Die elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges: Teil 2 Lichtmaschine und Batterie [Reprint 2019 ed.] 9783111325255, 9783110982565

Table of contents :
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
I. Allgemeines über die Niederspannungsanlage im Kraftfahrzeug
II. Die Lichtmaschine
III. Die Batterie
IV. Die Regelung der Lichtmaschine
V. Aufbau von Regler und Schalter
VI. Einbau und Wartung
Sachverzeichnis
Verzeichnis der Firmen

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A u t o m o b i l t e d i n i s d i e Bibliothek B a n d XIII

Die elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges T e i l II

Automobiltechnische Bibliothek

Die Automobiltechnik in Einzeldarstellungen Band XIII

elektrische Ausrüstung Kraftfahrzeuges In drei I eilen

1.1 eil: Zündung II. Teil: Liditmasdiine und Batterie III. Teil: Stromverbraucher

l'nter .Mitwirkung \on Ewald Kassler, Dr. Walter Lippart Alfred Mattes, Dr. I'riedridi Menzel

1 lerausgegeben von F.rich Riaiber, Franz Kratz uncl Dr. Friedrich Trautmann

M. K r a y n , T e c h n i s c h e r

\ e r l a g G. m. 1>. H., B e r l i n AV

Die elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges Teil II

Lichtmaschine und Batterie von

Alfred .Mattes nncl Dr. I riedridi Trautmann

Mit 104 Abbildungen

1 9

2

9

Copyright

IQ2Q

by ,\1. Krayn, Tcdin. Verla« G. m. 1). H.

Alle Ileditc, namentlidi das der Übersetzung, vorbehalten.

Vorwort D e r im vergangenen Jahr erschienene erste Teil unseres Buches über die elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges behandelt unter dem Titel „Zündung" die gesamte Hochspannungsanlage. Die a n schließend zu besprechende übrige elektrische Ausrüstung, die wir kurz als „Niederspannungsanlage" bezeichnen können, ist im zeitgemäßen Kraftfahrzeug so umfangreidi, daß sie in zwei Teilen dargestellt werden soll. Von diesen liegt hiermit als zweiter Teil des Gesamtwerkes der Band „Lichtmaschine und Batterie", d. h. also die Besprechung der Niederspannungs-Iirzeugungsanlage, vor. Als dritter Teil soll baldigst der Band „Stromverbraucher" folgen. Für den vorliegenden Teil gelten die im Vorwort zum ersten Teil gemachten Ausführungen. W i r möchten jedoch nidit versäumen, den damals ausgesprochenen Dank für die uns von clen verschiedensten Seiten zuteil gewordene Unterstützung hier zu wiederholen. Die zahlreichen Firmen, die uns bereitwilligst Unterlagen zur Verfügung stellten, sind wieder am Sdiluß des Bandes aufgeführt worden. W ie im ersten Teil, so ging auch in diesem weiteren Teil unseres Werkes unser Streben nach einer nur von technisch-w issenschattlidien Gesichtspunkten getragenen Darstellung. W ir geben die Arbeit mit dem Wunsche hinaus, daß sie dieselbe wohlwollende Aufnahme finden möchte w ie der erste Teil. Die Herausgeber.

Inhaltsverzeichnis I. Allgemeines Uber die Niederspannungsanlage im Kraftfahrzeug 1. (¡esdiiditlidies 2. Leistungsbedarf der Stromverbraudier 3. Besondere Anforderungen im Kraft fahrzeugbetrieb

Seite 1 6 13

I I . Die Lichtmaschine 1. Wirkungsweise der (¡leidistrommasdiine • 2. Folgerungen für die Uditmasdiine des Kraftfahrzeugs 3. konstruktiver Aufbau

16 28 35

I I I . Die Batterie 1. Chcmisdic und elektrisdu- Kigensdiaften des Sammlet s 2. Aufbau der Batterie 3. Die alkalische Batterie

02 77 95

I V . Die Regelung der Lichtmaschine 1. Spannungsregelung 2. Stromregelung 3. Naditeile der Stromregelung

103 119 135

V . Aufbau von Regler und Schalter 1. Der elektroinagnetisd>e Sdmellregler 2. Der elektromagnetische Sdialter 3. Vereinigung von Regler und Sdialter

151) 155 102

V I . Einbau und Wartung 1. l'.inbau und Antrieb der Liditmasdune 2. l'Jnbnu der Batterie 3. Wartung von I.idumasdiine und Batterie

107 184 1Q()

I. Allgemeines über die Niederspannungsanlage im Kraftfahrzeug I. Geschichtliches Auf den ersten Blick mag es überraschen, daß die elektrische Beleuchtung erst verhältnismäßig spät eine umfangreiche Verwendung an Kraftfahrzeugen fand. Der Grund liegt wohl in der Tatsache, daß das Kraftfahrzeug zunächst eine lange Reihe von Entwicklungsjahren durchzumachen hatte, in denen man das ganze Augenmerk auf die Entwicklung der unbedingt notwendigen T e i l e richtete. Solange der Einführung des Kraftfahrzeugs als allgemeines Verkehrsmittel Hindernisse grundsätzlicher Art entgegenstanden und nur geringe Geschwindigkeiten erreicht wurden, war auch das Bedürfnis nach einer stark wirkenden Beleuchtung nicht besonders groß und damit auch der A n trieb f ü r die Durchbildung von einwandfrei arbeitenden s t r o in e r z e u g e n d e n M a s c h i n e n nur gering. Auch die Verwendung von S a m m 1 e r - B a t t e r i e 11, die an ortsfesten Anlagen wieder aufgeladen wurden, oder gar von galvanischen Batterien kam nicht in l rage, solange als Lichtquelle für die elektrische Beleuchtung nurclieKohlenfadenlampe mit ihrem hohen Stromverbrauch zur \ erliigung stand. Durch die Entwicklung der Metallfadenlampe mit ihrem erheblich verminderten Stroim erbrauch wurden die Verhältnisse für eine elektrische Beleuchtung mit Speisung aus Batterien aussichtsreicher, wenn auch von einer weitgreifenden Einführung wegen der unbedingt nötigen dauernden Überwachung des Ladezustandes der Batterie und des Gebundenseins an eine ortsfeste Ladevorrichtung noch nicht die Bede sein konnte. Diese Nachteile machten sich besonders fühlbar bei dem praktisch unbeschränkten Aktionsradius, der sich bei dein mit \ erbrennungsmotor ausgerüsteten Fahrzeug mit wachsender Betriebssicherheit ergab. So sehr bei der fortschreitenden Entwicklung des Kraftfahrzeugs, der Steigerung der Fahrgeschwindigkeit und dem erhöhten Bedürfnis nach \ erkehrssicherheit der Wunsch nach Verbesserung der Beleuchtung laut wurde, und so sehr die Überlegenheit der elektrischen Beleuchtung gegenüber anderen Beleuchtungsarten hinsichtlich Zuverlässigkeit, Einfachheit der W artung, Ausbildung der Beleuchtungskörper für günstigste Fahrstraßenbeleuchtung die Einführung der elektrischen Beleuchtung als erwünscht erscheinen ließ, klaiber, Klcktr. Ausrüstunii (¡es Kraftfahrzeugs. II. I

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konnte doch durch die Verwendung von Sammler-Batterien a l l e i n den Bedürfnissen nicht entsprochen werden. So entstand mit der wachsenden Einführung des Kraftfahrzeugs als Verkehrsmittel, die sich mit der zunehmenden Betriebssicherheit ergab, die Forderung nach in sich abgeschlossenen elektrischen Beleuchtungseinrichtungen, die nur durch Verwendung einer vom \ erbrennungsmotor angetriebenen stromerzeugenden Maschine in Zusammenarbeit mit der für die Stillstandsbeleuditung nach wie vor nötigen Batterie erfüllt werden konnte. Verstärkt wurde das Bedürfnis nach einer solchen Maschine noch durch den Naditeil des Verbrennungsmotors, nicht mit eigener Kraft anlaufen zu können. Die in beschranktem Maße eingeführten Feder-, Druckluft- und Hebel-An 1 a ß v o r r i c h t u n g e n konnten nicht befriedigen. Am aussichtsreichsten war die Benutzung von A n l a ß - E l e k t r o m o t o r e n , die aus einer Batterie gespeist werden konnten. Bei dein verhältnismäßig hohen Stromverbrauch solcher Motoren konnte erst recht nicht eine Speisung aus Batterien, die zur Aufladung an ortsfeste Anlagen angeschlossen werden mußten, in Frage kommen. Auch für die Ausbildung einer einfachen und wirksamen Anlaßvorrichtung war daher die Einführung von stroinerzeugenden Maschinen Voraussetzung. Diese Maschinen heißen noch heute nach ihrer ursprünglich ausschließlichen Verwendung für die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs „Lichtmaschinen". Bevor wir weiter unten über ihren Bau und ihre Verwendung im Zusammenhang mit der Batterie berichten, seien hier einige Daten aus der G e s c h i c h t e der Einlührun'g der e l e k t r i s c h e n A u s r ü s t u n g genannt: Interessant sind die Angaben, die Towle *) über die K n t w i c k l u n g d e r e l e k t r i s c h e n L i c h t a n l a g e n in A m e r i k a macht. Nach ihm entstanden die elektrischen Lichtmaschinen einfach aus den Zünddvnamos, mit denen man seit I8(JÖ \ ersuche inachte. Im Jahre 1907 baute die General Electric Co. auf Drängen von Vincent Apple ein Paar W o l f r a i n g l ü h l a i n p e n von 4 ° Kerzen für 6 V. Diese bewährten sich so gut, daß die Firma schon im nächsten Jahre die Herstellung von derartigen Lampen für Automobilscheinwerfer allgemein aufnahm. Apple gründete 1908 die Apple Electric Comp., deren Erzeugnisse unter dem Namen Aplco bekanntgeworden sind. Die Firma verkaufte in den ersten beiden Jahren schon Hunderte von Ausrüstungen, bestehend aus einer kleinen *) Herbert L. Towle, T h e Development of Ignition, Lighting and Starting. Aut. Trade Journal, I. 12. 24, Nr. 6, S. 3 0 3 f f .

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Dv naino mit Riemenantrieb und Regelung durch Schlcifkupplung sowie aus einer Akkumulatoren-Batterie. D i e Krattfahrzeughersteller. die ihr ganzes Augenmerk auf die Entwicklung ihrer F a h r z e u g e als solche richteten, hatten damals noch kein Ineresse für elektrische Ausrüstungen. Viele Wagenbesitzer a b e r ließen sie nachträglich e i n b a u e n . Daher kommt es, daß derartige Ausrüstungen in den Statistiken dieser J a h r e noch nicht oder doch nur in geringer Zahl erscheinen. I .rst aus dem J a h r e IQI2 liegen statistische l nterlagen vor, die b e reits eine ziemliche Verbreitung der elektrischen Beleuchtung erkennen lassen. Z. B. gibt „ T h e Horseless Age" ¡1111 IC). I. I()I2 für die damals in N e w ^ o r k ausgestellten Personenwagen die aus Bild l>S ersichtliche Verbreitung d e r Lichtquellen an. Schein«er(er

S e i t c n 1 a in p c n

S c h 111ti1 a m p e 11

0; 10

Gas Gas Llektr. Gas (las

Öl Motor, Dez. 1924, S. 1S.5IÎ. .> .. H)26. Motor, I Vbr. i g l ò , S 73 H.

