DE1261786B - Thermisch gesteuerter elektromagnetischer Schalter fuer intermittierende Signale, insbesondere Hitzdrahtblinkgeber fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H05b

Deutsche Kl.: 74 d-8/04

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

W42231IXd/74d
17. August 1966
22. Februar 1968

Thermisch gesteuerte elektromagnetische Schalter dienen häufig zum Erzeugen von intermittierenden Signalen durch periodisches Schalten von Kontakten, die mit Signalmitteln, z. B. Leuchten oder Hupen, in Reihe geschaltet sind. Ein wichtiger Anwendungsfall ist der Hitzdrahtblinkgeber für das Fahrtrichtungsblinken in Kraftfahrzeugen, mit dessen Hilfe die Fahrtrichtungslampen in einem bestimmten Rhythmus zum Aufleuchten gebracht werden. Im allgemeinen ist eine bestimmte Frequenz der Signale erwünscht oder vorgeschrieben. Ein derartiges Frequenzverhalten ist aber für gewöhnlich nur bei einer bestimmten Belastung zu erreichen, während sich Abweichungen von dieser Belastung als Abweichungen von der Frequenz bemerkbar machen. Dies wird bei bestimmten Blinkgebern sogar zur Fehlanzeige verwendet. So führt dort das Ausfallen einer Blinklampe etwa zu einer Verdoppelung der Blinkfrequenz. Eine höhere Belastung, z. B. die Überbrückung einer Blinklampe durch Kurzschluß, kann zum Stillstand führen.

Diese Frequenzabhängigkeit hat zur Folge, daß derartige thermisch gesteuerte elektromagnetische Schalter für gewöhnlich nur mit einer bestimmten Last, z. B. zwei Blinklampen, betrieben werden können. Eine andere Belastung führt zu einer falschen Schaltfrequenz. Man ist deshalb gezwungen, bei einer anderen Belastung, so z. B. bei Anhängerbetrieb oder beim Warnblinken, bei dem die doppelte Anzahl der Blinklampen zum Aufleuchten gebracht werden muß, besondere Maßnahmen zu treffen, z. B. einen eigenen Stromkreis über andere Blinkgeber bzw. Folgerelais vorzusehen. Derartige Anlagen sind im allgemeinen kompliziert im Aufbau und deshalb auch verhältnismäßig störanfällig.

Es ist bereits ein Hitzdrahtblinkgeber bekanntgeworden, der als sogenannter Dunkelanläufer geschaltet ist, d. h. der Blinkrhythmus beginnt mit der Dunkelzeit. Bei Einschaltung der Belastung, z. B. einer Blinklampengruppe, durch den Fahrtrichtungsschalter fließt Strom zunächst durch den Schaltanker, den Hitzdraht, einen Vorwiderstand und die Magnetwicklung zu der Blinklampengruppe. Der Strom ist durch den Vorwiderstand und den Widerstand des Hitzdrahtes verringert, so daß die Blinklampen nicht aufleuchten. Erst nachdem der Hitzdraht sich infolge Erwärmung gedehnt hat, wird der Schaltanker durch die magnetischen Wirkungen angezogen, wodurch der Hitzdraht und der Vorwiderstand überbrückt werden. Die Blinklampen leuchten auf (Hellphase), und der Hitzdraht kühlt ab. Ist der Hitzdraht genügend erkaltet, führt er durch seine Zusammenziehung zu

Thermisch gesteuerter elektromagnetischer
Schalter für intermittierende Signale,
insbesondere Hitzdrahtblinkgeber
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Westfälische Metall Industrie K. G. Hueck & Co..

