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Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr an Verbrennungskraftmaschinen
Die Neuerung betrifft eine Verbesserung an einer elektromagnetisch beeinflußten
Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr an Verbrennungskraftmaschinen zur Aufrechterhaltung
einer bestimmten Motordrehzahl.
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Es ist bereits eine Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr an Verbrennungskraftmaschinen
zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Motordrehzahl bekannt geworden, wobei die
die Brennstoffzufuhr regelnden Elemente elektromagnetisch in Abhängigkeit von den
unterhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches fallenden Motordrehzahlen beeinflußt
werden. Dort ist zwischen die Lichtmaschine und die Batterie-parallel zu deren Ladeschaltereine
Magnetspule geschaltet, deren Eisenkern in mechanischer Wirkverbindung mit der Vergaser-Drosselklappe
steht.
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Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sie in ihrer bekannt gewordenen
Form und ohne zusätzliche Hilfs-Schaltelemente nicht funktionsfähig ist, da sich
bei abgeschaltetem Motor die Batterie über die Spule entladen würde. Es wären also
schaltungstechnisch zusätzliche Vorkehrungen zu treffen, um diese bekannt gewordene
Einrichtung funktionsfähig zu machen.
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Ein weiterer Nachteil der genannten bekannten Einrichtung ergibt sich
selbst nach Behebung der oben genannten Nachteile aus folgender Überlegung : Da
bei Otto-Motoren, d. h. Motoren mit Fremdzündung, durch die Spule des erwähnten
Elektromagneten eine dauernde Verbindung zwischen der Lichtmaschine über die Eingangsklemme
des genannten Rückstromschalters und der Zündspule (Eingang) vorhanden ist, besteht
die Gefahr, daß nach Ausschalten der Zündung der Strom zur Zündspule nicht unterbrochen
wird, da der von der Lichtmaschine erzeugte Strom über die Magnetspule direkt der
Zündspule zugeführt wird. Die Zündspule steht also weiterhin unter Spannung und
versorgt somit die Zündkerzen mit einer zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebes
ausreichenden Strommenge. Das heißt mit anderen Worten, der Motor würde unter diesen
Umständen nach Ausschalten der Zündung bei ausreichender Drehzahl weiterlaufen.
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Es müßte also zusätzlich noch eine weitere platzraubende schaltungstechnische
Vorkehrung getroffen werden, um auch die zuletzt beschriebene Gefahr des Weiterlaufens
zu verhindern.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur elektromagnetischen
Beeinflussung der Drosselklappe zu schaffen, wobei die oben genannten Nachteile
in
bezug auf Entladen der Batterie und Nachdieseln bzw.
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Weiterlaufen des Motors bei abgeschalteter Zündung entfallen, und
zwar ohne die Verwendung zusätzlicher Hilfsschaltmittel, welche die Einrichtung
unnötig verteuern, komplizieren und räumlich vergrößern.
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Die Neuerung sieht zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß der
Eisenkern der Magnetspule ein permanenter Magnet ist und daß die Spule unmittelbar
hinter das Zündschloß und noch vor dem nicht mit Masse verbundenen, gewöhnlich als
+Pol bezeichneten Pol der Batterie geschaltet ist.
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Das somit gekennzeichnete Merkmal der Neuerung beruht auf folgenden
Überlegungen : Es wurde eingangs gesagt, daß die bislang bekannt gewordene Regeleinrichtung
eines zusätzlichen Hilfsschalters bedarf, um die Einrichtung funktionsfähig zu machen.
Das heißt, es müßte ein Schaltrelais zwischen dem Ladeschalter an der Lichtmaschine
und der Spule vorgesehen werden, der bei eingeschalteter Zündung geschlossen, bei
ausgeschalteter Zündung hingegen geöffnet ist. Da jedoch, entsprechend der Aufgabe,
welche der Neuerung zugrunde liegt, keine zusätzlichen Schaltelemente zur Anwendung
kommen sollen, so wird gemäß der Neuerung das sowieso vorhandene Zündschloß als
der genannte Schalter zwischen Spule und Batterie gewählt.
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Es wurde ferner dargelegt, daß darüber hinaus noch eine zusätzliche
schaltungstechnische Vorkehrung getroffen werden muß, um mit unbedingter Sicherheit
das Weiterlaufen des Motors bei ausgeschalteter Zündung zu verhindern. Berücksichtigt
man nun, daß sich in obigem Fall
bei ausgeschalteter Zündung die
Richtung des von der Lichtmaschine über die Magnetspule an die Zündspule gelieferten
Stromes in der Magnetspule umkehrt gegenüber der Richtung, die der Strom unter normalen
Umständen, nämlich bei eingeschalteter Zündung in der Magnetspule hat, bei der er
nicht von der Lichtmaschine vor dem Rückstromschalter, sondern vom Batterieanschluß
des Rückstromschalters über das Zündschloß der Magnetspule zugeführt wird, so kann
entsprechend der der Neuerung weiterhin zugrunde liegenden Aufgabe, kein zusätzliches
Relais zu verwenden, dieses durch einen permanenten Magneten in der Spule ersetzt
werden. Dadurch wird dann bei ausgeschalteter Zündung die Drosselklappe sofort restlos
geschlossen.