4

Etwas später zwar, d a f ü r dann a b e r um so schneller, führte sidi die elektrische L i c h t - u n d A n l a s s e r a u s r ü s t u n g in D e u t s c h l a n d a n L a s t f a h r z e u g e n ein. Diese Entwicklung ist nach den Angaben von Dierfeld in Bild IÖ2 und 163 dargestellt. Jahrgang

% der ausgestellten Wagen

1922

192.1

1924

1925

mit Acetylenbeleuditung

V-

24.3

19.6

.5,4

mit clcktrisduT Beleuchtung

5S

75.7

80.4

94-6

1926

100

H i I 2. \ erbreitung der elektrischen Bclcuchtung an deutsdicn Lastwagen. .Iah r g a 11 g

°/o der ausgestellten Wagen

1922

Llektr. Anlasser

50

Einbau eines Anlassers vorgesehen

.1

1923

1924

1925

1926

79

94.6

100

'4

B i l d lO.v \ erbreitung der elektrischen Anlasser an deutschen Lastwagen In f r a n k r e i c h ist die elektrische Ausrüstung von Lastwagen nach der statistischen A u s g a b e von „ Automotive Industries" vom 18.2. 1928 ebenso verbreitet wie in Deutschland, dagegen war sie im J a h r e 1028 in E n g l a n d und A m e r i k a noch nidit so allgemein eingeführt. \ erhältnismäßig spät erst hat sich die e l e k t r i s c h e B e l e u c h t u n g b e i m K r a f t r a d einführen können, und noch heute findet man viclluth Krafträder ohne elektrische Licht-und Signalanlage. D e r Grund ist vermutlich einmal in den besonders hohen mechanischen Anforderungen zu suchen, die das Kraftrad an die elektrische Anlage, insbesond e r e die Batterie, stellt, und zweitens hauptsächlich darin, daß der Preis einer guten elektrischen A n l a g e einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz des Preises für das Kraftrad ausmacht. Immerhin ist die Einführung des elektrischen Lichts und Horns auch beim Kraftrad in ständiger Z u n a h m e begriffen. Das A n w e r f e n des Kraftrads wird allerdings nadi w ie vor mit dem bewährten Kickstarter erfolgen. Im Laufe derZeit hat die Verwendung der Elektrizität im Kraftfahrzeug immer größeren Umfang angenommen, da gerade auf elektrischem W ege eine besonders zw eckmäßige A u s f ü h r u n g und einfache Bedienung aller möglichen Hilfseinrichtungen des Kraftfahrzeugs zu erzielen ist.

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2. Leistungsbedarf der Stromverbraucher l i n einen überblick zu gewinnen, welche Leistung von der Lichtmaschine zu fordern ist und w elche Energie in der Batterie aufspeicherbar sein muß, sollen kurz S t r o i m e r b r a u i h und Benützungsart der einzelnen Strom\erbraucher des Kraftfahrzeuges zusammenhängend betrachtet werden.

Ansicht A inSicht A

1 Lichtmaschine 2 Batteriekasten 3. Schalt kästen 4 Beleuchtungskörper o) Serie'nweffef t»J Seiieniatern« c) Syrier dJScniußloterr» 5 Anlasser cj AnloOoruckknopf 6 Batten ezunder a) Zu na s pul« b) unterDrecner u nö Zunastromver;e..er 0 Zurvixerz« a) Zu na verstell heb« e) Zurtascmassei 7 Horn a) Tonarossel D) OruCkhnopj 8. Fahrtnchtungsonzejsaj Schoner 9 Steckdose 10 Abzweigdose 11 Klemmblock 12 Kabeischeile

Leitungsanlage K1 Maschinenleitung K 2 KontroJIampenleitung K 3 Batterieleitung K V Masseanschluß der Batren« K 5 Anlasserkabel K6 Anlasserhilfskabel K 7 Primärstromleitung (N.edersp™ung) K8 Sekunda rstromleitg tHoehso) K 9 Zündkabel! K10 Lichtleitung

( i

Hochdruck pur mit unserer Genehmigung gestattet Copyright 1927 by Deutscher Ausschuß für Technisch« $chutw»er\,0«rtinW35 1 ftrtdameritr tt9 b.

Bild 164. Die wichtigsten l e i l e einer elektrischen A n l a g e für einen Personenkraftwagen ( A u s dem T a f e l werk über elektrisdie Ausrüstung d e r K r a f t f a h r zeuge, herausgegeben vom Deutschen Ausschuß f ü r I echnisdies Sdiulwesen. Berlin \\ IS. I'otsclamerstr. IIQbl

Zahl

und Art d e r

S i r o n n ('i h r a u c h e r

ist je nach (¡rößc-

und \ erwendungszweik des I alir/euges außerordentlich verschieden. Bild 164 zeigt die bei einein normalen Personenfahrzeug, Bild IO5 die bei einem normalen Omnibus in der Kegel eingebauten Stromverbraucher. In diesem Bild bedeutet: B —Batterie I) = Lichtmaschine 1 ) , = Anlasser

6

l ) 2 = Sdieibenw isdier 11 --- Horn I. — Scheinwerfer

I., — Seitenlaternen l . 2 = Sudler I., — Nummerlaterne

Bild 165. I mlantm'idie elektrische Anlage a n einem Omnibus

7

L4 — Handlampc Le = Instrumentenlampe L7 = Stopplidit L8 = Sdialtcr für Innenbeleuditung = Winker

L I0 = Lampe für lahrstredcentransparent M = Masse Mi = Massebolzen S == Schaltkasten S] = Abblendumsdialter Sj = Drosselsdialter

S« = S, = Ss = Sj,, = Z = /•! = Zj =

Druckknopf Steckdose Sicherungsdose Anlaßhelf Magnetzünder Zündverteiler Zündspule

Im allgemeinen ist die Lichtmaschine so zu bemessen, daß sie bei etwa 25 km/h Fahrgeschwindigkeit des Wagens im direkten G a n g den Leistungsbedarf der unter normalen Verhältnissen beiNaditfahrt gleichzeitig eingeschalteten Stromverbrauch er zu decken vermag, ohne daß die Batterie herangezogen wird. Darüber hinaus muß die Lichtmaschine bei höheren Drehzahlen einen genügenden Leistungsübersdiuß zur Ladung der Batterie liefern können, ohne durdi ü b e r mäßige Erwärmung Not zu leiden. Dies bedingt gegenüber dem eben erwähnten normalen Leistungsbedarf eine Überlastbarkeit um 5 0 bis 7 0 % . Wir wenden uns zunächst den K r a f t w a g e n zu. Zu den unter normalen Verhältnissen bei Nacht gleichzeitig eingeschalteten Stromverbraudiern sind zu zählen: Die Sdieinwerferhauptlampen, die Lampe der Kennzeidienbeleuditung (Rücklidit), die Lampen der Fahrtrichtungsanzeiger, unter Umständen die Batteriezündung, sowie die Lampen für Umriß-, Instrumenten- und Innenbeleuchtung. Nur z e i t w e i s e im B e t r i e b b e f i n d Ii c h e S t r o m V e r b r a u c h e r , wie Hupen, Scheibenwisdier, Zigarrenanzünder u. dgl. können bei der Leistungsbemessung der Lichtmaschine unberücksichtigt bleiben, sofern diese nach den oben angegebenen Gesichtspunkten, besonders hinsichtlich der für Batterieladung erforderlichen Überlastbarkeit, erfolgt. H e i z Vorrichtungen w i e F u ß w ä r i n e r , H e i z k i s s e n u. dgl. mit ihrem sehr hohen Leistungsbedarf dürfen n i c h t a n d i e n o r m a l e L i c h t a n l a g e a n g e s c h l o s s e n w e r d e n . Sie gefährden durch Überlastung, Kurzschlüsse und Erschöpfung der Batterie die ganze Anlage, besonders den einwandfreien Betrieb der Scheinwerfer und der etwa eingebauten Batteriezündung. Für die Heiz Vorrichtungen ist deshalb unbedingt eine von der Licht- und Zündanlage vollständig getrennte elektrische Anlage vorzusehen. Beim S t r a ß e n f a h r z e u g wird heute vor allem die a u s r e i c h e n d e und z w e c k m ä ß i g e B e l e u c h t u n g der F a h r s t r a ß e verlangt. Sie soll so beschaffen sein, daß bei Nacht mit derselben G e schwindigkeit wie bei Tag gefahren werden kann. Abgesehen von Fragen wie Lichtverteilung, Abbiendung, Wirkung bei Nebel u. dgl.,

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auf die erst bei Besprechung der Scheinwerfer eingegangen werden soll, ist Voraussetzung f ü r die gute Wirkung der Scheinwerfer die Verwendung einer genügenden Lichtquelle. Für die H a u p t l a m p e n d e r S c h e i n w e r f e r muß bei mittleren und großen Magen mit j e 2 5 b i s 3 0 W g e r e c h n e t w e r d e n ; bei k l e i n e n Wagen sucht man häufig mit einer Leistung von j e 2 O W auszukommen. D i e K e n n z e i c h e n b e l e u c h t u n g , die Lampen für F a h r t r i c h t u n g s z e i g e r , I n s t r 11 m e n t e n - u n d U m r i ß b e l e u c h t u n g erfordern je etwa 5 W. D i e I n n e n b e l e u c h t u n g , die mit der Verbreitung geschlossener Wagen mehr und mehr aufkommt, erfordert bei Personenwagen f ü r jede L a m p e etwa 5 W , dürfte aber in den meisten Fällen nur vorübergehend eingeschaltet sein und ist daher für die Bemessung der Lichtmaschine nur von Fall zu Fall zu berücksichtigen. Dagegen spielt die I n n e n b e l e u c h t u n g b e i m O m n i b u s eine wesentliche Rolle f ü r die Leistungsbemessung der Lichtmaschine. Es ist dabei f ü r e i n e L a m p e m i t I 0 b i s 2 0 W z u rechnen. D a s Standlicht und das elektrische Anwerfen macht die Ansammlung eines Teils der von der Lichtmaschine erzeugten elektrischen Energie in einer sogenannten S a m m l e r - B a t t e r i e notwendig, die imstande ist, auch bei Stillstand der Maschine über eine gewisse Zeit den f ü r das Licht erforderlichen Strom sowie den Strom zum Anwerfen zu liefern. D i e Bemessung der Batterie ist bei normalem Kraftwagen und spannungsregelnder Lichtmaschine*) iin allgemeinen bestimmt durch die F o r d e r u n g e i n w a n d f r e i e n A n l a s s e n s auch unter ungünstigen Verhältnissen. Z w a r ist d e r Anlaßmotor in der Regel nur wenige Sekunden beim A n w e r f e n in Tätigkeit, er erfordert aber dafür zum genügend raschen Durchdrehen des Verbrennungsmotors außerordentliche Stromstöße besonders b e i niederen Temperaturen, strammer Lagerung des Motors und schlechter Vergasung. G e n a u e Angaben über Bemessung der Batterie mit Rücksicht auf das Anlassen können erst bei Besprechung der Anlasser im dritten Bande gemacht werden. Es möge hier nur erwähnt sein, daß man z. B. in Deutschland bei mittleren Personenwagen I2-VoIt-Batterien Von 3 0 bis 6 0 A h und 6 - V o l t Batterien von 6 0 bis 8 0 A h Kapazität* *) findet. Die mit Rücksicht auf das A n w e r f e n bemessene Batterie ist im allgemeinen ohne weiteres imstande, den f ü r Stillstandsbeleuchtung erforderlichen Strom über *) Siehe Abschnitt IV. * *) Kapazität bei tO stündiger Entladung (siehe Abschnitt III).