4780 Lippstadt, Am Lüning

Als Erfinder benannt:

Gustav Krämer,

Erich Schusdziara,

Günter Aschendorf, 4780 Lippstadt

einem Abreißen des Schaltankers, wodurch wiederum der Hitzdraht und der Vorwiderstand in den Blinklampenstromkreis eingeschaltet werden. Hierdurch erlöschen die Blinklampen erneut (Dunkelphase). Bei diesem Rhythmus handelt es sich um das normale Verhalten des Hitzdrahtblinkgebers bei ein und derselben Belastung. Zwei unterschiedliche Belastungszustände sind hierbei nicht gegeben. Die verschiedenen Stromstärken resultieren allein aus dem Verhalten des Hitzdrahtblinkgebers selbst.

Es ist ferner der Fall einer Belastungsänderung vorbeschrieben. Wird in diesem Fall die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet, indem ein besonderer Schalter geschlossen wird, so wird hierbei die Wicklung eines Relais mit Strom versorgt. Dadurch wird der Anker dieses Relais angezogen, wodurch eine Zusatzwicklung des Blinkgebers und ein weiterer Widerstand in den Blinklampenstromkreis eingeschaltet werden. Hierdurch wird eine geringe Herabsetzung der Stromstärke herbeigeführt, wodurch die Leuchtstärke der Blinklampen in größerem Ausmaße vermindert wird. Bei Einschaltung der Beleuchtung, d. h. also bei Nachtfahrt, wird deshalb die Beleuchtungsstärke der Blinklampen vermindert, wodurch die Gefahr einer Blendung verringert wird.

Da die Verringerung der Stromstärke auch zu einer Veränderung der magnetischen Wirkungen der Magnetwicklung führt, wird diese Veränderung durch das Einschalten der Zusatzwicklung aufgehoben.

Hierbei treten also zwei Belastungsfälle auf, nämlich die Belastung bei Tagfahrt und die Belastung

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bei Nachtfahrt. Eine starke Änderung der Belastung, wie sie z. B. zwischen normalem Richtungsblinken und Warnblinken auftritt, also ein Belastungsunterschied von 1: 2, ist allerdings nicht vorgesehen.

Zur Lösung der Aufgabe bei verschiedenen Belastungsfällen das gleiche Frequenzverhalten des thermisch gesteuerten elektromagnetischen Schalters zu erzielen sind hier also geschaltete Kontakte vorgesehen, die die bekannten Schwierigkeiten (Kontaktabstand, Kleben der Kontakte u. dgl.) mit sich bringen. Beim Erfindungsgegenstand wird demgegenüber eine rein magnetische Lösung über den Eisenkreis des Magnetfeldes vorgesehen, die diese Schwierigkeiten umgeht.

Die Erfindung betrifft einen thermisch gesteuerten elektromagnetischen Schalter für intermittierende Signale, insbesondere einen Hitzdrahtblinkgeber für Kraftfahrzeuge, mit einem Magnetkern, einer Magnetwicklung und einem Schaltanker, der unter dem Einfluß eines thermischen Gliedes und der Magnetwicklung bei einem ersten bestimmten Wert der Belastung mit Signalmitteln, insbesondere Blinklampen, mit einer vorgegebenen festen Frequenz Schaltkontakte öffnet und schließt, sowie mit mindestens einem zweiten Anker. Er ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anker in an sich bekannter Weise erst bei einem zweiten höheren Wert der Belastung angezogen wird und dadurch einen magnetischen Nebenschluß schafft, derart, daß die Wirkung des Magnetfeldes auf den ersten Schaltanker zumindest angenähert die gleiche ist wie bei dem ersten Wert der Belastung.

Wenn beispielsweise die Belastung eines normalen Hitzdrahtblinkgebers verdoppelt wird, z. B. beim Warnblinken, bei dem die Fahrtrichtungsblinklampen beider Seiten des Fahrzeugs gleichzeitig blinken, fließt durch die Magnetwicklung der doppelte Strom. Dadurch werden die magnetischen Verhältnisse so geändert, daß der Schaltanker langer als normal festgehalten wird. Dies führt zu einer Verringerung der Blinkfrequenz, da infolge der erhöhten Durchflutung auch ein vergrößerter Fluß und erhöhte magnetische Kraft auftritt. Hier und im folgenden wird von einer magnetischen Wirkung gesprochen, da infolge Sättigung und Streuung die Werte nicht einander proportional sind. Sie sind einer Rechnung nur schwer zugänglich und können leichter empirisch erfaßt werden.

