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Elektrische Anlaßvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine elektrische Anlaßvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die so lange
bei unerwünschtem Stehenbleiben der Brennkraftmäschine immer wieder selbsttätig
zur Wirkung kommt, wie die Brennkraftmaschine tatsächlich in Betrieb gehalten werden
soll.
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Derartige Anlaßvorrichtungen müssen nach dem Anspringen der Maschine
außer Betrieb gesetzt werden, und sie müssen ferner in Tätigkeit treten, sowie die
Brennkraft maschine aus irgendeinem Grunde stehenbleibt. Wird zur Steuerung der
Anlaßvorrichtung ein gewöhnliches Relais benutzt, das von dem Lauf der Maschine
abhängig ist, so kann es vorkommen, daß die Anlaßv orrichtung bei Stehenbleiben
der Brennkraftmaschine schon wieder zur Wirkung kommt, bevor noch die Maschine richtig
ausgelaufen ist.
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Demgemäß liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Einrichtung vorzusehen,
die das - Einshalten -der Anlaßvorrichtung eine bestimmte Zeit verzögert, damit
die Brennkraftmaschine auch wirklich richtig zur Ruhe gekommen ist. Es ist nun schon
bekannt, das Einschalten der Anlaßvorrichtung abhängig zu machen von dem im Saugrohr
der Maschine erzeugten Unterdruck. Die Anlaßvorrichtung tritt in Tätigkeit, sobald
infolge Stehenbleibens der Maschine der Unterdruck aufhört. Mit einer solchen Einrichtung
kann eine sichere Verzögerung des Wiedereinschaltens der Anlaßvorrichtung jedoch
nicht erzielt werden, weil ein gewisser Unterdruck im Säugrohr ohne Einfluß auf
das Ein- und Aus-, schalten der Anlaßvorrichtung bleiben muß. Sonst würde, da beim
Anlassen der Anlaßvorrichtung auch bereits ein Unterdruck im Saugrohr entsteht,
die Anlaßvorrichtung überhaupt nicht richtig zur Wirkung kommen können.
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Nach der Erfindung besteht die Verzögerungseinrichtung aus einer Feder,
etwa in Gestalt einer Blattfeder, mit Einspannung an einem Ende und Gewichtsbelastung
am anderen Ende, die _bei Stehenbleiben der Brennkraftmaschine in Schwingung gerät
und dadurch das Schließen eines die Bewegung des Anlaßritzels steuernden Stromkreises
verzögert. _
Es wird hierbei in an sich bekannter Weise ein Relais-
verwendet, das durch den Strom des von der Brennkraftmaschine ge-; triebenen- Generators
in solcher Stellung ge=:° halten wird, daß es die Betätigung der in= laßvorrichtung
- während des Laufens der.:; Brennkraftmaschine verhindert. Bei einer' solchen Anordnung
soll nach der Erfindung die aus einer Feder bestehende Verzögerungsvorrichtung das
Schließen eines Kontaktes verzögern, der im Stromkreis eines den Schalter des Anlaßstromkreises
betätigenden Anlaßrelais liegt.
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Die Verzögerungsvorrichtung kann ferner durch das die Betätigung der
Anlaßvorrichtung während des Laufs der Brennkraftmaschine verhindernde Relais betätigt
werden.
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Die Abstimmung der Feder wird so gewählt, daß die Zeit einer vollen
Federschwingung kürzer ist, als das.Anlaßrelais zu seiner Erregung braucht. Das
freie Federende kann mit schrägen Flächen versehen sein, mit denen der die Verzögerungseinrichtung
betätigende Teil des Abschaltrelais zusammenarbeitet, indem er durch Bewegung längs
der einen Fläche beim Schließen des Relais die Feder aus der Schlußstellung des
Kontaktes verdrängt und durch Bewegung längs der anderen -Fläche beim Abfallen des
Relais der Feder einen über das Maß der Spannstellung hinausgehenden Schwingungsimpuls
erteilt.