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praktisch genügend lange Zeit zu liefern. D i e S t i l l s t a n d s b e l e u c h t u n g besteht bei Personen- und Lastwagen zumeist aus den P o s i t i o n s l a m p e n und der K e n n z e i c h e n b e l e u c h t u n g mit einem Strombedarf von 2 bis 5 W für jede Lampe. Die Kapazität der Batterie riditet sich jedoch nur dann in der Hauptsache nach dem Stroinbedarf des Anlassers, wenn durch die Art der Regelung der Lichtmaschine g ü n s t i g e L a d e b e d i n g u n g e n für die Batterie geschaffen werden, wie dies bei der Spannungsregelung der Fall ist. Bei der in Amerika weit verbreiteten, in Abschnitt IV zu besprechenden Stromregelung ist man dagegen mit Rücksicht auf Überladung und Lebensdauer der Batterie häufig gezwungen, eine größere Kapazität zu wählen. Die Tafel Bild IÖ6 zeigt die Kapazität der für amerikanische Personenwagen gewählten Batterien; besonders häufig find dabei Kapazitäten von HO bis 120 Ah bei 2 0 stündiger Entladung (entsprechend ca. 9 5 Ah bei IO stündiger Entladung) gewählt. Anzahl der \V agen-Bauarten C) 8 15 19 20 11 7 9

Aufnahmefähigkeit der 6 V -Batterie Ah

Wh

weniger als 8 0 8 0 bis 85 90 „ 96 100 „ 106 HO „ 120

weniger als 4 8 0 4 8 0 bis 5IO 5 4 0 „ 576 ÓOO „ 6 3 6 6 6 0 „ 720 7 5 0 „ 8lO

125

- 135 U2 150 bis 1 7 0

• 852 9 0 0 bis 1 0 2 0

Ii i Id IÓ(). Aufnahmefähigkeit der Batterien in amerikanischen Personenwagen (Nach „Automotive Industries", Band 58,1928, Nr. 7, S. 2 5 0 )

Wie erwähnt, gelten die bisher entwickelten Gesichtspunkte für die B e m e s s u n g d e r A n l a g e e i n e s n o r m a l e n G e b r a u c h s w a g e n s u n t e r n o r m a l e n B e t r i e b s v e r h ä l t n i s s e n , wobei kurze Fahrstrecken in der Stadt mit längeren auf freier Straße zurückgelegten abwechseln und die Batterie nicht durch übermäßig lange Stillstandsbeleuchtung und häufiges Anlassen zu sehr beansprucht ist. Ein typischer A u s n a h m e f a l l ist z. B. der W a g e n e i n e s i n d e r S t a d t p r a k t i z i e r e n d e n A r z t e s oder der L i e f e r u n g s w a g e n e i n e s s t ä d t i s c h e n G e s c h ä f t e s . Bei diesen Wagen ist von vornherein mit langer Stillstandsbeleuchtung und häufigem Anlassen bei gleichzeitig kurzen Ladezeiten und häufig nur mäßiger Fahr-

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Geschwindigkeit zu redinen. Die Folge derartiger Betriebsverhältnisse ist unter Umständen eine rasdie Erschöpfung der Batterie mit den daraus entstehenden Anständen. In solchen Fällen ist daher dafür zu sorgen, daß die Lichtmaschine die erforderliche Leistung und einen Überschuß für die Batterieladung bereits bei Fahrgeschwindigkeiten unter 25 km/h zu liefern vermag. Zu diesem Zweck ist entweder die Übersetzung zwischen Motor und Lichtmaschine zu erhöhen, sofern dies aus konstruktiven und elektrischen Gründen (siehe Abschnitt II) möglich ist, oder eine größere Lichtmaschine zu wählen, die schon bei sehr niederer Drehzahl die erforderliche Leistung gibt. Gleichzeitig empfiehlt es sich meist, auch die Batterie größer zu wählen, um in dieser von vornherein eine größere Reserve zu haben. Trotz dieser Vorkehrungen wird es aber immer wieder vereinzelte Fälle geben, in denen die Fahrzeiten derartig gering sind, daß eine zeitweise Wiederaufladung der Batterie außerhalb des W agens erforderlich wird. Ein ähnlicher, aber nicht ganz so ungünstiger Fall liegt vor bei dem W a g e n e i n e s k a u f m ä n n i s c h e n R e i s e v e r t r e t e r s , der ein größeres Gebiet zu bearbeiten hat. Bei seinen Besuchsfahrten im Stadtgebiet liegen die Verhältnisse ebenso wie bei dem soeben erwähnten Arztwagen, dagegen bieten die dazwischenliegenden Reisefahrten von Stadt zu Stadt bis zu einem gewissen Grade wieder Gelegenheit zu genügender Nachladung der Batterie, so daß in manchen Fällen die normale Anlage ausreicht, während in andern Fällen nur eine Vergrößerung der Batterie zu befriedigenden Verhältnissen führt. Läßt sich durch derartige Überlegungen der Bedarf nicht im voraus mit Sicherheit feststellen, so führt nur der Versuch zum Ziel. Die Batterie soll so groß sein, daß sie nur selten unter die Hälfte ihr Kapazität entladen wird, so daß für unvorhergesehene Zwischenfälle eine ausreichende Reserve vorhanden ist. In diesem Fall kann mit einer raschen und genügenden Aufladung der Batterie gerechnet werden, vorausgesetzt, daß das Größenverhältnis von Lichtmaschine und Batterie richtig gewählt ist. Ist die Batterie selten ganz aufgeladen, so reicht die Lichtmaschine für den Bedarf des Wagens nicht aus. Schwankt der Ladezustand der Batterie häufig zwischen voller Ladung und tiefer Endadung, so ist die Batterie zu klein. Beim S t a d t o m n i b u s liegen die Verhältnisse hinsichtlich Stillstandsbeleuchtung, kurzen Ladezeiten und niedriger Fahrgeschwindigkeit ähnlich wie beim Arzt- oder Lieferungswagen. Wie bereits erwähnt, ist mit einem sehr großen Leistungsbedarf für die auch beim Stillstand des Fahrzeugs dauernd eingeschaltete sehr umfangreicheInnenbeleudi-

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tung zu redinen. Bei der Bemessung der Batterie ist dieser Leistungsbedarf unter Umständen ausschlaggebend gegenüber der Rücksicht auf das Anwerfen. Es empfiehlt sidi deshalb, die Batterie so groß zu wählen, wie es mit Rücksicht auf die Erwärmung der eingebauten Lichtmaschine möglich ist. In vielen Fällen fehlt beim Omnibus der Anlasser überhaupt Die Gesichtspunkte, die für die Bemessung der Lichtmaschine beim Kraftwagen gelten, treffen im wesentlichen auch für die Verhältnisse beim K r a f t r a d zu. Als Stromverbraucher kommen in erster Linie der Scheinwerfer mit einer Lampe von ungefähr 8 bis 20 Watt Leistungsbedarf, je nach Größe des Rades, und unter Umständen die Seitenwagenbeleuchtung, in einigen Ländern auch das Rücklicht — diese je mit etwa 2 Watt - in Betracht. Die Batteriezündung kommt heute beim Kraftrad als Stromverbraucher nur in ganz vereinzelten Fällen vor. Die übrigen Stroinverbraucher wie Horn und Sucher können wegen ihres kurzzeitigen Gebrauchs bei der Bemessung der Lichtmaschine unberücksichtigt bleiben. Die Batterie des Kraftrades wird mit Rücksicht auf Gewicht und Kosten, da nur Stillstandsbeleuchtung aber nicht Anlassen in Betracht kommt, so klein wie möglich gewählt. Eine Batteriekapazität von 4 bis 5 Amperestunden kann als genügend bezeichnet werden. Man findet jedoch hauptsächlich im Ausland audi Batterien mit einer Kapazität von 8 bis IO Amperestunden. Eine solche Vergrößerung ist unter Umständen auch bei Dreirädern, die als Lieferungsfahrzeuge Verwendung finden, erforderlich. Es ist in diesem Fall unbedingt darauf zu achten, daß die eingebaute Lichtmaschine bei Abgabe des für diese größere Batterie erforderlichen Ladestroms nicht durch übermäßige Erwärmung gefährdet wird. Beim L u f t - u n d W a s s e r f a h r z e u g kommt eine dauernde Fahrstreckenbeleuchtung nicht in Betracht. Dafür spielt neben der Signalbeleuchtung die Innenbeleuchtung und besonders die Beleuchtung zum Absuchen des Geländes, besonders für Landungszwecke, eine erhebliche Rolle. Bei diesen Fahrzeugen schwanken die Bedarfszahlen je nach Art der Einrichtung in so weiten Grenzen, daß es zwecklos wäre, irgendwelche Durchschnittswerte anzugeben. Die Bemessung von Lichtmaschine und Batterie muß hier in jedem einzelnen Fall nach besonderen Gesichtspunkten erfolgen. Ganz besonders ist dies beim Luftfahrzeug der Fall, bei welchem die Verhältnisse nodi völlig in der Entwicklung sind.

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3. Besondere Anforderungen im Kraftfahrzeugbetrieb D i e Eigenart des Fahrbetriebes stellt an die Stromerzeugungsanlage des Kraftfahrzeuges Anforderungen, die wesentlich von den B e dingungen abweichen, unter denen andere Anlagen zur Erzeugung elektrisdier Energie arbeiten. Während bei diesen die Drehzahl der Dynamomaschine praktisch stets dieselbe ist, schwankt die B e t r i e b s d r e h z a h l d e r Lichtmaschine des Kraftfahrzeuges mit der Motordrehzahl ständig in weiten Grenzen, da die Lichtmaschine heute allgemein zwangläufig vom Motor angetrieben wird. Die Drehzahl des Motors bei einer Fahrgeschwindigkeit von 25 km/h verhält sich zu seiner Höchstdrehzahl bei den heute üblichen Konstruktionen ungefähr wie 1 : 4 bis 1 : 6 . Diese Tatsache ist von weitgehender Bedeutung für die Wahl des Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s s e s zwischen Kurbelwelle und Lichtmaschine. D i e Lichtmaschine soll, wie erwähnt, bei 25 km/h Fahrgeschwindigkeit in direktem G a n g e den Leistungsbedarf der gleichzeitig eingeschalteten Stromverbraucher liefern können. D a die Leistung der im Kraftfahrzeug verwendeten Lichtmaschine in hohem M a ß e von der Drehzahl abhängig ist, erscheint zunächst die Wahl eines möglichst großen Übersetzungsverhältnisses zwischen Kurbelwelle und Lichtmaschine zweckmäßig, um eine möglichst kleine Maschine verwenden zu können. Man ist jedoch in vielen Fällen in der Wahl des Ubersetzungsverhältnisses nicht mehr frei, weil häufig andere Teile der Kraftfahrzeugausrüstung, insbesondere Zünder, die ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zur Kurbelwelle erfordern, über die Lichtmaschinenwelle angetrieben werden. Vor allem ist dieses Verhältnis a b e r auch nach oben hin dadurch beschränkt, daß die Lichtmaschine bei der höchsten Drehzahl des Verbrennungsmotors aus medianischen und elektrischen Gründen eine bestimmte Drehzahl nicht überschreiten darf. Mit der Drehzahl würde die Spannung der normalen GleidistromNebenschlußinasdiine, die heute allgemein als Kraftfahrzeug-Lichtmaschine verwendet wird, in hohem Maße schwanken. D e r Betrieb der Glühlampen und die Batterieladung lassen aber nur geringe Spannungsschwankungen zu, und es sind daher besondere Regelungsvorrichtungen erforderlich, die die Spannung nicht nur über den weiten Drehzahlbereich und bei plötzlichen sehr starken Drehzahlschwankungen, sondern auch bei Belastungs- und Temperaturänderungen selbsttätig in engen Grenzen zu erhalten vermögen.

