DE1074323B

DE1074323B - Electrical system for starting internal combustion engines

Info

Publication number: DE1074323B
Application number: DENDAT1074323D
Authority: DE
Inventors: Gerlingen bei Stuttgart und Dipl.-Ing. Ernst Klemm Stuttgart-Sonnenberg Ernst Schnarz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Publication date: 1960-01-28

Description

Elektrische Anlage zum Andrehen von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage zum Andrehen von Brennkraftmaschinen mit einem von einer Stromquelle gespeisten Hauptstromandrehmotor, der ein in ein Zahnrad der Brennkraftmaschine einrückbares Ritzel hat, sowie einem den Andrehmotor in mindestens zwei Stufen schaltenden Magnetschalter, der seine letzte Schaltstufe erst herbeiführen kann, nachdem das Ritzel in das Zahnrad eingespurt ist, und mit einem Steuergerät, das bei einer Einsparhemmung den Andrehmotor abschaltet und nach kurzer Zeit selbsttätig wieder einschaltet.Electrical system for starting internal combustion engines The invention relates to an electrical system for starting internal combustion engines with a Main current turning motor fed by a power source, which is a gearwheel of the Internal combustion engine has engageable pinion, as well as one of the starting motor in at least two-stage switching magnetic switch, which only bring about its last switching stage can, after the pinion has meshed with the gear, and with a control unit, which switches off the starter motor when there is an inhibition of savings and automatically after a short time turns on again.

Als Steuergerät ist bisher ein Bimetallschalter mit einer Heizwicklung verwendet worden. Dieser Schalter hat den Nachteil, daß er sowohl von der Umgebungstemperatur als auch von Spannungsschwankungen der Stromquelle, meist einer Sammlerbatterie, stark abhängig ist. Die Ansprechzeit des Bimetallschalters kann daher in weiten Grenzen schwanken, wodurch an der Andrehvorrichtung Schaden entstehen kann.So far, the control device has been a bimetal switch with a heating coil been used. This switch has the disadvantage that it depends on both the ambient temperature as well as voltage fluctuations of the power source, usually a collector battery, is heavily dependent. The response time of the bimetal switch can therefore be wide Limits fluctuate, which can damage the turning device.

Dieser Mangel wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, däß das Steuergerät ein Ruhestromrelais enthält, welches einen willkürlich an die Stromquelle anschließbaren ruhenden Kontakt sowie eine Erregerspule hat, deren Enden an einem Kondensator liegen und die eine sowohl mit dem Schaltglied des Relais als auch mit der Einzugsspule des Magnetschalters verbundene Anzapfstelle für die Stromzufuhr aus der Stromquelle hat, während die Rückverbindung des einen Endes der Erregerspule des Ruhestromrelais zur Stromquelle durch den Magnetschalter derart gesteuert wird, daß sie in dessen letzter Schaltstufe unwirksam ist.This deficiency is avoided according to the invention in that the Control unit contains a closed-circuit relay, which one arbitrarily connects to the power source connectable resting contact and an excitation coil, the ends of which at a Capacitor lie and the one with both the switching element of the relay and with the tapping point for the power supply connected to the pull-in coil of the magnetic switch from the power source while the back connection of one end of the excitation coil the closed-circuit relay to the power source is controlled by the magnetic switch in such a way that that it is ineffective in its last switching stage.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. I einen elektrischen Andrehmotor mit seiner Schalteinrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine abweichende Ausführungsform der Schalteinrichtung.In the drawing are two embodiments of the subject matter of Invention shown. It shows Fig. I an electric starter motor with his Switching device in a schematic representation, FIG. 2 shows a different embodiment the switching device.

Der Andrehmotor 10 hat einen längsverschiebbaren Anker 11, dessen Welle 12 ein Ritzel 13 trägt, das beim Verschieben des Ankers in den Schwungradzahnkranz 14 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine einspart.The starting motor 10 has a longitudinally displaceable armature 11, the Shaft 12 carries a pinion 13, which when moving the armature in the flywheel ring gear 14 saves an internal combustion engine, not shown.

