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Von Hand ein- und ausschaltbarer Schalter für den Anlaßmotor von $rennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf von Hand ein- und ausschaltbare Schalter für Anlaßmotoren
von Brennkraftmaschinen, insbesondere auf Fahrzeugen, mit einer selbsttätigen Sicherheitsvorrichtung,
die nach dem Abschalten des Anlaßmotors ein vorzeitiges Einschalten desselben innerhalb
einer dem Auslaufen der Brennkraftmaschine entsprechenden Zeitpause verhindert.
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Wenn beim Einschalten des Anlaßmotors die Brennkraftmaschine nicht
in Gang kommt, so wird zunächst die Anlaßeinrichtung nach dein Ausschalten sogleich
wieder eingeschaltet. Hierbei besteht die Gefahr, daß beim erneuten Einschalten
der Anlaßmotor und das mit ihm verbundene Antriebsglied, z. B. Ritzel, noch nicht
vollständig zur Ruhe gekommen sind, wodurch der Anlaßvorgang gestört werden kann.
Zum Beispiel können erhebliche Beschädigungen auftreten, wenn das sich drehende
Ritzel auf den Zahnkranz des feststehenden Schwungrads aufläuft. Aus diesem Grunde
ist bereits vorgeschlagen worden, den Anlaßmotor beim Abschalten abzubremsen, damit
er rasch zum Stillstand kommt. Eine derartige Einrichtung läßt sich jedoch nicht
ohne weiteres bei allen Anlassern auf einfache Weise treffen, weil vor allem auf
das glatte Arbeiten des Anlaßgetriebes Rücksicht genommen werden muß. Außerdem läßt
sich mit den bekannten Bremseinrichtungen bei Anlassern großer Leistung der Anker
nicht schnell genug stillsetzen.
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Es sind bereits selbsttätige Sicherheitsvorrichtungen bekannt, die
nach dem Abschalten des Anlaßmotors ein vorzeitiges Einschalten
desselben
verhindern: Zum Beispiel kennt man Einrichtungen, bei denen die Sicherheitsvorrichtung
davon abhängig ist, saß die Brennkraftmaschine läuft. Da jedoch die Brennkraftmaschine
bei einem mißglückten Anlaßversuch nicht in Gang kommt, ist in diesem Fall die Sicherheitsvorrichtung
wirkungslos.
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Bei vollkommen selbsttätig arbeitenden Anlaßeinrichtungen, durch die
mit Hilfe von selbsttätigen Schaltern bei unbeabsichtigter Weise stehengebliebenem
Fahrzeugmotor der Anlasser selbsttätig eingeschaltet und bei, laufendem Fahrzeugmotor
selbsttätig wieder abgeschaltet wird; sind verschiedene Sicherheitsvorrichtungen
vorgeschlagen worden, welche die mit den vollkommen selbsttätig arbeitenden Anlaßeinrichtungen
in manchen Betriebsfällen verknüpften Nachteile jeweils vermeiden sollen. In einem
Fall soll die Sicherheitsvorrichtung das Einschalten des Anlassers verzögern, damit
die Brennkraftinaschine zur Ruhe kommen kann. Dabei ist aber Voraussetzung für das
Arbeiten der Sicherheitsvorrichtung, saß die Brennkraftmaschine vorher gelaufen
ist. Auf den ersten A.nlaßvorgang spricht die Sicherheitsvorrichtung nicht an, und
dieser kann, wenn er mißglückt ist, ohne weiteres wiederholt werden. In einem anderen
Fall bezweckt die aus einer Bimetallfeder bestehende Sicherheitsvorrichtung, eine
Überlastung des Anlaßmotors zu verhüten, wenn dieser z. B. bei eingeschaltetem Getriebe
mit angezogenen Bremsen in Tätigkeit gesetzt wird: Infolge ihrer Erwärmung unterbricht
die Bimetallfeder den Stromkreis des selbsttätigen -Anlaßschalters. In einem weiteren
Fall hat die. Sicherheitsvorrichtung die Aufgabe, Schäden zu vermeiden; die beim
Anlassen infolge von Rückschlägen des Fahrzeugmotors auftreten. Die nachArt eines
Membranschalters ausgebildete Sicherheitsvorrichtung öffnet unter dem Einfluß .des
beire Rückwärtsdrehen im Ansangrohr auftretenden Drucks den Stromkreis von Relaisschaltern,
die dann ihrerseits den Anlaßrnotor abschalten. Der Membranschalter ist mit einem
Bimetallschalter verbunden, der so lange beheizt wird, wie der Überdruck im Ansaugrohr
anhält, und verhindert, saß der Stromkreis der Relaisschalter sogleich nach dem
Aufhören des Überdruckes geschlossenwird, damit der Fahrzeugmotor nach den Rückschlägen
zur Ruhe kommen kann. Bevor dies nicht der Fall ist, soll die vollkommen selbsttätig
arbeitende Anlaßeinrichtung mit den beiden Relaisschaltern nicht in Tätigkeit treten
können.