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Ferner ist die Lichtmaschine nur oberhalb einer bestimmten Drehzahl imstande, Strom in die Batterie zu liefern. Daher muß sie unterhalb dieser Drehzahl zur Vermeidung von Rückstrom aus der Batterie von dieser getrennt werden. Dazu ist ein S c h a l t e r notwendig, der ebenfalls die Trennung völlig selbsttätig zu vollführen hat, denn eine Betätigung durdi den Fahrer kommt bei dem ständigen Wechsel der Betriebsverhältnisse und der Drehzahl nicht in Frage. Näheres über diese besonderen Vorrichtungen findet sich in den Abschnitten I\ und V. Die Forderung nach einer verhältnismäßig starken Ü b e r l a s t b a r k e i t der Kraftfahrzeug-Lichtmaschine wurde bereits weiter oben erwähnt. Die engen Raumverhältnisse und besonders die Bedingung niedrigsten Preises führen dabei zu einer Ausnutzung des Werkstoffs, wie sie sonst im elektrischen Maschinenbau nicht üblich ist. Dabei wirkt die Forderung nach vollständig gekapselter Ausführung, die wegen der Gefahr der Beschädigung und Verschmutzung im Kraftfahrzeugbetrieb nötig ist, sowie der außerordentlich hohe Drehzahlbereich noch besonders erschwerend. Die starke m e c h a n i s c h e B e a n s p r u c h u n g infolge der Erschütterungen im Kraftfahrzeug und eine Resonanzgefahr innerhalb des weiten Drehzahlbereichs erfordert bei der Ausbildung aller Einzelteile der Lichtmaschine, der Batterie, der Stromverbiaudier sowie aller Hilfsapparate und Leitungen besondere Aufmerksamkeit. Die Berücksichtigung all der genannten, durch die besonderen Anforderungen des Kraftfahrzeugs bedingten Punkte ist umso dringender, als mit einer Bedienung und Wartung der Anlage durch den Kraftfahrer nur in außerordentlich geringem Umfang gerechnet werden darf. Gegenüber sonstigen Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie hat im Kraftfahrzeug der W i r k u n g s g r a d d e s S t r o m e r z e u g e r s nur eine untergeordnete Bedeutung, ist doch häufig die von der Lichtmaschine beanspruchte Leistung geringer, als die für den Ventilator aufgewendete, vor allem bei größeren W a g e n ! Bei einem mittleren Motor hat eine Verschlechterung des Wirkungsgrads der Lichtmaschine um IO% eine Erhöhung des gesamten Brennstoffverbrauchs um bei weitem noch nicht 1% zur Folge. Der Wirkungsgrad hat nur eine Bedeutung für die Verluste in der Lichtmaschine und damit für ihre Überlastbarkeit. Bei der Batterie führt die Forderung nach möglichst kleinem Gewicht und niedrigstem Preis erst recht zu weitgehender Ausnutzung des Werkstoffs. Dabei sind die beim Anwerfen erfordeHichen sehr

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starken Stromstöße, bei denen gleichzeitig günstigste Spannungslagc gefordert wird, besonders zu berücksichtigen. Audi die m e c h a n i s c h e n E r s c h ü t t e r u n g e n sind für die Batterie von großer Bedeutung. Die erwähnten Verhältnisse, die den Bau einer einwandfreien elektrischen Anlage für das Kraftfahrzeug erschweren, treten beim K r a f t r a d in erhöhtem Alaße in Erscheinung. Preis und Gewicht der Batterie lassen von vornherein für die Verwendung im Kraftfahrzeug eine weitgehende Beschränkung der Zellenzahl der Batterie wünschenswert erscheinen. Dies führt zu einer verhältnismäßig kleinen S p a n n u n g d e r g a n z e n e l e k t r i s c h e n A n l a g e im Kraftfahrzeug. Da zur Zeit der Einführung der .elektrischen Beleuchtung am Kraftfahrzeug in Amerika Glühlampen mit genügender Lebensdauer nur für eine Spannung bis zu 6 V hergestellt werden konnten, so kam nur eine S p a n n u n g von 4 und besonders 6 V für die Anlage in Betracht. Als man später dazu überging, die Batterie auch zum Anwerfen des Motors heranzuziehen, hatte das 6-Volt-System schon eine wesentliche Verbreitung gefunden und wurde daher auch für die Anlagen mit Anlasser in Amerika fast durchweg beibehalten. In Europa, wo sich die Lichtanlage für das Kraftfahrzeug erst später einbürgerte, hat man vielfach rechtzeitig erkannt, daß bei dem großen Leistungsbedarf des Anlassers eine größere Spannung häufig \ orteilhafter ist. Deshalb findet man in Europa neben der 6-Volt-Anlage in großem Umfang auch die I2-Volt-Anlage. t bcr Vorzüge und Nachteile des 6- und 12-Volt-Systems wird an anderer Stelle noch ausführlich gesprochen werden. In Ausnahmefällen findet man auch 24-Volt- Anlagen. Beim K r a f t r a d findet man das 4-und 6-Volt-System. Das 4-VoltSystein kommt bei kleineren Lichtanlagen, d. h. kleinen Rädern, in Betracht, während man bei größeren Lichtanlagen das 6-Volt-System \ orzieht.

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II. Die Lichtmaschine I. Wirkungsweise der Gleichstrommaschine Trotzdem die Anforderungen des Kraftfahrzeugbetriebs wesentlich von den Bedingungen abweichen, denen die Stromerzeuger stationärer Anlagen unterworfen sind, folgt die grundsätzliche Bauart der Kraftfahrzeugliditmasdiine doch fast stets der einer normalen Gleidistrom-Nebe'nsdiluß-Maschine. Über die Wirkungsweise der Gleichstrommaschine besteht eine umfassende Literatur, so daß hier von einer eingehenden Behandlung abgesehen werden kann. Es möge nur an einige grundlegende Gesichtspunkte erinnert werden. Ändert sich das die Fläche einer Drahtwindung durchsetzende magnetische Feld in irgendeiner Weise, so wird in dieser Windung eine e l e k t r o m o t o r i s c h e K r a f t induziert, die nach Größe von der Geschwindigkeit und nach Richtung von der Richtung dieser Feldänderung abhängt. Bei der stromerzeugenden Maschine wird eine solche Feldänderung dadurch erzielt, daß die auf einem aus Eisenblechen bestehenden Kern, dem sogenannten Anker, liegende Windung oder eine aus mehreren Windungen bestehende Spule in einein stillstehenden Magnetfeld gedreht wird. Das Magnetfeld wird dabei entweder von einem Dauermagneten oder von einem Elektromagneten erzeugt.

einer elektrischen Maschine und graphische Darstellung dieser Spannung

16

Die dabei in der Spule auftretende induzierte elektromotorische Kraft verändert sich nach Größe und Richtung periodisch, ist also eine sogenannte Wechselspannung (Bild 167). Führt man die Enden der Spule zu den mit dem Anker umlaufenden Segmenten eines sogenannten Stromwenders, audi Kommutator oder Kollektor genannt (Bild 168),

der Wechselspannung

so ist es möglich, durch Sdileifbürsten von diesen Segmenten an Stelle der Wediselspannung eine gleichgerichtete, wenn auch ihrer Größe nach noch stark veränderliche Spannung abzunehmen (Bild 169). Dabei sind die Sdileifbürsten räumlich derart anzuordnen, daß der Über-

gang von einem Segment zum andern in dem Augenblick erfolgt, in dem die induzierte Spannung gerade Null ist, die beiden Seiten der Drahtwindung also in der sogenannten neutralen Zone des Feldes stehen. Ordnet man nun auf dem Anker mehrere gleichartige, räuinlidi gegeneinander versetzte Spulen an und führt jeweils Anfang und Ende zu einem besonderen Segment des Stromwenders (Bild 170), so erhält man an den Sdileifbürsten eine in ihrer Größe nur nodi wenig veränderliche gleichgerichtete Spannung, die dadurch zustande kommt, daß von jeder Spule nur ein bestimmter Teil ihrer Spannung herausgeklaiber, Elcktr. Ausrüstung des Kraftfahrzeugs. II. 2

17

griffen wird, wie aus Bild 171 ersichtlich ist. Abgesehen von anderen U11zuträglidikeiten ist bei dieser Anordnung immer nur d i e Spule wirksam, deren zugehörige Kollektorsegmente unter den Bürsten stehen. Um aber stets sämtliche auf dem Anker angeordneten Spulen zur Span-

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0 Bild 171. Spannung an den Schleifbürsten einer Anordnung nach Bild 170

Bild 170. Anker mit drei räumlich gegeneinander versetzten Spulen nungslieferung heranzuziehen, verbindet man das Ende jeder Spule mit dein Anfang der darauf folgenden und gleichzeitig mit einem Kollektorsegment. Man erhält dadurch eine g e s c h l o s s e n e A n k e r w i c k l u n g , die in ihrer Abwicklung in die Zeichenebene durch Bild 172 dargestellt ist. Es sind dabei die mit N und S bezeichneten Pole und die mit I und II bezeichneten Bürsten als im Raum feststehend gedacht, während sich die Wicklung mit den über den Bürsten sichtbaren Kollektorsegmenten von links nach rechts bewegen möge. Die Richtung

Bild 172. Wicklung einer vierpoligen Maschine, in der Zeidienebenc abgerollt. N Nordpol, S Südpol, /, II Bürsten zur Stromabnahme vom Stromwender

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der in den einzelnen Drahtwindungen induzierten Spannung ist durdi Pfeile angedeutet, und man erkennt, daß bei Belastung der Maschine der Strom von 2 Seiten der Wicklung der Abnahmebürste I zufließt und ebenso bei der Bürste II wieder in 2 Teile der Wicklung zurückfließt, d. h. die dargestellte geschlossene Ankerwicklung besteht aus 2 parallel geschalteten Stromzweigen. In Bild 173 ist für die in Bild 172 dargestellte Anordnung die Spannung der einzelnen räumlich gegeneinander versetzten Spulen in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet. Zw ischen den beiden Bürsten befinden sich je 3 hintereinandergeschaltete Spulen, und man erhält daher in jedem Augenblick die Summe ihrer jeweils induzierten Spannungen, wie sie die unterste Linie des Bildes 173 darstellt.