Zur Erregung des Andrehmotors sind eine Hauptfeldwicklung 15 und eine Hilfsfeldwicklung 16 vorgesehen, die beide mit der an Masse angeschlossenen Wicklung des Ankers in Reihe geschaltet sind. Die Hilfsfeldwicklung 16 hat einen so großen Widerstand, daß sie nur einen verhältnismäßig schwachen Strom durchläßt. Zur Schaltung des Andrehmotors dient ein Magnetschalter 17 mit einer mit feststehenden Kontakten 19 und 20 zusammenwirkenden S chaltbrücke 18 und einer Einzugsspule 21, deren eines Ende an Masse liegt. Die Schaltbrücke ist kippbar ausgebildet und so angeordnet, daß sie bei ihrer Einzugbewegung zuerst nur den Kontakt 19 berührt. An der Brücke ist eine Isolierstoffscheibe 22 mit einem Durchbruch 23 befestigt, durch den ein Finger 24 einer schwenkbar gelagerten und abgefederten Sperrklinke 25 hindurchsticht. Auf der Ankerwelle 12 sitzt eine Scheibe 26, weiche die Klinke aus ihrer Sperrlage heraushebt und herausgehoben hält, sobald und solange das Ritzel 13 in den Zahnkranz 14 mindestens nahezu voll eingespurt ist.To excite the cranking motor are a main field winding 15 and one Auxiliary field winding 16 is provided, both of which are connected to the winding connected to ground of the armature are connected in series. The auxiliary field winding 16 has such a large one Resistance so that it only lets a relatively weak current through. To the circuit of the starting motor is a magnetic switch 17 with one with fixed contacts 19 and 20 cooperating switch bridge 18 and a pull-in reel 21, one of which End to earth. The switching bridge is designed to be tiltable and is arranged in such a way that that it first only touches contact 19 during its pull-in movement. At the bridge is an insulating disk 22 with an opening 23 is attached through which a Finger 24 of a pivotably mounted and sprung pawl 25 pierces through it. A disk 26 is seated on the armature shaft 12 and softens the pawl out of its blocking position lifts out and keeps lifted out as soon as and as long as the pinion 13 in the ring gear 14 is at least almost fully engaged.

Die Hauptfeldwicklung 15 ist an den Kontakt 20, die Hilfsfeldwickiung 16 an die Schaltbrücke 18 angeschlossen, während der Kontakt 19 mit dem einen Pol einer Batterie 27 verbunden ist, deren anderer Pol an Masse liegt.The main field winding 15 is connected to the contact 20, the auxiliary field winding 16 connected to the switching bridge 18, while the contact 19 with one pole a battery 27 is connected, the other pole of which is connected to ground.

Mit 28 ist ein Ruhestromrelais mit einem beweglichen Schaltglied 29 und einem feststehenden Kontakt 30 bezeichnet, an dem das Schaltglied in seiner Ruhelage anliegt. Das Relais hat eine Erregerwicklung, deren Enden an einen Kondensator 31 gelegt sind und die etwa in der Mitte angezapft ist. Diese Anzapfstelle 32 unterteilt - die Wicklung in zwei Abschnitte 33 und 34 und ist sowohl mit dem Schaltglied 29 als auch mit der Einzugsspule 21 des Magnetschalters verbunden. Der Kontakt 30 ist mittels eines willkürlich betätigbaren Schalters 35 an die Batterie anschließbar. Das mit dem Kondensator verbundene Ende des Spulenabschnitts 34 ist durch eine Rückverbindungsleitung 36 an dem Kontakt 20 des Magnetschalters angeschlossen.At 28 is a closed-circuit relay with a movable switching element 29 and a fixed contact 30 denotes, on which the switching element in his Resting position is applied. The relay has an excitation winding, the ends of which are connected to a capacitor 31 are laid and which is tapped approximately in the middle. This tapping point 32 is divided - The winding is in two sections 33 and 34 and is connected to both the switching element 29 and connected to the pull-in coil 21 of the magnetic switch. Contact 30 is can be connected to the battery by means of an arbitrarily actuatable switch 35. The end of the coil portion 34 connected to the capacitor is through a return connection line 36 connected to the contact 20 of the magnetic switch.

