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Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten einer als Kraftquelle eines Kraftverbrauchers
vorgesehenen Brennkraftmaschine Vorrichtungen zum Ein- und Ausschalten einer als
Kraftquelle Beines Kraftverbrauchers vorgesehenen Brennkraftmaschine, die abhängig
von einer vom normalen Antrieb des Kraftverbrauchers abhängigen physikalischen Größe,
z. B. Strom, Druck, Wasserstand, einschaltbar ist, sind an sich bekannt. Man hat
bei diesen Vorrichtungen auch schon vorgeschlagen, daß eine Steuervorrichtung der
Anlaßvorrichtung der Brennkraftmaschine durch einen Hilfsmotor angetrieben und dieser
beispielsweise von irgendeiner Stromquelle gespeist wird, wobei in seinem Stromkreis
ein von einer physikalischen Größe des I'.raftverbrauchers abhängig sich schließender
Schalter liegt. Hierbei hat man. die Schalter in verschiedenster Weise mit der Steuerwelle
in Verbindung gebracht, uxn s_ o das Anlassen der Brennkraftmaschine und die dafür
notwendigen Schaltungen bei ihrem Umlauf zu bewirken. Bei diesen Ausführungsformen,
welche die gestellte Aufgabe auf rein elektrischem Weg lösten, war für jede einzelne
Betätigung der Bedientungsorgane der Kraftquelle eine verhältnismäßig starke telektrische
Einrichtung erforderlich, welche die Anlage teurer, schwerer rund dadurch unbequemer
gestaltete.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, welche darin besteht, daß
die Steuerwelle selbst mit einem etwas stärkeren Antrieb versehen und somit nun
in der Lage ist, die Bedienungselemente der Kraftquellie durch mechanische Mittel
zu betätigen. Man braucht also nur eine einzige Kraftverstärkung, und das ist die
der Steuerwelle, die aber leicht zu erreichen ist. Die übrigen Hilfsmittel für die
Bedienungsclemnenbe könnten als mechanische ausgebildet sein. Man hat es somit in
der Hand, zwischen elektrischer Betätigung und mechanischer Betätigung beliebig
zu wählen.
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Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zum Ein- und Ausschalteri
einer ,als Kraftquelle eines Kraftverbrauchers vorgesehenen Brennkraftmaschinte,
die abhängig von einer vom normalen Betrieb .des Kraftverbrauchers abhängigen physikalischen
Größe, z. B. Strom, Druck, Wasserstand, einschaltbar ist, bei welcher ein von einer
beliebigen Stromquelle gespeister Hilfsmotor die Steuerung der Anlaßvorrichtung
der Brennkraftm.aschine antreibt. Eine verschiedene elektrische Schalter 9 bis 15
der Anlaßvorrichtung der Brennkraftmaschine betätigende Steuerwelle 32 ist mittels
mechanischer Verbindungsglieder 33 mit den Bedienungselernenben der Brennkraftmaschine
verbunden, so daß diese ,abhängig von der Steuerwelle betätigt werden. Ein weiteres
Erfindungsmerkmal besteht darin, daß im Anlaßstromkreis ein von der Steuerwelle
32 betätigter Schalter 12 liegt, der vom Magneten 16 nach dem Anspringen der Brennkraftmaschine
abhängig
vom normalen Arbeiten der Anlage geöffnet und offen gehalten wird, um wiederholtes
Anlassen zu vermeiden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine
von Hand zu betätigeiid@e'.Absclialtvorricbtung 18, i9 für die selbsttätige Anlaßvorrichtung
vorgesehen ist.
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In einer beispielsweisen Ausführungsform besteht die Anlage aus vier
organischen, zu einer Gesamtanlage einheitlich zusammengefaßten Anordnungen, und
zwar i. einen mechanischen Antrieb mit einer Zapfwelle für die Kraftabgabe, 2. einer
Schaltwalze einschließlich Kontakten, 3. einer magnetischen Betätigung, 4.. einer
Handbetätigung, die kombiniert ist mit der selbsttätigen Außeibetriebsetzung der
Gesamtanlage.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist in Abb. i die Vorrichtung als
solche dargestellt, und zwar in Ansicht; in Abb. 2 ist dann zum Verständnis der
Abb. i noch die Schaltweise iin einzelnen schematisch dargestellt.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, liegt in der unteren Hälfte der Vorrichtung
die Steuerwelle 32, auf welcher fest die Schaltwalze 43 mit den Kontakten 9 bis
15 angeordnet ist. Darüber sind die magnetischen Betätigungen (beispielsweise 8,
16 und 17) angeordnet, und darüber befinden sich dann wieder die von Hand zu betätigenden
Schaltteile 18 und i9, die kombiniert sind mit der selbsttätigen Außerbetriebsetzung
der Gesamtanlage.
