Elektromagnetische Spannungsregelungseinrichtung für Stromerzeuger auf Fahrzeugen. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Spannungsregelungsein richtung für Stromerzeuger auf Fahrzeugen, insbesondere auf Kraftfahrzeugen, deren. Spannungsregler :durch einen Steuerregler in Abhängigkeit vom Btelastunggssistrom! des:,Strom- erzeugers beeinflusst wird.
Es sind Einrichtungen dieser Art bekannt, mit denen. bis zu einer bestimmten Strom stärke auf :im wesentlichen gleichbleibende Spannung und beim Überschreiten dieser be stimmten Stromstärke auf rasch abfallende Spannung geregelt wird, und bei denen auf :dem Spannungsregler eine Stromspule vor gesehen ist, die durch einen Steuerregler in Abhängigkeit vom Strom des Stromerzeugers beeinflusst wird. Durch Kontakte :des Steuer reglers wird von der bestimmten Stromstärke ab die Stromspule des Spannungsreglers periodisch zu der Stromspule des Steuer reglers parallel geschaltet.
Die Steuerregler- k.o:ntakte führen also einen verhältnismässig grossen Strom; was sich auf die Lebensdauer der Kontakte ungünstig auswirken kann. Auch kann sich der an ihnen. auftretende Übergangswiderstand auf die Spannungsrege lung auswirken, :da mit seiner Änderung sich auch die Regelungscharakteristik ändert.
Es ist weiter eine Regeleinrichtung für elektrische Anlagen auf Fahrzeugen bekannt, die zur Begrenzung des vom Stromerzeuger zu liefernden Stromes .dient und\ bei der ein den Stromerzeuger mit den Verbrauchern selbsttätig verbindender Schalter zusätzliche Kontakte aufweist, die durch den Anker dies Schafteers betätigt werden, und durch die bei Erreichen .der bestimmten Stromstärke ein,
in Reihe mit der Spannungsspule des Span nungsreglers liegender Widerstand periodisch kurzgeschlossen oder eine auf dem Span nungsregler vorgesehene zusätzliche Span nungsspule periodisch eingeschaltet wird.
Gemäss der Erfindung ist eine in Reihe mit der Spannungswicklung des Spannungs- reglers geschaltete, einen Widenstand bildende Wicklung auf dem Steuerregler vorgesehen, die beim Ansprechen des Steuerreglers durch die Steuerreglerkontakte kurzgeschlossen wird.
141i- einer Spannungsregelungseinrichtung, wie sie beim Erfindungsgegenstand voraus gesetzt wird, lässt sich eine Regelung erzie len, bei der die Spannung zunächst auf -einem etwa gleichbleibenden Wert gehalten wird, bei Erreichen einer bestimmten Stromstärke durch Beeinflussung des Spannungsreglers durch dien Steuerregler rasch auf einen nied rigen Wert abfällt und danach -wieder auf einen gleichbleibenden Wert, der jetzt um einen bestimmten Betrag niedriger liegt als der vorhergehende, geregelt wird,
Die Höhe dieses Betrages hängt von der Bemessung des in Reihe mit der Spannungswicklung des Spannungsreglers liegenden Widerstandes ab. Als ein solcher in Reihe mit dieser Span nungswicklung liegender Widerstand dient die tauf dem Steuerregler vorgesehene Wick lung.
Diese Wicklung -wird bestimmungsgemäss bei Beginn =der Tätigkeit des Steuerreglers periodisch kurzgeschlossen. Dieser Umstand -wird gleichzeitig für den Regelungsvorgang auf dem Steuerregler selbst ausgenutzt. Da die Wicklung sich auf dem: Steuerregler be findet, -wirkt sie infolge ihres periodischen Kurzschliessens für diesen; als Zitterspule und ermöglicht eine solch hohe Regelfrequenz des Steuerreglers, wie sie für einen störungs- und einwandfreien Regelungsvorgang erforder lich ist.