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Ferner ist eine Schalteinrichtung für Fahrzeugmotoren bekannt; bei
welcher der Schalter für den Anlaßmotor durch das Gaspedal bedient werden kann.
Damit nach dem Anlassen bei laufendem Fahrzeugmotor das Gaspedal den Anlasserschalter
nicht betätigen kann, ist eine vom Unterdruck gesteuerte Vorrichtung vorhanden:
Diese hebt die Verbindung zwischen dem Gaspedal und dem Anlasserschalter auf, sobald
der Fahrzeugmotor aus eigener Kraft läuft. Wenn jedoch beim Anlassen der Fahrzeugmotor
nicht anspringt; so bewirkt die genannte Vorrichtung keine Trennung des Anlasserschalters
vom Gaspedal. Bei mißglücktem Anlaßversuch kann daher der Anlasserschalter sogleich
wieder geschlossen werden.
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Gemäß der Erfindung wird die mit dem Handschalter zusammengebaute,
vom Betrieb der Brennkraftmaschine unabhängige, nach Art eines Zeitschalters arbeitende
Sicherheitsvorrichtung durch das Einschalten des Handschalters in Gang gesetzt,
tritt aber gegenüber dem Handschalter erst in Wirksamkeit, wenn dieser ausgeschaltet
wird, derart, saß sie bei erneutem Betätigen des Handschalters nach einem mißglückten
Anlaßversuch das Schließen des Schalterkontakts erst nach einer Pause zuläßt, in
der das Getriebe des Anlassers zur Ruhe kommen kann. Durch diese Anordnung wird
ein in einfacher Weise ausgebildeter Anlaßschalter erzielt, mit dem verhütet wird,
saß nach einem fehl geschlagenen Anlaßversuch der Anlaßmotor sogleich wieder eingeschaltet
und dadurch dessen Getriebe beschädigt wird. Hierbei erübrigt es sich, beim Anlaßmotor
besondere Mittel zum raschen Stillsetzen seines Ankers vorzusehen, so saß .darauf
bei der Anlaßeinrichtung keine Rücksicht genommen zu werden braucht.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigen Abb. i einen Längsschnitt durch einen Schalter zusammen mit
einem Schaltplan und Abb.2 einen Schnitt durch den Schalter nach der Linie II-II
in der Abb. z, Abb.3 einen anderen Schalter in Seitenansicht und Abb.4 einen Schnitt
durch den Schalter nach der Linie IV-IV in der Abb. 3.
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Zu der in den Abb. i und 2 gezeichneten Anlaßeinrichtung gehören ein
Anlaßmotor i mit einem geeigneten Getriebe von an sich beliebiger Bauart, eine als
Stromquelle dienende Batterie 2, Glühkerzen 3, ein den Stromkreis des Anlaßmotörs
i steuernder elektromagnetischer Schalter 4 und ein von Hand zu -bedienender Schalter
5.
