DE1613852A1 - Elektrisches Anlasssystem fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DIPL.-ING. GÜNTHER diaciNI-UMH"·" PAT I* Nt¹ANWA LT

Aktenzeichen.- NeuaHEieldung 28 BREMENI BORGERMEISTER-SMIDT-STR.Se ANMELDERNAME: McCtlLLOCH CORPORATION (TRINIDAD-HAUS)

TELEFON: (0421)313*77 TELEGRAMME: FERROPAT

BREMER BANK 1009072 POSTSCHECK HAMBURG 255767 MEIN ZEICHEN: {,) /j.

datum: S. JAN. 1967

MgCULLOGH CORPOIiATION, Los Angeles, Staat Kalifornien (VoSt, Ao)

Elektrisches Anlaßsystem für Brennkraftmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein elektrisches Anlaßsystem für Brennkraftmaschinen und insbesondere einen Gleichstrommotor und Generator mit den zugehörigen Bauteilen, die mit einem Sammler zusammenwirken, um eine tragbare Brennkraftmaschine anzulassen

Die vorliegende Erfindung ist besonders brauchbar für kleine Brennkraftmaschinen von geringem Gewicht, die einen Zylinder haben und nach dem Zweitaktsystem arbeiten» wie .sie beispielsweise für tragbare Kettensägen verwendet werden« Dennoch ist die Erfindung weder auf den genannten bestimmten $yp einer Brennkraftmaschine

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noch auf den genannten Verwendungszweck beschränkt, obwohl sie im Zusammenhang damit beschrieben wird.

Von einem Benziumotor angetriebene tragbare Kettensäge« erfreuen sich großer Beliebtheit und werden in großem Umfange für das Fällen von Bäumen_B das Abtrennen der Zweige von den Stämmen und zum Zerteilen der Stämme verwendet. Per Betrieb derartiger Maschinen kann ihrer Natur nach nicht kontinuierlich sein, so daß die Motoren der Kettensägen häufig '-rleder angelassen werden müssen. Alle zur Zeit bekannten Kettensägen müssen von Hand dadurch angelassen werden, daß ein um eine Seilscheibe gewickeltes Seil abgezogen sird. Obwohl elektrische Anlasser und die mit ihnen verbundene Bequemlichkeit seit langem bekannt sind» war es bislang nicht möglich, sie für tragbare Kettensägen und andere .Werkzeuge einzusetzen, weil bei diesen nicht unbeträchtliche Baum~ und Gewichtsproblerne auftreten würden» #eil das normale Gewicht schon der Sinzylinder-Zweitaktbenzinmaschine mit der zugehörigen Ausrüstung einschließlich einer ' Kettensäge bereits beträchtlich ist, muß das für die Anlasseranlage benötigte zusätzliche Gewicht auf wenige Ffunde begrenzt werden_o

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein

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elektrischea Anlaßsystem vorzuschlagen, das besonders für Brennkraftmaschinen von geringem Gewicht geeignet ist, wobei die Brennkraftmaschine ein Einzylinder-·Zweitaktmotor sein kann.

Die erfindungsgeuäße Anlaßanlage weist einen Gleiehstrom*- motorgenerator auf und hat eine Batterie, wie z«B· einen Sattel nr, der den Motorgenerator sum Anlassen der Brennkraftmaschine mit strom versorgt. Weiterhin ist ein elektrischer Steuerkreis sub Regeln der Batterieladung vom Kotorgenerator aus, eine Dekompressionsein richtung für den Zylinder des Benzinmotors zum Erleichtern dee Startens und sum Vermindern der sum Durchdrehen "benötigten Kraft sowie ein einziger verriegelbarer . Steuerknopf vorgesehen, der den Anlaßvorgang, den normalen Betrieb und die Aue-Stellung der Kettensäge steuert-

Die erfindungsgeraSSe Anlaßeinriehtung ist besonders vorteilhaft, weil sie nur einen geringen Raum und ein minimales Gewicht aufweist und dennoch den erheblichen Zentrifugalkräften beim Betrieb standhält.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Motorgenerator nur sehr schmal aufgebaut ist*

"Sine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin_s daß

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ein Gleichatrommotorgenerator geschaffen wird« der mit einer Brennkraftmaschine zusammenwirkt, welche ein Dekoiapresßionsventil hat, um das Anlaßdrehmoment eu verringern*

Der erfindungsgemäße Gleichstrommotorgenerator hat Bürsten, die auf einer radialen Fläche dee Generators aufsitzen, um die Kommutatorsegmente dadurch zu reinigen, daß Kohlereste aufgrund der Zentrifugalkräfte abgeschleudert werden·

Der erfindungsgemäße Motorgenerator ist weiterhin rait &g· Verbundfeldwieklungqaausge-rustet, die so angeordnet sind, daß sie sich gegenseitig unterstützen, wenn der Motorgenerator als Motor lfiuft, wodurch er ein großes Drehmoment abgibt, während die Wicklungen beim Betrieb des Mofcorgenerators als Generator entgegenwirkend angeordnet sind, um die Ausgangsleistung bzw» den Ladestrom zu vermindern.