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Die Zeichnungen zeigen als Ausführungsbeispiel Fig. i die selbsttätige
Anlaßvorrichtung in Verbindung mit der üblichen elektrischen Einrichtung für einen
Verbrennungsmotor in halbschematischer Darstellung, Fig.2 die selbsttätige Anlaßvorrichtung
an sich im Aufriß, Fig. 3 dieselbe im Schnitt,, im -wesentlichen nach der Linie
3-3 der Fig. 2, Fig. 4 eine Einzelansicht der Steuerrelaisvorrichtung in schaubildlicher
Darstellung, Fig.5 eine Einzelansicht der Steuerkontakte; Fig. 6, 7 und 8 sind Ansichten,
die den Fig. i, ä und 3 entsprechen, aber die Teile in der Stellung zeigen, die
dieselben während des Betriebes des Motors einnehmen, und - Fig. g zeigt in größerem
Maßstab eine Einzelheit des Relaistaucheranschlages.
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-Die in Fig: i -dargestellte elektrische Anlaßvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor umfaßt eine Batterie io, deren eine Klemme bei i i geerdet und
die andere Klemme durch eine Leitung 12 mit einer selbsttätigen Anlaßvorrichtung
13 verbunden ist. Die Batterie ist ferner durch eine Leitung 14 über einen selbsttätigen,
Ausschalter 15 und durch eine Leitung-i6 mit der-einen Klemme eines Generators G
verbunden, dessen ändere Klemme bei 17 geerdet ist. Es versteht sich von selbst,
daß der Generator G ,'1#.beliebiger, geeigneter Weise mit dem an-#zti'lassenden,
nicht dargestellten Motor rne-@Ghänisch verbunden werden kann, so daß der Generator
während des Betriebes des Motors dazu dient, die Batterie in der üblichen Weise
zu laden.
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Die selbsttätige Anlaßvorrichtung 13 ist zweckmäßig in einem Gehäuse
18 angeordnet, das aus einem Sockel i9, Teilen 2o und 21 und einem Trennungsstück
22 besteht. Der Sockel kann in der aus Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise mit herabhängenden
Füßen 23 versehen sein.
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Die Anlaßvorrichtung besteht aus einem Anlaßschalter 24, 25, 26, dessen
Teil 24 mit der Batterieleitung 12 und dessen Teil 26 durch die Leitung 27 über
die nur eine einzige Windung besitzende Spule 28 und durch die Leitung 29 mit der
einen Klemme des Anlaßmotors SM verbunden, während die entgegengesetzte Klemme bei
30 geerdet ist.
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Der Schalterteil 25 sitzt auf einem Tauchkern 31 aus geeignetem magnetischen
Material und ist so eingerichtet, däß er auf dem Tauchkern eine Längsbewegung in
einer Richtung entgegen der Wirkung der Feder 32 ausführen kann, durch welche genannter
Schalterteil gegen eine an diesem Tauchkern vorgesehene Schulter 33 gedrückt wird.
Der Tauchkern wird für gewöhnlich in der aus Fig. i ersichtlichen Stellung festgehalten,
in welcher der Schalterteil 25 durch eine Feder 34 außer Berührung mit den
Schalterteilen 24 und 26 gehalten wird. Die Feder 34 sitzt auf dem Tauchkern 31
und ist zwischen einem an diesem Tauchkern vorgesehenen Bund 35 und dem Trennungsstück
22 des Gehäuses 18 züsammengepreßt.
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Eine Magnetspule 36 ist im Gehäuse 18 um den Tauchkern 31 angeordnet
und zieht letzteren, wenn sie erregt ist, nach unten in Berührung mit einem auf
dem Endstück 21 des Gehäuses vorgesehenen Polstück 37, wodurch der Schalterteil
25 mit den Schalterteilen 24 und 26 in Berührung gebracht wird. Das eine
Ende der Magnetspule ist durch eine Leitung 38 mit einem handbetätigten Schalter
39 verbunden, der selbst durch die Leitung 12 mit der Batterie verbunden ist. Der
Schalter 39 kann auch als Zündungsschalter für den Motor dienen; in diesem Fall
ist eine von genanntem Schalter ausgehende Leitung 4o mit der nicht dargestellten
Zündvorrichtung verbunden.
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Die entgegengesetzte Klemme der Magnetspule 36 ist durch eine Leitung
41 mit einem ortsfesten Kontaktstück 42 verbunden, das auf einem Arm 42'- sitzt.