Vereinigt mau in an sich bekannter Weise den Steuerregler mit einem den Stromerzeu ger selbsttätig mit; den Verbrauchern. bei spiel.weise auch einer vom Stromerzeuger zu ladenden Sammlerbatterie verbindenden Lade schalter, so kann die erfindungsgemäss für, den Steuerregler vorgesehene Wicklung so geschaltet werden, dass sie die Spannungs- spule des Ladeschalters unterstützt. Die Span nungsspule des Ladeschalters kann also ent sprechend dem durch die Wicklung des Steuerreglers geleisteten Anteil geringer be- niesen -erden.
Das bedeutet, dass für die besagte Wicklung des Steuerreglers kein zu- ,ri.tzlicher Wickelraum auf dem Ladeschalter benötigt wird.
Aber auch auf dem Spannungsregler wird kein zusätzlicher Wickelraum benötigt im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen. bei. denen zur Erzielung einer der genannten ähnlichen Regelungsarten auf dem Span- nung.sregler eine Stromspule vorgesehen ist, oder bei denen statt des in Reihe mit der Spannungsspule des Spannungsreglers liegen- ilen Widerstandes auf dem Spannungsregler eine zusätzliche Spule aufgebracht ist.
Die neue Ausbildung der Einrichtung ist weiterhin dadurch vorteilhaft, dass sich der Übergangswiderstand an den Steuerregler kontakten nicht mehr auf die Regelungs- charakteristik auswirken kann.
Die Steuerreglerkontakte können in Reihe finit einem in Abhängigkeit von der Erwär mung des Stromerzeugers wirkenden Wärme schalter geschaltet werden. Diese Anordnung bewirkt, dass der Steuerregler erst von einer bestimmten Erwärmung des Stromerzeugers an wirksam wird, -wodurch eine bessere Aus nutzung der Maschine erzielt -wird. Auch in dieser Hinsicht ist die Anordnung der ge nannten M, Wicklung auf dem Steuerregler vor teilhaft, da für die Einwirkung des Wärme schalters auf den Regelvorgang kein beson dere:. Relais benötigt wird, wie dass die bekannten Anordnungen mit Stromspulen nötig machen.
In. der beigeordneten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Die Abbildung zeigt eine Spannungsrege lungseinrichtung für, einen Stromerzeuger, wie er insbesondere auf Kraftfahrzeugen ver- wendet; -wird.
Eine Lichtmaschine 1 in einet elektrischen Anlage eines, Kraftfahrzeuges besitzt eine Nebenschlusswicklung 2, die in Reihe mit einem Widerstand 3 geschaltet ist. Eine Samm lerbatterie 4 und Stromverbraucher 5 können di,#rcli die Lielitniasch-ine 1 mit Strom versorgt werden. Auf :dem Magnetgestell 6 eines Elektro magneten sind zwei Anker 7 und 8 mittels Blattfedern 9 bezw. 10 aufgehängt.
Der Anker 8 ist gegen das Magnetgestell 6 elek trisch isoliert. Der Anker 7 trägt einen Kon takt 11, dem ein im Magnetgestell 6 isoliert befestigter Kontakt 12 gegenübersteht, vom dem eine Leitung 19 zum Sammler 4 und zu den Verbrauchern 5 führt. Der Anker 8 trägt einen Kontakt 13, der mit einem im Magnet gestell 6 isoliert befestigten Kontakt 14 zu sammenarbeitet.
Der Kern 15 des Elektro magneten trägt drei Wicklungen, :die sämtlich im gleichen Sinn magnetisch wirken: eine Stromwicklung 16, eine Spannungswicklung 17 und eine zusätzliche Wicklung 18.
Am Magnetgestell 20 eines Spannungs reglers isst ein Anker 2:1 mittels einer Feder 22 :aufgehängt. Der Kern 23 des Reglers trägt eine Spannungswicklung 24. Am Anker 21 befindet sich ein Kontakt 25, der mit einem am Magnetgestell20 ,isoliert befestigten Kontakt 2'6 zusamenarbeitet. Die Spannungs wicklung 24 ist einerseits über einen Abgriff am Widerstand 3 an den einen Pol der Licht masahine 1, anderseits an :den Kontakt 14 angeschlossen und' weiter mit der Wicklung 18 verbunden.
