CH193425A - Device on internal combustion engines with an electrical machine serving as a starter motor and as a power generator. - Google Patents

Device on internal combustion engines with an electrical machine serving as a starter motor and as a power generator.

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CH193425A
CH193425A CH193425DA CH193425A CH 193425 A CH193425 A CH 193425A CH 193425D A CH193425D A CH 193425DA CH 193425 A CH193425 A CH 193425A
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CH
Switzerland
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brake
switch
dependent
electrical machine
gear
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German (de)
Inventor
A-G Scintilla
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Scintilla Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/08Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing being of friction type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/52Motors acting also as generators, e.g. starting motors used as generators for ignition or lighting

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Description

  

  Einrichtung an Brennkraftmaschinen mit einer als Anlassmotor und als  Stromerzeuger dienenden elektrischen Maschine.    Die Erfindung     betrifft    eine     Einrichtung     an Brennkraftmaschinen mit einer als Anlass  motor und als Stromerzeuger dienenden elek  trischen Maschine, einem mit der     Brennkraft-          maschine    und einem mit der elektrischen Ma  schine in Verbindung stehenden Antriebs  glied und einem diese Antriebsglieder ver  bindenden Rädergetriebe.  



  Es sind derartige Einrichtungen bekannt,  bei denen die Brennkraftmaschine und die  elektrische Maschine durch das     Rädergetriebe     mit verschiedenem     Übersetzungsverhältnis     verbunden sind, Je nachdem die elektrische  Maschine als Anlassmotor oder als Strom  erzeuger dienen soll. Dadurch     wird    ermög  licht, dass die elektrische     Maschine    als An  lassmotor mit voller     Drehzahl    und voller Lei  stung arbeitet, ohne dass sie als Stromerzeu  ger bei voller Drehzahl der     Brennkraft-          maschine    unzulässig schnell laufen müsste.

    Bei diesen     bekannten        Einrichtungen    werden       beim    Wechsel des     Übersetzungsverhältnisses     Klauen, Klinken, Zahnkränze und derglei-    chen in und ausser Eingriff gebracht, so dass  Schläge     auftreten    und sich diese Teile rasch  abnützen.  



  Bei der     Einrichtung    gemäss der Erfin  dung sind die Räder des     Getriebes    ständig  miteinander in Eingriff; das Rädergetriebe  wirkt als     Übersetzungsgetriebe        zwischen    den       genannten    Antriebsgliedern,     wenn        ein.    an  sich frei drehbares Glied des     Getriebes        mit-          tels    einer Bremse     stillgestellt    ist;

   es bildet  dagegen eine direkte Kupplungsverbindung       zwischen    den genannten     Antriebsgliedern,          wenn    das genannte     Glied    des     Getriebes    mit       einem    von     ihnen    gekuppelt ist.  



  In den     Abbildungen    sind     Ausführungs-          beispiele    des     Erfindungsgegenstandes    darge  stellt.  



  Fig. 1 zeigt, teilweise im Längsschnitt,  die elektrische Maschine mit dem Räder  getriebe, wobei die elektrischen     Anschlüsse     und Verbindungen nicht dargestellt sind;       Fig.    2 ist ein     Querschnitt    nach     A-A,          Fig.    3 ein solcher nach     B-B,        Fig.    4 ein sol-      eher nach C-C und Fig. 5 ein solcher nach  D -D durch den Gegenstand von Fig. l;  Fig. 6 ist das elektrische Schaltungs  schema der     Einrichtung        mit    der elektrischen       Maschine    und dem Rädergetriebe gemäss den  Fig. 1 bis 5;

    Fig. 7 stellt, teilweise im Schnitt, die  elektrische Maschine mit einer     abweichenden          Ausführung    der Kupplung dar;  Fig. 8 ist das elektrische Schaltungs  schema der Einrichtung gemäss Fig. 7;  Fig. 9 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1  in grösserem Massstabe.  



  Beim Ausführungbeispiel nach den Fig. 1  bis 6     und    9 ist die     Feldwicklung    1 der elek  trischen Maschine feststehend im Gehäuse 2  angeordnet; auf der Ankerwelle 3 ist ausser  dem an dessen Wicklung 5 angeschlossenen  Kollektor 6 der Ritzelträger 7 aufgekeilt, der  die Rolle des mit der elektrischen Maschine  in     Verbindung    stehenden Antriebsgliedes  spielt. Dieser Ritzelträger trägt einen Zap  fen 8, auf dem ein Paar starr     miteinander     verbundener Ritzel 9 und 10 frei läuft.

   Das  Ritzel 9 mit dem grösseren Durchmesser greift       in.    die     Innenverzahnung    11 der die Rolle des  frei drehbaren Gliedes spielenden Trommel  12, und das Ritzel 10 mit dem kleineren  Durchmesser in die     Innenverzahnung    13 des  Rades 14 ein, dem die Rolle des mit der  Brennkraftmaschine in Verbindung stehen  den Antriebsgliedes zukommt. Der Ritzel  träger 7, das Rad 14 und die Trommel 12  sind miteinander gleichachsig angeordnet.  



