte
Zug= kraft -auf beide Anker ausgeübt wird. Dh--, aber der Regleranker stark gesättigt
ist urid@ einem Teile der Kraftlinien die Möglichkeit gegeben ist, diesen senkrecht
durchdringend, also ohne weitere magnetische Zugkraft auf ihn auszuüben, über den
zwischen beiden Ankern befindlichen Luftspalt in den Schalteranker überzutreten,
so wird bei sehr fest und sicher schließendem Schalteranker der Regler ein sehr
stabiles Verhalten aufweisen. Flattererscheinungen lassen sich durch Vergrößern
des zwischen Magnetpol und Regleranker befindlichen und durch gleichzeitiges Verkleinern
des zwischen den beiden Ankern befindlichen Luftspaltes sofort und sicher vermeiden.
Als weitere Vorteile sollen noch einfache, raumsparende Bauart, geringes Gewicht
bei gleicher Leistung und infolgedessen verbilligte Herstellungskosten genannt werden.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
-
Abb. i zeigt einen Schnitt durch den Reglerschalter in Verbindung
mit einem Schaltungsschema, Abb. 2 eine Draufsicht auf denselben, Abb.3 eine Draufsicht
auf, einen Reglerschalter mit nebeneinander angeordneten Ankern.
-
Auf dem Eisenkern i, welcher mit dem unteren Ende an einem Schenkel
des winkelförmigen Joches 2 befestigt ist, sitzt der Spulenkörper 3, auf welchen
die Stromspule ¢ und 5 sowie :die Spannungsspule 6 gewickelt sind. Auf dem oberen
Ende des Spulenkörpers 3 ist, festgehalten von dem Kopfe 7 des Eisenkerns i, ein
aus unmagnetischem Material bestehendes Tragstück 8, an dessen Ende die beiden übereinander
angeordneten Anker g und io befestigt sind. Diese häben eine flache, rechteckige
Form -und sind an einem Ende mit den Blattfedern i i und 12 verbunden; das
andere Ende trägt die je an einer vorstehenden Zunge angenieteten Kontakte 13 und
14. Der untere Anker 9, welcher in vorteilhafter Weise den Regelvorgang besorgt,
reicht in seiner Länge mit einem Ende nur bis über den Magnetpo17; am anderen Ende
ist derselbe mittels der Blattfeder i i durch die beiden Schrauben 18 und das eiserne
Distanzstück 17 mit der Blattfeder 12 und dem daran befestigten oberen Anker i o
verbunden. Beide Anker 9 und i o sind außerdem gemeinsam mittels -der Schrauben
18 an dem unmagnetischen Tragstück 8 befestigt. Der obere Anker i o reicht-iin seiner
Länge bis über den als zweiten Pol ausgebildeten Magnetschenkel 2 und trägt an einer
i.iingenförmigen Fortsetzung den Schalterkon-;t t 1q., welchem der isolierte Gegenkontakt
gegenübersteht. Das eiserne Zwischenstück '' i i bestimmt den gering gehaltenen
Luftspalt zwischen den beiden Ankern g und i o und ermöglicht im Verein mit dieseln
ein übertreten der Kraftlinien aus dem unteren Anker 9 in den oberen Anker i o.
Der an dem unteren Anker g angebrachte l-,eglerkontalzt 13 ragt durch eine Bohrung
des oberen Ankers io und berührt den darüber befindlichen und an einem isolierten
Winkel i 9 befestigten Gegenkontakt 15. Wenn die Spannungsspule 6 des Elektromagneten
von Strom durchflossen wird, so werden die aus dem Kern i durch die Polgäche 7 heraustretenden
Kraftlinien über den Anker g durch den Luftspalt und das permeable Zwischenstück
17 in den Anker io geleitet und schließen sich über den Schenkel 2 des Joches. Es
wird nun infolgedessen auf beide Anker g und io eine magnetische Zugkraft ausgeübt,
welcher den Erfordernissen entsprechend die Vorspannungen der Blattfedern i i und
12 angepaßt werden. Bei der Ausführung mit nebeneinanderliegenden Ankern (Abb. 3)
gehen die aus der Polfläche 7 in den Anker 9 eintretenden Kraftlinien .durch das
eiserne Verbindungsstück 17 über den Schalteranker io zum Joche 2, wodurch ebenfalls
auf beide Anker g und io eine magnetische Zugkraft ausgeübt wird.
-
Die Wirkungsweise des Reglerschalters ist folgende. Der Anker 21 der
Lichtmaschine dreht sich in einem magnetischen Felde, das durch die Nehenschlußwicklung
22, welcher ein Widerstand 23 vorgeschaltet ist, erregt wird. Dieser Widerstand
23 ist bis zur Erreichung der bestimmten Spannung, welche konstant zu halten ist,
durch die Reglerkontakte 13 und 15 kurzgeschlossen, so daß der volle Erregerstrom
durch die Spule z2 fließen kann. Der vom Anker 21 erzeugte Strom fließt durch die
Stromspule 4. zum Körper des Reglerschalters und somit zum Oberen Anker i o mit
dem Kontakte 14, während gleichzeitig ein Teilstrom die Spannungsspule durcheilt,
sich über die Masse zur Maschine schließt und dadurch den Elektromagneten erregt.
Es werden nun magnetische Zugkräfte auf die Anker 9 und io wirken, deren Größe von
der Stärke des die Spule 6 durchfließenden Stroms, d. h. von der Höhe der Maschinenspannung
abhängig ist. Wird nun die Betriebsspannung erreicht, so überwindet die magnetische
Zugkraft die entsprechend eingestellte Gegenkraft der Blattfeder 12, der obere Anker
r o wird angezogen, lind der Kontakt14 setzt sieh auf den Kontakt 16 auf,
worauf
der Strom über Anschluß 2o teils durch die zusätzliche Stromspule 5 zur Batterie
2q., teils zu den Stromverbrauchern 25 fließen kann. Steigt nun die Maschinenspannung
noch um ein weiteres, so wird nun auch die Gegenkraft der entsprechend eingestellten
Feder i i des Ankers 9 überwunden, die Kontakte 13 und 15 werden geöffnet- und der
Widerstand 23 in dem Erregerstromkreis 22 eingeschaltet. Die Maschinenspannung sinkt
nun, worauf der Widerstand 23 durch die Kontakte 13 und 15 wieder kurzgeschlossen
wird, und so wiederholt sich weiter das Reglerspiel in der bekannten Weise. Sinkt
aber die Lichtmaschinenspannung unter die Batteriespannung, oder wird die Lichtmaschine
abgestellt, so fließt nun ein Strom von der Batterie 24 durch die Stromspule 5 und
¢ zur Lichtmaschine zurück, und infolge der dadurch entstehenden Gegena;mperewln:dung-en
wird die auf den Anker i o wirkende magnetische Zugkraft abnehmen. Die Gegenkraft
der Blattfeder 12 hebt nun den Anker io mit dem Kontakt 1¢ von dem Gegenkontakt
16 ab, und somit wird die Maschine von der Batterie abgeschaltet.