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Elektrische Anlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Anlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge,
mit einem Stromerzeuger, einer von diesem zu ladenden Batterie und Stromverbrauchern,
wie z. B. Glühlampen, sowie mit einem spannungs- und stromabhängigen, elektromagnetischen
Regler, in dem bei allein mit dem Stromerzeuger verbundener, nicht voll geladener
Batterie nur die stromabhängige Regelung wirksam ist und die spannungsabhängige
Regelung erst bei voll geladener Batterie einsetzt.
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Erfindungsgemäß werden derartige: Anlagen mit elektromagnetischem
Regler dadurch verbessert, daß der Regleranker zu seinem Elektromagneten in seiner
Ruhelage einen Luftspalt aufweist, den erst eine der voll geladenen Batterie entsprechende
Spannung zu überwinden fähig ist, die dann den Anker in die Regellage führt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges
mit elektromagnetischem Regler, Abb. z einen elektromagnetischen Regler mit Luftspalteinstellungsvorrichtung
und Abb. 3 den Regler nach Abb. a in anderer Einstellungslage.
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In Abb. i bedeutet i einen Gleichstromerzeuger in einer elektrischen
Anlage eines Kraftfahrzeuges, der vom Antriebsmotor .des Fahrzeuges angetrieben
werden möge. In Reihe mit der Nebenschlußwicklunä 2 dieses Stromerzeugers liegt
ein Wilderstand
3. Ein von der Spannung des Stromerzeugers abhängiger
Regler 4 trägt auf seinem auf einen Magnetwinkel s aufgesetzten Kern 6 eine un die
Spannung des Stromerzeugers gelegte Wicklung 7 und zwei Zusatzwicklungen 8 und 36,
deren Bedeutung weiter unten beschrieben wird. An seinem senkrechten Schenkel trägt
der Magnetwinkel 5 einen mittels einerBlattfedeni6 befestigten winkelförmigen Anker
9, der an seinem abwärts gerichteten Schenkel eine Blattfeder 27 mit einem Kontakt
io trägt, dem ein ortsfest angebrachter Kontakt ia! gegenüberstcht. Am senkrechten
Schenkel des Magnetwinkels 5 sind elektrisch isoliert ein Kontakt 12 und. ein an
einer Feder 13 befestigter, mit dem Kontakt it2 zusammenarbeitender Kontakt 14 angebracht.
Die Feder 13 weist einen Stößel 15 auf, der im Bereich des Ankers 9 liegt, so daß
dieser in angezogener Lage den Kontakt 14 vom Kontakt 12, auf dem er in,der Ruhelage
durch die Feder 13 gehalten wird, a'b'hebt.
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Ein schematisch dargestellter, vom Strom des Stromerzeugers i abhängiger
Regler 17 weist auf seinem Kern 18 eine Stromwicklung i9 auf. Ein ,dem Kern gegenüberstehender
Anker 2o, der durch eine Feder 2-i in seine Ruhelage gezogen wird, trägt einen Kontakt
22, der mit einem ortsfesten Kontakt 23 zusammenarbeitet. Die Kontakte 12, 1q. des
spannungsabhängigen Reglers-4 und 22, 23 des stromabhängigen Reglers 17 liegen miteinander
in Reihe. Solange die Kontakte 12, 14 und 2'2, 23 gleichzeitig geschlossen sind,
ist der Widerstand 3 kurzgeschlossen.
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Über einen nur schematisch angedeuteten selbst= tätigen Schalter 24
können eine Batterie 25 und Stromverbraucher (Glühlampen) 226 mit dem Stromerzeuger
i verbunden werden. Die Glühlampen 26 können durch einen Handschalter 28 eingeschaltet
werden.