  Das Rad 14 ist mit seiner Nabe 15 im  Lagerschild 16 und auf dem Ende der An  kerwelle 3 gelagert und steht dauernd     mit     der Brennkraftmaschine über eine elastische       Kupplung    und eine Welle 18 in     Antriebs-          verbindung.    Diese elastische     Kupplung    be  steht aus einem auf die Nabe 15     aufgekeil-          ten    Innenteil 17 mit Widerlagern 35 und  einem mit der Welle 18     verbundenen    Ge  häuse 36 mit Widerlagern 37 für die das       Drehmoment    übertragenden     Druckfedern.    38  (Fix. 1 und Fig. 4).  



  Die Trommel 12 ist auf der Ankerwelle 3  und auf der Nabe 15 frei drehbar gelagert    und kann mittels einer von der feststehend  angeordneten Elektromagnetspule 19 beein  flussten     Kupplung    mit dem Rad 14 gekup  pelt werden. Diese Kupplung ist als Rei  bungskupplung ausgebildet und besteht aus  einer mit einem Reibungsbelag versehenen       Scheibe    20, die in der     Umfangsrichtung    von  .der Trommel. 1,2     mittels,    der Stifte 21 mit  genommen     und    von     Federn    22 vom Boden  der Tromel 12 weg gegen das Rad 14 ge  presst wird.

   Mit der Scheibe 20 ist durch  die Stifte 21 die     Ankerplatte    23 verbunden,  die beim     Einschalten    des Stromes für den  Elektromagneten 19 von     diesem        angezogen     wird und das Entkuppeln der Trommel 12  vom Rad 14     bewirkt.    Die Trommel 12 kann  mittels der Backenbremse 24, die von einem  Elektromagneten 26 beeinflusst     wird,    durch  Einschalten des     Stromes    für den     letzteren    in  bezug auf     .das        Getriebegehäuse    25 still  gestellt werden.

      Auf der     Ankerwelle    3 der elektrischen  Maschine ist ein Zentrifugalschalter 58  (Fix.     @6)    angebracht. Dieser besteht aus einem  Gewicht 27 mit     exzentrisch    liegendem       Schwerpunkt,    das durch den Stein 28 von  der Welle 3 in ihrer Rotation     mitgenommen     wird und in radialer     Richtung    entgegen der  Kraft der     vorgespannten    Feder 29, verschieb  bar     ist    ;(Fix. 1 und 3).

   Auf dem Gehäuse  deckel 30 ist konzentrisch zur Welle 3 ein  Ring<B>31</B> drehbar     montiert,    der den einen  Schalterkontakt 32 trägt.     Dieser        wird:    von  .der Feder     33    entgegen dem     Drehsinn    der  Welle 3     auf,den    feststehenden Gegenkontakt       34    gedrückt.    Die elektrische     .Schaltung    dieser Einrich  tung ist aus Fig. 6 ersichtlich.

   Im Anlass  stromkreis ist der eine Pol der     Akkumula-          torenbatterie    40 über eine vom     (Schalter    42  beherrschte     Kontaktstelle    41 mit der     @Serie-          Anlassfeldwicklung    43 der elektrischen Ma  schine     verbunden,    ,die     einen    Teil der Feld  wicklung 1 bildet und     in.    Serie zur Wick  lung 5 des Ankers 4 geschaltet     ist;    der       Stromkreis    Ist     über,die    Masse     44    geschlossen.

    Die     ebenfalls    zur     Feldwicklung    1 gehörende      Nebenschlusswicklung 49 unterstützt in ihrer  Wirkung die Serie-Anlassfeldwicklung 43.  



  Der Hauptstromkreis für den Strom  erzeugerbetrieb der     elektrischen        Maschine     führt von .der Klemme 45 über einen selbst  tätigen Schalter bekannter     Bauart    46, der  den Stromkreis unter dem Einfluss der Span  nungsspule 47 erst     schliesst,    wenn die elek  trische Maschine eine     bestimmte    Mindest  spannung liefert, und unter dem     Einfluss    der  Stromspule 48     unterbricht,    wenn ein Rück  strom     auftritt,    und von diesem Schalter 46  über die Batterie 40, die in diesem Fall  Stromverbraucher ist, zur Masse 44.

       Weitere     nicht     gezeichnete    Stromverbraucher, z. B. die  Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine,  eine     Beleuchtungsanlage    usw.     können    par  allel zur Batterie 40 angeschlossen sein.  