Der erfindungegeoäße Motorgenerator hat eine Feldwicklung, die fortlaufend sinusförmig angeordnet ist, um das '«Yiekeln der Spulen au vereinfachen, und er hat einen Anker, der so angeordnet ist, daß die luftzirkulation und damit die Kühlung des Motorgeneratotfs verbessert

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Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben und in den Zeichnungen darge= stellte Ss zeigens

einen Teillängsschnitt durch einen Ben·=» ziomotor mit Dakonipressionsventil und dein erfindungsgemäßen Gleichstrommotor=- generator;

Figo 2 einen Schnitt entlang der Linie 2=2 der 2*ig_n 1 sum Darstellen der Koramutatorseg·=· inente des Rotors, der Ankei*-und der Feldwicklungen des Motorgenerators;

Fig_a 3 die Abwicklung eines Schnittes entlang der Linie. 3-3 in Figo 2 zum Darstellen eines Teils der Feldwicklung und der Polschuhe des Motorgenerators;

Figo 4- eine teilgeschnittene Ansicht des in drei Lagen feststellbaren Steuerknopfes und eines Gehäuses für den Sammler;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Steuerknopf mit der Verbindung zu dem erfiadungsge Dekompressionsventil;

Figo 6 einen Ausschnitt aus Figo ¹V zur Darstel*= lung des Steuerknopfes mit dem Zündschal» ter in seiner Ruhestellung;

Fig_o 7 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Sanunlergehäuses;

Figo 8 ein Schaltschema für den Fotorbetrieb des

Motorgenerators zusammen mit der Brennkraftinaschijie,, den Feldwicklungen und den anderen Bauteilendes Ladekreises; und

eine der Figo 8 entsprechende Schaltung "bei Generatorbetrieb des Motorgenerators,

Di© β&2ίηάηη%8Β9Ά$Βθι in Fig» 1 dargestellte AalaSanlage

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-■..;- ' .-■:.- BAD ORlGSKA'

ist rait einer Brennkraftmaschine 10 zusammengebaut und besteht ana einem insbesondere in deu Figo 1 und 2 näher gezeigten GleiehstroiafflotorgenKPator,. einem au« einer Anzahl voa Nickel-Cadmium-Zeilen 12 (Figo 4·) susaramenge« se taten Sammler für die Versorgung des Mo tor genera tor 9 11 mit Stroms einem Stsuerknopf 14-, der- mechanisch verriegelbai? ist und das Anlassen der Brennkraffcmaschine 10, ihren Hormalbeträeb und das abschalten steuert und aus dem elektrischen Steuerkrela (Fig.. S und 9) zum Regeln der Ladung des Sarnnilers 12» Zum Erleichtern des Anlassens der Brennkraftmaschine 10 kann eine Dekompressionsein« richtung 15 vorgesehen sein,, v/ie sie in S¹Ig₀ 1 odex^s In abgewandelter Form in Fig» 5 dargestellt ist. Biese Eia richtung kann das nachstehend noch beschriebene und in der USA-Patentanmeldung 51? 860 vom 10ο12_o1965 erläüterte.Dekompressionsvetttil sein_o

Die Brennkraftmaschine 10 wird dadurchjaigelasseiis daß der Steuerknopf 14 betagtigt wird, welcher eine elektric sehe Verbindung zwischen dem Sammler 12 und dem Motor 11 des Kotorg0aerators herstellt, um die Brennkraftmaschine durchzudrehenο Zum Erleichtern des Anlassens der Maschine kasn die von Kolben erzeugte Kompression im Zylinder von einem geeigneten Dekompres3ionsventil verringert werden* Nach dein Anlassen wird der elektrische Startscnalter

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durch den von Hand betätigten Steuerknopf 14 wieder geöffnet, worauf die Batterie von dem lfotorgenerator geladen wird, der dann als. von der Brennkraftmaschine angetriebener Generator arbeitet. Sobald die Spannung des Sammlers einen vorherbestimmten ifert erreicht, wird der Ladestrom vom Sammler getrennt. Dies geschieht aufgrund der Wirkung der in Fig. 8 und 9 gezeigten Steuerschaltung·

Nachdem vorstehend die allgemeine Arbeltsweise der erfindungsgemäßen AalaBeinrloMmng in großen Zügen erläutert wurde, eel nachstehend dei? Aufbau öse? Brennkraftmaschine 10 im Zusacmenhang mit Fig« 1 tsaheg- besprochas,- Die Brennkraftmaschine hat einen einsigen Zylinder 16 und arbeitet nach dem Zweitaktverfahren_c Sie hat einen Motorblock 17 und ein Kurbelgehäuse 18, Der Motorblock 17 ist mit einer Büchse 21 ausgerüstet, die den Zylinderraum 20 begrenst«

Innerhalb des Zylinderraumes 20 1st ein Kolben 2? vorgesehen, der über eine Pleuelstange 25 alt der Kurbel 23 einer Kurbelwelle ?4 verbunden 1st· Die Pleuelstange 1st einerseits !■ Kolben 22 befestigt und andererseits mit eines Lager 26 versehen, das die Kurbel 25 der Kurbelwelle ■£& umgreift*