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Der Antrieb der Automatik erfolgt durch einen aus der Starterbatterie
gespeisten Gleichstrommotor 6 mit angebautem Getriebe 7 hoher Lebersetzung. Die
Schaltwalze 43 läuft mit etwa o,5 bis i Umdrehung pro Minute um, je nach den Bedürfnissen
der anzulassenden Maschine. Von einer beliebigen Z-vischenwelle des Getriebes 7
oder von der N@?elle 32 der Schaltwalze 43 kann der ineebanische Antrieb 33 für
das Schliel')en der Brennstoffpumpen. oder Betätigen des Vergaserhebels abgezweigt
werden. Zu diesem Zweck ist in gewissen Fällen auch die Anordnung einer Kurvenscheibe
oder Kurbelscheil:e45 auf der Schaltwalzenwelle-2 vorzusehen.
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Die Schaltwalze 43 betätigt die zum Ein-und Ausschalten der Stromkreise
erforderlichen Kontakte 9 bis 15, -welche der gestellten Aufgabe entsprechend gleichzeitig
auch von der mechanischen Betätigung 22 bis 25 beeinflußt werden können. Letzteres
ist grundsätzlich neu, denn bisher war zum Erreichen der gleichen Wirkung das Zusammenarbeiten
.von getrennten Zeitschaltern und Relais erforderlich.
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Das vom Schaltreiz beeinflußte Organ ist in der Regel ein Umschaltekontakt
9, welcher mit einem von der Schaltwalze 43 gesteuerten Umschaltekontakt to in Wechselschaltung
verbunden ist. Auf diese Weise .wird erzielt, daß die Schaltwalze 43 beim :Eintreffen
des Schaltreizes z. B. i/2 Um-`drehung macht, um sich dann bis zum Ausbleiben des
Schaltreizes stillzusetzen und nach dem Ausbleiben in die Ausgangsstellung zurückzukehren.
Es sind also zwei Ablaufperioden zu unterscheiden; während der ersten Periode erfolgt
das Ein- und Ausschalten der Anlaßstromkreise i 2, 21 sowie notfalls Einschalten
des Störungssignals i i, 2o; während der zweiten Periode kann die mechanische Betätigung
33 des Brennstoffpumpenliebels zum Zwecke der Außerbetriebsetzung des Motors 42
erfolgen.
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An einem Ausführungsbeispiel sei die Wirkungsweise der Vorrichtung
beschrieben, um auch die Anordnung im einzelnen - daraus verständlich zu machen
und die einzelnen Teile gleichzeitig damit zu beschreiben. Es sei angenommen, die
Vorrichtung soll benutzt werden für eine Notstromzentrale, d. h. bei Ausbleiben
des Überlandstromes soll ein z. B. durch einen Dieselmotor angetriebener Stromerzeuger
selbsttätig eingeschaltet werden. Der bei i normalerweise vorhandene, für den angenommenen
Fall nun ausbleibende Strom steuert durch sein Ausbleiben einen Hilfskontakt 44,
der mit dem an der Oberlandspannung hängenden Schaltschütz 2, 3 mechanisch gekuppelt
ist. Dadurch wird dann, wie noch näher entenstehend beschrieben, i. der Glühkerzenstrom
bzw. Zündstrom eingeschaltet, 2. nach einigen Sekunden mehrmals der Starterstromkreis
eingeschaltet, 3. nach erfolgtem Starten der Glühkerzenstrom ausgeschaltet (nur
bei Dieselbetrieb), und zwar in folgender Weise: Normaler Ablauf ohne Störung (mit
Vergasermotor) Der Überlandstrom speist über den gchalter i den Magneten 3, welcher
das Schaltschütz 2 so festhält, daß der (`I)Yrlaildstnom über den Schalter 2 zu
den Verbrauchern 4 gelailgen kann. Beim Ausbleiben des Überlandstromes läßt der
Magnet 3 Ios; das Schaltschütz 2 schaltet um und verbindet den mit Motor 42 gekuppelten
Generator 31 mit den Verbrauchern 4. Beim Umschalten des Schaltschützes 2 schließt
sich der Hilfskontakt 44, welcher den Magneten 8 mit Strom aus der Batterie 5 versorgt.