  Die Erregerwicklung 49 für den Strom  erzeugerbetrieb der elektrischen Maschine  ist im Nebenschluss zur Wicklung des An  kers 4 angeordnet und von einem     selbsttäti-          gen    Regler     beherrscht,    der in bekannter  Weise mit Hilfe eines Widerstandes 50 unter  dem Einfluss der durch     eine        Stromspule    51  und     eine    Spannungsspule 52 fliessenden  Ströme die Erregung regelt.  



  Die     Stromkreise    der beiden Elektro  magnete 19 der Kupplung und 26 der Bremse  weisen eine gemeinsame Leitung 53. auf, in  der eine weitere vom     mehrpoligen    Schalter  42     beherrschte        Kontaktstelle    54 liegt. Somit  werden diese beiden Elektromagnete stets  gleichzeitig     eingeschaltet,    und das Ausschal  ten des Stromes für den Kupplungselektro  magneten     bewirkt    zugleich     das        Ausschalten     desjenigen für den Bremselektromagneten.

    Infolgedessen bewirkt das Kuppeln der  Trommel 12 mit dem Rad     14,das    Lösen der  Bremse 24, und     das,Stillstellen    der Trommel       mittels    der     Bremse    ihr     Entkuppeln    vom Rad  14. Im     Stromkreis    des Bremselektromagne  tes 2,6 befindet sich noch der oben beschrie  bene Zentrifugalschalter 58.  



  Der     .Schalter    42 ist     mittels,der    Spule 55  elektromagnetisch betätigt; deren Stromkreis  enthält ausser einem von Hand zu     betätigen-          den    Schalter 56     einen        Hilfsschalter    57, der    mit dem     selbsttätigen    Schalter 46 derart ge  koppelt ist, dass er den Stromkreis der Spule  55 unterbrochen hält, so lange der Schalter  4,6 geschlossen ist.  



       Die        Wirkungsweise    der     beschriebenen     Einrichtung ist die folgende: Zum Anlassen  der Brennkraftmaschine wird der Handschal  ter 56 geschlossen, so dass ein -Strom durch  ,die Spule 55 fliesst und der Schalter 42 der  art,     betätigt        wird,    dass an der     Kontaktstelle     54 die beiden Elektromagnetstromkreise ge  schlossen werden. Dies bewirkt ,das Erregen  der Elektromagnete 26 und 19, das Still  stellen der Trommel 12     mittels    der Bremse  24 und zugleich ihr     Entkuppeln    vom Rad 14.

    Durch das Betätigen des Schalters 42 wird  zugleich an der     Kontaktstelle    41 der An  lasss-tromkreis .der elektrischen Maschine ge  schlossen. Deren Anker 4 beginnt zudrehen  und nimmt durch die Welle 3 den Ritzel  träger 7 mit. Das Ritzel 9 wälzt sich auf  dem     Zahnkranz    11 der     stillgestellten    Trom  mel 12 ab, und das mitrotierende kleinere  Ritzel 10 erteilt :dem Rad 14 und damit der  Welle 1,8 eine gegenüber der Welle 3 stark  ins Langsame     übersetzte    Drehbewegung.  



  Nach dem Anspringen der     Brennkraft-          maschine    beschleunigt diese die Rotation der  elektrischen Maschine. Beim     Überschreiten     einer     bestimmten    Drehzahl überwindet die  auf das     Fliehgewicht    27 des     Zentrifugal-          sehalters    wirkende Fliehkraft die     Vorspan-          nung,der    Feder 29, legt sieh an den     Ring    31  an und nimmt diesen durch Reibung ent  gegen der Kraft der Feder 33 mit.

   Der     Kon-          takt    32, 34 öffnet sich     und        bewirkt    durch  Unterbrechen     des    Stromes in der     ,Spule    26  das Lösen der Bremse. Das     Getriebe        über-          trägt    dann kein Drehmoment und die elek  trische Maschine läuft leer.  



  Hierauf wird durch Öffnen des     iSehaltens          5,6    der Strom durch die Spule 55 unter  brochen, und der Schalter 42     kehrt    in die in       Fig.    6 gezeichnete     'Stellung    zurück.

   Dadurch  ist der     Anlassstromkreisder        elektrischen    Ma  schine unterbrochen,     und    die Spule 19 wird  ebenfalls     stromlos,    so dass die Trommel 12  unter     dem    Druck der Federn 22 mit dem      Rad 14 gekuppelt     wird.   <B>Da</B> sich die Zahn  kränze 11 und 13 nun relativ zueinander  nicht mehr verdrehen können, ist     ein    Ab  wälzen der Ritzel 9 und 10 auf ihnen un  möglich; diese     kuppeln    somit das Rad 14 mit  dem Ritzelträger 7.  