Weiterhin 1st in der Brennkraftmschine eine Zündkerze °7

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in einer halbkugelförmigen Ausnehmung 28 angeordnet, die an den Zylinder 16 angrenzt und mit diesem in Verbindung steht. Die Zündkerze hat die übliche Aufgabe des Zündens des im Brennraum 30 des Zylinders 16 befindlichen brennbaren Gases« Zum Bewirken der Zündung kann jedes bekannte Zündsystem Verwendung finden_o Der insoweit beschriebene Aufbau der Brennkraftmaschine 10 ist bekannt«, Der Motorblock 17 hat die üblichen Kühlrippen 31, die auch bei hohen teotordrehäsahlen für eine ausreichende Kühlung der Maschine sorgen*

Per Gleichstrommotorgenx'ator 11 ist vorzugsweise direkt mit der Kurbelwelle 11 der Brennkraftnaschine 10 verbunden bzw«, verkeilt. ffle oben schon angedeutet, ist der Kotorgenarator 11 sehr klein aufgebaut und hat ein geringes Gewicht, Um den Motorgamerator 11 anzutreiben, ist die Kurbelwelle 24 nach rechte (Pig. I) verlängert und trHgt den Rotor bzw. Anker 33* wobei die Verbindung zwischen den Teilen beispielsweise mit Hilfe eines Keiles sichergestellt 1st. Die Kurbelwelle ?4 ist drehbar in eines lager 34 des Motorblockes 17 gelagert« Der drehbare Anker 33 ist außerdem alt einem Schwungrad 33 verbunden, auf das Schaufeln 36 aufgesetzt sind. Die Schaufeln 36 wirken als Lüfter-, um einen Luftstrom zum Kühlen der Maschine 10 2u erzeugen«

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"Der Anker -»eist eine Vielsahl von Koramutatorseginenfeen 37 auf, die flache_s sich in Radialdichtung erstreckende Oberflächen 38 haben_o An den Flächen 3S liegen zwei insbesondere aua 3?igo 2 ersichtliche Bürsten 4G ätt₉ die unter der Wirkung von l^?edern 41 stehen <■ Es sei darauf hingewiesen, daß die "beiden Bürsten 40unter einem Winkel von etwa 45° angeordnet sind« Dies ist deswegen möglich - und wird nachstehend noch näher erläutert ~₉ weil die Aüz-ähl der "Polschuh© 8 betragt j eo daß sich die beiden Bürsten über mehr als einen Polschuh erstrecken

Der Anker 33 weist weiterhin eine Anzahl von in be~ stimmten Winkelabstanden angeordnetes Polen 42 auf_s die vorzugsweise gemäß 43 hinterschnitten siiid₉ um Raum fü2> die Ankerwicklungen 44 sau haben und um die ßefa&r des Herausdröckens d«r ÄQfeerwicklunsöR 44 aufgrund der uiserhebliohen Zentrifugalkräfte zu verringern / mutatorseg^aente 37 sind in eine gseigsieta 4-5 (Figo 1) eingegossen9 wodurch di© Gefahr störung des Aakers aufgrund ö«r Z&«rfcrifugallc3?afte wird. .

Iß sei €asauf hingewiesen * daß die f !ashen» siöli its g erstreetenden 1?|ächeö 38 der

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Kohlerückstände von den Bürsten werden aufgrund der Zentrifugalkräfte abgeschleudert, wenn sich der Anker mit holier Geschwindigkeit dreht.

Am Anker sind außerdem eine Vielzahl von mit Abstand von·« einander angeordneten Befestigungsansätzen 46 vorgesehen ■> an denen das Schsrangrad 35 mit Hilfe von Schrauben V? "befestigt ist. Auf diese '.Veise 'Tird zwischen Schwungrad 35 und des Anker ein Zwischenraum aufrechterhalten, durch den Kühlluft eintreten und durch den gesamten Anker hinduröhströmeß kann,

Daa Schwungrad 35 auß natürlich dynamisch ausgewuchtet sein und kann an seinem Umfang mit Ausgleichsgewichten sowie Magneten versehen 3ein» um so eine Magnetzünder= anlage au bilden«, Dieses Merkmal ist jedoch nicht erforderlich«,

ISs sind zwei Feldwicklungen vorhanden, die ,gemäß Figo 5 in einer Sinusform 48 angeordnet sind» Dadurch wird das Wickeln der beiden Feldwickliaigen erleichtert, weil es einfacher ist, sie kontinuierlich zu wickeln und niehfc als getrennte Wicklungspaare„ Die elektrische Anordnung der beiden in den FIg₉ 1 bis 3 gezeigten Feldwicklungen ist aus den Fig«, 8 und 9 au entnehmen. Demgemäß hat

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der Eiotorgenerator 11 eine Reihenfeldwicklung 50 und eine Shuntfeldwicklung 51c Auf diese Weise entsteht natürlich, ein Gleichstromverbundiaotor, der gemäß der noch, folgenden Erläuterung differenziert betrieben werden kann.