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Der Anker 9 des spannungsabhängigen Reglers 4 wird .durch ,die Feder
16 bei nicht erregtem Elektromagneten gegen einen Anschlag 29 gehalten. Dieser Anschlag
trägt gleichzeitig einen gegen ihn elektrisch isolierten Kontakt 30, der mit einem
ihm gegenüberstehenden ortsfesten Kontakt 31 zusammenarbeitet. Die Kontakte
30 und 31 sind vor bzw. hinter einem Widerstand 32 angeschlossen, der im
Leitungszug zu den Glühlampen 26 'hinter dem Abzweig für die Batterie 25 angeordnet
ist. Parallel zu dem Widerstand 32 liegt die Zusatzwicklung 36, die so gewickelt
ist,daß ihre. Magnetisierungswirkung der der Wicklung 7 entgegengerichtet ist.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Zunächst seien die Glühlampen
26 ausgeschaltet, der Schalter 28 stehe also offen. Der Stromerzeuger werde vom
Fahrzeugmotor angetrieben, der selbsttätige Schalter 24 sei .geschlossen. Die Batterie
25, die sich in nicht voll geladenem Zustand befinden möge, ist also allein mit
dem Stromerzeuger ii, verbunden.. Die Kontakte 30, 31 seien geschlossen. Sie schließen
damit den Widerstand 32 und die Zusatzwicklung 36 kurz. Die Feder 16 hält den Anker
9 des Reglers 4 fest gegen .den Anschlag 29. In dieser Lage des Ankers 9 ist der
Luftspalt zwischen Anker 9 und Kern 6 so groß, daß der Anker 9 bei der nicht voll
geladenen Batterie entsprechenden Spannungen nicht angezogen wird. Der spannungs-.abhängige
Regler 4 kann damit zunächst mit der Regelung nicht einsetzen. Vielmehr regelt zunächst
nur der stromabhängige Regler 17, über ,dessen Wicklung i9 der vom Stromerzeuger
i in die Batterie 25 fließende Strom fließt. Dieser Regler 17 regelt auf rasch abnehmende
Spannungen, sobald ein bestimmter Stromwert, der vorzugsweise dem für den Stromerzeuger
.i höchstzulässigen Belastungsstrom entspricht, erreicht ist. Die Batterie 25 wird
demnach mit dem entsprechend .der Bemessung des Stromerzeugers a größtmöglichen
Strom, also in kürzest möglicher Zeit aufgeladen. Erst wenn die Batterie voll geladen
ist, wenn also die Spannung des Stromerzeugers einen diesem Ladezustand entsprechenden
Wert angenommen hat, reicht die Erregung der Wicklung 7 des Reglers 4 aus, den großen
Luftspalt zu überwinden und den Anker 9 einzuziehen. Sobald der Anker 9 in .die
Regellage eingezogen ist, setzt der Regler 4 mit der Regelung auf einen vorbestimmten
Spannungswert ein, da nunmehr -der Luftspalt entsprechend verringert worden .ist.
Dieser Spannungswert wird nach der für .die Lampen 26 wie auch für die voll geladene
Batterie 25 zuträglichen Spannung gewählt.
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Die Regelung des strom-wie auch -des spannungsabhängigen. Reglers.
geschieht 4n bekannter Vereise dadurch, daß die Anker der Regler bei Erreichen der
Regelungssollwerte periodisch angezogen werden, dadurch ihre Kontakte 12, 14. bzw.
22, 2-3 in entsprechend rascher Folge öffnen und damit den Widerstand 3 mit gleicher
Frequenz mit .der Wicklung 2 des Stromerzeugers i in Reihe schalten.
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Solange die Batterie 25 allein mit dem Stromerzeuger verbunden und
nicht voll geladen ist, regelt also der Stromregler 17 allein. Erst bei voll geladener
Batterie setzt auch der spannungsabhängige Regler 4 ein.
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Werden nun -die Lampen 26 eingeschaltet, so muß, .damit diese nicht
eine zu hohe Spannung erhalten, in diesem Augenblick die Tätigkeit des Reglers 4
ebenfalls einsetzen. Zu diesem Zweck ist die Zusatzwicklung 8 auf dem Kern 6 des
Reglers 4 vorgesehen. Diese Wicklung 8, die .in die Wicklung 7 unterstützendem Sinn
wirkt, ist einerseits an die Lampenzuführungsleitung 'hinter dem Schalter 28 angeschlossen,
andererseits über den Kern 6, den Magnetwinkel 5 und den Anker 9 mit dem Kontakt
io verbunden und, solange dieser sich mit dem Gegenkontakt i i berührt, an Masse
angeschlossen. Sobald der Schalter 28 geschlossen wird, ist die Wicklung 8 also-
unter Spannung besetzt. Ihre zusätzliche Wirkung genügt, um im Verein mit der Wicklung
7 .den Luftspalt zwischen Anker 9 und. Kern 6 zu überwinden und den Anker 9 in die
Regellage zu ziehen, in der er mit der Regelung der Spannung auf den für die Lampen
26 gewünschten Wert einsetzt. Bei der Einzugsbewegung des Ankers 9 nimmt dieser
den Kontakt io mit, der
sich vom Kontakt .i i löst, wodurch die
Wicklung 8 abgeschaltet ist. Diese Abschaltung erfolgt erst etwa am Ende der Einzugsbewegung
des Ankers 9, da :die Feder 27 den Kontakt io unter einer bestimmten Spannung gegen
den Kontakt I I hält. Die Abschaltung der Wicklung 8 ist, nachdem der Anker 9 in
die Regellage gezogen worden ist, erforderlich, damit nunmehr :die für die Regelung
sauf dem gewünschten Wert bemessene Wicklung 7 allein zur Wirkung kommen, kann.
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Bekanntlich ist die Gegenspannung einer Batterie bei der Ladung um
so größer, je niedriger die Außentemperatur und .damit die Batterietemperatur ist.