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Der Schalter 5 hat eine längs verschiebbare Schaltachse 6, die entgegen
der Kraft einer Feder 7 nach unten gedrückt werden kann und eine Kontaktbrücke 8
trägt. Diese steht unter dem Einfluß der Kraft einer Feder 9 und
arbeitet
mit zwei Kontakten io und ii zusammen, die sich auf einer feststehenden Zwischenscheibe
12 aus Isolierstoff befinden. Drei Kontaktfedern 13, 14 und 15 mit je einem Kontakt
16, 17 und 18 sind durch einen Bolzen i9 isoliert an einer Grundplatte 2o befestigt.
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An der Achse 6 befinden sich zwei Mitnehmer 21 und 22, die mit den
Kontaktfedern 13 und 15 zusammenarbeiten. Die Kontaktfeder 15 hat eine nach der
Grundplatte 2o gerichtete Vorspannung und stützt sich in der gezeichneten Lage gegen
den Mitnehmer 22 ab. Unter ihrem freien Ende ist eine Sperrklinke 23 angeordnet,
die sich an dem freien Ende einer mit ihrem anderen Ende an der Zwischenscheibe
12 befestigten Bimetallfeder 24 befindet. Diese kann von zwei Heizbändern 25,:26
erwärmt werden, die zweckmäßig an der Bimetal.lfeder 24 angebracht sind. Beim Erwärmen
krümmt sich die Bimetallfeder 24 derart, daß die Sperrklinke 23 sich vom Ende der
Kontaktfeder 15 wegbewegt.
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Der elektromagnetische Schalter q. hat zwei in Reihe geschaltete Wicklungen
27 und 28 sowie eine bewegliche Kontaktbrücke 29, die mit zwei feststehenden Kontakten
30 und 31 zusammenarbeitet. Der elektromagnetische Schalter q. kann gleichzeitig
dazu benutzt werden, um in an sich bekannter Weise das Ritzel des Anlassers zu verschieben
zwecks Eingriffs in den Zahnkranz des Schwungrads der Drennkraftmaschine. Die Wicklung
27 ist als Vorschaltwiderstand für die Wicklung 28 ausgebildet.
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Der Schalter 5 ist als Zweistufenschalter ausgeführt und nimmt in
der Ruhelage die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung ein, in der nur die Kontakte
17, 18 geschlossen sind, während die Kontakte 16, 17 geöffnet sind. Wird die Achse
6 bis zur ersten Schaltstufe niedergedrückt, in der die Kontaktbrücke 8 die Kontakte
io, ii verbindet, so wird folgender Stromkreis geschlossen: Pluspol der Batterie
2, Kontakt io, Kontaktbrücke 8, Kontakt i i, Glühkerzen 3, Minuspol der Batterie
2. Hierbei erwärmen die Glühkerzen 3 den Inhalt von den Zylindern der Brennkraftmaschine.
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Wird die Achse 6 weiter nach unten gedrückt, so bleibt die Kontaktbrücke
8 auf den Kontakten io und ii ruhen, und der Mitnehmer 21 drückt die Kontaktfeder
13 nach unten, so daß sich die Kontakte 16, 17, 18 berühren. Gleichzeitig gibt der
Mitnehmer 22 die Kontaktfeder 15 frei, und diese stützt sich mit ihrem freien Ende
gegen die Sperrklinke 23 ab. Durch die Kontakte 16, 17, 18 wird folgender Stromkreis
geschlossen: Pluspol der Batterie--, Kontaktfeder 13, Kontakte 16, 17 und
18, Kontaktfeder 15, Heizband 25, Elektromagnetwicklung 27, Minuspol.der Batterie
2. Es sind also das Heizband 25 und die Elektromagnetwicklung 27 eingeschaltet,
während das Heizband 26 und die Elektromagnetwicklung 28 durch das Kontaktpaar
17, 18 kurzgeschlossen und unwirksam sind.
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Infolge seiner Erregung durch die Wicklung 27 schiebt der Elektromagnet
q. das Ritzel des Anlaßmotors zum Schwungrad vor und schließt durch die Kontakte
30, 29, 31 den Stromkreis des Anlassers. Hierbei kann in an sich bekannter Weise
die Einrichtung so getroffen werden, daß der Elektromagnet q. zuerst eine Hilfserregerwicklung
einschaltet und die Haupterregerwicklung erst dann einschaltet, wenn das Ritzel
des Anlassers eingespurt ist.