Die beiden Feldwicklungen wirken mit 8 Feldpolschuhen 52 zusammen und werden von diesen mechanisch gehalten« Die Polschuhe 52 sind an einem·feststehenden Gehäuse 55 in beliebige? Weise befestigt, das seinerseits mit dem Kurbelgehäuse 18 oder dann Zylinderblock 17 verbunden ist. Die Feldwicklungen können beispi©lsc?eise mit Hilfe von Schrauben 5^ über die Polschuhe 52 gehalten werden*

Das feststehende Gehäuse 53 für die Feldwicklungen hat «ylindrische Form, wie es aus den Zeichnungen hervorgeht und weist eine ringförsaige äußere Ausnehmung 55 auf * Diese Ausnehmung 55 ergibt zusammen alt einem zylindrischen Ansatz 56 an Schwungrad 35 eine Dichtung zwischen diesen Teilen. Die so gebildete Labyrinthdichtung verhin dert das Eindringen von Holzabfallen, Sägespänen oder Staub in das Generatorgehäuse, Andererseits haben die Dichtflächen einen solchen Abstand voneinander, daß Schwungrad und Anker frei drehen können. Ein anderes Merkmal des erflndungsgemäßen Motorgenerators sind die

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Verbindungsdrähte 57 „ die $ede &er Ankerwicklungen mit

des? Konmirfeator segment© -/erMndetu Ss sei darauf ieseas daß ^eder Verbinduögsdrahl; 57 Ms sum äußeren 'Bade des sugehör-iger? EdSBrutatJorsegsientaH geführt 12JiCl mit dies-ep} verlötet ist_o

Der tJötör-genez'at©!¹ 11 öieiitj si?.© Anlasses der- B fsascihlae 10 mit Hilfe öes Bat-teriestroroes tisiö. gum tlarawf r-«gcli.Iisßende?i Wieoex-a-ufladen der' Battesiexic. Br- ist se aufgelegt - daß er amcli höchsten ZentMfmgalia^äften ge<" wachsen 1st= Esachtlieh ist;, daß der Anker 35 keine Habe lial; und in radiale).¹ Eielrtmng sehr klein "baute Das Gewicht ist atißerdes; dadurch erheblicnver-r-ingert worden₉ daß ger-aöe nur soviel Eisen verwendet -.vird, um dea magnet tischen Tlu& au leiten und außerdem gerade gen^ug Kupfer, um den fließenden Strom aufnehmen zu können· Der Motorgenerator hat beispielsweise einen Durehmesser voa 11 cm und eine Dicke von 5,5 cm, was etwa einem Verhältnis von Durchmesser asu Dicke γοη etwas über 5:1 entspricht. Auf diese Weise wird natürlich ein erheblicher-Platz gespart. Der Kotor hat 8 Feldpole, wodurch sogar bei geringen Drehsahlen ein hohes Drehmoment entsteht, wie es für das Anlassen einer Brennkraftmaschine erwünscht isto

Im Zusammenhang mit dem MotpreeBerator 11 wird ein Sammler

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verwendet_s der vorzugsweise aus ifieksl~öadmiuia*-Zellen bestehtο Es können sehn derartige bellen vorgesehen seis, von denen jede eine U©nnspanaung iron 1_β25 V" hat» Mese Zellen sind in dem iä des Fig« 4· -und 7 gegeigten Gehäuse' 60 untergebracht« Das Batteur©gehäuse 60 ist an dem öehnuse 61 der· Krennlsraftinaschine befestigt» Bas Batte=· riegehause 60 besteht ..aus einer ümiaantelußg 62, die offene "Enden hat^uncl innerhalb mit einem dünnen Isoliermaterial 65 ausgekleidet ist.» .Wit Hilfe eines Isolier-■foolaena 6^f- sind die Eäden des Isolieraiaterials 63 sowie das Batteriegeliause 60 an dara Gehäuse 61 des? Brennkraft-= maschine "befestigt* Mit Hilfe eines weiteren Bolzens 6^ sind swei die offenen Baden der Ummantelting 62 des Batteriegehätises abacTiließeiide Kappen mit dem Batteriegehätise irerbmxdeno In JPigo ¹I- sind fünf Seilen innerhalb des Battföriegehäuses 60 gezeigte Bs sind «jedoch jeweils swei Zellen mit ihren TSßden aneinander gelegt _δ so daß im Batteriegehäiise 60 insgesamt sehn Zellen vorhanden sind₉ die gemeinsam den _fSaajmler 12'.bilden_o

Der Sammler 12 kann außer zum Antrieb des 11 auch noch für andere Zwecke Ter^endung findes ₉ beispielsweise zua Aattieb eine? Pumpe oder eines Gerätes zum SehäE'fßTi dex* Kettensäge <. Bei Toller Mas chin eadreh--aahl kann ein Strom "yon 5 Ampere aus dem Generator ent

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nömmen \verden_o Zu diesem Zweck werden lediglich etwa 0,1 PS von der Brennkraftmaschine benötigt«, Das Gesamtgeyftcht des Motorgenerators 11 gusammen rait dem Sammler 12 liegt zwischen etwa I₉5 und 1_S5

Anschließend sei nun das in Figo 1 gezeigte Dekompressions« ventil 15 näher erläutert. Za Motorblock 17 ist ein Ventilkörper 68 angeordnete des? cut einer öffnung 70 in der Zylinderbuchse 21 in Verbindung steht» Der Ven-* "bilkö'epe:? 68 hat -»roraugsweise einen konischen äußeren Bereich 7I₅ der ein Zusetzen der Ventilöffnung verhindert und die öffnung beim Sehließen des Ventils reinigt« Das Ventil wird von einem Hebel 72 betätigt, der einen kugelförmigen Eopf 75 hat, welcher in einer entsprechenden Ausnehmung ä&s Ventilkörpers 68 angeordnet ist,