Der Arm 42' ist
auf einem Konsol54 (siehe Fig.4 und 5) starr befestigt,
aber von diesem in der bei 54a in Fig. 5 dargestellten Weise isoliert. Ein beweglicher
Kontakt 43 sitzt auf einem elastischen, leitenden Streifen 44., der mit einem Ende
beispielsweise -durch Schrauben 45, die den Arm 42' durchsetzen, aber von demselben
isoliert sind, am Konsol 54 befestigt und auf demselben geerdet ist. Das freie Ende
dieses Streifens trägt ein Gewicht 46. Es ist leicht ersichtlich, daß der Streifen
44 mit dem Gewicht 46 am oberen Ende desselben einen umgekehrten Pendel oder Vibrator
bildet, dessen Schwingungsperiode von der Steifheit und Länge des Streifens 44,
der Größe des Gewichtes 46, der Lage des Kontaktes 42 und dem normalen Druck zwischen
den Kontakten 42 und 43 abhängt.
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Ein Steuerrelaistauchkern 47 aus geeignetem magnetischem Material
ist im Gehäuse 18 im wesentlichen parallel mit dem Vibratorstreifen 44 verschiebbar
angeordnet und für gewöhnlich beispielsweise durch eine zwischen einem an genanntem
Tauchkern vorgesehenen Bund 49 und dem Gehäusetrennungsstück 22 zusammengepreßte
Feder 48 in der oberen in Fig. i dargestellten Lage gehalten. Das obere Ende des
Tauchkernes 47 stützt sich für gewöhnlich gegen einen Anschlag, der durch eine nicht
magnetische, am Endstück 2o des Gehäuses 18 in geeigneter Weise befestigte Muffe
5o gebildet wird. Wie insbesondere aus Fig. 9 der Zeichnung ersichtlich, kann 'diese
Verbindung als eine Büchse 5oa aus magnetischem Material ausgebildet werden, die
im Endstück 2o fest eingepreßt ist und in welche das Ende der Muffe 5o ebenfalls
fest eingepreßt wird. In die Büchse 5oa ist ein Polstück 5o' aus magnetischem Material
einstellbar eingeschraubt, das den Kern der Magnetspule 28 bildet. Es ist zu bemerken,
daß die Muffe 5o dazu dient, den Tauchkern 47 vom Polstück 50' magnetisch so zu
isolieren, daß genannter Tauchkern nicht hängenbleibt; sondern durch die Spule 59
frei zurückgezogen wird, wenn der magnetische Fluß in der Einzelwindung 28 infolge
des Anspringens des Motors geschwächt wird. Der Tauchkern 47 besitzt oben Schultern
51 und 52, die in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen
einander eine Rille-frei lassen. Ein Hebel 53 ist mit einem Ende an einem Arm 54'
angelenkt, der sich oberhalb des Konsuls 54 erstreckt und in der Nähe seiner Mitte
einen Stift 55 trägt, der in die zwischen den Schultern 51 und 52 frei gelassene
Rille eindringen kann und in dieser ein beträchtliches Spiel hat. Das äußere Ende
des Hebels 53 trägt eine Rolle 56, die sich für gewöhnlich in der Nähe der oberen
geneigten Fläche 57 des genannten Gewichtes 46 befindet. Durch eine Feder 58 wird
der Stift 55 gegen den oberen Bund 51 gehalten, wenn die Relaisvorrichtung sich
in der aus Fig. i ersichtlichen geschlossenen Stellung befindet.
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Eine Magnetspule 59 ist im Gehäuse 18 in beliebiger, geeigneter Weise
uni den Tauchkern 47 befestigt und umgibt ebenfalls ein Polstück 6o, das am Endstück
21 des genannten Gehäuses befestigt ist. Das Polstück 6o ist beispielsweise durch
eine nicht magnetische Unterlagscheibe 6o' vom Gehäusestück 21 magnetisch isoliert
und zweckmäßig durch geeignete Mittel, wie z. B. eine nicht magnetische Schraube
Goa, an diesem Gehäusestück befestigt. Die Magnetspule 59 ist mit dem Anlaßstromkreis
durch eine Leitung 61 verbunden, die an der Leitung 29 angeschlossen ist, während
das andere Ende der Magnetspule durch eine Leitung 62 bei 63 geerdet ist. Eine zweite
Magnetspule 64 ist in ähnlicher Weise gegenüber dem Tauchkern 41 angeordnet und
kann in der aus Fig. i ersichtlichen Weise innerhalb der Spule 59 liegen. Das eine
Ende der Spule 64 ist durch eine Leitung 65 mit der Generatorleitung 16 und das
andere Ende mit der Erdleitung 62 verbunden. Die Spule 59 ist so angeordnet, daß
sie bei ihrer Erregung den Tauchkern 47 nach unten zieht, wenn diese Bewegung nicht
durch die Spule 28 des Anlaßstromkreises verhindert wird. Die Spule 64 ist so angeordnet,
daß sie den Tauchkern 47 so lange in der unteren Stellung hält, als der Generator
.G in Betrieb ist.