Die Andrehvorrichtung wirkt in folgender Weise: Zuerst sei der Andrehvorgang betrachtet, bei dem das Ritzel 13 ohne Hemmung in den Zahnkranz einspart. Beim Schließen des Schalters 35 fließt von der Batterie über die geschlossenen Kontakte 30, 29 der Einzugswicklung 21 des Magnetschalters 17 Strom zu. Dadurch wird die Kontaktbrücke 18 zunächst auf den Kontakt 19 gezogen, wodurch der Anker über die Hilfsfeldwicklung 16 Strom erhält und sich bei gleichzeitiger Verschiebung langsam dreht. Wenn das Kitzel dabei die Stellung A im Zahnkranz erreicht hat, hebt die Scheibe 26 die Klinke 25 aus ihrer Sperrstellung, so daß nunmehr die Schaltbrücke 18 auch den Kontakt 20 zu berühren vermag. Es fließt dann Strom durch die Hauptfeldwicklung 15 und den Anker 11, so daß der Andrehmotor sein volles Drehmoment entwickelt. _ Beim Schließen des Schalters 35 fließt aber^aüch Strom über die Kontakte 30, 29, den Spulenabschnitt 34, die Leitung 36, die Hauptfeldwicklung 15 und den Anker 11 zur Masse. Der dabei durch den Spulenabschnitt 34 fließende Strom vermag jedoch ein Ansprechen des Ruhestromrelais 28 nicht herbeizuführen, weil die magnetische Wirkung dieses Spulenabschnitts dabei insofern aufgehoben ist, als gleichzeitig dem Kondensator 31 über den Spulenabschnitt 33 ein Ladestrom zufließt, der in diesem Abschnitt der Spule ein dem Feld des Abschnitts 34 entgegengesetztes Feld etwa gleicher Stärke erzeugt. Infolge entsprechender Bemessung des Kondensators 31 verstreicht bis zu seiner Aufladung ein Zeitraum, innerhalb dem der Andrehmotor auf seine volle Drehzahl gekommen ist und eine so große Gegenspannung erzeugt, daß der Strom im Spulenabschnitt 34 so weit absinkt, daß er zur Betätigung des Relais nicht ausreicht. Der Andrehmotor bleibt somit so lange eingeschaltet, wie der Schalter 35 geschlossen gehalten wird.The turning device works in the following way: First, consider the turning process, in which the pinion 13 saves in the ring gear without inhibiting. When the switch 35 is closed, current flows from the battery via the closed contacts 30, 29 to the pull-in winding 21 of the magnetic switch 17. As a result, the contact bridge 18 is first drawn onto the contact 19 , whereby the armature receives current via the auxiliary field winding 16 and rotates slowly with a simultaneous displacement. When the tickle has reached position A in the ring gear, the disc 26 lifts the pawl 25 out of its blocking position so that the switching bridge 18 can now also touch the contact 20. Current then flows through the main field winding 15 and the armature 11, so that the starting motor develops its full torque. When the switch 35 is closed, however, current also flows via the contacts 30, 29, the coil section 34, the line 36, the main field winding 15 and the armature 11 to ground. The current flowing through the coil section 34, however, is unable to cause the closed-circuit relay 28 to respond because the magnetic effect of this coil section is canceled in that at the same time a charging current flows to the capacitor 31 via the coil section 33, which is in this section of the coil Field of section 34 opposite field generated approximately the same strength. As a result of the appropriate dimensioning of the capacitor 31, a period of time elapses before it is charged, within which the starting motor has come to its full speed and generates such a large counter voltage that the current in the coil section 34 drops so far that it is insufficient to actuate the relay. The starting motor thus remains switched on as long as the switch 35 is kept closed.