Wena das Ventil geöffnet ist, entsteht ein Auslaßweg zwischen der Ventiloffmmg 70 und einem Kanal 74, der seinerseits zu der Auspufft >itung 75 führte

In Fig. 5 ist sine geringfügige Abwandlung des Dekompressionsventiles 15 gezeigt» Auch hier hat der Ventilkörper 77 einen konischen Endbereich 78d der in. einer Ventilöffnung 80 in der ^ylinöerwand 81 liegtο Die öffnung SO steht über einen Kanal 82 mit dem Auspuff in Yer~

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77 ■$&%& §Ίϊ@ι? e-lae- Stange * öie siah. durch eise geeignete öffmmg Ii ©s^treefefc. vsiä, "IsM 84- mit einem Hebel' 85- drehbar -ist¹*, fiesSe« "aswlesös "Eade "-aiit säem

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d£© Stange S^ entgegen eier Eiehtuag' jso. Saß sioli-das .\^T©«i>ii Öffnet;_o ©ip Helsel 86 gegen öl© K3?aft^;: einer-

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Ill df is Fig*· 4·/- 6 ist Ά®& Aufbau und die.

Stöue3?ii0böls 14 aShöP dargestellt«. Der Steuerttebel 4ient «um Sfeeweim der Zündanlage der Brennkraftmaschl-= * des Dekoaspr^sstönsveatiles 15 und des iö Hg» 8 «and "9 gezeigten Äälasse^scitalterö 90» Zum Erfüllen dieööitJlufbgaben muß der Steuerhebel 14 ia drei verschiedene leges gebraclit i»erdes ϊεδη«βη₀ Die erste dieser Lagen ist

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Anlassen der· Maschine erforderlich, die zweite für den normalen Maschinenbetrieb und die dritte zum Abstellen der Brermkraftmasehine» Id der Anlaßstellung des Steuerhebels 14- befindet sich der Zündschalter in seiner eirigeschaltoteii Stellung, so daß die Zündkerze 27 von der Zündanlage mit; elektrischer Energie Versorgt v/irdg ebenfalls in dieser Stellung sollte das Bekokpressionsventil geöffnet rad der Anlassersehalter 90 geschlossen sein« Fach dem Anlassen derMaschine muß der Anlaßknopf gelöst werden, damit er in seine Betriebsstellung gelangt* In dieser Stellung ist die Zündung weiterhin angeschaltete das Delcompressionsventil ist nunmehr geschlossen und der Anlaßsehalter 90 hat geöffnet« In. der "Aus"-Stellung des Steuerhebels ist sowohl der Zündschalter als auch der Anlaßschalter geöffnet, wahrend das Bekompresaionsventil geschlossen "bleibt»

Die drei Stellungen des Steuerhebels ΊΛ sind in 31gcr 4 angedeutet; und zwar die Arbeitsstellung in ausgezogenen Linien_s die Anlaßstellung in strichpunktierten Linien und die "Aus"-Stellung ebenfalle in striehpunktierten Linien ο Zum Anlassen der Brennkr-af tmaschine wird der Steuerhebel 14 zunächst aus seiner Stellung 14-" in - die Stellung 14 gebracht uiid dann in die Stellung M-' ge

üelvt^ Dadurch wir-d. der VentilkoiTper- 77 gegen die ',Vir-009831/0499 ■ - . bad

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der Feder 8? verschoben _t so daß sich das Decompressions ventil Öffnete Gleichseitig wird der lalaBschal ter 90 durch. Niederdrücken seines Hebels 94 geschlossene Die Zündanlage enthält einen ,isolierten Draht 9lv mit der "am Steuerhebel 14 mittels einer Schraube 95 festigten metallischen Klammer 92 elektrisch ist» Der Draht 91 und die Klammer 92 sind demsufolge sixsammeniaxt dem Steuerhebel 14 verschiebbare Die- Klammer 92 ist so ausgebildet,, daß sie lit eineiö metallischen sprung 93 deß Metallgeiiäuses 96 eiaeTi elelcfcri-sches. Kon takt schließt und dadareh den Draht 91 an lasse legt; iaif diese ?/eise wird die Süadanlage

Haeh deia Anlassen der Maschine wird der Steuerhebel aus seisaer Stellung 14 ^s gelöst iind von der Feder 8? " aaeh oben in seine Stellung 14 verschobene In dieses¹ Betriebsstellung 14 haben der Draht 91 tind die ICLammex?