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Betrachtet man insbesondere Fig. 6, 7 und 8 der Zeichnung, so sieht
man, daß, wenn der Tauchkern 47 nach unten gezogen wird, dessen Schulter 51 den
Stift 55 ebenfalls nach unten bewegt. Hierdurch wird der Hebel 53 verschwenkt, die
Rolle 56 mit dem Gewicht 46 in Berührung gebracht und der Streifen 44 rückwärts
gebogen, so daß der Kontakt 43 sich vom ortsfesten Kontakt 42 entfernt und die Rolle
56 dann unter die in entgegengesetzter Richtung geneigte Fläche 66 des Gewichtes
46 gelangt. Aus Fig. 6 ist nun ersichtlich, daß der Hebel 53 wegen der Neigung der
Fläche 66 gegenüber der Rolle 56 gleichzeitig etwas nach unten bewegt wird, so daß
der Stift 55 von den Schultern 51 und 52 des Tauchkernes 47 abgehoben wird und der
Tauchkern gegenüber dem Hebel 53 eine geringe schwebende Bewegung ausführen kann.
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Wenn der Tauchkern 47 freigegeben wird, stößt die Schulter 52 gegen
den Stift 55, wodurch der Hebel 53 in die normale Stellung zurückgebracht wird.
Hierdurch wird das Gewicht 46 plötzlich freigegeben und der
Streifen
44 in Schwingungen versetzt. ' Die Spule 36 wird so bemessen, daß die Zeitperiode
derselben länger ist als die Schwingungsperiode des genannten Streifens 44, so daß
die Spule 36 erst dann erregt wird und den Schalter 25 schließt, wenn der Vibrator
im wesentlichen zur Ruhe gekommen ist. In dieser Beziehung kommt es auf ein genaues
Verhältnis zwischen der Selbstinduktanz der Spule 36 und der angelegten Spannung,
dem magnetischen Fluß und der Gegen-EMK nicht an. Bedingung ist nur, daß die Selbstinduktanz
groß genug gewählt wird, damit die nötige Zeit, um den magnetischen Fluß in der
Spule auf einen wirksamen Wert zu bringen, größer ist als die Zeit, während welcher
die Kontakte 42, 43 bei schwingendem Streifen 44 geschlossen bleiben.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist. folgende: Wenn
der Bedienende den Zündungsschalter 39 schließt, wird folgender Stromkreis geschlossen:
Batterie to, Leitung 12, Schalter 39, Leitung 38, Spule 36, Leitung 44 Kontakte
42 und 43 und Erde bei 45. Hierdurch wird die Spule 36 erregt, der Tauchkern 3 r
nach unten bewegt und der Anlaßschalter 2q., 25, 26 geschlossen. Hierdurch wird
folgender Stromkreis geschlossen: Batterie ro, Leitung i2, Schalterteile 24, 25,:26,
Leitung 27, Spule 28 und Leitung 29 zum Anlaßmotor S111 und von hier zur Erde bei
3o. Gleichzeitig wird auch die Spule 59 durch die Leitung 61 vom Anlaßstromkreis
aus durch die Leitungen 29 und 62 bis zur Erde bei 63. erregt. Während des Anlassens
aber wird die Spule 28 durch den starken AnlaBstrom erregt und hierdurch ein Rückzug
des Tauchkernes 47 verhindert, der in der oberen Stellung festgehalten wird.