Die Wicklung 18 liegt also in Reihe mit,der Spannungswicklung 24 und isst bei geschlossenen Kontakten 13, 14 kurz geschlossen. Die Kontakte 25, 2.6 des Span nungsreglers sind im Ruhezustand geschlossen und schliessen dadurch den Widerstand 3 kurz.
Die Anlage ist einpolig an die "Masse" des Fahrzeuges angeschlossen. Unter Masse des Fahrzeuges sind die miteinander elek trisch leitend verbundenen elektrischleitenden Teile des Fahrzeuges zu verstehen. Der Kon takt 13 ist über den Anker 8 und die Feder 10 mittels einer Leitung 27 mit "Masse" ver bunden.
Der vom Magnetgestell 6 umfassteElektro- magnet stellt einen vereinigten Ladeschalter und Steuerregler dar. Der Anker 7 und die Kontakte 11, 12 gehören dem Ladeschalter an, der Anker 8 und die Kontakte 13, 14 dem Steuerregler. Wird die Lichtmaschine 1 in Umdrehung versetzt und erreicht ihre Spannung einen be stimmten Wert, die Einschaltspannung,
so wird .der Anker 7 des Ladeschalters durch die Wirkung der Wicklung gen 17 und 18 an gezogen und schliesst die Kontakte 11, 12. Dadurch sind die Batterie 4 und die Vor- braucher 5 über die Leitung 19 mit der Licht maschine 1 verbunden.
Der von, der Batterie und den Verbrauchern aufgenommene Strom fliesst über .die Stromwicklung<B>16,</B> durch deren Wirkung der Anker 7 des Ladeschal- ters sicher festgehalten wird und :die Kon- takte 11, 12 geschlossen bleiben.
Die Feder 10 des Ankers 8 ist so bemes sen, dass der Ankern 8 zunächst noch nicht angezogen wind. Die Kontakte 13, 14 bleiben also zunächst noch offen. Infolgedessen liegt die Wicklung 18 in Reihe mit der Span nungswicklung 24 des ;Spannungsreglers. Die Spannungswicklung 24 und die Wicklung 18, wie ;auch ,die Feder 22 des Ankers 21 sind so bemessen, dass \n dieser Schaltstellung der Spannungsregler in:
bekannter Weise die Spannung der Lichtmaschine auch bei ver änderlichen Drehzahlen dadurch auf einem .etwa gleichbleibenden Wert hält, dass bei diesem Wert und zunehmender Drehzahl die Kontakte 25, 26 periodisch geöffnet und ge schlossen werden, wodurch der Widerstand 3 periodisch mit der Feldwicklung 2 in Reihe geschaltet bezw. kurzgeschlossen wird.
Diese Spannungsregelung setzt sich: so lange fort, bis der von, .der Lichtmaschine 1 gelieferte Strom. einen bestimmten Wert er- .reicht, der beispielsweise dem für die Licht maschine zulässigen Höchststrom entsprechen möge.
Wird .dieser Stromerreicht, so wird nunmehr der Anker 8 des Stewerregliers an gezogen, der die Kontakte 13,
14 -schliesst und dadurch die Wicklung 18 kurzschliesst. Da- mit ist der des 'Strom- kreises dem Spannungswicklung 24 dess :Span- nungsmeglerss vexxingert und dieser regelt die Spannung rasch;
auf einen niedrigeren Wert. Infolgedessen sinkt :der S-Irom; der Anker 8 wird wieder losgelassen, die Spannung steigt wieder und wirst bei wiederum steigendem, Strom durch abermaliges Anziehen des An kers 8 und Schliessen der Kontakte 13,
1.1 wieder rasch auf einen niedrigeren Wert ge regelt. Dieses Spiel' wiederholt sich in rascher Folge. Da die Wicklung 18 auf dem Kern 1,3 sitzt und bei Tätigkeit des Steuerreglers durch die Kontakte 13, 14 periodisch kurzgeschlos sen wird, :so wirkt sie für den Steuerregler als Zitterspule, wodurch eine solch hohe. Regelfrequenz für den Steuerregler erzielt: wird, wie sie für einen störungs- und ein- wandfreien''R:eb lungsvorgang erforderlichist.