Anders liegen jedoch die Verhältnisse, wenn beim Einschalten des Andrehmotors dessen Kitzel nicht in den Zahnkranz 14 einspurt, weil z. B. Kitzelzähne gegen Zähne des Zahnkranzes 14 stoßen. In diesem Fall bleibt der Magnetschalter auf seiner ersten Schaltstufe stehen, in der die Schaltbrücke 18 nur den Kontakt 19 berührt. Alsdann tritt folgender Vorgang ein: Wie oben beschrieben, bleibt das Relais 28 in seiner Ruhelage, solange in den Kondensator 31 über den Spulenabschnitt 33 ein Ladestrom fließt, weil die Wirkung des Spulenabschnitts 34 dabei kompensiert ist. Sobald jedoch der Kondensator nach Ablauf einer gewissen Zeit aufgeladen ist, hört der Ladestrom und damit die Kompensationswirkung des Abschnitts 33 auf. Das vom Spulenabschnitt 34 erzeugte magnetische Feld vermag dann das Relais zu betätigen, so daß sich dessen Kontakte 29, 30 öffnen. Dadurch werden die Einzugsspule 21 des Magnetschalters 17 sowie der Abschnitt 34 der Relaisspule stromlos. Der Magnetschalter schaltet daher auch bei geschlossen gehaltenem Schalter 35 den Andrehmotor ab, dessen Anker dann durch die Kraft einer Rückführfeder 37 in seine Ruhelage zurückgeht. Anschließend an das beschriebene öffnen der Kontakte 29, 30 entlädt sich der Kondensator über die beiden Spulenabschnitte 33 und 34; sein Entladungsstrom erregt das Relais, so daß es über die Dauer des Entladungsvorgangs offenbleibt. Dieser Zeitraum reicht aus, um den Anker 11 mit Sicherheit in seine Ruhelage zurückzuführen. Nach der Entladung des Kondensators schließen sich die Kontakte 29, 30 wieder, und das Spiel beginnt von neuem, sofern der Schalter 35 geschlossen gehalten wird. Es wiederholt sich so lange, bis das Kitzel in den Zahnkranz 14 eingespurt ist.However, the situation is different if the tickle does not mesh with the ring gear 14 when the cranking motor is switched on because, for. B. encounter tickling teeth against teeth of the ring gear 14. In this case, the magnetic switch remains at its first switching stage, in which the switching bridge 18 only touches the contact 19. The following process then occurs: As described above, the relay 28 remains in its rest position as long as a charging current flows into the capacitor 31 via the coil section 33, because the effect of the coil section 34 is compensated for. However, as soon as the capacitor is charged after a certain time, the charging current and thus the compensation effect of section 33 ceases. The magnetic field generated by the coil section 34 can then actuate the relay so that its contacts 29, 30 open. As a result, the pull-in coil 21 of the magnetic switch 17 and the section 34 of the relay coil are de-energized. The magnetic switch therefore switches off the starting motor even when the switch 35 is kept closed, the armature of which then returns to its rest position by the force of a return spring 37. Subsequent to the described opening of the contacts 29, 30 , the capacitor discharges via the two coil sections 33 and 34; its discharge current energizes the relay so that it remains open for the duration of the discharge process. This period is sufficient to return the armature 11 to its rest position with certainty. After the capacitor has discharged, the contacts 29, 30 close again, and the game begins again, provided that the switch 35 is kept closed. It repeats itself until the tickle meshes with the ring gear 14.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Rückverbindungsleitung 36 zu einem an Masse liegenden Unterbrecher 38 geführt, der mit dem Magnetschalter derart gekuppelt ist, daß er erst geöffnet wird, wenn der Magnetschalter seine zweite Schaltstufe erreicht hat. Im Falle des zweiten Beispiels wird also die Rückverbindung des Abschnitts 34 der Erregerspule des Ruhestromrelais 28 durch Unterbrechung nach Erreichen der Endschaltstufe der Schaltbrücke 18 des Magnetschalters 17 unwirksam.In the embodiment of FIG. 2, the return line is 36 led to a grounded breaker 38, which is connected to the magnetic switch is coupled in such a way that it is only opened when the magnetic switch is its second Has reached the switching stage. In the case of the second example, the return connection is of the section 34 of the excitation coil of the closed-circuit relay 28 by interruption Reaching the final switching stage of the switching bridge 18 of the magnetic switch 17 is ineffective.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical system for starting internal combustion engines with a main current turning motor fed by a power source, the one in a Gear of the internal combustion engine has a tickle that can be engaged, a torque motor in at least two stages switching magnetic switch, which is its last switching stage can only bring about after the tickle has meshed with the gear, as well as with a control unit that switches off the starting motor in the event of a single-track inhibition and switches on again automatically after a short time, characterized in that the Control unit contains a closed-circuit relay, which one arbitrarily connects to the power source connectable resting contact and an excitation coil, the ends of which at a Capacitor lie and the one with both the switching element of the relay and with the tapping point for the power supply connected to the pull-in coil of the magnetic switch from the power source while the back connection of one end of the excitation coil of the closed-circuit relay_ to the power source is controlled by the magnetic switch in such a way that that it is ineffective in its last switching stage.

2. Turning device according to claim 1, characterized in that in the back connection a through the magnetic switch when switching its last switching stage operated breaker is provided (Fig. 2).

3. Turning device according to claim 1, characterized in that the Back connection of the coil at the armature-side contact point of the magnetic switch is connected (Fig. 1).