Wird erfindungsgemäß ein Anker aufgebracht, der erst bei dem zweiten erhöhten Strom angezogen wird, so kann durch diesen zweiten Anker ein magnetischer Nebenschluß geschaffen werden. Der zweite Anker bildet sozusagen ein ÜberStromrelais. Im nicht angezogenen Zustand ist infolge des Luftspaltes, der entsprechend groß eingestellt Werden kann, die Wirkung dieses zweiten Schältankers zu vernachlässigen. Wird dagegen dieser Anker bei der erhöhten Durchflutung angezogen, so wird ein Teil des magnetischen Flusses auf anderem Wege als durch den ersten Schaltanker geschlossen. Durch entsprechende Bemessung der magnetischen Querschnitte läßt es sich erreichen, daß die magnetische Wirkung auf den ersten Schaltanker dann bei dem erhöhten durch die Wicklung fließenden Strom etwa die gleiche ist wie bei dem normalen Strom.

Bei durchgeführten Versuchen wurden folgende Werte erreicht: Die normale Frequenz eines derartigen Hitzdrahtblhikgebers betrug bei Belastung mit zwei Blinklampen 85 Schaltungen pro Minute. Auch nach Anbringung des zweiten Ankers betrug die Frequenz bei Normallast 85 Schaltungen pro Minute. Bei Ausfall einer Blinklampe stieg die Frequenz in beiden Fällen auf 150 Schaltungen pro Minute an. Die Störung wird also, wie gefordert, deutlich angezeigt. Bei Belastung mit der doppelten Anzahl, nämlich vier Blinklampen, sinkt die Frequenz bei einem Hitzdrahtblinkgeber ohne den zusätzlichen Schaltanker auf 59 Schaltungen pro Minute. Dies ist ein Wert, der erheblich unter den vorgeschriebenen Werten für das Fahrtrichtungsblinken bzw. Warnblinken liegt. Nach dem Anbringen des zusätzlichen Ankers konnte durch entsprechende Einstellung des Luftspalts und der der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft erreicht werden, daß sich bei Belastung mit vier Blinklampen eine Frequenz von 90 Schaltungen pro Minute einstellte. Die Wirkung eines derartigen magnetischen Nebenschlusses führt also in erwünschter Weise zu einer Rückführung der Frequenz auf einen zulässigen Wert.

An Hand von Ausführungsbeispielen, aus denen weitere Einzelheiten und Vorteile hervorgehen, soll die Erfindung näher erläutert werden. In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemäß aufgebauter Hitzdrahtblinkgeber dargestellt.

F i g. 1 zeigt das Gerät in der Seitenansicht;
Fig. 2 zeigt das Gerät im Schnitt längs der Linie I-I; in

F i g. 3 ist eine andere Bauform des Magnetkerns im Schnitt dargestellt.

Der Magnetkern besteht aus zwei aufeinanderliegenden Doppel-T-förmigen Blechstücken 1 und 2, die z. B. durch Punktschweißung verbunden sein können, die aber auch lose aufeinandergelegt und lediglich durch die aufgebrachte Magnetwicklung zusammengehalten werden können. Je ein Polhornpaar der beiden den Magnetkern bildenden Blechstücke ist aus der Blechebene abgebogen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 ist eine Abbiegung um 90° vorgesehen. Die Polhörner 3 und 5 des Blechstückes 1 sind nicht abgebogen, während die Polhörner 4 und 6 senkrecht zur Blechebene abgebogen sind. Entsprechend sind bei dem Blechstück 2 die Polhörner 8 und 9 nicht abgebogen und die Polhörner 7 und 10 abgebogen. Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, wird dadurch ein Aufbau geschaffen, bei dem die magnetischen Verhältnisse für sämtliche 4 Polhornpaare im wesentliehen gleich sind.

