DE1563103B2

DE1563103B2 - Switching device for electric starting motors of internal combustion engines

Info

Publication number: DE1563103B2
Application number: DE19661563103
Authority: DE
Inventors: Willi 7302 Nellingen Schubert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1966-11-19
Filing date: 1966-11-19
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE1563103A1; DE1563103C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für elektrische Andrehmotoren für Brennkraftmaschinen mit einem willkürlich betätigbaren Einschalter für den über einen Magnetschalter an eine Batterie anschließbaren Andrehmotor, einem mit der Brennkraftmaschine gekuppelten, die Batterie aufladenden Stromerzeuger, sowie mit einem drei elektromagnetische Relais aufweisenden Sperrschütz, das ein Ansprechen des Magnetschalters verhindert bzw. dessen Abfallen bewirkt, sobald und solange der Stromerzeuger bei aus eigener Kraft sich drehender Brennkraftmaschine eine ausreichende Spannung abgibt.The invention relates to a switching device for electric starting motors for internal combustion engines with an arbitrarily actuated on-switch for the one that can be connected to a battery via a magnetic switch Start-up motor, a power generator that is coupled to the internal combustion engine and charges the battery, as well as with a blocking contactor having three electromagnetic relays, the response of the Magnetic switch prevents or causes it to fall off as soon as and as long as the power generator is off own power rotating internal combustion engine emits a sufficient voltage.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung dieser Art hat das Schließerrelais eine vom Einschalter für den Andrehmotor steuerbare Einzugswicklung und eine von der Spannung des Generators gesteuerte Haltewicklung (DT-PS 1 072 429). Dies ist jedoch insofern nachteilig, als die Ausrüstung des Schließerrelais mit zwei Wicklungen umständlich und aufwendig ist.In a known switching device of this type, the normally open relay has a switch for the starter motor Controllable pull-in winding and a holding winding controlled by the voltage of the generator (DT-PS 1 072 429). However, this is disadvantageous in that equipping the normally open relay with two Windings are cumbersome and expensive.

Es ist auch eine Schalteinrichtung mit zwei Relais bekannt, von denen jedes zwei Wicklungen aufweist. Diese Schalteinrichtung hat den Nachteil, daß die Abstimmung der auf die Schaltanker der beiden Relais einwirkenden mechanischen und elektromagnetischen Kräfte wegen der schaltungsmäßigen Verbindung der Wicklungen schwierig ist (DT-PS 924 781).There is also known a switching device with two relays, each of which has two windings. This switching device has the disadvantage that the coordination of the switching armature of the two relays acting mechanical and electromagnetic forces because of the circuit connection of the Windings is difficult (DT-PS 924 781).

Diese Schwierigkeiten treten auch in erhöhtem Maße für eine weitere bekannte Schalteinrichtung mit zwei Relais auf, von denen das Schließerrelais mit zwei Wicklungen und das Sperrelais sogar mit drei voneinander unabhängigen Wicklungen versehen ist (US-PS 3 264 484).These difficulties also occur to an increased extent for a further known switching device two relays, of which the normally open relay with two windings and the blocking relay even with three of each other independent windings (U.S. Patent 3,264,484).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Abstimmung der durch mehrere Wicklungen auf den Schaltanker eines Relais einwirkenden Kräfte zu vermeiden und mit möglichst einfachen Mitteln eine zuverlässig arbeitende Schalteinrichtung mit einem Sperrschütz zu schaffen, dessen Relais preisgünstig herThe invention is based on the object of such a coordination of the multiple windings to avoid the armature of a relay acting forces and with the simplest possible means a To create reliable switching device with a blocking contactor, the relay of which is inexpensive