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Der gleichzeitig durch das Heizband 25 fließende Strom bewirkt eine
derartige Erwärmung der Bimetallfeder 2q., daß diese sich nach links abbiegt und
die Sperrklinke23 nach beispielsweise 2 bis 3 Sekunden die Kontaktfeder 15 freigibt.
Diese schnellt infolgedessen nach unten und öffnet die Kontakte 17, 18. Dadurch
wird das Heizband 25 abgeschaltet. Dafür besteht jetzt folgender Stromkreis: Pluspol
der Batterie 2, Kontaktfeder 13, Kontakte 16 und 17, Kontaktfeder id., Heizband26,
Elektromagnetwicklungen28 und 27, Minuspol der Batterie 2. Das Heizband 26 erwärmt
die Bimetallfeder 24 in geringerem Maße als vorher das Heizband und verhindert eine
vorzeitige Abkühlung der Bimetallfeder 2q., so daß diese in ihrer abgebogenen Lage
bleibt. Die vor die Wicklung 27 eingeschaltete Wicklung 28 hat einen verhältnismäßig
großen Widerstand und setzt den durch die Wicklung 27 fließenden Strom auf einen
Betrag herab, der zum Festhalten des Elektromagnetankers genügt und selbst bei längere
Zeit fließendem Strom eine zu starke Erwärmung des Elektromagnets ausschließt.
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Wird die Schaltachse 6 nicht mehr nach unten gedrückt, so kehrt sie
unter dem Einfluß der Kraft der Feder 7 nach oben zurück. Dabei nimmt der Mitnehmer
22 die Kontaktfeder 15 mit. Da die Bimetallfeder 24. nicht mehr erwärmt wird, kühlt
sie sich ab und biegt sich langsam in ihre Anfangslage wieder zurück, die sie nach
beispielsweise io bis 20 Sekunden einnimmt und in der die Sperrklinke 23 das Ende
der Kontaktfeder 15 festhalten kann.
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Wird jedoch die Schaltachse 6 .erneut niedergedrückt, bevor die Bimetallfeder
2'4 und die Sperrklinke 23 ihre ursprüngliche Lage eingenommne haben,. so folgt
die Kontaktfeder 15 wegen ihrer Vorspannung dem Mitnehmer 22 und öffnet dadurch
das Kontaktpaar 17, i8. Infolgedessen wird vor die Elektromagnetwicklung 27 die
als Widerstand
wirksame Wicklung 28 geschaltet, und der Elektromagnet
4 wird nicht genügend erregt, um den Anlasserstromkreis zu schließen und das Ritzel
zum Einspuren zu bringen. Der Fahrer wird daraufhin die Schaltachse 6 wieder nach
oben zurückgehen lassen und einige Zeit verstreichen lassen, bis er sie erneut niederdrückt.
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Die B,imetallfeder 2q. kann in an sich bekannter Weise so ausgeführt
werden, daß der Einfluß der Außentemperatur auf sie ausgeglichen ist und daß sie
sowohl im Sommer als ,auch im Winter ungefähr die gleiche Zeit braucht, um nach
dem Erwärmen durch die Heizdrähte 25, 26 in die Ruhestellung zurückzukehren.
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Im allgemeinen wird der Fahrer vor dem eigentlichen Anlassen einige
Zeit, z. B. io bis 2o Sekunden und länger, die Glühkerzen 3 einschalten, um die
Zylinder der Brennkraftmaschine anzuwärmen. Dies empfiehlt sich insbesondere dann,
wenn. die Brennkraftmaschine beim ersten Anlaßversuch nicht angesprungen ist. Der
Fahrer wird sich daher zur Regel machen, nach einem vergeblichen Anlaßversuch mindestens
io bis 2o Sekunden die Glühkerzen 3 einzuschalten, wobei er die Schaltachse 6 nur
bis in die erste Schaltstufe bringt. In diesem Fall ist beim weiteren Niederdrücken
der Schaltachse 6 in. die zweite Schaltstufe mit Sicherheit so viel Zeit verflossen,
daß :die Bimetallfeder 24 sich genügend abgekühlt hat und in ihre ursprüngliche
Lage zurückgekehrt ist. Während dieser Zeit ist der Anlasser mit Sicherheit zum
Stillstand gekommen und kann ohne Gefahr erneut eingeschaltet werden.