Bei Zuschaltung weiterer Verbraucher und weiterem Ansteigen des Stromes wird der Anker 8 ständig in dir angezogenen Lage festgehalten. Die geschlossenen Kontakte 13. 14 halten dann ständig die Wicklung 18 kurzgeschlossen. Die Spannung der Licht maschine 1 wird in dieser Regelstellung dann wiederum auf einem etwa gleichbleibenden, jedoch niedrigeren Wert als vorher gehalten.
Die Wicklung 18 dient, wie aus ihrer Wirkungsweise hervorgeht, gleichzeitig meh reren Aufgaben. Für den Ladeschalter dient sie zusammen mit der Wicklung 17 als Spannungsspule, die das Einschalten des Ladeschalters bei Erreichen der Einschlalt- spannung bewirkt. Für den Steuerregler dient sie als Zitterspule, da sie bei Vibrieren des Ankers 8 durch die Kontakte 13, 14 periodisch kurzgeschlossen wird.
Für die Spannungswicklung 24 des Spannungsreg lers schliesslich dient sie als Vorschaltwider stand, durch dessen Steuerung die gewünschte Regelcharakteristik erzielt wird, die darin besteht, dass die Spannung der Lichtmaschine zunächst auf einem -etwa gleichbleibenden Wert gehalten, bei einer bestimmten Strom- atärl"e auf rasch abfallende Werte und bei weiterer Zunahme der Belastung auf einen, niedrigeren, wiederum etwa gleichbleibenden Wert geregelt wird.
Ein besonderer Vorschaltwiderstand ist nicht erforderlich. Auf dem Spannungsregler wird kein, zusätzlicher )Wickelraum für eine zusätzliche Wicklung benötigt. Desgleichen ist auch auf dem vereinigten Ladeschalter und Steuerregler kein zusätzlicher Wickel- raun erforderlich, da die Wicklungen 17 und 18 zusammen den Raum einnehmen, den .sonst die Spannungswicklung des Ladeschalters für sieh allein beansprucht hätte.
Der Steuerregler beginnt seine Tätigkeit bei Erreichen. einer bestimmten Stromstärke. Diese, wird zweckmässigerweise ,so gewählt, dass durch sie die Lichtmaschine nicht ge fährdet wird. Eine und dieselbe Stromstärke kann aber. zum Beispiel bei kalter Maschine, für die Maschine durchaus noch tragbar sein, während sie bei warmer Maschine eine die Maschine gefährdende Überlastung -darstellen kan=n. Es ist daher zweckmässig,
den Steuer regler in Abhängigkeit von der Maschinen- tempe-raturwirkcn zu lassen. Dies kann in ein fach erbleise dadurch geschehen, dass der Kon takt 13 in Reihe mit einem Wärmeschalter, etwa, einem Bimetallschalter 28 hin der Abbil dung gestrichelt dargestellt) -,elegt wird. Die Masseverbindung 27 wird' in diesemFalle auf gehoben. Der Bimetallschalter 28 ist in der Lichtmaschine 1 angeordnet und schliesst ,seich erst bei Erreichen einerbestimmten Maschinen temperatur. Erst nach Schliessen des Wärme schalters kann der Steuerregler die Span beeinflussen.
Die neue An- ard'nung ist hierbei insofern vorteilhaft, als für den Wärmeschalter kein besonderes Re lais erforderlich ist. wie es etwa: die Anord nung (-hier Stromspule auf dem Spannungs regler nötig macht, die durch den Steuerregler zu. steuern. ist. Bei dieser bekannten Anord nung würde sieh. schon der Wider ;stand der Zuleitung zum Wärmeschalter in der Weise nachteilig auswirken, dass die Regelcharakte ristik verändert: würde. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel spielt dagegen dieser Leitungswiderstand keine Rolle.