  Die elektrische Maschine wird nun von  der Brennkraftmaschine getrieben und ar  beitet als Stromerzeuger, sobald die Span  nung     zwischen    der     Klemme    45 und der  Masse     44    den erforderlichen Mindestwert er  reicht und der     selbsttätige    Schalter 46 sich  geschlossen hat. In seiner Schliessbewegung  öffnet dieser den Hilfsschalter 57 und ver  hindert damit das Wiedereinschalten des  Elektromagnetes 55.

   Dadurch ist das Ein  schalten des Stromes für den Kupplungs  und den Bremselektromagneten, das Still  stellen der     Trommel    12 und das Lösen der  Kupplung zwischen den     Wellen    3 und 18  verhindert, wenn die     elektrische    Maschine  als Stromerzeuger arbeitet.  



  Beider in Fig. 7 und 8 dargestellten     Aus-          führungsform    der     Einrichtung    ist die     Vor-          richtung    zum Kuppeln der Trommel 12 mit  dem Rad 14 so ausgebildet, dass zum Kup  peln dieser Teile der Kupplungselektromag  net 19 erregt werden muss. Dieser zieht     dann     die Ankerplatte 60 gegen die mit dem Rad  14     fest    verbundene Reibungsscheibe 61, so  dass sie sich mit letzterer drehen muss. Die  Ankerplatte 60 ihrerseits ist durch Zähne 62,  die in Nuten 63 eingreifen, in der Drehrich  tung ständig mit der Trommel 12 gekuppelt.

    Bei dieser Anordnung     muss    während des Be  triebes der elektrischen Maschine als     ;Strom-          erzeuger    der     Kupplungselektromagnet    19  unter Strom, der Bremselektromagnet 26 da  gegen     stromlos    sein.

   Deshalb beherrscht der  mehrpolige Schalter 42 für jeden der beiden  Elektromagnetstromkreise in diesem     Aus-          führungsbeispiel        eine        besondere    Kontakt  stelle, nämlich die Kontaktstelle     ss4    für den       Kupplungselektromagneten    19 und die     Kon-          takIstelle    65 für den     Bremselektromagneten     26.

   Für diese beiden     Kontaktstellen    weist  der     Schalter    nur eine Brücke 66 auf, wobei  bei unterbrochenem Kontakt 41 im Anlass-    stromkreis der Kontakt 64 für den Kupp  lungselektromagneten ,geschlossen ist, wäh  rend     in,der    andern     Schalterstellung    der     An-          lassstromkreis    und derjenige des     Bremselek-          tromagnetes        geschlossen    sind.

   Um beim Ab  stellen der Bremskraftmaschine den     für    den  Stromerzeugerbetrieb eingeschalteten Kupp  lungselektromagneten 19     ausschalten    zu kön  nen, ist ein besonderer Schalter 67 in dessen       ,Stromkreis    vorgesehen. Dieser Schalter kann  mit dem Zündungsschalter der     Brennkraft-          maschine    verbunden     sein..    Die übrigen Teile  der Einrichtung sind dieselben wie     in    der  Einrichtung nach Fig. 1 bis 6.  



  Die Bremse     könnte    auch so ausgebildet  sein, dass sie sich beim Einschalten des       Bremselektromagnetes    löst. In ,diesem Falle  wäre die Schaltung zweckmässigerweise so zu  treffen, dass zugleich mit dem Schliessen des  Anlassstromkreises und,dem Lösen der Kupp  lung der     Bremselektromagnet    ausgeschaltet       wird.     



  . Die     Einrichtung    könnte ohne     Beeinträch-          tigung    ihrer     Wirkung    auch so ausgebildet  sein, dass die     direkte    Kupplungsverbindung  der Welle 3 mit dem Rad 14 durch Kuppeln  der Trommel 12 mit der Welle 3 herbeige  führt würde. Auch damit würde ein Abwäl  zender Ritzel 9 und 1-0 auf den entsprechen  den     Zahnkränzen        verunmöglicht.     



  Nach einer weiteren in den Zeichnun  gen nichtdargestellten     Ausführungsvariante          könnte    auf der Welle 3     ein        innenverzahntes     Zahnrad     aufgekeilt    sein;

   eine wahlweise     mit     diesem Zahnrad     kuppelbare        bezw.        mittels     einer Bremse feststellbare, ebenfalls innen  verzahnte Trommel . nach Art der Trommel  12 in den Zeichnungen wäre frei drehbar ge  lagert, und in die Zahnkränze dieses Zahn  rades und dieser Trommel     würde    je     eines    von       zwei    untereinander     verbundenen        Ritzeln    ein  greifen, die an einem mit der     Welle    18 ge  kuppelten umlaufenden     Ritzelträger        gelagert     wären.  



       Eine    weitere Ausführungsmöglichkeit be  stünde darin, dass     .das        innenverzahnte    Rad  und die     innenverzahnte    Trommel je mit einer  der Wellen<B>3</B> und 18 gekuppelt oder verkeilt      wären, und dass der Ritzelträger an sich frei  drehbar wäre, aber wahlweise mit einem die  ser innenverzahnten Organe gekuppelt bezw.  mittels einer Bremse festgestellt werden  könnte.  



