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Elektromagnetischer Regler Die Erfindung betrifft elektromagnetische
Regler und bezieht sich insbesondere auf einen Regler mit vibrierenden Kontakten
(System Tirrill).
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Diese Regler werden vorzugsweise in Kraftfahrzeugen verwendet und
erfüllen im allgemeinen drei Aufgaben, nämlich die eines Selbstschalters, eines
Spannungsreglers und eines Stromstärkereglers.
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Es sind bereits elektromagnetische Regler bekannt, die einen einzigen
beweglichen Anker aufweisen, an dem eine elastische Zunge befestigt ist, die das
bewegliche Kontaktstück trägt.
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Andere bekannte Regler haben auf dem gleichen Spulenkörper zwei getrennte
bewegliche Regleranker, von denen der eine den Ein-Aus-Schaltkontakt und der andere
den Reglerkontakt für die Stromstärke steuert. Ein solcher Regler beansprucht verhältnismäßig
viel Platz und weist zwei getrennte bewegliche Gruppen auf, so daß die ganze Reglereinheit
komplizierter und die Herstellung schwieriger wird.
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Andererseits sind Selbstschalter bekannt, bei denen ein einziger beweglicher
Regleranker das Schließen der beiden Kontakte für die Ein-Aus-Schaltung und für
die Stromstärkeregelung steuert. Diese Selbstschalter haben den Nachteil, daß nach
dem Schließen des Selbstschalterkontaktes der bewegliche Regleranker die elastische
Rückholkraft der beweglichen Zunge überwinden muß, die den Ein-Aus-Schaltkontakt
trägt, bevor das Schließen des Kontaktes der Stromstärkeregelung erfolgen kann.
Diese Arbeitsweise bringt eine gewisse Ungenauigkeit im Ansprechverhalten des Reglers
mit sich.
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Die Erfindung hat sich als Aufgabe gestellt, einen elektromagnetischen
Regler zu schaffen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden sind.
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Zu diesem Zweck ist ein elektromagnetischer Regler, insbesondere für
einen Kraftfahrzeuggenerator mit einem gleichzeitig die Funktion eines Stromstärkereglers
ausübenden Selbstschalterelement, welches einen einzigen beweglichen Anker aufweist,
an dem eine das bewegliche Kontaktstück tragende elastische Zunge befestigt ist,
erfindungsgemäß so ausgebildet, daß das an der elastischen Zunge befindliche Kontaktstück
einen Teil des Stromstärkeregelkontaktes bildet und daß ein an der elastischen Zunge
befestigter Kern aus magnetischem Material sich frei durch eine im beweglichen Anker
befindliche Aussparung dergestalt bewegen kann, daß, nachdem der bewegliche Anker
zum Anliegen gekommen ist, das Anziehen der elastischen Zunge allein möglich ist.
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Dank der Anordnung der Erfindung braucht der Regleranker des Selbstschalters
nur noch die elastische Widerstandskraft der Zunge zu überwinden, die das bewegliche
Kontaktstück des Spannungsreglerkontaktes trägt, so daß es möglich wird, eine sehr
genaue Regulierung des Stromstärkewertes zu erreichen, für den die Stromstärkeregulierung
wirksam ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.
Es zeigt Fig. 1 eine Längsschnittansicht nach der Linie 1-1 der Fig. 2 eines elektromagnetischen
Reglers nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 eine perspektivische
Ansicht und Fig. 4 ein Schema einer Schaltung mit einem elektromagnetischen Regler
nach der Erfindung.
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Das Selbstschalterelement des elektromagnetischen Reglers nach Fig.
1 und 2 weist einen Kern 1 auf, auf den eine Wicklung aus feinem Draht
2 und eine Wicklung aus dickem Draht 3 aufgespult sind. Der magnetische
Kreis wird durch den Rahmen 4 dargestellt, auf dem der bewegliche Regleranker
5 des Selbstschalters gelenkig befestigt ist. Dieser bewegliche Regleranker 5, wird,
wenn in den Wicklungen 2 und 3 kein Strom fließt, in die in der Zeichnung gezeigte
Stellung durch die Wirkung der Feder 6 zurückgeholt, deren Spannung mit Hilfe der
Schraube und Mutter 7 geregelt werden kann.
Der bewegliche Regleranker
5 trägt wie bei einem üblichen Selbstschalter ein Kontaktstück
8 (Fig. 2 und 3), das mit einem festen Kontaktstück 9 (Fig. 3) zusammenwirkt,
das auf einer kleinen Platte 10 angebracht ist, um den Selbstschalterkontakt
zu bilden. Diese kleine Platte 10 ist mit Hilfe der Schraube 11 verstellbar, auf
einem rechtwinklig umgebogenen Träger 12 befestigt. Auf dem Träger ist andererseits
mit Hilfe der Schraube 20 eine zweite kleine Platte 13 befestigt, an deren
oberem Teil das feste Kontaktstück 14 des Spannungsreglerkontaktes vorgesehen
ist. Die kleinen Platten 10 und 13 sind auf dem Träger 12 unter Zwischenschaltung
eines Isolierelementes 15 montiert.
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Auf dem beweglichen Regleranker 5 ist mit Hilfe von Nieten
16 eine elastische Zunge 17 unter Zwischenschaltung einer Beilage 22 zwischen dieser
Zunge und dem Regleranker 5 befestigt. Die elastische Zunge 17 trägt an ihrem Ende
das bewegliche Kontaktstück 18 des Stromstärkereglerkontaktes.