Auf dem Steg der Doppel-T-förmigen Bleckstücke ist die Magnetwicklung 11 aufgewickelt. Am oberen Ende des Magnetkerns ist ein Blechteil 12 z. B. durch Vernieten angebracht, das Blechlappen 13, 14, 15 und 16 trägt, die aus der Ebene des Blechteils 12 senkrecht hochgebogen sind und als Ansätze zum Halten der Magnetanker dienen. Nur der Blechlappen 13 dient nicht zum Halten eines Magnetankers, sondern als Träger eines Kontaktes 17, der den Gegenkontakt zu dem Schaltanker 18 bildet, der unter dem Einfluß des Hitzdrahtes 19 steht, Der Hitzdraht 19 kann in bekannter Weise mit einem Vorwiderstand im Nebenschluß zur Magnetwicklung 11 liegen. Dadurch wird die Magnetwicklung in der Schaltpause vollständig stromlos gemacht im Gegensatz zur Reihenschaltung des Hitzdrahtes und des Vörwiderstandes mit der Magnetwicklung;, bei der der kleine Strom, der die Glühlampen nicht mehr zum

Leuchten bringt, ausreichen kann, die zusätzlichen Anker »kleben« zu lassen.

Die beiden Blechstücke 1 und 2 des Magnetkerns sind nach unten schaftförmig verlängert. Auf den so gebildeten Schaft sind jeweils unter Zwischenlage von Isolierstoffscheiben verschiedene Blechteile aufgestapelt, die als Kontakte, als Anschläge oder als Kontaktträger dienen können. Eine Isolierstoffscheibe 20, die die Grundplatte des Geräts bildet, ist ebenfalls auf den schafttförmigen Teil des Magnetkerns auf ge- ίο steckt und mit Hilfe einer Unterlegscheibe 21, die mit dem schaftförmigen Teil vernietet ist, befestigt. Außen sind die Anschlüsse als Flachsteckerstifte 22,23 und 24 ausgebildet. An den Blechlappen 14, 15 und 16 sind Magnetanker befestigt, z.B. die in Fig. 1 sichtbaren Magnetanker 26 und 27. Zur Befestigung dienen Federbleche, z. B. das Federblech 28 für den Schaltanker 27. Durch richtige Auswahl der Federbleche und durch Biegen der Blechlappen 13, 14, 15 und 16 und der Anschläge, z. B. des Anschlages 29 für den Schaltanker 26, lassen sich die Luftspalte und die Federkräfte sehr genau einstellen.

Die Funktionen der einzelnen Magnetanker können z. B. in folgender Weise aufgeteilt sein:

Der Schaltanker 18 dient zum Ein- und Ausschalten des durch die Blinklampen fließenden Stromes, der gleichzeitig durch die Magnetwicklung 11 fließt. Der Schaltanker 27, der ihm gegenüber angeordnet ist, dient zum Schalten eines Kontrollkreises, mit dessen Hilfe die Kontrollampe am Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs zum Aufleuchten gebracht wird. An den Blechlappen 14 und 15 sind zwei Magnetanker 25 und 26 angebracht, die zur Erzeugung des magnetischen Nebenschlusses dienen. Ihr Luftspalt und ihre Federspannung werden so eingestellt, daß sie bei der Belastung mit dem Strom von zwei Blinklampen nicht angezogen werden, während sie bei Belastung mit dem Strom von vier Blinklampen im gleichen Rhythmus wie die beiden anderen Schaltanker 18 und 27 angezogen werden und abfallen. Durch entsprechende Bemessung des Querschnitts dieser beiden Anker 25 und 26 wird erreicht, daß ein Teil des Magnetflusses von dem Schaltanker 18 wegenommen wird, so daß die Wirkung der doppelten Durchflutung des Magnetkerns nicht zu der unerwünschten Frequenzveränderung führen kann. Vorzugsweise sind die Anker 25 und 26 so angeordnet, daß sie im angezogenen Zustand auf den Polschuhen 4 und 6 bzw. 7 und 10 vollständig aufliegen.