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Durch die Anordnung der Bimetallfeder wird daher gewährleistet, daß
die Anlaßvorrichtung nicht eher eingeschaltet werden kann, bis sie und gegebenenfalls
die ungenügend angeworfene Brennkraftmaschine zur Ruhe gekommen sind. Wie aus der
Zeichnung ersichtlich ist, ergibt sich eine einfache gedrängte Bauart des Schalters.
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An Stelle der Bimetallfeder kann auch eine andere Verzögerungsvorrichtung
gewählt werden, die geeignet ist, das erneute Anlassen zu verhindern, bis der Anlasser
stillsteht.
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In den Abb. 3 und q. ist ein Anlaßschalter 32 dargestellt, an dessen
drehbarer Schaltachse 33 sich ein mit einer Nase 34 versehener Arm 35 befindet.
Mit 36 ist ein Laufwerk bezeichnet, das durch Drehen eines Armes 37 aufgezogen wird.
An diesem ist bei 38 ein Winkelhebel 39 drehbar gelagert, dessen einer Schenkel
durch eine Feder 40 gegen den Arm 37 gezogen wird. An dem Ende des anderen Schenkels
befindet sich eine Kerbe oder Raste 44 , in welche die Nase 34 eingreift. Zwei Kontakte
42 und 43 sind an die Wicklung des den Anlasser steuernden elektromagnetischen Sehalters
angeschlossen.
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Beim Einschalten des Anlassers wird der Anlaßschalter 3a so gedreht,
daß sich der Arm 35 im Sinne des Uhrzeigers :dreht. Hierdurch wird der Arm 37 gedreht,
durch den das Laufwerk 36 aufgezogen wird. Gleichzeitig dreht sich der Winkelhebel
39 um die Achse 38, wobei sich der kurze Schenkel von dem Arm 37 abhebt unter Spannen
der Feder 40. Bei genügender Drehung wird der Kontakt 42 durch den Winkelhebel 39
gegen den Kontakt 43 gedrückt und dadurch der Anlasser eingeschaltet.
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Um den Anlasser auszuschalten, wird der Anlaßschalterhebe135 zurückgedreht.
Hierbei kommt die Nase 34 außer Eingriff mit der Kerbe 44 und der Winkelhebel 39
wird durch die Feder 40 so. gedreht, @daß sich sein kurzer Schenkel gegen den Arm
37 anlegt. Dabei wird das Kontaktpaar 42, 43 rasch geöffnet. Erst wenn das Laufwerk
36; z. B. unter dem Einfluß einer Rückholieder; abgelaufen ist, kommt die Kerbe
41 mit der Nase 34 wieder in Eingriff; und der beschriebene Schaltvorgang kann wiederholt
werden.
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Wird die Achse 33 vorher .gedreht, so gleitet die Nase 34- an dem
Schenkel des Winkelhebels 39 vorbei und betätigt diesen nicht, so daß das Kontaktpaar
42; 43 nicht geschlossen werden kann.
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An Stelle des Laufwerks kann beispielsweise eine Luft- oder Flüssigkeitskolbenbremse
gewählt werden. Die beim ersten Bei-: spiel vorhandene Verbindung des Glühkerzenschalters
mit dem- Anlaßschalter kann auch beim zweiten Beispiel angewandt werden. An Stelle
der Glühkerzen kann auch eine andere das Anlassen erleichternde Einrichtung vorgesehen
werden. Bei Brennkraftmaschinen nach Art der Ottomotoren wird zumeist von einer
derartigen Einrichtung abgesehen werden können.