DE2429700B2 - Elektrischer deich- und Wechselspannungserzeuger - Google Patents

Description

κ Elektrische Gleich- und Wechsel-Spannungserzeuger

ί^;: gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Patentan-

\i Spruches sind seit langem bekannt und beispielsweise in

der DE-AS 10 41 300 beschrieben. Solche Gleich- und

|;< Wechsel-Spannungserzeuger der vorgenannten Art

fr werden im allgemeinen für unabhängige Energicstatio-

|ϊ nen gebaut. Dabei wird in aller Regel der Brennkraft-

;;■, maschinenantrieb mit seinem elektrischen Generator

von einem Hersteller geliefert, während ein anderer

: Hersteller dieser Brennkraftmaschine an die betreffen-

:.i de Arbeitsmaschine anbaut, die von der Brennkraftma-

■■ schine angetrieben wird. Bei der letzterwähnten

:;5 Montage ist es problematisch, einfach und schnell

\:l elektrische Verbindungen zwischen dem elektrischen

£:? Teil und dem mechanischen Teil der unabhängigen

ρ Station herzustellen.

};: Für den Hersteller der Antriebsmaschine ergibt sich

f i das Problem, daß er nicht weiß, wie lang die

!: Anschlußleitungen zur Arbeitsmaschine sein müssen.

ί Ein Versand von Antriebsmaschinen mit losen An-

I; schlußdrähten erschwert fraglos den Versand. Ferner

; hätte in einem solchen Fall der Hersteller der

; Arbeitsmaschine erhebliche Schwierigkeiten damit, die

losen Anschlußdrähte in der Arbeitsmaschine zu verlegen. Eine Herstellung der Antriebsmaschine und der Arbeitsmaschine in einem Hause und eine entsprechende gemeinsame Montage werden nur in den allerseltesten Fällen möglich sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deher, einen elektrischen Gleich- und Wechsel-Spannungserzeuger der einleitend genannten Art so weiterzubilden, daß seine Wicklungs- und Gleichrichteranschlüsse sich in betriebssicherer Lage leicht montieren lassen und dabei unverwechselbar sind, so daß man vor Schaltfehlern sicher ist und auch keine Beschädigungen der Gleichrichteranordnung zu befürchten hat.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im zum Lufteinlaßöffnung

Kennzeichnungsteil
Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Bauelementen,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Wechselstromerzeuger in Verbindung mit dem Gehäuse, dem Schwungrad und der Gebläsehaube einer Brennkraftmaschine und den perspektivisch im abgebauten Zustand gezeigten elektrischen Anschlußklemmen,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Anschlußteil mit Diodenhalterung, Gleichstromanschluß und in Seitenansicht gezeigtem Wechselstromanschluß und

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Darstellung einer abgewandelten Diodenhalterung.

Wie F i g. 1 zeigt, ragt aus dem Gehäuse 5 einer kleinen Brennkraftmaschine, wie man sie zum Antrieb kleiner Traktoren, zum Mitfahren ausgebildeter Rasenmäher und ähnlicher Maschinen verwendet, eine Kurbelwelle 6 heraus, welche ein im wesentlichen becherförmig ausgebildetes Schwungrad 7 trägt, das an seinem Umfang mit Lüfterflügeln 8 versehen ist. Der von diesem Gebläse erzeugte Kühlluftstrom wird über die heißen Teile der Brennkraftmaschine mit einer aus Blech bestehenden Haube 9 geleitet, die das Schwungrad und einen erheblichen Teil des Brennkraftmaschinengehäuses überdeckt, aber konzentrisch
Schwungrad eine relativ große
aufweist.
Am Maschinengehäuse 5 ist konzentrisch zur

-S5 Kurbelwelle 6 innerhalb des becherförmigen Schwungrades j' ein ringförmiger Statorkern 10 angeordnet (Fig. 2), der mit radial nach außen ragenden Polen 11 versehen ist. Einige Pole des Stators tragen Batterieladewicklungen 12 und andere Pole Wechselstrom erzeugende Wicklungen 13. In diesen Wicklungen werden von einem oder mehreren in der zylindrischen Seitenwand des Schwungrades angeordneten Dauermagneten 14, die bei umlaufendem Schwungrad 7 auf Kreisbahnen an den Polen 11 vorbeigeführt werden, Wechselströme induziert.