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Vorzugsweise kann ferner der Elektromagnet als elektromagnetisches
Pendelsystem ausgebildet werden, wobei sich wahlweise um einen feststehenden Dauermagnetkern
eine Drehspule oder innerhalb einer feststehenden Spule ein Dauermagnet-Drehanker
bewegen.
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Derselbe Effekt, d. h. das Weiterlaufen des Motors bei ausgeschalteter
Zündung, kann jedoch mit Sicherheit, wie bereits oben dargelegt, nach einem weiteren
Vorschlag der Neuerung dadurch verhindert werden, daß ein Schaltrelais in den Stromkreis
des Elektromagneten eingeschaltet wird, welches den Stromkreis der Magnetspule bei
eingeschalteter Zündung schließt und bei ausgeschalteter Zündung unterbricht.
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Eine zum nachträglichen Einbau gut geeignete Ausführung des Magneten
wird erreicht, wenn man diesen mit zwei 6-Volt-Wicklungen ausstattet, die wahlweise
parallel-oder hintereinandergeschaltet werden, wodurch sie sowohl für Batteriespannungen
für 6 V als auch für 12 V Verwendung finden können. Darüber hinaus kann der Magnet
zusätzlich
mit zwei Hilfswicklungen von je 6 V (ebenfalls zur wahlweisen
Schaltung) ausgestattet werden, die gleichzeitig zwei Funktionen ausüben : Zum einen
kann an die Hilfswicklungen bei Verwendung von nichtpermanenten Magnetkernen das
genannte Schaltrelais gleich als Baueinheit an den Magneten angebaut werden und
zum anderen kann mit ihrer Hilfe sowohl bei Verwendung von permanenten als auch
bei Verwendung von nichtpermanenten Magnetkernen die durch die Rückzugsfeder am
Gasgestänge bewirkte mechanische Vorspannung in vorteilhalfter Weise leichter überwunden
werden. Der dauernd durch die Hilfswicklung fließende Strom ist so gering, daß sich
daraus keine nennenswerten Nachteile ergeben.
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Demgemäß besteht vorzugsweise die Magnetspule aus zwei wahlweise hintereinander-oder
parallelzuschaltenden Haupt-und zwei ebenso schaltbaren Hilfswicklungen, wobei letztere
gleichzeitig als Spule für das Relais dienen können.
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Die den genannten Neuerungsmerkmalen entsprechende Einrichtung soll
nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert
werden, und
| zwarzeigen |
| Fig. 1 den mechanischen und elektrischen Teil der |
| Einrichtung in schematisierter Form und in |
ihrer Ausgangsstellung, d. h. bei ausgeschalteter Zündung, Fig. 2 eine teilweise
Darstellung der der Neuerung gemäßen Einrichtung in ihrer Endstellung, d. h. bei
eingeschalteter Zündung,
Fig. 3 die Anwendung eines elektromagnetischen
Pendelsystems unter Verwendung eines feststehenden Dauermagneten in schematisierter
Darstellung, Fig. 4 die Anwendung eines Magneten mit Hilfswicklung in schematisierter
Darstellung.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an die Drehwelle 1 der die Gemischmenge
regelnden Gasdrosselklappe 2 in einem Vergaser 3 von bekannter Bauart ein Hebelarm
4 befestigt, an den eine Stange 5 angelenkt ist, die ihrerseits an dem Anker 6 eines
Magneten 7 befestigt ist. Das eine Anschlußende a der Magnetspule 8 steht in elektrischem
Kontakt mit dem Anschluß a'eines Reglers 9 bekannter Bauart. Vom Anschluß a'geht
eineelektrische Leitung zur Batterie 10, die über den Anlasserschalter 11a mit dem
Anlasser 11 verbunden ist.
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Der Regler 9 weist in bekannter Weise einen Rückstromschalter 9a,
einen Stromregler 9b und einen Spannungsregler 9c auf, sowie drei Anschlüsse, nämlich
den bereits genannten a', ferner b'für die Lichtmaschine 12 bzw. deren +Kohle und
c'für die Lichtmaschinenfeldwicklung.
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Der zweite mit b bezeichnete Anschluß der Magnetspule 8 steht in elektrischer
Verbindung mit dem einen Kontaktglied 13a eines Schaltrelais 13 üblicher Bauart.
