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Stromerzeugungsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die
Erfindung bezieht sich auf Stromerzeugungsanlagen für Ualirzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge,
mit einem durch Spannungsregler geregelten Gleichstromerzeuger und einer Batterie,
die über einen Selbstschalter mit dem Stromerzeuger verbtinden ist. 1?s ist bekannt,
daß Lichtmaschinen, deren Spannung mittels eines sog. Spannungsreglers auf einen
im wesentlichen gleichbleibenden für normale Betriebsverhältnisse geeigneten Wert
gehalten wird, die Batterie des Fahrzeugs bei großer Kälte nicht oder nur unvollkommen
aufzuladen vermögen, weil der innere Widerstand und damit auch die Ladespannung
einer Batterie bei Kälte wesentlich größer ist als bei Wärme., Diesem Übelstand
hat man schon dadurch abzuhelfen versucht, daß inan die Batterie z. 13. vor Beginn
der Fahrt erwärmt hat, um dann während der Fahrt eine ausreichende Ladung der Batterie
zu bekommen. Diese Maßnahme ist an sich brauchbar, hat aber den großen Nachteil,
claß in vielen Fällen die Möglichkeit zum Erwärmen der Batterie nicht besteht.
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Durch die Erfindung soll eine Lösung geschaffen werden, die eine ausreichende
Ladung der Batterie bei allen vorkommenden Temperaturen während der Fahrt mit einfachen
Mitteln ermöglicht. Der Erfindungsgedanke geht dabei von der Tatsache aus, daß die
Spannung von Lichtmaschinen, deren Erregerwicklung an eine Hilfsbürste (dritte Bürste)
angeschlossen ist, mit dem Widerstand des äußeren Stromkreises wächst. Der Vorschlag
gemäß der Erfindung besteht nun darin, einen mit einem Spannungsregler ausgerüsteten
Stromerzeuger mit einer Hilfsbürste und einem Umschalter zu versehen, der dazu dient,
je nach Bedarf die Erregerwicklung mit
dem Spannungsregler oder
mit der Hilfsbürste zu verbinden.
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Es ist vorteilhaft, den Umschalter mit dem Schalter für die Stromverbraucher
lösbar zu kuppeln in der Weise, daß die beiden Schalter während der kalten Jahreszeit
miteinander verbunden, während der warmen Jahreszeit dagegen voneinander gelöst
sind.
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In der Zeichnung ist in Fig. i das Schaltbild einer Stromerzeugeranlage
gemäß der Erfindung dargestellt. Die Fig.2 zeigt die Kennlinien einer Batterie bei
verschiedenen Temperaturen sowie die Kennlinie eines Stromerzeugers mit Spannungsregelung
und diejenige für eine Regelung mit Hilfsbürste.
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Der mit io bezeichnete Anker einer Lichtmaschine hat außer den beiden
Hauptbürsten ii und i2 noch eine Hilfsbürste 13. Das eine Ende der Erregerwicklung
14 ist mit der Hauptbürste i i verbunden, während das andere Ende an den Schaltarm
15 eines Umschalters 16 angeschlossen ist. Der Umschalter hat zwei Kontakte
17 und 18, zwischen denen der Schaltarm bewegt werden kann. Der Kontakt 17 ist mit
der Hilfsbürste 13 und der Kontäkt 18 mit einem Spannungsregler i9 üblicher Art
verbunden. Neben dem Umschalter ist noch ein Schalter 20 vorgesehen, der die Stromverbraucher
21 des Fahrzeugs in den Stromkreis einer Batterie 22 einschalten kann. Der Schalter
20 besitzt einen mit den Stromverbrauchern 21 verbundenen Kontakt 23 und einen blinden
Kontakt 24. Die Batterie ist über einen Rückstromschalter 25 mit dem Stromerzeuger
verbunden.
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Der Umschalter 16 und der Schalter 2o sind miteinander leicht lösbar
gekuppelt, so daß die beiden nach Bedarf gemeinsam oder aber auch einzeln für sich
bewegt werden können. Während der Fahrt bei Kälte bleiben beide Schalter gekuppelt.
Während der Fahrt bei Wärme dagegen werden sie voneinander gelöst. Die Fig. i zeigt
die Anlage mit der Schaltung bei Tagfahrt und Kälte. Die Erregerwicklung ist mittels
des Schaltarmes 15 mit der Hilfsbürste 13 verbunden, während der Schalter 2o auf
dem blinden Kontakt 24 steht.