stellbar und leicht einstellbar sind.are adjustable and easily adjustable.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Sperrschütz ein Öffnerrelais, ein Wechslerrelais und ein Schließerrelais mit jeweils nur einer Wicklung enthält, wobei die Wicklung des das Öffnerrelais steuernden Schließerrelais einerseits in der Ruhelage des den Magnetschalter steuernden Öffnerrelais durch den Einschalter und andererseits in der Arbeitslage des Öffnerrelais durch das von der Spannung des Stromerzeugers gesteuerte Wechslerrelais an die Batterie anschließbar ist.This is achieved according to the invention in that the blocking contactor is a break relay, a changeover relay and a normally open relay with only one winding each, the winding of the normally closed relay controlling normally open relay on the one hand in the rest position of the normally closed relay controlling the magnetic switch the on-switch and on the other hand in the working position of the NC relay by the voltage of the generator controlled changeover relay can be connected to the battery.

Der wesentliche Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß jedes der Relais nur noch mit einer Wicklung ausgerüstet ist; wodurch eine preisgünstige Herstellung und eine einfache und sichere Einstellung der einzelnen Relais sowie des aus ihnen zusammengesetzten Sperrschützes gewährleistet wird.The main advantage of this solution can be seen in the fact that each of the relays only has one winding is equipped; whereby an inexpensive production and a simple and safe adjustment of the individual relay as well as the blocking contactor assembled from them is guaranteed.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ein Schaltplan für die Schalt-In the drawing, as an embodiment of the subject matter of the invention, a circuit diagram for the switching

ao einrichtung einer Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine dargestellt.ao setting up a cranking device for an internal combustion engine shown.

Mit 10 ist eine Batterie bezeichnet, deren Pluspol über einen Fahrtschalter 11 und eine Ladeanzeigeleuchte 12 an einen Drehstromerzeuger 13 mit Spanas nungsregler 13' anschließbar ist. Die Schalteinrichtung für einen elektrischen Andrehmotor 14 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine hat einen willkürlich betätigbaren Einschalter 15 für einen den Andrehmotor an die Batterie anschließenden Magnetschalter 16, sowie ein Sperrschütz 17, das ein Einschalten des Andrehmotors bei laufender Brennkraftmaschine verhindert.10 with a battery is referred to, the positive terminal of a travel switch 11 and a charge indicator light 12 can be connected to a three-phase generator 13 with voltage regulator 13 '. The switching device for an electric starting motor 14 of an internal combustion engine (not shown) has an arbitrarily actuatable one On-switch 15 for a magnetic switch 16 connecting the starting motor to the battery, as well as a blocking contactor 17, which prevents the starting motor from being switched on while the internal combustion engine is running.

Der Magnetschalter 16 hat eine Erregerwicklung 18, sowie einen beweglichen Kontakt 19, der mit einem feststehenden, an den einen Pol des Andrehmotors angeschlossenen Gegenkontakt 20 zusammenwirkt. Der andere Pol des Andrehmotors liegt an Masse.The magnetic switch 16 has an excitation winding 18, and a movable contact 19, which with a stationary mating contact 20 connected to one pole of the starting motor cooperates. Of the the other pole of the cranking motor is connected to ground.

Das Sperrschütz 17 hat ein Öffnerrelais 21, ein Wechslerrelais 22 und ein Schließerrelais 23. Das Öffnerrelais 21 hat eine Erregerwicklung 24 und einen beweglichen Schaltkontakt 25, der mit einem feststehenden Gegenkontakt 26 zusammenwirkt. Das Wechslerrelais 22 hat eine Erregerwicklung 27 und einen beweglichen Schaltkontakt 28, der in seiner gezeichneten Ruhelage einen Gegenkontakt 29 und in seiner Arbeitslage einen Gegenkontakt 30 berührt. Das Schließerrelais 23 hat eine Erregerwicklung 31 und einen Schaltkontakt 32, dem ein Gegenkontakt 33 zugeordnet ist. Das Sperrschütz 17 hat außerdem fünf Anschlüsse 34,35,36, 37 und 38, sowie einen Kondensator 39.The blocking contactor 17 has a break relay 21, a changeover relay 22 and a make relay 23. The break relay 21 has an excitation winding 24 and a movable switching contact 25, which is connected to a stationary Counter contact 26 cooperates. The changeover relay 22 has an excitation winding 27 and a movable one Switching contact 28, which in its drawn rest position has a counter contact 29 and in its working position a mating contact 30 touches. The normally open relay 23 has an excitation winding 31 and a switching contact 32, to which a mating contact 33 is assigned. The blocking contactor 17 also has five connections 34,35,36, 37 and 38, and a capacitor 39.