Die Anbringung der zusätzlichen Anker bringt einen weiteren Vorteil mit sich, der sich im Anlauf des Blinkgebers zeigt. Verschiedene wärmeabhängige Widerstände, z. B. die Glühwendeln der Signallampen, sind beim ersten Schaltzyklus kalter als bei den folgenden. Der Einschaltstrom ist deshalb bei der ersten Signalgabe höher als bei den folgenden. Deshalb werden der oder die zusätzlichen Magnetanker beim ersten Schaltzyklus mitangezogen. Dadurch wird bei diesem Schaltzyklus der magnetische Kreis in dem Sinne verändert, daß der Schaltvorgang verkürzt wird. Das ist aber gerade beim Anlauf erwünscht, damit die erste Signalgabe möglichst unverzögert erfolgen kann. Die zusätzlichen Anker bringen also auch bei normaler Belastung Nutzen.

Gegebenenfalls kann einer der beiden Anker 25 bzw. 26 ebenfalls Schaltkontakte tragen, die z. B. einen zweiten Kontrollstromkreis schalten, der die Betätigung des Warnstromkreises anzeigt.

Selbstverständlich kann in derselben Weise bei anderen Belastungszuständen, z. B. bei Anhängerbetrieb, bei dem drei statt zwei Blinklampen eingeschaltet sind, verfahren werden. In diesem Fall kann gegebenenfalls einer der beiden Anker 25 bzw. 26 weggelassen werden bzw. es kann eine andere Dimensionierung ihres Querschnitts, der Federkräfte oder der Luftspalte vorgenommen werden.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Magnetkerns, bei der die Polhörner 32, 33 bzw. 34, 35 der Magnetbleche 30 und 31 nicht unter einem Winkel von 90°, sondern unter einem Winkel von 45° abgebogen sind. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, liegen auch in diesem Falle bei allen vier PoI-hornpaaren die gleichen magnetischen Verhältnisse vor, so daß die Einstellung der zugehörigen Magnetanker keine Schwierigkeiten macht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Thermisch gesteuerter elektromagnetischer Schalter für intermittierende Signale, insbesondere Hitzdrahtblinkgeber für Kraftfahrzeuge, mit einem Magnetkern, einer Magnetwicklung und einem Schaltanker, der unter dem Einfluß eines thermischen Gliedes und der Magnetwicklung bei einem ersten bestimmten Wert der Belastung mit Signalmitteln, insbesondere Blinklampen, mit einer vorgegebenen festen Frequenz Schaltkontakte öffnet und schließt, sowie mit mindestens einem zweiten Anker, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anker (26) in an sich bekannter Weise erst bei einem zweiten höheren Wert der Belastung angezogen wird und dadurch einen magnetischen Nebenschluß schafft, derart, daß die Wirkung des Magnetfeldes auf den ersten Schaltanker (18) zumindest angenähert die gleiche ist wie bei dem ersten Wert der Belastung.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anker (26) zusätzlich Schaltkontakte trägt.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus zwei aufeinanderliegenden Doppel-T-förmigen Blechstücken (1, 2) zusammengesetzt ist und mindestens ein Polhornpaar (4, 6) jedes Blechstückes aus der Blechebene abgebogen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 963 135, 906 187, 932;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 045 288;

deutsche Auslegeschrift St 7014 VIIId/74d bekanntgemacht am 7. 6.1956);

Patentschrift Nr. 25 806 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 509/83 2.68 © Bundesdruckerei Berlin