Der Magnet S zieht den Kontakt 9 nach oben, worauf der Antriebsmotor 6 für die Schaltwalze
43 über Kontakt to und t i an Batteriespannung 5
gelegt wird. Der
Motor 6 treibt jetzt über das Getriebe 7 die Schaltwalze 43 an. Nach kurzer Drehung
hebt sich die Rolle 25 aus dem Schlitz der Schaltwalze 43 und hebt das damit verbundene
Gestänge 46, 47 hoch. Hierbei öffnet sich Kontakt 15, welcher den ErdschJuß des
Ziindmagneben 29 aufhebt, so daß die Zündanlage 29, 3o betriebsfertig ist. Gleichzeitig
schließt sich Kontakt 14 und verbindet die Batterie 5 über Widerstand 28 mit Generator
31 zum Zwecke der Aufladung. Das Gestänge 47 verhindert das Umschalten des Kontaktes
9 für 'den Fall, daß die überlandspannung schon während. des Schaltvorganges wiederkehrt.
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Nach weiterer Drehung fällt die Rolle 23 mehrmals in hintereinander
angeordnete Schlitze der Schalt-Walze 43 -und schaltet jedesmal über das Gestänge
48 den Kontakt 12 ein, welcher den Starter 21 in Betrieb setzt. Sobald der Motor
42 angesprungen ist, erzeugt der Generator 31 eine Spannung, unter deren Einfluß
der Magnet 16 erregt wird und das Gestänge 48 in der oberen Lage festhält, also
ein abermaliges Einschalten des Kontaktes 12 und des Relaisstromes verhindert.
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Wenn der Motor 42 bereits beim erstmaligen Starten .anspringt, kann
die Rolle 23 beim Vorbeigleiben am zweiten und dritten Schlitz 49 kein Schließen
des Kontaktes 12 bewirken. Der Starter 21 kann - also nicht in das Schwungrad 5o
des laufenden Motors 42 eingreifen. Nach etwa 1/2 Umdrehung der Schaltwalze hebt
sich die Rolle 24 aus dem Schlitz 51. Die Bedeutung dieses Vorganges wird unter
»Störung« erläutert. Beim Erreichen der mit »Betrieb« gekennzeichneten Stellung
der Schaltwache 43 fällt die Rolle 22 in den dazugehörigen Schlitz 4o ein. Hierdurch
wird der Kontakt i o nach unten geschaltet, worauf der Motor 6 sbehenbleibt. Die
Rolle 25 kann noch nicht in den Schlitz 52 einfallen, weil der Magnet 53 über Hilfskontakt
44 ,an Batteriespannung 5 liegt.
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Die Schaltwalze 43 bleibt in der Stellung »Betrieb« so lange stehen,
bis die überl,andsp,annung i wiederkehrt. In diesem Falle wird der Magnet 3 des
Schaltschützes 2 erregt und schaltet die Verbraucher 4 auf das überlandnetz 1, wobei
gleichzeitig der Hilfskontakt 44 unterbrochen wird. Hierdurch werden die Magneten
8, 53 stromlos. Die Rolle 25 fällt in den Schlitz 52. Hierbei öffnet sich Kontakt
14 und unterbricht die Batterieladung 5. Es schließt sich Kontakt 15 und setzt die
Zündanlage 29, 3o außer Betrieb. Gleichzeitig fällt Kontakt 9 in die untere Schaltstellung.
Der Motor 6 erhält dann wieder Strom. Die Schaltwalze 43 dreht sich weiter. Nach
ganz kurzer Drehung hebt sich die Rolle 22 im Schlitz 41 ein wenig, so daß Kontakt
io in der Mittelstellung steht und den oberen und unteren Umschaltekontakt überbrückt.
Der Motor 6 erhält jetzt also unabhängig von der Stellung des Umschalters 9 Strom,
bis die. Rolle 22 sich aus dem Schlitz 41 hebt und der Kontakt i. die @obere Stellung
bewegt. Dies ist der Fall beim Erreichen der mit »Bereitschaft« gekennzeichneten
Stellung. In dieser Stellung verharrt die Schaltwalze 43, bis der Kontakt 9 durch
abermaliges Ausbleiben der Überlandspannung von dem Hilfskontakt 44 gespeisten Magneten
8 in die obere Schaltstellung gezogen wird.