Der bewegliche Kontakt 25 des Öffnerrelais 21 ist an den Anschluß 35 angeschlossen, während der Gegenkontakt 26 einerseits mit dem beweglichen Kontakt 28 des Wechslerrelais 22 und andererseits über eine Leitung 40 mit dem einen Ende der Wicklung 31 des Schließerrelais 23 verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 31 ist über eine sich verzweigende Leitung 41 einerseits an den Anschluß 34 und andererseits an den einen Pol des Kondensators 39 angeschlossen, dessen anderer Pol über eine sich ebenfalls verzweigende Leitung 42 an den beweglichen Kontakt 32 des Schließerrelais 23, sowie an das eine Ende der Wicklung 24 des Öffnerrelais 21 angeschlossen ist. Das andere Ende der Wicklung 24 ist zusammen mit dem Gegenkontakt 29 des Wechslerrelais 22 mit dem Anschluß 38 verbunden.The movable contact 25 of the break relay 21 is connected to the connection 35, while the mating contact 26 on the one hand with the movable contact 28 of the changeover relay 22 and on the other hand via a line 40 is connected to one end of the winding 31 of the normally open relay 23. The other end of the Winding 31 is via a branching line 41 on the one hand to the terminal 34 and on the other hand to the one pole of the capacitor 39 is connected, the other pole of which via a line that also branches off 42 to the movable contact 32 of the normally open relay 23, as well as to one end of the winding 24 of the NC relay 21 is connected. The other end of the winding 24 is together with the mating contact 29 of the changeover relay 22 is connected to the terminal 38.

Vom Pluspol der Batterie 10, deren Minuspol an Masse liegt, führt eine sich verzweigende Leitung 43 zum Stromerzeuger 13, zum beweglichen Kontakt 19 des Magnetschalters 16, sowie über den FahrtschalterA branching line 43 leads from the positive pole of the battery 10, the negative pole of which is connected to ground to the power generator 13, to the movable contact 19 of the magnetic switch 16, and via the travel switch

11 einerseits über den Einschalter 15 zum Anschluß 35 und andererseits über die Ladeanzeigeleuchte 12 zum Stromerzeuger. Die Ladeanzeigeleuchte 12 ist einerseits an den Anschluß 36 und andererseits an den Anschluß 37 des Sperrschützes 17 angeschlossen. Vom Anschluß 38 dieses Schützes führt eine Leitung 44 zum einen Ende der Erregerwicklung 18 des Magnetschalters 16. Das andere Ende der Erregerwicklung 18 liegt an Masse. Der Kontakt 30 des Wechslerreiais 22 und der Kontakt 33 des Schließerrelais 23 sind durch eine Leitung 45 miteinander verbunden.11 on the one hand via the on / off switch 15 to connection 35 and on the other hand via the charge indicator light 12 to the power generator. The charge indicator light 12 is on the one hand connected to the connection 36 and on the other hand to the connection 37 of the blocking contactor 17. From the Terminal 38 of this contactor leads a line 44 to one end of the field winding 18 of the magnetic switch 16. The other end of the field winding 18 is connected to ground. The contact 30 of the changeover relay 22 and the contact 33 of the normally open relay 23 are connected to one another by a line 45.