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Auf der elastischen Zunge 17 ist ein Kern 19 befestigt,
der im vorliegenden Falle von einem kleinen Zylinder aus magnetisch leitfähigem
Material dargestellt wird. Dieser Kern 19 durchdringt ein Loch 5 a,
das in
den beweglichen Regleranker 5 eingebracht und koaxial zur Achse X-X des Kernes 1
des Reglers angeordnet ist.
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Die Funktion des Reglers nach der Erfindung ist folgende: Sowie die
Nebenschlußwicklung 2 aus feinem Draht eine genügende Spannung erhält, wird
der bewegliche Regleranker 5 vom Kern 1 angezogen und schließt die
Kontakte 8 und 9. Von diesem Zeitpunkt an ist der Regleranker 5 unbeweglich und
kann demgemäß nicht mehr weiter angezogen werden.
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In dem Ausmaß, wie sich die Stromstärke in der Wicklung aus dickem
Draht 3 erhöht und dabei außer der Stromstärkeregelung die normale Funktion für
die Trennung übernimmt, wird der an der elastischen Zunge 17 befestigte Kern
19 mehr und mehr angezogen, bis bei einer vorher bestimmten Stromstärke die
elastische Zunge 17 genügend verformt wird, damit der Kontakt zwischen den Kontaktstücken
18 und 14 hergestellt wird.
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In diesem Zeitpunkt beeinflußt das Schließen der Kontaktstücke
18 und 14 eine auf dem Spannungsregler vorgesehene Hilfswicklung mit
zusätzlichem Strom, so daß die durch die Wicklung mit dickem Draht verlaufende Stromabgabe
der Lichtmaschine durch Verringerung der geregelten Spannung verringert wird.
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Ein solches Schaltbild ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Elemente
des Selbstschalters die gleichen Bezugszeichen tragen wie in Fig. 1 bis 3.
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Die Lichtmaschine, die ein Gleichstrom- oder ein mit einem Gleichrichter
kombinierter Wechselstromerzeuger sein kann, speist die Batterie 32 und den
in dicken Strichen dargestellten Ladestromkreis 33.
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Der Generator ist in üblicher Art und Weise mit dem Spannungsregler
verbunden. Der elektromagnetische Regler besitzt zwei Elemente, nämlich einen Spannungsregler
36 und einen Selbstschalter 37, der einen Stromstärkeregler entsprechend
Fig. 1 bis 3 bildet.
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Die Hauptwicklung 36a des Spannungsreglers 36 ist mit den Klemmen
des Generators entweder direkt oder durch einen Ausgleichswiderstand 38 verbunden.
Die Nebenschlußwicklung 2 des Schalters ist ebenso mit den Klemmen des Generators
verbunden. Diese beiden Wicklungen und der Widerstand 38 können wie im Falle
der Fig. 4 in Serie liegen und mit den Klemmen des Generators verbunden sein.
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Die Wicklung aus dickem Draht des Selbstschalters 37 in Serie mit
dem Ladestromkreis 33 ist mit dem Kontaktstück 9 verbunden. Andererseits trägt der
bewegliche Regleranker 5 des Selbstschalters 37 das Kontaktstück 8, das dem
Kontaktstück 9 gegenüberliegt, wie das in Fig. 4 dargestellt ist, wenn der Generator
Strom abgibt, um die Batterie zu laden. Das feste Kontaktstück 14, von dem normalerweise
das von der elastischen Zunge 17 getragene Kontaktstück 18 entfernt liegt,
ist mit einer Zusatzwicklung 36 c des Spannungsreglers verbunden, wobei die
Durch$utung dieser Wicklung sich mit der der Hauptwicklung 36 a addiert, wenn die
Kontaktstücke 14 und 18 geschlossen sind.
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Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Reglers ist wie folgt:
Solange die vom Generator abgegebene Stromstärke ihren vorgeschriebenen Wert nicht
erreicht, ist die Arbeitsweise gleich der eines bekannten Tirrill-Reglers mit zwei
Regelstufen. Das feste Kontaktstück 39a, das mit dem beweglichen Kontaktstück 3@9
zusammenarbeitet, bringt den Widerstand 35 entweder in Serie mit der Induktionswicklung
34 oder schließt ihn kurz, und das feste Kontaktstück 39 b und das bewegliche
Kontaktstück 39 schließt die Erregerwicklung 34 kurz oder nicht, je nach
der Geschwindigkeit und der Belastung der Lichtmaschine.
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Sowie der Wert der vorgeschriebenen Stromstärke erreicht ist, nimmt
der Kern 19, von einer genügenden elektromagnetischen Kraft angezogen, die Zunge
17 mit, die die Kontaktstücke 18 und 14 in Berührung bringt.
Dadurch wird die Spule 36 c mit Strom gespeist und gibt zusätzliche Ampere-Windungen
zum Reglerstromkreis. Da die Anzahl der Ampere-Windungen für die Funktion des Reglers
konstant ist, müssen diejenigen der Spule 36 a sich verringern und eine Spannungssenkung
des Generators bewirken, so daß auf diese Weise die Stromstärke beschränkt wird.
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Nach einer abgewandelten Ausführungsform kann die Zusatzwicklung
36 c eine Gegen-Nebenschluß-Wicklung sein, d. h. daß ihr Fluß sich von dem
Stromfluß abzieht, der von der Hauptwicklung 36 a erzeugt wird. In diesem Fall sind
die Kontakte 18 und 14
normalerweise geschlossen, so daß die Zusatzwicklung
36 c so lange gespeist wird, wie die abgegebene Stromstärke schwach ist.
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Wenn die Stromstärke den vorgeschriebenen Wert übersteigt, hört durch
das Öffnen der Kontakte 18" 14 der Stromfluß durch die Wicklung 36 c auf,
was demgemäß wie vorher auf die Funktion des Spannungsreglers einwirkt.