  Das Gehäuse 36 der elastischen Kupp  lung könnte als Riemenscheibe ausgebildet       ,nein    und seine Antriebsverbindung mit der  Brennkraftmaschine statt aus der Welle 18  aus einem Keilriemen bestehen.



  Device on internal combustion engines with an electrical machine serving as a starter motor and as a power generator. The invention relates to a device on internal combustion engines with an electric machine serving as a starter motor and as a power generator, a drive member connected to the internal combustion engine and a drive member connected to the electric Ma, and a gear train connecting these drive members.



  Such devices are known in which the internal combustion engine and the electric machine are connected by the gear train with different gear ratios, depending on whether the electric machine is to serve as a starter motor or as a power generator. This makes it possible for the electric machine to work as a starter motor at full speed and full power without having to run inadmissibly fast as a power generator at full speed of the internal combustion engine.

    In these known devices, when the transmission ratio is changed, claws, pawls, ring gears and the like are brought into and out of engagement, so that impacts occur and these parts wear out quickly.



  In the device according to the inven tion, the gears of the transmission are constantly in engagement with one another; the gear train acts as a transmission gear between said drive members when a. a freely rotatable member of the transmission is stopped by means of a brake;

   on the other hand, it forms a direct coupling connection between said drive members when said member of the transmission is coupled to one of them.



  The figures show exemplary embodiments of the subject matter of the invention.



  Fig. 1 shows, partially in longitudinal section, the electric machine with the gear train, the electrical connections and connections are not shown; 2 is a cross section according to A-A, FIG. 3 one according to B-B, FIG. 4 one according to C-C and FIG. 5 one according to D-D through the object of FIG. 1; 6 is the electrical circuit diagram of the device with the electrical machine and the gear train according to FIGS. 1 to 5;

    7 shows, partly in section, the electric machine with a different embodiment of the coupling; FIG. 8 is the electrical circuit diagram of the device according to FIG. 7; FIG. 9 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale.



  In the embodiment according to FIGS. 1 to 6 and 9, the field winding 1 of the elec tric machine is fixed in the housing 2; On the armature shaft 3, besides the collector 6 connected to its winding 5, the pinion carrier 7 is keyed, which plays the role of the drive member connected to the electrical machine. This pinion carrier carries a Zap fen 8 on which a pair of rigidly connected pinions 9 and 10 runs freely.

   The pinion 9 with the larger diameter engages in the internal toothing 11 of the drum 12 playing the role of the freely rotatable member, and the pinion 10 with the smaller diameter engages in the internal toothing 13 of the wheel 14, which the role of the internal combustion engine in connection stand the drive member. The pinion carrier 7, the wheel 14 and the drum 12 are arranged coaxially with one another.



  The wheel 14 is mounted with its hub 15 in the bearing plate 16 and on the end of the kerwelle 3 and is permanently connected to the internal combustion engine via an elastic coupling and a shaft 18 in drive connection. This elastic coupling consists of an inner part 17 wedged onto the hub 15 with abutments 35 and a housing 36 connected to the shaft 18 with abutments 37 for the compression springs transmitting the torque. 38 (Fix. 1 and Fig. 4).



  The drum 12 is freely rotatably mounted on the armature shaft 3 and on the hub 15 and can be coupled to the wheel 14 by means of a clutch influenced by the fixedly arranged electromagnetic coil 19. This clutch is designed as a friction clutch and consists of a disc 20 provided with a friction lining, which extends in the circumferential direction of the drum. 1.2 means, the pins 21 taken with and by springs 22 from the bottom of the drum 12 is pressed away against the wheel 14 ge.

   The armature plate 23 is connected to the disk 20 by the pins 21 and is attracted by the electromagnet 19 when the current is switched on and causes the drum 12 to be decoupled from the wheel 14. The drum 12 can be shut down with respect to the gear housing 25 by means of the shoe brake 24, which is influenced by an electromagnet 26, by switching on the current for the latter.

      A centrifugal switch 58 (Fix. @ 6) is attached to the armature shaft 3 of the electrical machine. This consists of a weight 27 with an eccentric center of gravity, which is carried along in its rotation by the stone 28 of the shaft 3 and is displaceable in the radial direction against the force of the pretensioned spring 29; (Fix. 1 and 3).

   A ring <B> 31 </B> is rotatably mounted on the housing cover 30 concentrically to the shaft 3 and carries the one switch contact 32. This is: by .the spring 33 against the direction of rotation of the shaft 3, the stationary mating contact 34 is pressed. The electrical .Schaltung this device is shown in FIG.