Die Schalteinrichtung wirkt folgendermaßen: Bei Stillstand der Brennkraftmaschine befinden sich die Schaltglieder und Kontakte der Einrichtung in den gezeichneten Stellungen. Um den Andrehmotor 14 in Gang zu setzen, wird bei geschlossenem Fahrtschalter 11 der Einschalter 15 betätigt. Es fließt dann Strom vom Pluspol der Batterie 10 über Leitung 43, Fahrtschalter 11, Einschalter 15, Anschluß 35, Kontakte 25, 26 des Öffnerrelais 21 über Kontakte 28, 29 des Wechs- ao lerrelais 22, Anschluß 38, Leitung 44 und Erregerwicklung 18 des Magnetschalters 16 zur Masse. Der Magnetschalter 16 spricht an, sein Kontakt 19 schließt den Andrehmotor an die Batterie 10 an. Die Brennkraftmaschine wird vom anlaufenden Andrehmotor angedreht.The switching device works as follows: When the internal combustion engine is at a standstill, the Switching elements and contacts of the device in the positions shown. To turn the 14 in To set gear, the on switch 15 is actuated when the travel switch 11 is closed. Electricity then flows from the positive pole of the battery 10 via line 43, travel switch 11, on switch 15, connection 35, contacts 25, 26 of the NC relay 21 via contacts 28, 29 of the changeover relay 22, connection 38, line 44 and excitation winding 18 of the magnetic switch 16 to ground. The magnetic switch 16 responds, its contact 19 closes the Starting motor to the battery 10. The internal combustion engine is turned on by the starting motor.

Außerdem fließt Strom über Leitung 40, durch die Wicklung 31 des Schließerrelais 23, Leitung 41 und Anschluß 34 zur Masse. Der Kontakt 32 des Schließerrelais 23 wird aus seiner gezeichneten Ruhelage in seine Arbeitslage gezogen, in der er seinen Gegenkontakt 33 berührt. Der Kondensator 39, dessen Pluspol über die Kontakte 32, 33 des Schließerrelais 23, Anschluß 37, Leitung 43 und Fahrtschalter 11 mit dem Pluspol der Batterie 10 verbunden ist, wird aufgeladen.In addition, current flows via line 40, through the winding 31 of the normally open relay 23, line 41 and connection 34 to the crowd. The contact 32 of the normally open relay 23 is moved from its drawn rest position to its Working position drawn in which he touches his mating contact 33. The capacitor 39, whose positive pole on the Contacts 32, 33 of the normally open relay 23, connection 37, line 43 and travel switch 11 to the positive pole Battery 10 is connected, is charging.

Der Schaltkontakt 25 des Öffnerrelais 21 bleibt in seiner gezeichneten Ruhelage, da die Erregerwicklung 24 einerseits über den Schaltkontakt 32 des Schließerrelais 23 und andererseits über das Wechslerrelais 22, das Öffnerrelais 21, Einschalter 15 und Fahrtschalter 11 am Pluspol der Batterie 10 liegt.The switching contact 25 of the break relay 21 remains in its drawn rest position because the excitation winding 24 on the one hand via the switching contact 32 of the normally open relay 23 and on the other hand via the changeover relay 22, the normally closed relay 21, on-switch 15 and travel switch 11 are connected to the positive terminal of the battery 10.