entstehenden Spannungen a, b und c zur Bürstenspannung d

Zur E r z e u g u n g d e s E r r e g e r f e l d e s werden nur in ganz beschränktein Umfange Dauermagnete herangezogen, da sie bei verhältnismäßig kleinen Leistungen zu für die Praxis unbrauchbar großen Abmessungen führen. Man verwendet vielmehr fast allgemein Elektromagnete, d. h. Weicheisenpole mit einer von Gleichstrom durdiflossenen Wicklung. Den für diese Elektromagnete erforderlichen Gleichstrom entnimmt man nach dem von Werner v. Siemens im Jahre 1866 entdeckten dynamoelektrischen Prinzip dein Anker der Maschine selbst. Ist ein solcher Elektromagnet durch Strom aus irgendeiner Stromquelle ein einziges Mal magnetisiert worden, so behält das Weicheisen

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immer einen, wenn audi kleinen, Teil des ursprünglichen magnetischen Kraftflusses zurück, der beim Ingangsetzen der Maschine genügt, um im Anker eine, allerdings zunächst kleine, Gleichspannung zu erzeugen. Diese kleine Spannung erzeugt bei entsprechendem A n schluß der Wicklung des Elektromagnets an die Schleifbürsten einen kleinen Strom in der Erregerwicklung, der das ursprünglich vorhandene r e m a n e n t e F e l d verstärkt und dadurch wieder eine Erhöhung der Ankerspannung hervorruft. Die wechselseitige Einwirkung von Ankerspannung und magnetischem Kraftfluß setzt sich fort, bis der Widerstand der Erregerwicklung und die Aufnahmefähigkeit des Eisens für magnetische Kraftlinien einem weiteren Ansteigen von Kraftfluß und Spannung bei gegebener Drehzahl eine Grenze setzen. Die Höhe der in der Ankerwicklung erzeugten Spannung ist einerseits durch die Änderungsgeschwindigkeit des die Drahtwindungen durchsetzenden magnetischen Flusses, also durch die Größe dieses

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Hild 174. Stromwendung (Kommutierung) in einer Spule aus Bild 172

Flusses und die Drehzahl des Ankers, andererseits durch die gesainte Windungszahl der Ankerwicklung bedingt. Die Drehzahl, bei der eine Gleichstroin-Nebensdilußmasdiine imstande ist, die erforderliche Spannung zu liefern, ist daher um so niedriger, je größer der magnetische Fluß und die gesamte auf den Anker gebrachte Windungszahl gewählt ist. Die gesamte Windungszahl ist aber von großer Bedeutung für die im folgenden noch näher erläuterte F e l d v e r z e r r u n g ; diese wiederum, sowie die Windungszahl der einzelnen Ankerspule beeinflussen in hohem Maße die sogenannte Stromwendung oder Kommutierung. Betrachten wir im Anschluß an Bild 172 in Bild 174 nur eine einzige Spule oder der leichteren Darstellung wegen nur eine einzige Drahtwindung dieser Spule beim Vorbeigehen vor den Polen der Maschine, so erkennen wir, daß der Strom in dieser Drahtwindung beim Durchgang der beiden zugehörigen Kollektorsegmente unter der Bürste seine Richtung umkehren muß. W ir beobachten ferner, daß diese Drahtwindung während dieses Durchgangs über die zugehörigen Kollektor-

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Segmente und die Bürste k u r z gesdilossen ist. Hefinden s i d i die beiden

Seiten der kurzgeschlossenen Spule während der Kurzsdilußzeit, d. h. solange die beiden Segmente unter der Bürste stehen, in der neutralen Zone des magnetischen Feldes, so wird in ihr durch Drehung keine elektromotorische Kraft induziert. Der erwähnten Änderung der Stromrichtung widersetzt sich aber die Spule infolge ihrer Selbstinduktion, veranlaßt dadurdi eine Verzögerung der Stromwendung und damit ain Ende der Kurzschlußzeit, d. h. beim Ablaufen des Segments von der Bürste eine um so raschere Stromänderung, da von diesem Augenblick an zwangsweise der volle Strom in neuer Richtung die Drqhtwindung durchfließen muß. Diese plötzliche Stromänderung zwischen der sich trennenden Segment- und Bürstenkante hat eine induktive Spannung zur Folge, die sich je nach Größe in einem mehr oder w eniger starken Funken, dem sogenannten B ü r s t e n f e u e r , äußert. Gleichzeitig veranlaßt die Verzögerung bei der Stromwendung eine ungleichmäßige Verteilung des Stromes über die Bürstenfläche und dadurch unter Umständen an der ablaufenden Bürstenkante eine übermäßige Stromdichte und Erwärmung, die die Funkenbildung begünstigt. Ganz besonders ungünstig werden die Verhältnisse bei der Stromwenclung, wenn das Feld unter der Wirkung des Ankerstromes verzerrt ist. Solange dem Anker kein Strom entnommen wird, d. h. bei Leerlauf, wird das den A n k e r durchsetzende Feld nur durch die vom Erregerstrom durchflossene Erregerwicklung erzeugt. \\ ird aber der Anker belastet, so stellt die Ankerwicklung eine zweite, stromdurchflossene \V icklung dar, die ihrerseits ein weiteres Feld zu schaffen sucht, eine Erscheinung, die als A n k e r r ü c k w i r k l i n g bezeichnet wird. Die Achse dieses „Ankerfeldes" würde ohne das Feld der Erregerwicklung bei der normalen Lage der Bürsten in der neutralen Zone räumlich um QO0 im Sinne der Drehrichtung gegen das Erregerfeld verschoben sein (siehe Bild 175)- Tatsächlich entsteht unter gleichzeitiger W irkung der stromdurchflossenen Erreger- und Ankerwicklung nur ein einziges, den Anker durchsetzendes v e r z e r r t e s F e l d , dessen Achse nach Bild 176 gegenüber dein Feld bei Leerlauf im Sinne der Drehrichtung verschoben ist, und zwar 11111 so mehr, je größer derdcin Anker entnommene Belastungsstrom, je größer die \\ indungszalil des Ankers und je schwächer die Erregung ist. Infolge dieser Felcherzerrung befindet sich die Spule, entgegen unserer vorherigen Voraussetzung, während der Stromwendung nicht mehr in der neutralen Zone des magnetischen Feldes, und es wird in ihr eine elektromotorische Kraft induziert, die einen Strom in der alten Richtung aufrecht zu 9

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dringen kann. Die Größe des Einflusses ist auf den Bildern 207 *) und 208 zu ersehen. Bei Bild 207 ist durchweg die Entladung bis auf 1,33 \ für jede Zelle getrieben worden, wohl mit Rücksicht auf die mit den langsamen zugleich eingetragenen schnellen Entladungen, für die dieses starke Absinken der Spannung als äußerste Grenze noch zugelassen werden kann. Dabei zeigen die Schaulinien getrennt für die Temperaturen -IO, O, IO, 20 0 C die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladungsdauer, und zwar prozentual im Verhältnis zu der Sollkapazität bei IO stündiger Entladung und 2O0 C Säuretemperatur. *) A u s : A . C . Burgoine, Elektrische A n l a ß - und Beleuchtungsausrüstungen, T h e A u t o m o b i l e Engineer, Febr. 1924, S. 59.

68

Leider ist bei dieser Darstellung über die zugrunde gelegte Batterie nidits angegeben, dodi ist anzunehmen, daß es sich um eine normale Wagenbatterie mittlerer Größe handelt. Die große Bedeutung der Temperatur der Füllsäure für den Betrieb des Anlassers wird durdi Bild 208 besonders hervorgehoben. Die dargestellten Messungen wurden an einer QOAmperestunden-

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Bild 207. Abhängigkeit der Kapazität von der Entladungsdauer bei versdiiedenen Temperaturen

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Bild 208. Abhängigkeit der Spannung eines Sammlers von der Entladestromstärke bei versdiiedenen Temperaturen

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Batterie vorgenommen, und zwar wurde die Spannung für ein Dement jeweils 5 Sekunden nadi dem Einschalten der entsprechenden Stromstärke abgelesen. Nach dieser Zeit kann, nie aus den später gezeigten Schaulinien folgt, damit geredinet werden, daß nadi einem zunächst steilen Abfall der Spannung ein Zustand erreicht ist, in dem die Spannung nur nodi langsam abfällt. Im übrigen sind die Schaulinien ohne weitere Erläuterung verständlich. Sie zeigen klar, daß der Einfluß der Säuretemperatur auf die Kapazität und die Spannungslage so bedeutend ist, daß Garantien von Seiten der Fabriken stets Angaben über die zugehörige Temperatur (Normaltemperatur) enthalten sollten. Für eine eingehende P r ü f u n g der durch die hohen Stromstöße des Anlassers besonders beanspruchten K r a f t w a g e n b a t t e r i e genügt die besprochene IOstündige Kapazitätsprobe nicht. Man muß vielmehr bei der Prüfung beachten, daß die Batterie sich grundverschieden verhält, je nachdem sie kleine Stromstärken, Lichtströme oder sehr starke Ströme, Anlasserströme zu liefern hat. Man kann geradezu von einer L i c h t k a p a z i t ä t und von einer A n l a ß k a p a z i t ä t reden. Die Stromstärken beim Anlassen können je nach Größe des Anlassers bis auf 3 0 0 - 8 0 0 A anwachsen und sind für die Größe der benutzten Batterien ganz ungewöhnlich hoch. Es tritt dabei ein starkes Absinken der Spannung durch Verarmen der Füllsäure in den Platten ein. Diese hohe Beanspruchung tritt aber in der Regel nur stoßartig auf, und es folgt auf den Stoß eine längere Pause, in der ein Ausgleich der Säure erfolgen kann. Diesen Umständen sollte also eine Prüfung der Batterien auf Anlaßkapazität Rechnung tragen. Einheitliche Festsetzungen bestehen dafür noch nicht. Die Prüfung auf Anlaßkapazität kann z. B. in Anlehnung an den Anlaßvorgang durch kurzdauernde starke Belastungsstöße vorgenommen werden, deren Stärke in einem bestimmten Verhältnis zur Sollkapazität steht und die in bestimmten Zeitabständen wiederholt weiden. Die Grenze, bis zu der bei dieser Prüfung die Spannung absinken darf, ist durch die zum Durchziehen des Anlassers erforderliche Spannung gegeben und dürfte etwa bei 1,3—1,5 V für jede Zelle liegen. Zur Beurteilung der Güte der Batterie dient bei diesem Verfahren das Absinken der Spannung beim einzelnen Stromstoß und die Zahl der bis zur Entladungsgrenze möglichen Stromstöße. Die Bilder 20Q bis 215 stellen die Prüfung von Batterien auf V e r w e n d b a r k e i t f ü r A n l a ß z w e c k e dar. Bild 2 0 9 zeigt die Prüfung einer für Anlaßzwecke g e e i g n e t e n B a t t e r i e von 6 0 Ah Soll-

70

kapazität. Die Batterie wurde zunächst mit 16,5 A Ladestrom voll aufgeladen. Es wird bei den gezeigten Kapazitätsproben auffallen, daß zum Aufladen eine gleichbleibende hohe Stromstärke benutzt wird, während iin allgemeinen ein am Ende der Ladung abfallender Ladestrom empfohlen wird. Der gleichbleibende starke Ladestrom wurde hier gewählt, u in die neuen Batterien mit wenigen Ladungen und Entladungen sicher durchzuformieren. Nach der Aufladung wurde die Batterie mit 13 s dauernden Stromstößen von 2IO A, die einander mit l/4stündigen Pausen Volt

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Bild 250. Verhalten einer auf gleichbleibende Spannung geregelten Lichtmaschine beim Laden einer Batterie. Nennleistung der Maschine 6 0 V\ . Drehzahl der Maschine IOOO—3000 Uml./min Batteriekapazität 4 0 A/h Sdiaulinic I: Ladestrom 2: Ladespannung *i: Temperatur am Reglergehäuse 4 : Temperatur am Maschinengehäuse

ganz entladene Batterie einen für Maschine und Batterie unzulässig hohen Ladestrom und damit übermäßige Erwärmung der Maschine sowie durch lebhafte Gasentwicklung starke Lockerung der wirksamen Masse der Batterie erhalten würde. Man ist vielmehr gezwungen, die Spannung entsprechend niedriger einzustellen. D a mit zunehmender Gegenspannung der Batterie der Ladestrom verhältnismäßig rasch zurückgeht, erhält man, wie das Bild zeigt, trotz des immer noch großen Anfangsladestromes und hoher Regler- und Maschinentemperatur (Schaulinie 3 und 4 eine verhältnismäßig langsame Wiederauf ladung.