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Tritt eine Störung ein, z. B. der Motor 42 springt nicht ,an, dann
erreicht die' Schaltwalze die Stellung i 8o°. Die Rolle 23 greift noch in .den Schlitz
49 ein, und .der Kontakt 12 ist geschlossen. Die Rolle 24 hat aber bereits den Schlitz
51 verlassen und den Kontakt 13 geöffnet. Der zum Starter 21 fließende Strom muß
jetzt einen Umweg über Magnet 17 machen, dessen Anker 54 angezogen wird, so äaß
die durch den Anschlag 55 festgehaltene Stange 27 durch den Druck der Feder 56 nach
oben schnellt. Hierbei dreht sich die in den Lagern 34, 35 gehaltene Welle 26 ein
wenig. Der Hebel37 hebt den Anschlag 39 und schaltet den Kontakt 12 aus. Gleich.-zeitig
hebt Hebel 38 die Stange 57 und schaltet den Umschalter i i nach oben, wodurch die
Stromzuführung zum Motor 6 unterbrochen und das Signal 2o eingeschaltet wird.
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,Nach Beseitigung der Störung wird der Knopf 18 gedrückt, so daß der
Anschlag 55 wieder vom Anker 54 festgehalten wird. Gleichzeitig schaltet der Umschalter
i i über Stange 27, Hebel 36, Welle 26, Hebel 38, Stange 57 nach unten. Der Motor
6 erhält Strom. Es beginnt eine neue Schaltfolge, wie bereits beschrieben.
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Die Betätigung der Vergaserklappe während des Anlaufens geschieht
wie folgt: Um einen Verbrennungsmotor sicher zum Anlaufen zu bringen, ist es nötig,
ihm wähnend der Anlaufperiode :ein fetteres Brennstoffgemisch zuzuführen. Zu diesem
Zweck ist ein Hilfsvergaser einzuschalten oder die Luftzufuhr zum Hauptvergaser
zu drosseln. Zum Ausführen dieser Bewegung waren bisher Zugmagneten erforderlich.
Bei der beschriebenen Automatik erfolgt die Betätigung der Vergaserklappe bzw. des
Hilfsvergasers über die Welle 32, Kurbelscheibe 45 *und das Gestänge bzw.
den Seilzug 33. Durch geeignete Wahl der Kurbelstellung läßt sich die Größe und
zeitliche Verschiebung relativ zur Bewegung der Schaltnocken 22 bis 25 beliebig
verändern. Eine weitere Möglichkeit besteht durch Anwendung einer Kurvenscheibe
an
Stelle der Kurbelscheibe 4.5, wodurch man außer Größe und zeitlicher Verschiebung
auch noch die Bewegungsgeschwindigkeit des Seilzuges 33 beliebig beeinflussen kann.
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Der Seilzug 33 dient bei Anwendung eines Dieselmotors dazu,
die Brennstoffpumpe auszuschalten, während sich die Schaltwalze q,3 von der Stellung
»Betrieb« in die Stellung »Bereitschaft« bewegt. Für diesen Zweck waren bisher große
und daher sehr teure Zugmagneten erforderlich.
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Kehrt der Strom zurück, so läuft die Vorrichtung zunächst weiter.
Von der Welle 32 des mechanischen Antriebes wird jetzt das Abstellen der Brennstoffpumpe
bewirkt; darauf bleibt die Automatik in der Bereitschaftsstellung stehen und kann
bei abermaligem Ausbleiben des Überlandstromes wiederum in Tätigkeit treten.
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Zur Außerbetriebsetzung der Automatik von Hand wird durch Drücken
des Knopfes i 9 dasselbe bewirkt wie durch das Anziehen des Magneten 17. Der Anschlag
55 wird vom Anker 54. freigegeben. Die Stange 27 schnellt nach oben und schaltet
den Starterstrom aus und ebenfalls die Stromzufuhr zu dem Motor 6.
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Eine weitere Ausgestaltung dieser Einrichtung kann durch ein Notsignal
2o erfolgen, welches in Tätigkeit tritt, sobald der Motor :12 nach wiederholtem
Starten nicht anspringt. Sie Schaltwalze 4.3 bleibt dann in einer Zwischenstellung
stehen, bis das Signal 20 von Hand .ausgeschaltet bzw. die Störung des Motors 42
beseitigt wird.
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Die Vorrichtung ist u. a. auch brauchbar für eine automatische Wasserversorgung.
In diesem Fall wird der an der Stelle i und 44 eintretende Schaltreiz durch einen
Schwimmer oder Druckschalter gesteuert, während _sonst im übrigen alles bleibt wie
zuvor. In ähnlicher Weise kann man Leuchtfeuer speisen, d. h. bei Ausfall einer
Hauptmaschine eines Leuchtfeuers eine Reservemaschine in Tätigkeit*setzeii, wobei
die erste Maschine durch Umlegen des Li inschalters automatisch in Betrieb gesetzt
wird. Für eine auftretende Störung kann, wie bereits oben beschrieben, auch hier
ein akustisches oder optisches Signal vorgesehen werden.