Das andere, den Anker tragende Kontaktglied 13b ist an den genannten Anschluß b'am
Regler 9 angeschlossen. Die Magnetwicklung des Schaltrelais 13 ist einerends an
Masse und anderends an die Anschlußstelle 14a der Zündspule 14 angeschlossen, von
wo eine weitere elektrische Verbindung zum Zündschloß 15 gelegt ist, das seinerseits
in bekannter Weise mit der Batterie 10 verbunden ist. Der Vollständigkeit
halber
ist noch die elektrische Verbindung von der Zündspule mit dem Verteiler 16 gezeigt.
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Aus Fig. 2 ist die Stellung der Gasdrossel 2 ersichtlich, in der sie
unbeeinflußt von der Fuß-bzw. Handbetätigung durch den Magnetanker 6 gezogen wurde,
wenn die Magnetspule 8 unter der vollen Batteriespannung steht.
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Zwischen diesen beiden aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlichen Stellungen
kann die Gasdrossel jede beliebige Stellung entsprechend der an die Magnetspule
angelegten Spannung einnehmen.
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Aus Fig. 3 ist die Anwendung eines elektromagnetischen Pendelsystems
17 unter Verwendung eines feststehenden Dauermagneten 17a gezeigt. Auf der Gasdrosselwelle
1 sitzt die Schwingspule 17b, deren eines Anschlußende flexibel wiederum an den
Kontakt b'des Reglers 9 angeschlossen ist, während das andere Anschlußende nun direkt
mit dem Anschlußkontakt 14a der Zündspule 14 verbunden ist. Es ist somit erkennbar,
daß das Relais 13 eingespart werden kann. Die in dieser Fig. 3 gezeigte Stellung
der Gasdrossel 2 und der Schwingspule 17b entspricht dem Betriebszustand der der
Neuerung gemäßen Einrichtung, d. h. der Motor treibt in diesem Moment die Lichtmaschine
12 nur mit einer Kraft an, bei der letztere beispielsweise nur eine Spannung von
2 V erzeugt. Mit der Differenz der Batteriespannung von beispielsweise 6 V und den
genannten 2 V Lichtmaschinenspannung, also mit insgesamt 4 V, wird die Drehspule
17b erregt und öffnet entsprechend der Stärke dieser Erregung die Gasdrosselklappe
2 um einen bestimmten Betrag. Nach Ausschalten der Zündung dreht sich die Stromrichtung
in der Drehspule 17b um, wodurch diese aufgrund der Permanenz des feststehenden
Magneten 17a
in ihre Ausgangslage zurückgestoßen wird und dementsprechend
die Gasdrossel schließt.
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Die Verwendung eines permanenten Magneten bleibt selbstverständlich
nicht auf die Anwendung eines elektromagnetischen Pendelsystems beschriebener Art
beschränkt, sondern gilt in gleicher Weise auch für die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte
Ausführung des Elektromagneten.
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In Fig. 4 ist ein Magnet gezeigt, der besonders als nachträgliches
Einbauaggregat vorteilhaft zu verwenden ist.
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Die Magnetspule 8 besteht aus zwei wahlweise parallel-oder hintereinanderzuschaltenden
Wicklungen 8a und 8b.
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Vor diese Hauptwicklungen sind zwei ebenfalls wahlweise
| parallel-oder hintereinanderzuschaltende Hilfswicklun- |
gen 13c und 13d befestigt. An der Stirnseite der äußeren Hilfswicklung 13c ist ein
den Anker 13f des Relais 13 tragendes Kontaktglied 13b federnd befestigt. Innerhalb
der Hilfswicklungen befindet sich ein hohler Eisenkern 13e, gegen den der als Ring
ausgebildete Anker 13f bei eingeschalteter Zündung gezogen wird. Innerhalb der Hauptwicklungen
8a, 8b ist wiederum der Anker 6 gelagert, an dem die sich durch die Hilfswicklungen
erstreckende Verbindungsstange 5 zur nicht gezeichneten Drosselklappe 2 befestigt
ist. Die Wicklungen sind im gezeichneten Fall parallelgeschaltet, und es ist ersichtlich,
daß sich an dem in Fig. 1 gezeigten Stromverlauf nichts geändert hat.
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Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß durch die beschriebene
Neuerung die bisher mit mechanischen oder pneumatischen Reglern versehenen Dieselmaschinen
nicht mehr durch mechanische bzw. pneumatische Mittel extra, d. h. nach Abziehen
des Anlaßschlüssels, abgestellt werden müssen. Vielmehr kann die hier beschriebene
Einrichtung
derart in den durch den Anlaßschlüssel geschlossenen
Stromkreis eingeschaltet werden, daß dem Motor nach Abziehen des Anlaßschlüssels
kein Brennstoff mehr zugeführt wird und er somit augenblicklich stehenbleibt. Aus
obigem ergibt sich demnach ferner, daß bei Dieselmaschinen mit gesonderter Abstellvorrichtung
der Leerlaufregler gespart werden kann.