112

Wesentlich günstigere Ladeverhältnisse erhält man, wenn man außer der Spannungsspule \V, (Bild 248) eine zweite, wenige Windungen enthaltende Spule W 2 auf dem Regler vorsieht, durdi die der gesamte, von der Lichtmaschine erzeugte Strom fließt. Diese Stromspule wird so geschaltet, daß ihre Amperewindungen gleichsinnig mit denen der Spannungsspule wirken. Da die Bewegung des Reglerankers von der Gesamtzahl der auf ihn wirkenden Amperewindungen abhängig ist, regelt der Regler auf um so niedrigere Spannung, je größer der durch die Sfroinspule fließende Strom ist, d. h. je größer die Belastung der .Maschine ist. Mau stellt dabei den Regler so ein, daß bei Leerlauf, also bei stromloser Stromspule, die für die Volladung der Batterie erforderliche Spannung erreicht wird. Durch entsprechende Wahl der M> (t

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Bild 2.5I. Spannung einer auf nachgiebige Spannung geregelten Maschine in Abhängigkeit von der Drehzahl (Maschine warm) Nennleistung der Maschine 80 W, Sdiauiinie l: Leerlauf 2 : 80 W Lampenlast 1 : S o W Lampcnlast und halbvolle ÖO A-Batterie

Stromspule ist es dann möglich, bei Belastung die Spannung derart zu vermindern, daß der Ladestrom in die leere Batterie den für Batterie und Lichtmaschine zulässigen Höchstwert nicht überschreitet. -Mit fortschreitender Ladung erfolgt zunächst eine verhältnismäßig langsame Abnahme des Ladestroms, da jeder Abnahme des Stroms eine gewisse Zunahme der Regelspannung entspricht. Diese Regelung mit Strom- und Spannungsspule nennt man Regelung auf n a c h g i e b i g e S p a n n u n g . Die Spannung einer solchen Maschine in Abhängigkeit von der Drehzahl zeigt Bild 251. Schaulinie I gilt für den Leerlauf, Schaulinie 2 klalber, Elektr. Ausrüstung des Kraftfahrzeugs. II. S

113

für Belastung init 80 \Y Lampenstrom ohne Batterie. Punkt a stellt wieder den Beginn der Regelung am ersten Kontaktpaar, Punkt b den Übergang zur Regelung ain zweiten Kontaktpaar dar. Bei dem üblichen Betrieb der .Maschine mit Batterie wind die Betriebsspannung durch die Spannung der Batterie bestimmt. Diese Spannung ist bei einem bestimmten Ladezustand der Batterie durdi den in die Batterie gesandten Ladestrom bedingt. Der Regler arbeitet dann darauf hin, Ladestrom und zugehörige Ladespannung auf den für den jeweiligen Ladezustand der Batterie zweckmäßigen Wert zu bringen, d. h. bei lererer Batterie den Strom auf den für Maschine und Batterie zulässigen Höchstwert zu begrenzen und mit fortschreitender Ladung den Strom in der erforderlichen Weise zu vermindern. Sdiaur 1 1|i

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Bild 252. Verhalten einer auf nachgiebige Spannung geregelten Lichtmaschine beim Laden einer Batterie. Nennleistung der Maschine 6 0 W, Drehzahl der Maschine 1 0 0 0 - 3 0 0 0 Uml./min, Batteriekapazität 40 Ah Sdiaulinic I: Ladestrom 2: Ladespannung 3: Temperatur am Reglergehäuse „ 4: ,. „ Masdiinengehäuse

linie 3, Bild 251, zeigt das Verhalten des Reglers bei Belastung der Maschine mit 80 W Lampenlast bei gleichzeitigem Anschluß einer halbgeladenen Batterie. Der Vergleich der Linie I mit Linie 2 und 3 zeigt deutlich den Einfluß der Stromspule auf die Spannung. Die Leerlaufspannung ist dabei aus den bereits erwähnten Gründen größer, als bei der Regelung auf gleichbleibende Spannung in Bild 249. Bild 252 zeigt Ladestrom, Ladespannung und Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit für Regelung auf nachgiebige Spannung. Ma-

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sdiine, Batterie und Betriebsverhältnisse sind im übrigen dieselben wie bei der Ladung mit gleichbleibender Spannung nach Bild 250. Vergleichen wir die beiden Bilder, so fällt bei der R e g e l u n g a u f g l e i c h b l e i b e n d e S p a n n u n g (Bild 250) der Anfangsladestrom (Sdiaulinie i) von 13,5 A auf. Dieser starke Strom hat eine rasdie Erwärmung von Regler und Maschine zur Folge; die Temperaturen steigen sogar im Laufe der Ladung auf übermäßige Werte, wie aus den Schaulinien 3 und 4 hervorgeht. Die starke Erwärmung des Reglers veranlaßt ein ziemlich rasches Ansteigen der Regelspannung (.Sdiaulinie 2), so daß der Ladestrom nidit so rasch zurückgeht, wie es bei Regelung auf konstante Spannung zunächst erwartet werden sollte. Sobald aber mit dem allmählich abnehmenden Strom die Temperatur des Reglers schließlich zurückgeht, fällt die Regelspannung wieder etwas und mit ihr sehr rasch der Ladestrom. Nach einer Ladezeit von 5 Stunden ist der Ladestrom infolge der verhältnismäßig geringen Regelspannung bereits derartig klein geworden, daß eine völlige Aufladung der Batterie nur bei langen Ladezeiten erreichbar ist. Versucht man, die übermäßig starke Erwärmung der Lichtmaschine durch noch niedrigere Einstellung der Spannung herabzusetzen, so erhält inan noch wesentlich ungünstigere Ladeverhältnisse, da bei der geringen Erwärmung des Reglers der Ladestrom schon nach viel kürzerer Ladezeit auf einen kleinen Wert sinkt. Im Gegensatz dazu steht die in Bild 252 dargestellte R e g e l u n g a u f n a c h g i e b i g e S p a n n u n g . Die Temperaturen bleiben infolge des kleineren Anfangsladestroms wesentlich niedriger, der Strom sinkt infolge der nachgiebigen Spannung im Lauf der Ladezeit wesentlich langsamer ab und die Ladespannung steigt bereits nach 5 Stunden nahezu auf den Volladungswert. Man ersieht aus dem Vergleich, daß die Regelung auf nachgiebige Spannung die folgenden wesentlichen V o r t e i l e hat: 1. Sichere Volladung der Batterie; 2. Beschränkung des maximalen Ladestroms auf den für Maschine und Batterie zulässigen Höchstwert; 3. energische, rasche Aufladung der leeren Batterie mit hohem Ladestrom über einen großen Bereich der Ladezeit. Wegen dieser überragenden Vorteile wird h e u t e v o n a l l e n s p a n n u n g s r e g e l n d e n S y s t e m e n nur n o c h die R e g e l u n g auf n a c h g i e b i g e S p a n n u n g ausgeführt. Zum Schlüsse sei noch erwähnt, daß man versucht hat, L i c h t m a s c h i n e n zu bauen, d i e o h n e j e d e n R e g l e r , l e d i g l i c h

115

durch die A n o r d n u n g von M a g n e t f e l d e r n und A n k e r wicklungen bei veränderlicher Drehzahl gleichbleib e n d e S p a n n u n g e r z e u g e n . \Vennrdiese Masdiinen audi infolge ihrer teueren Bauweise keine größere Verbreitung gefunden haben, so soll dodi der Vollständigkeit halber ihr sinnreicher Aufbau kurz skizziert werden. Er beruht auf folgender Überlegung:*) Die Klemmenspannung an der Nebenschlußmaschine ist proportional der Drehzahl und dem Erregerfluß. Sie kann also gleich gehalten werden, wenn der Erregerfluß sidi umgekehrt proportional zur Drehzahl verändert. Dazu müßte die Abhängigkeit des Kraftflusses von

Bild 253. Erzeugung eines der Drehzahl umgekehrt proportionalen 1 eldcs zur Spannungsregelung in einer Maschine nach Bild 254

der Drehzahl möglichst durdi eine gleichseitige Hyperbel dargestellt werden. Bei der vorliegenden Masdüne wird ein solcher Kraftfluß nadi Bild 253 erzeugt durch das Zusammenwirken eines annähernd gleichbleibenden Hauptkraftflusses ,274 1,285

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Bild 321. Tafel zur Umrechnung von Baume-Graden in spez. Gewicht bei 15 0 C. Spez. Gewicht s =

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je nach Fabrikat ein spezifisches Gewicht von 1,25 bis 1,30 haben. Häufig wird die Dichte der Säure noch nach Baume-Graden bemessen. Wir fügen daher in Bild 321 eine Tafel für die Umrechnung von BaumeGraden in spezifisches Gewicht bei. Bei dem in der Säuremeßspritze schwimmenden Aräometer ist zu beachten, daß es bei völlig glatter Ausführung durdi Kapillarerscheinungen an der Wand des Heberrohres kleben und falsch zeigen kannMan versieht daher meist das Aräometer mit Warzen, die eine enge