De; von der laufenden Brennkraftmaschine angetriebene Stromerzeuger 13 erzeugt eine Spannung, die über den Anschluß 36 des Sperrschützes 17 an die Wicklung 27 des Wechslerrelais 22 gelangt. Es fließt daher durch die Wicklungen 27 und Anschluß 34 so lange Strom zur Masse, wie der Stromerzeuger Spannung erzeugt. Das Schließerrelais 23 bleibt geschlossen, während das Wechslerrelais 22 anspricht, d. h. sein Kontakt 28 wird aus seiner gezeichneten Ruhelage in seine Arbeitslage gezogen, in der er seinen Gegenkontakt 30 berührt. Folglich wird der Stromkreis der Erregerwicklung 18 des Magnetschalters 16 unterbrochen, der Kontakt 19 aus seiner Arbeitslage in seine gezeichnete Ruhelage gezogen und der Andrehmotor 14 von der Batterie 10 abgeschaltet. Das Öffnerrelais 21 spricht ebenfalls an, d.h. sein Kontakt 25 wird aus seiner gezeichneten Ruhelage in seine Arbeitslage gezogen, in der er sich im Abstand vom Gegenkontakt 26 befindet. Es fließt nunmehr zwar auch Strom über Anschluß 37, Kontakt 32 des Schließerrelais 23, Wicklung 24 des Öffnerrelais 21, Anschluß 38, Leitung 44, durch die Erregerwicklung 18 des Magnetschalters 16. Die beiden Wicklungen 24 und 18 sind jedoch so bemessen, daß zwar das Öffnerrelais 21 anspricht, nicht dagegen der Magnetschalter 16. Solange die Brennkraftmaschine läuft und der Stromerzeuger 13 eine ausreichende Spannung erzeugt, bleibt der Kontakt 32 des Schließerrelais 23 geschlossen, der Kontakt 25 des Öffnerrelais 21 offen und der Kontakt 28 des Wechslerrelais 22 in seiner Arbeitslage. Der Magnetschalter 16 kann daher nicht voll erregt und demzufolge auch der Andrehmotor 14 nicht eingeschaltet werden.De; driven by the running internal combustion engine Power generator 13 generates a voltage via the terminal 36 of the blocking contactor 17 to the Winding 27 of the changeover relay 22 arrives. It therefore flows through the windings 27 and terminal 34 so long current to ground as the generator generates voltage. The normally open relay 23 remains closed, while the changeover relay 22 responds, d. H. its contact 28 is drawn from its resting position in his working position drawn, in which he touches his mating contact 30. Consequently, the circuit becomes the excitation winding 18 of the magnetic switch 16 interrupted, the contact 19 from its working position into its Drawn rest position drawn and the starting motor 14 switched off from the battery 10. The normally closed relay 21 also responds, i.e. its contact 25 is pulled from its drawn rest position into its working position, in which it is located at a distance from the mating contact 26. It is true that current also flows via the connection 37, contact 32 of the normally open relay 23, winding 24 of the normally closed relay 21, connection 38, line 44, through the excitation winding 18 of the magnetic switch 16. However, the two windings 24 and 18 are dimensioned so that although the normally closed relay 21 responds, not on the other hand the magnetic switch 16. As long as the internal combustion engine runs and the generator 13 generates sufficient voltage, the contact 32 of the normally open relay remains 23 closed, contact 25 of NC relay 21 open and contact 28 of changeover relay 22 in his work situation. The magnetic switch 16 can therefore not be fully energized, and consequently also the starting motor 14 cannot be switched on.

Wenn die Brennkraftmaschine durch Abstellen oder aus anderen Gründen ausläuft, soll das Einschalten des Andrehmotors erst wieder möglich sein, nachdem die Maschine zum Stillstand gekommen ist. Die Auslaufzeit einer Brennkraftmaschine kann erfahrungsgemäß einige Sekunden betragen. Während dieser Zeit darf die Erregerwicklung 18 des Magnetschalters 16 nicht voll erregt werden. Dafür sorgt das Öffnerrelais 21 in Verbindung mit dem Kondensator 39. Wenn zum Abstellen der Brennkraftmaschine der Fahrtschalter 11 geöffnet wird, so geht, auch wenn der Einschalter 15 noch geschlossen sein sollte, der Kontakt 28 des Relais 22 in seine gezeichnete Ruhelage zurück, da an der Wicklung 27 vom Stromerzeuger 13 aus keine ausreichende Spannung mehr liegt. Die Erregerwicklung 31 des Schließerelais 23 wird dadurch von der Batterie 10 abgeschaltet, sein Schaltkontakt 32 geht in die gezeichnete Ruhelage zurück. Gleichzeitig entlädt sich der Kondensator 39 über die Wicklung 24 des Öffnerrelais 21 und die Wicklung 18 des Magnetschalters 16. Der Schaltkontakt 25 des Öffnerrelais 21 bleibt daher in seiner Arbeitslage.If the internal combustion engine runs down due to being switched off or for other reasons, the switching on of the Starting motor will only be possible again after the machine has come to a standstill. The expiry time an internal combustion engine can, experience has shown, be a few seconds. During this time, the Excitation winding 18 of magnetic switch 16 is not fully excited. This is ensured by the NC relay 21 in connection with the capacitor 39. When the travel switch 11 is opened to switch off the internal combustion engine If the on switch 15 should still be closed, the contact 28 of the relay 22 goes into its drawn rest position back, since there is insufficient on the winding 27 from the power generator 13 Tension lies more. The excitation winding 31 of the normally open relay 23 is thereby switched off by the battery 10, its switch contact 32 goes back to the rest position shown. At the same time the capacitor discharges 39 via the winding 24 of the break relay 21 and the winding 18 of the magnetic switch 16. The Switching contact 25 of the break relay 21 therefore remains in its working position.