Vorzugsweise liegen die Wicklungen 12 auf der einen und die Wicklungen 13 auf der gegenüberliegenden Seite einer Durchmesserlinie durch den Siatorkern. Wie die Zeichnung zeigt, besteht jede Wicklung aus Spulen auf je vier Polen des Kernes. Die Batterieladewicklung 12 besteht aus dünnerem Draht als die Wechselstromwicklung 13, so daß sie einen höheren Widerstand erhält, der den Stromfluß auf einen Wert begrenzt, bei dem ein Überladen der Batterie nicht erfolgen kann.

Da jede der Wicklungen sich in Umfangsrichtung etwa über den halben Umfang des Kernes erstreckt, haben die zwei Wicklungen benachbarte Enden an zwei gegenüberliegenden Stellen des Kernes. An der einen Seite des Kernes 10 sind diese einander benachbarten

bo Enden der zwei Wicklungen 12, 13 mit einer Anschlußöse 15 verbunden. Eine der Schrauben 16, die den Kern 10 mit dem Maschinengehäuse 5 verbindet, führt durch die Anschlußöse hindurch, um diese am Statorkern 10 zu befestigen und gleichzeitig eine elektrische Massenverbindung zum Maschinengehäuse 5 herzustellen.

Die nicht an Masse liegenden Enden der zwei Wicklungen sind mit zwei Leitungen 17, 18 isoliert

herausgeführt. Die Leitungen 17, 18 führen zu je einer Anschlußbuchse 19 bzw. 20. Die Buchse 20 dient als Wechselspannungsanschluß und die Buchse 19 als Gleichspannungsanschluß. Für beide Buchsen dient als zweiter Anschluß das an Masse liegende Mnschinengehäuse und die mit ihm verbundenen Metalkeile.

Die zwei Buchsen 19,20 sind nebenei.iander an einem Winkelblech 21 befestigt, das vorzugsweise in einer Ausnehmung außen am Maschinengehäuse angebracht ist, wo die Buchsen geschützt aber doch leitnt zugänglich sind.

Der Statorkern 10 läßt sich leicht so ausrichten, daß die nicht an Masse liegenden Enden der zwei Wicklungen so nahe wie möglich neben dem die Buchsen tragenden Winkelblech 21 liegen. So können die Leitungen 17 und 18 sehr kurz ausgebildet werden, zumal die an Masse liegenden Enden der zwei Wicklungen sich an einer beliebigen Stelle am Sta'orumfang unterbringen lassen und nur einen einzigen gemeinsamen Masseanschluß am Statorkern benötigen.

Die Wechselstromanschlußbuchse 20 kann eine konventionelle Steckbuchse sein, in die ein Stecker 22 einer Leitung 23 eingesetzt werden kann. Der Stecker 22 bildet praktisch die nicht an Masse liegende Versorgungsklemme eines Wechselstromverbraucherkreises.

Die zweite Buchse 19 ist völlig anders ausgebil let als die Buchse 20. Die Buchse 19 soll nicht nur ein Verwechseln der beiden Anschlüsse verhindern, sondem auch die Möglichkeit geben, eine Halbleiter-Gleichrichterdiode 24 aufzunehmen, die den Wechseistromausgang der Wicklung 12 in einen Gleichstromausgang umwandelt, mit dem die Batterie geladen werden kann. Bei Verwendung der nachfolgend noch zu beschreibenden neuen Gleichrichlerdiodenanordnung kann die Buchse 19 ähnlich ausgebildet werden wie ein üblicher Sicherungshalter, d. h. die Buchse kann ein handelsüblicher genormter elektrischer Bauteil sein.