Es ist also erforderlich, bei niedrigeren Temperaturen mit höhere: Spannung zu laden
als bei höheren Temperaturen. wenn auch bei diesen niedrigeren Temperaturen eine
möglichst rasche Aufladung der Batterie erreicht werden soll. Dementsprechend darf
die spannungsabhängige Regelung bei niedrigen Temperaturen auch erst bei einer entsprechend
höheren Spannung der voll geladenen Batterie einsetzen. Dies wird bei der neuen
Anordnungdadurch erreicht, daß der Luftspalt zwischen Anker 9 und Kern 6 um so größer
ist, je niedriger die Außentemperatur liegt. Zu diesem Zweck besteht der Anschlag
29, gegen den der Anker 9 durch die Feder 16 gehalten wird, aus einem Bimetallstreifen,
der sich bei niedrigeren Temperaturen in Richtung Jesu Pfeiles a abbiegt. Im Maße
dieses Abbiegens vergrößert sich der Luftspalt des Ankers 9 zum Kern 6 in der Ruhelage.
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Um nun bei niedrigen Außentemperaturen die Batterie 25 auch bei eingeschalteten
Lampen 26 mit einem merklichen Strom laden zu können, muß in diesem Fall die Spannung
an der Batterie höher gewählt werden als die den Lampen 26 angepaßte. Zu diesem
Zweck sind der Widerstand 32 und die Zusatzwicklung 36 sowie die durch den Bimetallanschlag
29 gesteuerten Kontakte 30, 31 vorgesehen. Widerstand 32 und Wicklung 36 sind eingeschaltet,
sobald die Kontakte 30, 3.1 offen sind. Sobald der Sehalter 28 geschlossen ist,
fließt der Lampenstrom über :den Widerstand 32. Durch die dann an dem Widerstand
32 herrschende Spannung wird die; Wicklung 36 erregt. Diese wirkt aber der Wicklung
7 entgegen, so daß der Regler 4 auf eine höhere Spannung regelt. DieLampenspannung,
also die Spannung hinter dem Widerstand 32, wird dabei gleichbleibend auf :dem den
Lampen angep@aßten Wert gehalten.
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Durch das Abbiegen des Bimetallanschlages 29 in Richtung des, Pfeiles
a bei niedrigen Temperaturen wird nicht nur der Luftspalt zwischen Anker 9 und Kern
6 vergrößert, sondern gleichzeitig der Kontakt 30 vom Kontakt 311
abgezogen. Die Anordnung des Bimetallanschlages 29 vereinigt also in sich zwei Wirkungen.
Die eine ist die selbsttätige Vergrößerung des Luftspaltes zwischen Anker 9 und
Kern 6 mit abnehmenden Außentemperaturen, damit die Spannung, durch die der Spannungsregler
4 zum Einsetzen gebracht wird, um so höher ist, je niedriger die Außentemperatur
ist. Die andere Wirkung des Bimetallanschlages ist, daß die Batterie 25 bei niedrigen
Außentemperaturen auch bei eingeschalteten Lampen26 mit einer höheren als der Lampenspannung
geladen wird. Die Steuerung dieser verschiedenen Vorgänge wird also durch ein einziges
Gerät bewirkt, das gleichzeitig für die Spannungsregelung als solche dient, für
den Einsatz des Reglers bei einer bestimmten Spannung eingerichtet ist und die Wicklung
8 sowie Kontakte 9, io für das Einsetzen der Regelung bei Einschaltung der Verbraucher
und des Aüßerwirkungsetzen der Wicklung 8 nach dem Regeleinsatz aufweist.
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Der Regler 4 wird zweckmäßig an einem Ort im Fahrzeug untergebracht,
an dem die gleiche Umgebungstemperatur herrscht wie am Ort der Batterie 2:5. Dadurch
wird das Einsetzen des Spannungsreglers ganz in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur
der Batterie gebracht.
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In -der Anordnung nach Abb, i stellt sich der Luftspalt zwischen Anker
9 und Kern 6 des Reglers 4 selbsttätig entsprechend der Außentemperatur ein. Die
Ahb. 2 und 3 zeigen eine von Hand zu bedienende Einstellung des Luftspaltes. Am
Magnetwinkel 5 ist ein Steg 33 vorgesehen, in dem eine Einstellschraube 34 geführt
ist. Die Schraube 34 weist ein verjüngtes Ende 35 auf. Je nach Einstellung der Schraube
34 legt sich der Anker 9 gegen das verjüngte Ende 35 (A:bb. 2) oder gegen den dickeren
Schaft der Sehraube 34 (Abb. 3). Die Einstellung nach Abb.3 entspricht den höheren
Außentemperaturen (Sommerstellung), die der Abb.2 den niedrigeren (Winterstellung),
da der Luftspalt nach Abb. 2 größer ist als nach Abb. 3.