   In the starting circuit, one pole of the accumulator battery 40 is connected via a contact point 41 controlled by the switch 42 with the series starting field winding 43 of the electrical machine, which forms part of the field winding 1 and is in series with the winding 5 of the armature 4 is connected; the circuit is closed via the ground 44.

    The shunt winding 49, which also belongs to the field winding 1, supports the series starting field winding 43 in its effect.



  The main circuit for the power generator operation of the electrical machine leads from the terminal 45 via an automatic switch of known type 46, which only closes the circuit under the influence of the voltage coil 47 when the electrical machine supplies a certain minimum voltage, and below interrupts the influence of the current coil 48 when a reverse current occurs, and from this switch 46 via the battery 40, which in this case is a current consumer, to ground 44.

       Other electricity consumers not shown, e.g. B. the ignition device of the internal combustion engine, a lighting system, etc. can be connected to the battery 40 par allel.



  The excitation winding 49 for the current generator operation of the electrical machine is arranged in the shunt to the winding of the armature 4 and is controlled by an automatic controller, which is controlled in a known manner with the aid of a resistor 50 under the influence of a current coil 51 and a voltage coil 52 flowing currents regulate the excitation.



  The circuits of the two electric magnets 19 of the clutch and 26 of the brake have a common line 53, in which another contact point 54 controlled by the multi-pole switch 42 is located. Thus, these two electromagnets are always turned on at the same time, and the turn off th of the current for the clutch electromagnet also causes the switch off of the one for the brake electromagnet.

    As a result, the coupling of the drum 12 with the wheel 14, the release of the brake 24, and the stopping of the drum by means of the brake causes its decoupling from the wheel 14. In the circuit of the Bremselektromagne tes 2,6 is the centrifugal switch 58 described above .



  The .Schalter 42 is operated electromagnetically by means of the coil 55; Its circuit contains, in addition to a manually operated switch 56, an auxiliary switch 57 which is coupled to the automatic switch 46 in such a way that it keeps the circuit of the coil 55 interrupted as long as the switch 4, 6 is closed.



       The operation of the device described is as follows: To start the internal combustion engine, the manual switch 56 is closed so that a current flows through the coil 55 and the switch 42 is actuated in such a way that the two electromagnetic circuits ge at the contact point 54 be closed. This causes the electromagnets 26 and 19 to be excited, the drum 12 to be stopped by means of the brake 24 and, at the same time, to decouple it from the wheel 14.

    By actuating the switch 42, the starting circuit of the electrical machine is closed at the contact point 41. Their armature 4 begins to turn and takes the pinion carrier 7 with it through the shaft 3. The pinion 9 rolls on the ring gear 11 of the immobilized drum 12, and the co-rotating smaller pinion 10 granted: the wheel 14 and thus the shaft 1,8 a relative to the shaft 3 strongly translated into slow rotary motion.



  After the internal combustion engine has started, it accelerates the rotation of the electrical machine. When a certain speed is exceeded, the centrifugal force acting on the centrifugal weight 27 of the centrifugal holder overcomes the preload of the spring 29, applies to the ring 31 and takes it with it by friction against the force of the spring 33.

   The contact 32, 34 opens and, by interrupting the current in the coil 26, causes the brake to be released. The gear then does not transmit any torque and the electric machine runs idle.



  Then the current through the coil 55 is interrupted by opening the hold 5,6, and the switch 42 returns to the position shown in FIG.

   As a result, the starting circuit of the electric machine is interrupted and the coil 19 is also de-energized, so that the drum 12 is coupled to the wheel 14 under the pressure of the springs 22. <B> Since </B> the sprockets 11 and 13 can no longer rotate relative to one another, a rolling of the pinion 9 and 10 on them is impossible; these thus couple the wheel 14 to the pinion carrier 7.



  The electric machine is now driven by the internal combustion engine and works as a power generator as soon as the voltage between the terminal 45 and the mass 44 reaches the required minimum value and the automatic switch 46 has closed. In its closing movement, it opens the auxiliary switch 57 and thus prevents the electromagnet 55 from being switched on again.

   This is a turn on the current for the clutch and the brake solenoid, the still make the drum 12 and the loosening of the clutch between the shafts 3 and 18 prevented when the electric machine is working as a generator.



  In the embodiment of the device shown in FIGS. 7 and 8, the device for coupling the drum 12 to the wheel 14 is designed in such a way that the coupling electromag net 19 has to be excited in order to couple these parts. This then pulls the anchor plate 60 against the friction disk 61 firmly connected to the wheel 14, so that it has to rotate with the latter. The anchor plate 60, in turn, is constantly coupled to the drum 12 in the direction of rotation by teeth 62 which engage in grooves 63.

    In this arrangement, the clutch electromagnet 19 must be energized while the electric machine is operating as a current generator, while the brake electromagnet 26 must be de-energized.