194

Berührung mit dem Heberrohr verhindern. Um das leidit zu Irrtümern führende Ablesen von Zahlen zu vermeiden, ersetzt man häufig das Aräometer durdi drei kleine Schwimmer von verschiedenem spezifischem Gewicht. Schwimmen drei von diesen oben, so ist die Säure zu dicht, sinkt einer unter, so ist die Säuredichte richtig, sinken zwei oder alle unter, so ist die S ä u r e zu dünn. Dem Glas, aus dem der Heber zum großen Teil hergestellt ist, würde natürlich ein unzerbrechlicher Werkstoff vorzuziehen sein. Leider aber bleibt Zelluloid, wie wir schon bei Besprechung der Sammlergefäße darlegten, unter dem Einfluß der S ä u r e nicht durchsichtig, so daß man bald das Meßergebnis nicht mehr ablesen könnte. Daher begnügt man sich entweder damit, den Messer möglichst geschützt bei der Batterie unterzubringen, oder man macht wenigstens die Spitze a u s Gummi oder einem anderen unzerbrechlichen Stoff. An weiterem Zubehör wird den Batterien im allgemeinen noch ein Gefäß für d e s t i l l i e r t e s W a s s e r beigegeben (Bild226). Man hat zwar selbsttätige Nachfüllvorrichtungen oder Säurestandmesser erfunden, doch haben sich solche Vorrichtungen bisher nicht in die Praxis einführen können, und der Wagenpfleger muß sich also der geringen Mühe einer regelmäßigen Nachprüfung des Säurestandes unterziehen. Wir müssen hier noch vor der Verwendung von gelegentlich angebotenen g e h e i m n i s v o l l e n V e r b e s s e r u n g s m i t t e l n für K r a f t f a h r z e u g b a t t e r i e n warnen. Diese .Mittel haben neben anderen Zusätzen oft einen hohen Gehalt an Schwefelsäure und erhöhen dadurch tatsächlich zunächst die Spannungslage der Batterie, führen also anscheinend eine Verbesserung herbei. Die starke S ä u r e bewirkt aber im Verein mit den zugesetzten Salzen sehr schnell eine erhebliche Schädigung. Zudem wird der Verbraucher dieser Mittel meist stark übervorteilt, denn die Selbstkosten liegen zum größten Teil außerordentlich unter dem Verkaufspreis.*) Die Pflege der A n s c h l u ß k l e m m e n u n d P o I k ö p f e erstreckt sich auf gelegentliches sorgfältiges Säubern und I inletten, damit Anfressen durch etwa ausspritzende oder sonst auf die obere Fläche der Batterie gelangende S ä u r e vermieden wird. Wird durch Anfressen der gute Kontakt des Ladekabels gestört, so vircl natürlich ein genügendes Aufladen bei Ladung mit spannungsivgelnden Maschinen verhindert. Bei stromregelnden Maschinen sucht die Maschine den ') Arndt, Geheimmittel für Starterbatterien. KT/., 12.S. i()2fx Heft32,S.933, 26.5. 1927, Heft 21, S. 738. Automobilrundsdiau, Juli 10 2(>. Hell v S. 185.

195

Widerstand, der sidi dem Ladestrom entgegenstellt, durdi Spannungssteigerung zu überwinden. Dabei werden dann etwa eingeschaltete Glühlampen sowie die Wicklungen der Maschine selbst gefährdet. Von Bedeutung für die Erhaltung eines guten Zustandes der Batterie sind schließlich noch die an sie angeschlossenen K a b e l . Diese müssen weitgehende Sicherheit gegen Kurzschlüsse, die die Batterie sehr schnell zerstören, und gegen Nebenschlüsse, die eine schleichende Entladung der Batterie herbeiführen, bieten. Näheres darüber ergibt sich aus der besonderen Besprechung der Leitungs- und Schaltanlage im dritten Band. Die Instandhaltung der Batterien wird zumeist in den von den Lieferfirmen beigegebenen I n s t a n d h a l t u n g s - u n d B e h a n d l u n g s v o r s c h r i f t e n genau festgelegt, und wir können hier vor allem die genaue Befolgung dieser Vorschriften nur dringend empfehlen, w eil diese aus dem großen Erfahrungsschatz der Spezialfabriken hervorgehen und ihre Befolgung am besten vor sehr lästigen Anständen schützt. Aus der Besprechung der Regelung der Lichtmaschine geht deutlich hervor, daß bei s t r o m r e g e l n d e n A n l a g e n clie Pf 1 e g e d e r B a t t e r i e durch den Fahrer g a n z b e s o n d e r e A u f m e r k s a m k e i t erfordert. Die durch die häufige Batterieüberladung bedingte Auflockerung der Plattenfüllmasse kann der Fahrer zwar nicht hintanhalten ; er muß aber wenigstens durch häufiges Prüfen von Säurestand und Säuredichte und durch entsprechendes Nachfüllen destillierten Wassers die Veränderungen, die die starke Gasentwicklung in der Säure selbst hervorruft, wieder ausgleichen. Ferner muß er auf Ansdilüsse, Polköpfe und Kabel besonders achten, da die starke Gasbildung auch in starkem Maße zersetzende Säuredämpfe mit aus der Batterie herausführt. Zum Schlüsse sei noch darauf hingewiesen, d a ß hauptsächlich beim A n w e r f e n v i e l a n d e r B a t t e r i e g e s ü n d i g t wird. Zu schnell hintereinander wiederholte und lang andauernde Anlaßversuche sind häufig zu beobachten. Sie sind nicht nur ineist erfolglos, da sie zu immer geringerer Batteriespannung und damit immer schlechterem Arbeiten des Anlassers führen, sondern sie schaden der Batterie auch unmittelbar durch die übermäßige Beanspruchung. Läßt sich der Motor schwer anwerfen, so suche man lieber die Ursache und beliebe sie, als daß man sich lind die Batterie ständig mit diesen Anlaßversudien quält. Ursachen für schweres Anwerfen sind schon in Band 1 ausführlich angegeben.

196

Insbesondere sollte man hei g r o ß e r K ä l t e berücksichtigen,daß nicht nur die kalte Batterie weniger leistungsfähig ist als die normal warme, sondern d a ß außerdem der Anlaßmotor unter diesen Verhältnissen noch den erhöhten Widerstand des an den Zylinder- und Lagerfläthcn erstarrten Schmieröls zu überwinden hat. Die Drehzahl bleibt infolgedessen niedrig, und die Sauggeschwindigkeit reicht nidit zur Bildung eines guten, zündfähigen Gemisches aus. Es ist dabei nodi zu beachten, daß der Brennstoff sich bei kaltem Wetter aus dem Gemisch leicht an den Wänden der Saugleitung wieder niederschlägt. V o r w ä r m e n d e s M o t o r s durch Einfüllen warmen Wassers in den Kühler und hauptsächlich E i n s p r i t z e n v o n B e n z i n in die Ansaugleitung oder die Zylinder sind im \S inter wesentliche Erleichterungen für das Anwerfen. Audi das Erwärmen der Ansaugleitung, für das gelegentlich besondere elektrische Heizkörper verwendet werden, ist recht zweckmäßig. Das Einspritzen von Benzin wird neuerdings vielfach durch Einspritzvorrichtungen vorgenommen, die eine sehr einfache Handhabung vom Führersitz aus zulassen. Ist die B a t t e r i e aus irgendeinem Grunde v ö l l i g e r s c h ö p f t , so ist es zweckmäßig, sie durch A u f l a d e n a n e i n e r o r t s f e s t e n L a d e a n l a g e mit nicht zu hohen Strömen wieder in Ordnung zu bringen. Auch die nidit benützte Batterie entlädt sich im Laufe der Zeit und erfordert deshalb Pflege. Batterien von Wagen, die z. B. den ganzen Winter hindurch nidit benutzt werden, sollten entweder ohne Säure, aber mit destilliertem Wasser gefüllt stellen oder besser von Zeit zu Zeit aufgeladen und auf Säuredidite geprüft werden.

Sadi Verzeichnis Seite Adler-Motor mit mustergültigem Liditmasdiineneinbau 171 Akkumulatoren 62 Aladdin-Duplex-Liditmaschine mit Dauermagneten 60 Alkalisdie Batterie 95 Amperemeter 192 Anker 41 — Regelung durdi verschiebbaren — 105 41 — bleche — feld 21, 22 — rück wir kung 21 — welle 41 — Wicklung 43, 18, 25, 30 Anlaßbatterie 70 Anlaßkapazität 70 Antrieb der Lichtmaschine 170, 179 Apple, Vincent 2 Aräometer 194 Arndt 195 Aufnahmefähigkeit der Batterien in amerikanischen Personenwagen 10 Aussdialtdrehzahl 157 Batterie — größe — kästen Baum6 Befestigung der Lichtmaschine Bemessung der Lichtmaschine — der Batterie Benz-Motor mit gutem Lichtmaschineneinbau Bethenod Blei-Schwefelsäure-Sammler Blockbatterie Bosch, Robert, A.-G., Kohlekörner-Regler — Motorrad-Batterie — Regler u n d Schalter — Reglerschalter, Einankerbauart mit Flachanker

I

62 143 85 194 179 8 9 172 126 63 85 105 87 161 166

Bosch, Robert A.-G., Reglersdialter, zylindrische Einankerart Bürste, Anordnung der dritten •— — Verstellung der dritten — Bürsten, Cberwadiung d e r — — Anordnung — Brücke — Druck — Feuer — Halter — Verschiebung — Werkstoff — Zahl Burgoine, A. C Charlet Chemische Eigenschaften des Sammlers Citroen-Motor, gute Kühlung der Lichtmaschine am — Compound Wicklung Dauermagnete im Erregerfeld Dcckel der Sammlergefäße Delco-Quecksilberregler Dierfeld Doppelschlußwicklung Drehrichtungswechsel Drehzahl der Liditmasdiine Drehzahlregelung Drcibürstcnmasdiinc, Arbeitsweise — Einstellung der Leistung — Nachteile — Theorie Dreibürsten-Regelung Dritte Bürste Durex-Lagermetall Dynamoelektrisches Prinzip Einbau der Batterie — der Lichtmaschine Einschaltdrehzahl Eisemann Eisenwiderstand parallel zur Hauptstromgegcnwicklung Elektrische Eigenschaften des Sammlers Elektrolyt (Füllsäure) Elektromagnetischer Schalter Element Entladestromstärke, Einfluß der — auf die Kapazität Entmagnetisierungsspule

163 50 52 190 50 51 54 21, 23 50,53 22 30 25, 54 68 118 62 177 119 59 86, 90 106 4 119 33 13 103 123 125 135 126 122 122 48 19 184 167, 179 157 59 121 64 63 155 81 67 109 II

Entlüftung der Batterien Erregerfeld Erregung der Fcldpole Erwärmung der Liditmasdiine

90 19 40 27,31,40

Fahrtrichtungsanzeiger, Leistungsverbraudi Feldsicherung Feldspulen Feldverzerrung Feldwidersland, Regelung mit Hilfe eines — Fitzsimmons Fladiankerregler Fladiankersdialter Flansdibefestigung der Liditmasdiine Fliehgewiditregler Fliehkraftsdialter Foerster, Fr Ford Formierung der Batterie Freilauf, Liditmasdiine mit Füllsäure (Elektrolyt) — Konzentration der —

9 146 40 122, 21, 23 105 125,135 151 158 179,36 104,105 156 96 3 67 155 63 81

Gasabfluß aus den Batterien Gefäße, Element für Sammler Gegenwicklung, Hauptstrom— Gehäuse, Pol — Gehcimmittcl für Batterien General Electric Co. Gesdiiditlidies Gewicht der Batterie Gitter der Sammlerplatten Gleidistromniasdiine, Wirkungsweise der — Glcidiriditung einer Wechselspannung Graetz, L

90 83 120 35 195 2 1 77 78 16 17 96

Hagen, Gottfried, A.-G Hauptstromgegenwicklung, Regelung durch — — bei Dreibürstenmasdiine Hebersäuremesser Heulen der Liditmasdiine