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Sobald der Hauptmotor anspringt, wird der Anlaßmotor entlastet und
hierdurch der durch die Spule 28 fließende Strom bedeutend geschwächt, so daß die
an der Spule 59 angelegte Spannung entsprechend steigt. Hierdurch kann die Spule
59 die Wirkung der Spule 28 und der Feder 48 überwinden, den Tauchkern 47 nach unten
ziehen und den Kontakt 43 in die aus Fig. 6, 7 und 8 ersichtliche offene Stellung
bringen. Die Spule 36 wird hierdurch aberregt und der Taucher 31 durch eine Feder
34 in die obere Stellung gebracht, wodurch der Anlaßstromkreis geöffnet wird. Der
Tauchkern 47 wird jedoch nicht sofort freigegeben, weil die Spule 59 genügend remanenten
Magnetismus besitzt, um den Tauchkern in der unteren Stellung zu halten. Dieser
remanente Magnetismus ist auf den geringen Strom zurückzuführen, den der sich in
seinem remanenten Feld schnell drehende Anker des Anlaßmotors. erzeugt. Inzwischen
hat der vom Hauptmotor angetriebene Generator G eine genügende Spannung erzeugt,
um den Tauchkern 47 durch die Spule 64 so lange in der unteren Stellung zu halten,
als der Hauptmotor läuft.
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Sollte der Motor aus- irgendeinem Grund bei noch eingeschaltetem Schalter
39 stillstehen, so wird die Spule 64 aberregt und der Tauchkern 47 durch die Feder
48 in die obere Stellung gebracht, wodurch das Gewicht 46 freigegeben wird. Da das
Gewicht 46 hierdurch in Schwingung versetzt wird, so öffnet sich der Kontakt 43,
der den Stromkreis der Spule 36 eine vorbestimmte Zeit lang schließt, bevor er sich
gegen den Kontakt 42 legt und in Ruhe bleibt. Während dieser Zeit wird die Spule
36 nicht in wirksamer Weise erregt, da sie so ausgebildet ist, daß die durch das
Einstellen des Flusses in -der Spule erzeugte Gegen-EMK die Erregung der Spule 36
verzögert und die Kontakte wieder öffnet, bevor ein wirksamer Fluß erzeugt wird.
Der schwingende Teil 44 ist so ausgebildet, daß diese Verzögerung genügt, um dem
Motor Zeit zu lassen, vollständig zur Ruhe zu kommen, bevor der Anlaßschalterteil25
wieder eingeschaltet wird.
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Sollte der Motor falsch anspringen und nach einer oder zwei Explosionen
stillstehen, so wird der Relaistauchkern 47 durch die Entlastung des Motors geöffnet,
jedoch hat der Generator G noch keine Zeit gehabt, auf Spannung zu kommen und die
Spule 64 so zu erregen, daß sie den Tauchkern offen hält. Immerhin wird der Tauchkern
47, wie oben erwähnt, durch die Spule 59 so lange in der offenen Stellung gehalten,
bis der Motor im wesentlichen zur Ruhe gekommen ist. Dann genügt der die Spule 59
durchfließende Strom nicht mehr, um den Tauchkern 47 in der unteren Stellung zu
halten, so daß dieser hochgeht, wodurch der Stromkreis der Spule 36 geschlossen
wird und der Anlaßvorgang sich wiederholt.
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Es ist leicht ersichtlich, daß die oben beschriebene Verzögerungsvorrichtung,
weil sie in ihrer Wirkung von der Schwingungsdauer eines gedämpften schwingenden
Teiles abhängt, im wesentlichen von den Betriebs bedingungen des selbsttätigen Anlassers
nicht beeinflußt wird. Da die Verzögerungseinrichtung ferner nicht auf den Anlaßschalter
selbst einwirkt, so ist. es klar, daß der erste Anlaßvorgarig durch dieselbe nicht
verzögert wird und daß der Schalttauchkern sich frei bewegen kann, so daß man hierdurch
ein rasches, zwangsläufiges Schließen, und öffnen -des Anlasserstromkreises erhält.
Es ist ferner zu bemerken, daß die Hublänge des Anlasserschalttauchkernes ohne Beeinträchtigung
des Betriebes der Vorrichtung verkürzt
werden kann, so daß es möglich
ist, die Größe und die Leistung der Schaltmagnetspule zu verringern.
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Wenn auch nur eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ausführlich
dargestellt und beschrieben wurde, so versteht es sich für den Fachmann von selbst,
daß auch andere Ausführungsformen möglich sind und daß an der Anordnung und Ausbildung
der Teile im Rahmen der Erfindung Abänderungen vorgenommen, wie auch gewisse Merkmale
weggelassen bzw. abgeändert werden können.