   The multi-pole switch 42 therefore has a special contact point for each of the two electromagnetic circuits in this exemplary embodiment, namely the contact point SS4 for the clutch electromagnet 19 and the contact point 65 for the brake electromagnet 26.

   The switch has only one bridge 66 for these two contact points, with the contact 64 for the clutch electromagnet being closed when the contact 41 in the starting circuit is interrupted, while the starting circuit and that of the brake magnet are in the other switch position are closed.

   In order to be able to turn off when the brake engine is turned off for the power generator operation, a special switch 67 is provided in its circuit. This switch can be connected to the ignition switch of the internal combustion engine. The other parts of the device are the same as in the device according to FIGS. 1 to 6.



  The brake could also be designed in such a way that it is released when the brake electromagnet is switched on. In this case, the circuit would expediently be made in such a way that the brake solenoid is switched off at the same time as the starting circuit is closed and the clutch is released.



  . The device could also be designed without impairing its effect so that the direct coupling connection of the shaft 3 with the wheel 14 would result by coupling the drum 12 with the shaft 3. This would also make a rolling pinion 9 and 1-0 on the corresponding sprockets impossible.



  According to another embodiment variant not shown in the drawings, an internally toothed gear could be keyed on the shaft 3;

   an optionally couplable with this gear respectively. Also internally toothed drum, lockable by means of a brake. on the type of drum 12 in the drawings would be freely rotatable ge superimposed, and in the sprockets of this gear wheel and this drum would each engage one of two interconnected pinions that would be mounted on a ge with the shaft 18 coupled rotating pinion carrier.



       Another possible embodiment would be that the internally toothed wheel and the internally toothed drum would each be coupled or keyed to one of the shafts 3 and 18, and that the pinion carrier itself would be freely rotatable, but optionally with one these internally toothed organs coupled respectively. could be determined by means of a brake.