Der Kondensator ist so bemessen, daß sein Entladestrom den Kontakt 25 über die Höchstdauer der Auslaufzeit der Brennkraftmaschine offenhält, wodurch ein Einschalten des Andrehmotors 14 vor dem Stillstand der Brennkraftmaschine unmöglich gemacht wird.The capacitor is dimensioned so that its discharge current the contact 25 over the maximum duration of the run-down time the internal combustion engine keeps open, whereby the starting motor 14 is switched on before it comes to a standstill the internal combustion engine is made impossible.

Wenn die Brennkraftmaschine beim Betätigen des Einschalters 15 nicht anspringt, so spricht lediglich das Schließerrelais 23 an, d. h. sein Kontakt 32 geht in seine Arbeitslage, während die Kontakte 25 und 28 der beiden Relais 21 und 22 in ihrer gezeichneten Ruhelage bleiben. Sobald der Einschalter 15 wieder geöffnet wird, fällt das Schließerrelais 23 ab, d. h. sein Kontakt 32 geht in seine gezeichnete Ruhelage zurück. Der Kondensator 39 entlädt sich über die Wicklung 24 des Öffnerrelais 21, dessen Kontakt 25 in seine Arbeitslage gezogen wird, in der er sich im Abstand vom Gegenkontakt 26 befindet. Dadurch ist, wie bereits beschrieben, ein Einschalten des Andrehmotors 14 erst nach einer bestimmten Entladezeit des Kondensators möglich. If the internal combustion engine does not start when the switch 15 is actuated, that is all that speaks Normally open relay 23 on, d. H. its contact 32 goes into its working position, while the contacts 25 and 28 of the two Relays 21 and 22 remain in their drawn rest position. As soon as the power switch 15 is opened again is, the normally open relay 23 drops out, d. H. its contact 32 goes back to its drawn rest position. Of the Capacitor 39 discharges through the winding 24 of the break relay 21, the contact 25 of which is in its working position is drawn, in which it is located at a distance from the mating contact 26. As a result, as already described, turning on the cranking motor 14 is only possible after a certain discharge time of the capacitor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Switching device for electric starting motors of internal combustion engines with an arbitrarily actuatable On-switch for the starting motor that can be connected to a battery via a magnetic switch, a power generator that is coupled to the internal combustion engine and charges the battery, as well as with a blocking contactor with three electromagnetic relays, the response of the magnetic switch prevents or causes its fall as soon as and as long as the power generator at internal combustion engine rotating under its own power emits sufficient voltage, thereby characterized in that the blocking contactor (17) has a break relay (21), a changeover relay (22) and a Normally open relay (23) each with only one winding (24, 27, 31), the winding (31) of the the normally open relay controlling the normally open relay (23) on the one hand in the rest position of the magnetic switch (16) controlling NC relay (21) by the on-switch (15) and on the other hand in the working position of the NC relay through the changeover relay (22) controlled by the voltage of the power generator (13) to the battery (10) can be connected.