92 weiterhin einen gewissen Abstand iron dem Vorsprung

93 des Gehäuses 96₉ so daß die 2ündung in dieser Stellung weiterhin eingeschaltet ist;, wahrend das Ventil 77 geschlossen und der Anlaßschalter 90 geöffnet sind_o

Anstalten der BreönkraftBiasöhine -wird der Steuerhebel In seine Stellung 14"'. bewegt,""wodureh "die Mündung abgeschaltet wird« Diese Stellttflg'ist deutlielx in ;Fig* 6 ge-

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aeigt, in, der der Draht-91 und die Klammer 92 in Kontakt mit dem metallischer» ¥or8prmig des Gehäuses 96 stehe.n<> .Des? Draht 91 liegt daher in dieser Stellung an Masse? so daß die Zündung abgeschaltet ist«, Ebenfalls in diese:=? Stellung ist das Bsteompre.ssionsve.ntil geschlossen und der Anlaßschalter geöffnet*

Sa ist ereichtIich_s daß eine mechanische Zwangssteuerungvorhanden ist-, welche ein öffnen des Änlaßsehaltftrs 90 suy.¹ gleichen Zeit bewirkt;, wie das Dekompressionsrentil 15 geöffnet ist und umgekehrt. Andererseits bleibt die 2Xinaüüg eingeschaltet, während die Maschine angelassen wird und während sie läuft»

Zwischen- dem Sammler 12 und dem Motor-generator 11 ist die in dea Fig_o 8 und 9 gezeigte elektrische Schaltung vorgesehen« Die Schaltimg gemäß fig, 8 zeigt den Anlaß-"betrieb und die Schaltsjs^ gemäß Figo 9 den Ladebetrieb,,

In "beiden Schaltbild mi sind die Brennkraftmaschine 10, / das DekoDipressionsventil 15? der Zündsehalter 92,93 und der Steuerhebel 14- lediglich schematisch dargestellt,, Das Be'kompE'essicras've'ntii 15 1st in Figo 8 in seiner offenen Stellung gezeigt_s und öex- Sündschalter 92₈^5 ist ebenfalls offen« so daß die- Ziinduag eingeschaltet ist;·,- Des¹

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&nl&ßsoh&lteT 90 ist geschlossen,, Ton desa gestrichelte«! Xtnies deutet die Linie 97 die lifafMndimg^: .von Steuerhebel 14 tmct Änlsßschalte» 9O₉ die Maie 98 die ^rbindung von

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einigten Staaten parallel laufenden Patentanmeldung 530 129 vom 25.2ο1966 näher beschrieben. Wie dort ausgeführt ist, bilden die beiden Zener-Dioden 101,102 und der Widerstand 105 einen Spannungeteiler, der parallel zum Sammler 12 geschaltet 1st. Dieser Spannungsteiler ist so ausgelegt, daß er den gesteuerten Siliziumgleichrichter 100 durch Anlegen einer geeigneten Spannung an dessen Steuerelektrode 109 aufsteuert, wenn die Spannung des Sammlers 12 einen vorherbestimmten Wert erreicht. Der Grund für das Vorsehen von zwei Zener-Dioden 101 und 102 in Reihenschaltung ist in der genannten UÖA^Patentanraeldung näher erläutert.

Die Diode 106 verhindert das Fließen eines Stromes in Richtung des Pfeiles 110 (Figo 8), solange der Anlaßschalter 90 geöffnet igt.

Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Steuerhebel 14 zunächst aus seiner "Aue"-Stellung 14-" zurück In seine Stellung 14 geschoben und dann in die Stellung 14* gedrückt· Dadurch wird - wie schon erläutert - das Dekompreesionsventil 15 geöffnet. Gleichseitig wird dadurch der Zündschaltsr 92,95 betStigt und der Anlaßsohalter 90 geschlossenο

Bei geschlossenem Anlaßschalter 90 ist die Diode 106

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kurzgeschlossen« so daß ein Strom vom Sammler 12 in Sichtung des Pfeiles 110 durch die Shunt-ificklung 51 nach Hasse und durch die Serienwicklung 50 und den Motorgenerator 11 fließen kann,, Demzufolge sind die beiden Wicklungen 50β51 so geschaltet, daß sich ihre Wirkungen addieren« Bas bedeutet, daß die Magnetpole an den Enden der Wicklungen 50»51 so angeordnet sind, daß gleiche Pole - beispielsweise also die beiden Nordpole (N) angrenzend an die leitung 105 liegen. Demzufolge arbeitet der Motorgenerator 11 als Motor und treibt die Brennkraftmaschine 10 an _β Da die beiden-4ie-Feldwiclclungen 50,51 in diesem Fall sich unterstützen, gibt der Motorgenerator 11 ein hohes Ausgangsdrehmoment ab, wie es für das Anlassen einer Brennkraftmaschine erwünscht ist« -

Fach dem Anlassen der Brennkraftmaschine tvird der Steuerhebel 14 gelost und von der feder 8? aus seiner Stellung 14·* in seine nonoale Stellung 14 zurückgedriickt«

Aufgrund der Bewegung des Steuerhebels 14 in seine Normalstellung^chließ* das Dekompreasionsventil 15 in der oben näher erläuterten Weise« Gleichzeitig wird der Anlaßacaalter 90 wieder geöffnet, wie es in Fig_o 9 gezeigt ist· Dadurch wird wieder verhindert, daß ein Strom von der Batterie 12 in Richtung des Pfeiles 110 fließt, weil

die Diode 106 nunmehr sperrt. Trotz geöffnetem Anlaß» schalter 90 ist es aber möglich, daß der Sammler 1? in der nunmehr beschriebenen Weise geladen wird.