  The housing 36 of the elastic Kupp ment could be designed as a pulley, no and its drive connection with the internal combustion engine instead of the shaft 18 consist of a V-belt.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung an Brennkraftmaschinen mit einer als Anlassmotor und als Stromerzeuger dienenden elektrischen Maschine, einem mit der Brennkraftmaschine und einem mit der elektrischen Maschine in Verbindung stehen den Antriebsglied und einem diese Antriebs glieder verbindenden Rädergetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder des Getriebes tändig miteinander im Eingriff sind, dass das Rädergetriebe als Übersetzungsgetriebe zwischen den genannten Antriebsgliedern wirkt: PATENT CLAIM: Device on internal combustion engines with an electrical machine serving as a starter motor and as a power generator, one with the internal combustion engine and one with the electrical machine connected to the drive member and a gear train connecting these drive members, characterized in that the wheels of the transmission are constantly in contact with one another Intervention are that the gear train acts as a transmission gear between the named drive elements: , wenn ein an sich freidrehbares Glied des Getriebes mittels einer Bremse still gestellt ist, dass es dagegen eine direkte Kupplungsverbindung zwischen .den genann ten Antriebsgliedern bildet, wenn das ge nannte Glied des Getriebes mit einem von ihnen gekuppelt ist. UNTERANSPRÜCHE: , when a freely rotatable link of the transmission is shut down by means of a brake that, on the other hand, forms a direct coupling connection between .den th drive members when the mentioned link of the transmission is coupled to one of them. SUBCLAIMS: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das mit der Brennkraftmaschine und das mit der elektrischen Maschine gekuppelte An triebsglied und das an sich freidrehbare Getriebeglied miteinander gleichachsig angeordnet sind, und dass zwei von die sen drei Gliedern einen Zahnkranz auf weisen, in welchen mindestens ein Zahn rit7el eingreift, das mit einem in den Zahnkranz des andern von diesen beiden Gliedern eingreifenden Zahnritzel ver bunden und gleichachsig mit diesem am dritten der genannten Glieder :gelagert ist. 1. Device according to claim, characterized in that the drive member coupled to the internal combustion engine and the electrical machine coupled to and the freely rotatable transmission member are arranged coaxially with each other, and that two of these three members have a ring gear in which at least one tooth rit7el engages, which is connected to a pinion engaging in the ring gear of the other of these two members and is coaxially mounted with this on the third of the mentioned members. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass mindestens eines der einen Zahnkranz aufweisenden Glieder innen verzahnt ist. 3, Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zum Kuppeln ,des Getriebegliedes mit dem einen An triebsglied eine Reibungskupplung vor gesehen Ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da .durch ,gekennzeichnet, dass die Kupplung für das Kuppeln des Getriebegliedes mit dem einen Antriebsglied von einem Elek tromagneten beeinflusst ist. 5. 2. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that at least one of the members having a toothed ring is internally toothed. 3, device according to claim, characterized in that a friction clutch is seen in front of the coupling of the gear member with the one drive member. 4. Device according to claim, da .durch, characterized in that the coupling for coupling the gear member with the one drive member is influenced by an elec tromagnet. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch :gekennzeichnet, dass das Kuppeln des Getriebegliedes mit .dem einen An triebsglied das Lösen .der Bremse, und das Stillstellen des Getriebegliedes mit tels der Bremse sein Lösen vom An triebsglied bewirkt. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Bremse von einem Elektromagneten beeinflüsst ist. 7. Device according to patent claim, characterized in that the coupling of the gear member with .the one drive member releases .the brake, and the stopping of the gear member by means of the brake causes its release from the drive member. 6. Device according to claim, characterized in that the brake is influenced by an electromagnet. 7th Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schalter, durch dessen Be tätigung zugleich das Stillstellen des Getriebegliedes mittels der Bremse und sein Entkuppeln von dem einen An triebsglied bewirkt werden kann. B. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schalter mehr- polig ist und für jeden der beiden Elektromagnetstromkreise eine besondere Kontaktstelle beherrscht. Device according to patent claim and dependent claims 4 to 6, characterized by a switch, by actuating it, the stopping of the gear member by means of the brake and its decoupling from the one drive member can be effected at the same time. B. Device according to claim and dependent claims 4 to 7, characterized in that the switch is multi-pole and controls a special contact point for each of the two electromagnetic circuits. 9. Einrichtung nach Patentanspruch und und Unteransprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter in einer den beiden Elektromagnetstromkreisen gemeinsamen Leitung liegt. 10. 9. Device according to claim and and dependent claims 4 to 7, characterized in that the switch is in a line common to the two electromagnetic circuits. 10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 bie 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass beim Betätigen des Schalters zum ,Stillstellen des Getriebe- gliedes und zum Entkuppeln desselben von dem einen Antriebsglied auch der Anlassstromkreis der elektrischen Ma schine geschlossen wird. 11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 bis 7, .dadurch ge kennzeichnet, dass der Schalter elektro magnetisch betätigt ist. Device according to patent claim and dependent claims 4 to 7, characterized in that when the switch is actuated to stop the transmission element and to decouple it from the one drive element, the starting circuit of the electrical machine is also closed. 11. Device according to claim and dependent claims 4 to 7,. Characterized in that the switch is operated electromagnetically. 12. Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Vorrichtung, die das Stillstellen des Getriebegliedes mit tels der Bremse verhindert, wenn. die elektrische Maschine als .Stromerzeuger arbeite-. 13. 12. Device according to claim, characterized by a device that prevents the stopping of the gear member with means of the brake, if. the electrical machine works as a generator. 13. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, beider das Entkuppeln des Getriebegliedes von dem einen An triebsglied durch Einschalten des Stro mes für den Kupplungselektromagneten bewirkt wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die -dieses Einschalten ver hindert, Device according to claim and dependent claim 4, in which the uncoupling of the gear member from the one drive member is effected by switching on the current for the clutch electromagnet, characterized by a device that prevents this switching on, wenn die elektrische Maschine als Stromerzeuger arbeitet. 1.4. Einrichtung nach Patentanspruch, ge- kennzeichnet durch einen selbsttätigen Schalter, der den Stromkreis über den bezw. die Stromverbraucher erst schliesst, wenn die als Stromerzeuger arbeitende elektrische Maschine eine bestimmte Mindestspannung liefert. when the electric machine works as a generator. 1.4. Device according to claim, characterized by an automatic switch that controls the circuit via the BEZW. the electricity consumer only closes when the electrical machine working as a generator supplies a certain minimum voltage. 15. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 bis 7, 11 und 14, da .durch gekennzeichnet, dass der Strom kreis für die elektromagnetische Betäti gung des Sehalters vom selbsttätigen Schalter beeinflusst ist. 16. Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche beim Überschreiten einer be stimmten Drehzahl der elektrischen Maschine selbsttätig die Bremse löst. 17. 15. Device according to claim and dependent claims 4 to 7, 11 and 14, characterized in that the circuit for the electromagnetic actuation of the switch is influenced by the automatic switch. 16. Device according to claim, characterized by a device which automatically releases the brake when a certain speed of the electrical machine is exceeded. 17th Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 6 und 16, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorrichtung zum selbsttätigen Lösen der Bremse aus .einem Zentrifugalschalter im Stromkreis des Bremselektromagnetes besteht. 18. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Elektromagnetspule der Kupplung feststehend angeordnet ist. Device according to patent claim and dependent claims 6 and 16, characterized in that the device for automatically releasing the brake consists of a centrifugal switch in the circuit of the brake electromagnet. 18. Device according to claim and dependent claim 4, characterized in that the electromagnetic coil of the clutch is arranged in a stationary manner.
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US6409622B1 (en) 1998-11-14 2002-06-25 Robert Bosch Gmbh Electric motor with drive

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