86 120 145 193 32

Iglesis Innenbeleuditung, Leistungsverbraudi Innerer Widerstand der Batterie Instrumenten-Beleuchtung, Leistungsverbraudi Isolierung im Anker

III

126 9 72,73 9 44

.lungner-Batterie — Ladespannung Kabel Kabelanschluß an der Liditmasdiine — an der Batterie Kapazität, s. a. Aufnahmefähigkeit —, Anlaß- und I.idit — — - der Batterie , spezifische — sprobe Kennzeidienbeleuditung, I-eistungsverbruudi Klemmenspannung der Batterie Knowles Kohlekörnerregler Kollektor, s.a. Stromwender Kombination von Liditmasdiine und Anlasser — von Liditmasdiine und Zünder Kommutator, s. a. Kollektor und Stromwender Kommutierung Kommutierungsverhältnisse bei der Liditmasdiine Kompensationswiddung Konstruktiver Aufbau Kontrollampe Kraftrad, Bemessung der elektrisdien Anlage lür ein — Kühlung der Liditmasdiine

97 101 196 54 189,94 10 70 67 77 67 9 65 125 105 44, 17 56 56 44, 17 20 28,30 22 35 191 12 168,27,31

Ladekontrollampe Lager der Ankerwelle Lagerabdiditung Lagersdiild Lastwayen, Liditmasdiincn ohne Batterie lür — Leistung, für die — maßgebende Größen Leistungsbedarf der Stromverbraudier Leistungsstufen, Masdiinen mit zwei Leece-Nevillc Liditanlasser Liditbatteriezünder Liditkapa/.ität Lichtmagnetzünder Lüftung des Batterieraumcs Luftfahrzeuge, Bemessung der elektrisdien Anlage für —

191 47 55 46,38 61 28 6 120 151 56 56 70 56 185 12

Masse, wirksame — der Sammlcrplattcn Mehrpolige Maschine Midgley Car Lighting Comp., Lichtmaschine der - • Natalis

80,78 24 134 109

IV

Nebenschluß, magnetischer — zum Anker Nickel-Eisen-Batterie Nickel-Eisen-Kadmium-Batterie Nife-Batterie Normen der S. A. E. für Batterieprüfung Nuten, Anker — Nutzeffekt der Batterien

118 96 96 97 76 42 101

öldiditung Omnibus, elektrische Anlage für einen —

54 7

Permanente Magnete, s. a. Dauermagnete Personenwagen, elektrische Anlagen für — Pflege der Batterie — der Lichtmaschine Plattensatz Pol Polarität der Lichtmaschine Polbohrung Polbrücke Polgehäusc Polkopfdurchführung Polschuh Polschuhe, Regelung durch verschiebbare — Positionslampcn Polzahl, allgemein Polzahl der Lichtmaschine Quecksilberregler Querfcldmaschine Rassbach Raumbedarf der Batterie Regierschalter — Einankerbauart — Zweiankerbauart Regelung der Lichtmaschine Rosenberg Rückstrom Sammler, chemische und elektrische Eigenschaften des — Säureausgleidi Säuremesser Säureraum Säuretemperatur, Einfluß der — auf die Kapazität Schaltbild von Spannungsregler und Schalter Überlastbarkeit der Lichtmaschine Umrißbeleuchtung, Leistungsverbrauch

V

59 6 193 190 81 38 33 40 81 35 88 39 105 10 24 29,37 106 118 144 78 49 163 162 103 118 157,155 62 65,71 193 81 68 154 8,14 9

Schalter, selbsttätiger 155 SAeinwerfer, Leistungsbedarf 9 Schleifenwiddung 25 Schlcifkupplung 104 Sdimierung der Liditmasdiinc 190, 49 Sthnellregler, Prinzip 106 —, Aufbau 150 Srhraubstöpsel lür Batterien 90, 86 Schwaiger, A 109 Scintilla-Reglerschalter 163 Separator 82 Sicherung im Erregerstromkreis der Dreibürstenmaschine 146 Siemens, Werner von — 19 Socicty of Automotive Engineers (S. A. E . ) 76 Spannung der Batterie 65 — der elektrischen Anlage 15 —.gleichbleibende 111 —, nachgiebige 113 Spannungsbegrenzer 145 Spannungsregelung 103 —, Vergleich von Stromregelung und — 139 — durch HilfsWicklungen 117 Spannungsverlauf bei Spannungsregelung 110 Spezifische Kapazität der Batterie 77 Starterbatterie, s.'Anlaßbatterie. Statistische Angaben über die Entwicklung der Eidit- und Anlaßanlagen 3, 4, 5 Stillstands-Beleuditung, Eeistungsverbraudi 10 Stöpsel, Schraub — für Batterien 90, 86 Strasser 77 Stromabnahme Vorrichtung 50 Stroindichte an den Sammlcrplatten 66 Stromregelung 119 —, Nachteile 134 —, Vergleich von — und Spannungsregelung 139 Stromverbrauches Zahl und Art 8 Stromwender, Auf bau 44 —, Prinzip 17 —, Pflege und Überwachung 190 Strom Wendung 20 Temperaturerhöhung Temperatur der Lichtmaschine — des Spannungsreglers Thermostat Thoma, H Tirrillregler Towle, Herbert L

27,31,40 168 111 146 109 106 2 VI

\ andervell, C. A. — & Co., Batterie \ arta-Separatoren Hebersäuremesser Verbindungsleisten, Pol — Vergleich von Stromregelung u n d Spannungsregelung Vergussmasse Verluste Verzerrung des Fxregerfeldes Vierpolige Maschine Voltmeter, Schaltung

87 82 193 93 139 88,85, 86 26,31 21 24 192

Wartung von Liditmasdiine u n d Batterie Wasserfahrzeuge, Bemessung der elektrischen Anlage f ü r — Wellenwicklung Wendefeld Wcndcpolc Widerstand, innerer — eines Sammlers Willard Storage Battery Comp., Separator der — Wirksame Masse der Sammlerplatten Wirkungsgrad der Batterien — der Liditmasdiine Wirkungsweise der GlcidistromniasdiincWolfram-Glühlampen, erste — für Automobilscheinwerier

190 12 25 23 23 65 82 80 lül 14 16 2

/eile Zitterspule Zweipolige Masdiine Zylindrischer Regler Zylindrischer Schalter

81 109 24 152 159

Verzeichnis der Firmen die die Bearbeitung des Werkes durch Lieferung von Unterlagen förderten: Accumulatoren-Fabrik, Aktiengesellschaft, Berlin Accumulatorenfabrik Dominit, Köln Adlerwerke vorm. Heinrich Kleyer A.-G., F r a n k f u r t u. M. A e r o Motor- u n d Autozubehör A.-G., Berlin American Bosdi Magneto Corporation, Springfield Atwater Kent M a n u f a c t u r i n g Co., Philadelphia A u t o - M a f a m G. m. b. H., Rheydt The Benjamin Electric Ltd., London Berg-Heckmann-Sel ve A.-G., Zweigniederlassung Basse & Selve, A l t e n a (Westf.) Robert Bosdi A.-G., Stuttgart VII

C i t r o e n Automobil A . - G . , K ö l n C o n t e s s a - N e t t e l A . - G . , Stuttgart T h e Daimler C o m p a n y Ltd., C o v e n t r y T h e D a y t o n Engineering L a b o r a t o r i e s Co., D a y t o n , O h i o D I A G G. m. b. H., Leipzig E i s e m a n n w e r k e A . - G . , Stuttgart F E N A G A.-G., Nürnberg C . P. G o e r z A.-G., B e r l i n - F r i e d e n a u G o u l d S t o r a g e B a t t e r y Co., New ^ o r k l'.ugen Grill, Spezialmasdiinenfabrik, Z u f f e n h a u s e n - S t u t t g a r t Gottfried H a g e n A.-G., K ö l n - K a l k Hessenwerke G. m. b. H., Cassel H o r d i w e r k e A . - G . , Berlin W a l t e r Isendahl & C o , Berlin T h e L e e c e - N e v i l l e Co., Cleveland, O h i o Lepel-Hodifrequenz-ZündungVertriebsgesellschaft m.b.H., Berlin J o s e p h L u c a s Ltd., Birmingham Luma-Werke A . - G , Stuttgart Mardial-Vaucanson, Paris f a b r i c a Italiana \ l a g n c t i Marelli, M a i l a n d Mea-Vertriebs A.-G., Stuttgart T h e M L M a g n e t o Synd. Ltd., C o v e n t r y Midgley C a r Lighting C o . Ltd., L o n d o n Wilhelm Morell A . - G . , Leipzig N o r t h & Sons, Watford N o r t h E a s t E l e c t r i c Co., Rochester O s r a m G. m. b. H., Berlin O w e n - D y n e t o Corp., S y r a c u s e , N. Y . Pallas A p p a r a t e G. m. b. H., B e r l i n - C h a r l o t t e n b u r g Philipps A . - G . , F r a n k f u r t a. \ 1 . P ö g e Llektrizitäts-A.-G., C h e m n i t z R e m y E l e c t r i c Co., A n d e r s o n , Ind. Herrn. R i e m a n n , C h e m n i i z - G a b l e n z Aktiebolaget R u d a M o t o r e r , Stockholm T h e Runbacken Repair & S p a r e s Service, M a n c h e s t e r S a n g a m o E l e c t r i c Co., Sprinlielcl, .111. Metallwerke O t t o Sdiarladi, N ü r n b e r g O . Schnelle, M e e r a n e i. Sa. R. Schwalbach & Co., M a n n h e i m Scintilla A . - G . , Solothurn Siemens Sc Halske A . - G . , Berlin S. Smith & Sons Ltd., L o n d o n Siemens-Sdiuckertwerke G . m. b. H., Berlin Svcnska A c k u m u l a t o r - Aktiebolaget J u n g n e r , Stockholm P. R. Tith.s G. m. b. H „ Berlin Unterberg & Heimle, K a r l s r u h e IJ. S. Light Sc H e a t Corp., Niagarafalls, \ . . C. A . Vandervell Sc Co., Ltd., L o n d o n A . Veigel, S t u t t g a r t - C a n n s t a t t Weckerlein Sc Stöcker A . - G . , N ü r n b e r g Westfälisdie Metallindustrie A . - G , Lippstadt i. W . Willard S t o r a g e B a t t e r y Co., Cleveland, O h i o C a r l Zeiß, J e n a

VIII

M.KRAYN, Technischer Verlag G.m.b.H., BERLIN W 1 0 Automobiltechnische Bibliothek Band XIII

Die elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges TEIL I

ZÜNDUNG von

ERICH KL AIBER und DR. WALTER LIPPART M i t 1 5 7 A b b i l d u n g e n . P r e i s b r o s c h i e r t Mk. 17. — . g e b u n d e n M k . 1 9 . — Inhaltsverzeichnis: I. Zündung und Verbrennungsmotor II. Theorie der Zündung III. Wesentliche Konstruktionsteile des Zünders IV. Verschiedene Zünderbauarten V. Einbau, Störungen und Hilfseinrichtungen des Zünders VI. Zündkerzen In V o r b e r e i t u n g

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Teil III: Stromverbraucher

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