Da die Brennkraftmaschine 10 nunmehr läuft, treibt sie den iSotorgenerator 11 an, der jetzt als Gleichstromgenerator arbeitet. Der vom Generator abgegebene Strom fließt In Richtung des Pfeiles 111« Auf diese Welse fließt der gesamte abgegebene Strom durch die Feldwicklung 50, und ein Teil fließt über die Leitung 103 in den Sammler 12. Bin anderer Teil des abgegebenen Stromes fließt durch die Shunt-Wicklung 51 nach Masse ab. Auf diese Weise sind die beiden Feldwicklungen 50 und 51 nunmehr gegensinnig geschaltet, so daß ungleichnamige Hagnetpole der Wicklungen 50 und 51 der Leitung 103 benachbart sind. Beispielsweise liegt der Südpol (S) der Wicklung $0 neben dem Nordpol (N) der Wicklung 51·

Auf diese Weise wird der Ausgangsstrom des als Generator arbeitenden Kotorgenerators 11 begrenzt. Dieses Ergebnis /,-1st deswegen erwünscht, weil dadurch der den Sammler 12

ladende Strom begrenzt wird. Bs hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß der Sammler 12·, der von Nickel- |

Cadmium»Zellen gebildet sein kann, auf diese Weise be- ■:'^r

sonders Wirkungsvoll aufgeladen wird. ;

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Die rioreale Ajilafizeit äer Brennkraftmaschine 10 dauert 3 Sekunden und die zugehörige Zeit zum '«Yiederaufladen des Sanalers 12 9 Sekunden. Es hat eich jedoch gezeigt« daß der Motorgenerator 11 bis zu etwa 2-3 Minuten hintereinander als Kotor laufen kann, ohne den Sammler BU beschädigen. Der von 10 Nickel-Cadmiuia-Zellen gebildete Saunier hat eine Nennspannung von 13 V und kann eit einem Strom von 8 Ampere bis zu einer Spannung von etwa 15 V aufgeladen werden«

Die Aolafidrehsahl von Brennkraftmaschine 10 und Motorgenerator 11 beträgt etwa 700 Umdrehungen pro Minute, wobei die Brennkraftmaschine normalerweise schon bei etwa 500 Umdrehungen pro Hinuten anspringt· Die maximale Motordrehaahl beträgt 12 000 Umdrehungen pro Minute» ein erfindungsgeeäß ausgebildeter Motorgenerator 11 k&nn jedoch bis zu 23 000 Umdrehungen pro Minute ohne Schäden au nehmen drehen«

Starke der AbsohwSohung und damit die Große des lAdestromes kann eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Shunt-Wioklung 51 vergrößert oder verkleinert werden«

schon vorher erläutert, kann die gesamte Kettensäge 009831/0499

dadurch, abgestellt werden« daß der Steuerhebel 14- in seine Stellung 14ⁿ verschoben wird. Dadurch wird die Zündung wegen des nunmehr geschlossenen Schalters 92,93 abgeschaltet, so daß die Maschine anhält. In dieser Stellung des Steuerhebels 14 bleibt der Anlaßschalter 90 geöffnet und da3 Dekompressionsventil 15 geschlossene

Es leuchtet ein, daß die beiden Zener-Dioden 101, 102 und der Widerstand 105 so ausgelegt sind, daß sie die gesteuerte Silizium-Diode 100 auf steuern,, wenn die Sammler-Spannung den vorbestimmten Wert, beispielsweise also 15 V erreicht. Dadurch wird die Shunt-fficklung 51 kurzgeschlossen. Auf diese Weise wird die weitere Stromabgabe vom Generator 11 unterbunden, so daß ein weiteres Aufladen des Sammlers 12 ausgeschlossen ist. Dadurch wird verhindert, daß der Sammler 12 beschädigt wird, weil die Batterieladeschaltung gemäß Fig« 8 auf die am Sammler 12 liegend® Spannung anspricht und den Ladestrom abschaltet, sobald die Spannung den voreingestellten Wert erreicht. Während die Batterieladung von der Batteriespannung gesteuert wird, wird der vom Generator 11 abgegebene Strom durch geeignete Wahl der Größe der Feldwicklungen 50 und 51 bestimmt« . "

Die vorstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles

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der Erfindung ist nur als Erläuterung des Erfindungsgedankens, nicht aber als eine Beschränkung zu verstehen_o

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Claims (1)

1. Ansprüche

   Io Anlaßvorrichtung für Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch einen Gleichstrommotorgeöerator (11),der mit der Kurbelwelle (24) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist; durch einen elektrischen Sammler (12) für den Betrieb des Motorgenerators als Motor; und durch einen Steuerhebel (14) sum Verbinden des Sammlers (12) mit dem Motorgenerator (11)ο

   2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (16) der Brennkraftmaschine (10) mit einem Dekompressionsventil (15) ausgerüstet ist; und daß der Steuerhebel (14) gleichzeitig den Sammler (12) mit dem Motorgenerator CIl) verbindet und 4a£> das Dekompressionsventil (15) zur Verringerung des Anlaßdrehmoaentes der Brennkraftmaschine (10) öffnet·

   3· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sammler (12) und Motorgenerator (11) ein Gleichrichter (106) geschaltet let, der den Stromfluß vom Sammler ν sum Motorgenerator nox«»·.