Die elektrische Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zur Batterieladung einen halbwellig gleichgerichteten Wechselstrom. Verglichen mit Anlagen mit einer Vollwellengleichrichtung wird für die Wicklung 12 ein geringfügig stärkerer Draht benötigt, damit bei nur schwach geladener Batterie ein ausreichend großer Ladestrom fließt. Trotz des geringeren Widerstandes der Wicklung 12 besteht auch ohne Spannungsregler keine Gefahr, die Batterie überzuladen, da der Ladestrom der Batterie in intermittierenden impulsen, d. h. bei jeder Periode des Wechselstromes in der Wicklung 12 nur einmal übertragen wird. Der der Batterie in einer vorgegebenen Zeit zugeführte Gesamtstrom ist somit klein genug, um eine Überladung der Batterie zu verhindern.

Die verwendete Gleichrichterdiode 24 hat Vorzugs- ■->■> weise eine etwas größere Strombelastbarkeit als die Einzelgleichrichter eines äquivalenten Vollwellengleichrichters. Eine solche Diode kostet etwa das gleiche wie die vier Dioden eines Vollwellengleichriciiters, doch wird die Anlage als Ganzes widerstandsfähiger und t>o verläßlicher. Darüber hinaus ergibt sich insgesamt eine Kosteneinsparung, da die Verbindungen zwischen den verschiedenen Dioden zum Fortfall kommen und die Lagerung und der Einbau der Diode einfacher wird. Die Kosteneinsparung ergibt sich vor allem durch die neuartige erfindungsgemäße Diodenhalterung und die Möglichkeit, die Diode einfach im Inneren eines konventionellen Sicherungshslters einzusetzen, den man außerhalb der Geblasehaube anbringen kann.

Bei der elektrischen Anlage gemäß der Erfindung braucht keine Sicherung vorgesehen zu werden. Die geringe Leistung der Anlage (12 bis 14 Volt bei 3 bis 5 Ampere) machen es unnötig, die Wicklungen und die Stromverbraucher mit Sicherungen zu versehen. Falls man die Batterie falsch anschließen würde, könnte sie über die Diode 24 und die Wicklung 12 entladen werden. Wegen des mit der Batterie in Reihe liegenden V/icklungswiderstandes kann der Strom durch die Diode und die Wicklung aber nicht so groß werden, daß es zu Beschädigungen der Wicklungen und der Diode kommt. Auch würde sich die Batterie langsam genug entladen, um nicht selbst bleibend geschädigt zu werden.

Es soll jetzt der Zusammenbau von Gleichrichterdiode 24 und Anschlußbuchse 19 beschrieben werden (F i g. 3). Die Buchse 19 ist aus Isoliermaterial und bildet ein rohrförmiges Gehäuse mit einer durchbohrten Stirnwand 26 am einen Ende und einer Erweiterung 27 am anderen Ende. Die Bohrung in der Stirnwand 26 nimmt die Leitung 17 auf, die in die Bohrung des rohrförmigen Gehäuses 25 in Richtung zur Erweiterung 27 vorragt.

Wie üblich besteht die Diode 24 aus einem zylindrischen Mittelteil 28 und zwei Anschlußleitern 29 und 30,die an den Enden des Mittelteils 28 vorragen. Die Diode 24 liegt in der Bohrung der Buchse 19 vor der Leitung 17. Wie F i g. 3 zeigt, ist der Anschlußleiter 30 mit einer Klemmhülse 31 mehr oder weniger bleibend mit dem vorderen Ende der Leitung 17 verbunden. Man kann die Diode 24 leicht austauschen, indem man sie mit der angeschlossenen Leitung 17 vorn aus der Erweiterung 27 der Buchse 19 herauszieht. Die Leitung 17 muß dazu ausreichend lang sein. Anschließend kann man die Leitung abtrennen und einen neuen Anschluß zwischen der Leitung 17 und einer Austauschdiode hersteilen.

Die Erweiterung 27 des rohrförmigen Gehäuses 25 ist mit einer Verschlußkappe 32 aus Isoliermaterial verschlossen, die mit einem üblichen Bajonettverschluß aufgesetzt werden kann. In der Verschlußkappe 32 ist ein zum Inneren des Gehäuses 25 gerichteter Metalikontakt 33 befestigt. Der Kontakt 33 ist gut elektrisch und mechanisch an eine Leitung 34 anschließbar, die zu der nicht an Masse anliegenden Klemme einer nicht dargestellten Starterbatterie führt.