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In der Fig. 2 sind Kennlinien A und B der erforderlichen
Ladespannung in Abhängigkeit von der Ladestromstärke für eine etwa halbvoll geladene
6-Volt-Batterie bei Temperaturen von +2o° C und -20° C dargestellt. Außerdem zeigt
Fig. 2 die Kennlinie C einer Lichtmaschine mit der sogenannten nachgiebigen Spannungsregelung,
wobei die Spannung der Lichtmaschine mit wachsender Drehzahl und Belastung langsam
fällt, sowie die Kennlinie D bei Regelung mittels Hilfsbürste, welche die äußere
Charakteristik der Maschine bei einer mittleren Drehzahl von 3000 Umdr./min darstellt.
Daraus ist ersichtlich, daß bei kleinem Ladestrom die nötige Ladespannung für die
warme Batterie 6 Volt und für die kalte Batterie 7,8 Volt beträgt. Andererseits
gibt die Lichtmaschine mit Spannungsregelung ohne Belastung eine Spannung von 8,3
Volt. Die Kennlinien B und C schneiden sich im Punkt F. bei einem Ladestrom von
etwa 4 Amp. Die Lichtmaschine kann also die kalte Batterie höchstens mit einer Stromstiirke
von Amp. aufladen, denn bei höheren 1-adttngsströmen liegt die notwendige Mindestladespannung
für sie li<ilier als die von der Lichtmaschine abgegebene Spannung. Die Kennlinie
A der warmen Batterie dagegen wird bei dem Punkt F von C geschnitten, d. h. die
warme Batterie wird mit einem Strom von etwa 32 Amp. aufgeladen. Die Ladestromstärke
geht also von 32 Amp. bei warmer Maschine auf :4 Amp. bei kalter Maschine zurück.
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Bei der Regelung der Lichtmaschine mittels der Hilfsbürste ergibt
sich die Kennlinie D. Diese Kennlinie schneidet die Kennlinie A der warmen Batterie
in dem Punkt G entsprechend 23 Amp. und die Kennlinie B der kalten Batterie
im Punkt H bei etwa 29 Amp. Es ergibt sich also, daß die Lichtmaschine mit
der Hilfsbürste die kalte Batterie mit einem höheren Ladestrom auflädt als die warme,
was davon herrührt, daß die Spannung der Lichtmaschine mit Hilfsbürste mit zunehmendem
Widerstand des äußeren Stromkreises steigt.
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Bei Nachtfahrt wird der Schaltarm 2o auf den Kontakt 23 und der mit
ihm gekuppelte Schaltarm 16 auf den Kontakt i8 umgelegt. Damit sind jetzt die Stromverbraucher
21 an die Batterie bzw. die Lichtmaschine angeschlossen, die in dieser Schalterstellung
mit Spannungsregler arbeitet, wodurch eine Überlastung der Stromverbraucher sicher
vermieden wird, selbst wenn die Batterie ausfällt.
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Bei warmer Witterung wird die Kupplung der Schaltarme des Umschalters
16 und des Schalters 20 gelöst, so daß der Schaltarm 15 dauernd auf dem Kontakt
18 liegenbleiben kann, wobei die Lichtmaschine mit dem Spannungsregler verbunden
ist. Dadurch wird in bekannter Weise erreicht, daß die Batterie nicht überladen
wird und bei Nachtfahrt die eingeschalteten Lampen nicht überlastet werden können.
Die Kupplung der beiden Schalter könnte statt von Hand auch durch einen Thermostat
betätigt werden.
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Es ist bekannt, daß Lichtmaschinen mit Hilfsbürste den großen Nachteil
haben, daß sie Batterien, die sich in warmem Zustand befinden, einerseits bei hohen
und niederen Drehzahlen nur mangelhaft zu laden vermögen, andererseits aber vollgeladene
Batterien insbesondere in kaltem Zustand im mittleren Drehzahlbereich stark überladen.
Durch den Umschalter 16 kann gemäß der Erfindung bei dem besonderen Fall großer
Kälte die der Lichtmaschine mit Hilfsbürste anhaftende Eigenschaft, nämlich bei
großem äußerem Widerstand eine entsprechend hohe Spannung abzugeben, vorteilhaft
ausgenutzt werden.