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   -ϊ-

   !erweise unterbricht; und daß der Steuerhebel (IA) mit dea Zündschalter (92,93) der Brennkraftmaschine (10), dem Dekompressionsventll (15) und dem Gleichrichter (106) verbunden ist und drei Stellungen aufweist» von deaen in de* Anlaßstellung (14^r) der Zündschalter eingeschaltet, das Dekoaipressionsventil geöffnet und der Gleichrichter überbrückt ist, so daß der Strom vom Sammler zum Motorgenerator fließt, von denen iß der Betriebsstellung (14) der Stromfluß vom Sammler zum Ilotorgenerator unterbrochen, der Zündschalter eingeschaltet und das DekoapreseionsTentil geschlossen ist, und von denen in der "Aus"—Stellung (JA") der Zündschalter ausgeschaltet, das Dekompreesionsventil geschlossen und der Stromfluß Sammler guss Utotorgenerator unterbrochen 1st«

   4>. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3 t dadurch g8kesiiseiob.net, daß der Motorgenerator (11) wahlweise sum Starten der Brennkraftmaschine (10) oder zum Laden de· Summiere (12) verwendbar ist; da3 ein Anlaßschalter (90) vorgesehen ist, der den Sammler mit dem Motorgeaavator elektrisch verbindet; und daß ein epannungsabhän» giger SebAlter (100.101,102,105,109) an den Sammler (12) angeachlossen 1st und auf die an den Sammlerkleramen lie-' gende Spnisnung anspricht und eine Shunt-Feldwieklung (51) des Motorge'fierators (11) beim Erreichen einer vorbestimm=

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   V-

   ιί

   ten Spannung sun Sammler kurzschließt und ein weiteres Laden des Sammlers unterbricht_o

   5e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (14) gleichzeitig den Zündschalter (92,93), den Anlaßschalter (90) und das Dekompressionsventil (15) derart steuert, daß * beim öffnen des Dekorapressionsventiles gleichzeitig der Anlaßschalter geschlossen und der Zündschalter eingeschaltet wird, umdie Brennkraftmaschine anzulassen,, daß mit dem Sehließen des Dekompressionsventiles gleichzeitig der Anlaßschalter geöffnet wird und der Zündschalter in seiner eingeschalteten Stellung bleibt,

   Gleichstromjömotor-Generator mit einem drehbaren Anker und mindestens einer feststehenden Feldwicklung sowie Folschuhen, die mit der Feldwicklung Verbundes"sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) eine Vielzahl von KoMutatorsegmenten (37) aufweist, die flache Oberflächen haben, welche sich senkrecht zur Drehachse dee Ankers erstrecken; und daß eine Mehrzahl von Bürsten (40) auf den flachen Oberflächen der Komnutatorsegmente aufliegen, wodurch ein Selbstreinigungseffekt der Kokhoutatorsegmente aufgrund der Zentrifugalkräfte entsteht.

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   7* läotorgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Koraiautatorsegöiente (27) in einer isolieren den Vergußmasse (45) eingebettet sind«

   8o Motorgensrator nach einem der Ansprüche 6 oder 7? dadurch gekennaeichnets daß der Anker (33) -E'äbeolos ausgebildet und von geringer radialer Erstreckeng ist, und daß die Ankerbreite klein im Verhältnis siara Ankerdurchmesser ist.

   9o Motorgenerator nach einem der Ansprüche 6 <=> 8₉ da« durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ankerwicklung (4A) für 3edes KoKmutatorsegnent (57) vorgesehen istι und daß an äede Ankerwicklung ein Draht (57) angeschlossen ist, der sich bis zum Endbereieh des augeordneten Koramutatorsegmentes erstreckt.

   1Oj Motorgenerator nach einem der Ansprüche 6 - 9» da~ durch gekennzeichnet, daß an-einandergrenzendeii Kommuta» torsegmente hintarschnitten sind, um Raum zur Aufnahme der Ankerwicklungen zu bilden und um eine radiale Bewegung d©r ific&lungen aufgrund der Zentrifugalkräfte au verhindern« ■- ." -

   11» iii©torgenerator nach einem der Ansprüche 6 « 1O₉ da«

   rad 009831/0499 ^BAD

   durch gekennzeichnet, daß svei Feldwicklungen (50,51) vorgesehen sind, von denen die eine ala Serien- und die andere als Shunt-Wicklung geschaltet ist und die fortlaufend sinusförmig angeordnet und von den Feldpolachuhen (52) gehalten sind.

   12.» SJotorgenerator nach einem dsr Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklungen in einem feststehenden Gehäuse (53) von sylindrischer Form angeordnet sind, welchesfoit einer äußeren Ausnehmung (55) versehen ist; und daß der Anker ein äußeres drehbares Gehäuse (35) tragt, das einen zylindrischen Ansatz (56) aufweist, welcher mit der Ausnehmung (55) eine Labyrinth,-Dichtung bildet«

   15« Motorgenerator nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennseichnetg daß am Anker eine Anzahl von in festen VEiakelabst&nden angeordnete vorstehende Befeatigungsansatse (46) vorgesehen sind; und daß an diesen Ansätzen ein Schwungrad (55) BtIt Abstand vom Anker befestigt ist»

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   Lee rs ei te