Am vorderen Anschlußleiter 28 der Diode 24 befindet sich ein im wesentlichen pilzförmiger Kontakt 35. dessen Kopfteil am Kontakt 33 der Kappe 32 anliegt. Der Schaftteil 36 des Kontaktes 35 enthält eine Quetschverbindung für den Diodenanschlußleiter 29. Die vordere Stirnfläche des pilzförmigen Kontaktes 35 ist etwas abgerundet oder kuppeiförmig, um eine gute leitende Verbindung zum Kontakt 33 herzustellen. Damit der Kopf des Kontaktes 35 nicht umkippt, ist bein Schaftteil 36 mit dem Diodenanschlußleiter 29 iahe am Diodenkörper 24 verbunden.

Einen festen Andruck zwischen Kontakt S¹; Her Diode und dem Kontakt 33 der Kappe 32 bewirkt eine Schraubendruckfeder 37, die den hinteren Diodenanschlußleiter 30 und den angeschlossenen Teil der Leitung 17 umgibt. Die Feder 37 stützt sich zwischen dem Diodenmittelteil 28 und der Stirnwand 26 ab, so daß die Diode 24 nach vorn gedruckt wird.

Di¹* Wärmeabfuhr von der Diode erfolgt über die Leitungen 17 und 34 und auch durch Strahlung.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 sind die Buchse 19 und die Kappe 32 wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Hier ist jedoch die

Diode ohne Werkzeug praktisch momentan austauschbar, weil beide Anschlußleiter 29 und 30 der Diode einen fest verbundenen pilzförmigen Kontakt 35 tragen. Ein entsprechender pilzförmiger Gegenkontakt 38 ist an dem benachbarten Ende der Leitung 17 befestigt. Um eine gute elektrische Verbindung zu beiden Diodenanschlußleitern sicherzustellen, wirkt die Schraubendruckfeder 37 zwischen der Stirnwand 26 und dem pilzförmigen Kontakt 38 der Leitung 17, so daß der vordere Diodenkontakt 35 gegen den Kontakt 33 der

Kappe 32 gedrückt wird und es zu einer Einspannung der beiden pilzförmigen Kontakte der Diode kommt.

Die vergrößerten Köpfe der pilzförmigen Kontakte an den Anschlußleitern der Diode sorgen für gute Wärmeabstrahlungsflächen, durch die die Wärme von der Diode abgeführt wird. Zusätzlich dienen diese Flächen auch zur Wärmeübertragung zu den angeschlossenen Leitungen 17 und 34, so daß auch die letzteren noch mit zur Wärmeabfuhr herangezogen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   des Anspruches angegebenen

   Elektrischer Gleich- und Wechsel-Spannungserzeuger für Arbeitsmaschinen, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben werden, deren Antriebswelle den mit Permanentmagneten versehenen Rotor eines Wechselstromerzeugers trägt, welcher in den die Antriebswelle umgebenden Wicklungen des Stators außer einer Wechselspannung über eine Gleichrichteranordnung auch eine Gleichspannung liefert, wobei der Stator zwei an ihren benachbarten Wicklungsenden mechanisch und elektrisch mit dem an Masse liegenden Statorkern verbundene Wicklungen enthält, deren gegenüberliegend benachbarte Wicklungsenden als einzige Anschlußleitungen aus dem Stator herausgeführt sind, von denen eine die Gleichrichteranordnung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußlekungen (17, 18) an außen am Brennkraftmaschinengehäuse (5) angeordneten unverwechselbaren Isolierstoffanschlußbuchsen (19, 20) enden, von denen die als Gleichstromanschluß dienende Buchse eine patronenartig auswechselbare Diode (24) umschließt, deren einer Anschluß in an sich bekannter Weise auf einen in der Gehäusekappe (32) angeordneten Gegenkontakt (33) durch eine Feder (30) gedrückt wird.