DE19704653A1 - Anlasser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser zum An­ lassen einer Brennkraftmaschine.

Bisher war zum Verhindern einer Erwärmung eines stromfüh­ renden Abschnitts auf eine sehr hohe Temperatur und damit des thermischen Herbeiführens eines Zusammenbruchs der Isolation, in der JP,U,4-64972 offenbart, das Anordnen eines thermisch sensiblen Abschnitts in einer Stromversorgungsschaltung in ei­ nem Anlasser bekannt.

Bei der vorstehend aufgeführten verwandten Technik dient eine Schleifanschlußlitze als Bestandteil der Stromversorgungs­ schaltung in dem Anlasser auch als Sicherung, die thermisch ge­ schmolzen wird.

Bei diesem Aufbau wird, wenn die Stromversorgungsschal­ tung aufgrund einer durchgehenden Erregung auf eine sehr hohe Temperatur erwärmt wird, die Schleifanschlußlitze geschmolzen, um zu verhindern, daß die Stromversorgungsschaltung eine über­ mäßig hohe Temperatur erreicht. Es kann jedoch nicht behauptet werden, daß in jeder Hinsicht zufriedenstellende Ergebnisse er­ zielt werden.

Insbesondere ist bei der vorstehend ausgeführten verwand­ ten Technik die Schleifanschlußlitze auf der Plusseite mit ei­ ner Isolationsbürste zum Abdichten des Inneren eines Motors nach außen und zur Gewährleistung einer Isolation gegen Er­ dungsteile wie eine Klammer und einen Bügel ausgestattet.

Vom funktionellen Standpunkt ist die Isolationsbürste normalerweise aus einem brennbaren Material wie Kautschuk ge­ fertigt. Dies bedeutet, daß sich die Isolationsbürste, wenn die Anschlußlitze schmilzt, aufgrund der Schmelzwärme selbst ver­ schlechtert und möglicherweise einem Zusammenbruch der Isola­ tion unterliegt.

Wenn die Anschlußlitze (Sicherung) beispielsweise aus Kupfer und die Isolationsbürste aus Kautschuk bestehen, beträgt die Schmelztemperatur von Kupfer 1000°C, und die Karbonisa­ tionstemperatur von Kautschuk liegt in etwa im Bereich von 200°C bis 300°C. Bei dieser Kombination von Materialien besteht die Möglichkeit, daß sich, selbst wenn ein anomaler Betrieb, d. h. eine durchgehende Erregung, durch das Schmelzen der An­ schlußlitze beendet wird, die Isolationsbürste aufgrund der beim Schmelzen erzeugten Schmelzwärme verschlechtert.

Bei der Anschlußlitze auf der Minusseite ist keine Isola­ tionsbürste vorgesehen, es besteht jedoch ebenso die Möglich­ keit, daß umgebende elektrische Isolatoren aufgrund der im Mo­ tor notwendigerweise erzeugten Schmelzwärme verschlechtert wer­ den. Daher ist die Anschlußlitze auf der Minusseite ebenfalls nicht völlig zufriedenstellend.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Anlasser zu schaffen, der das Auftreten eines thermischen Isolationszu­ sammenbruchs in einem Motor oder einem elektromagnetischen Schalter selbst dann verhindern kann, wenn eine Stromversor­ gungsschaltung in einen anomalen Betriebszustand, d. h. eine durchgehende Erregung, gebracht wird.

Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, sind erfin­ dungsgemäß in einem Anlasser mit einem Gleichstrommotor mit ei­ nem Rotor mit einer über einen Ankerkern gewickelten Ankerwick­ lung und einem elektrisch mit der Ankerwicklung verbundenen Kollektor eine erste Schleifbürste auf der Plusseite zur Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Kollektor und eine zweite Schleifbürste auf der Minusseite sowie ein elektromagnetischer Schalter mit einem elektrisch mit einer externen Stromversor­ gung verbundenen ersten Anschluß und einem elektrisch mit der ersten Schleifbürste verbundenen zweiten Anschluß und ein be­ weglicher Kontaktpunkt zum Verbinden und Trennen des ersten An­ schlusses und des zweiten Anschlusses vorgesehen, wobei an ei­ ner Position außerhalb sowohl des Motors als auch des elektro­ magnetischen Schalters ein bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur schmelzender elektrischer Stromunterbrechungsmecha­ nismus zum Unterbrechen der Zufuhr von elektrischem Strom in einem leitenden Strompfad vorgesehen ist, der ein Ende eines Leitungsdrahts, der sich von der ersten Schleifbürste er­ streckt, mit dem zweiten Anschluß verbindet.

Wenn beim Anlassen eines Verbrennungsmotors beispielswei­ se ein Schlüsselschalter eingeschaltet wird, wird der bewegli­ che Kontaktpunkt geschlossen, der den ersten Anschluß des elek­ tromagnetischen Schalters zur elektrischen Verbindung mit einer externen Stromversorgung und den elektrisch mit der ersten Schleifbürste des Gleichstrommotors verbundenen zweiten An­ schluß verbindet und trennt, um die beiden Anschlüsse miteinan­ der zu verbinden, worauf elektrischer Strom durch eine elektri­ sche Schaltung fließt, die die externe Stromversorgung, den er­ sten Anschluß, den beweglichen Kontaktpunkt, den zweiten An­ schluß, die erste Schleifbürste, den Kollektor, die Ankerwick­ lung und die zweite Schleifbürste umfaßt. Anders ausgedrückt fließt von der externen Stromversorgung in den Anlasser einge­ leiteter elektrischer Strom durch den Weg erster Anschluß des elektromagnetischen Schalters → beweglicher Kontaktpunkt → zweiter Anschluß → erste Schleifbürste des Gleichstrommotors → Segment, das die erste Schleifbürste des Kollektors kontak­ tiert → Ankerwicklung → Segment, das die zweite Schleifbürste des Kollektors kontaktiert → zweite Schleifbürste. Ferner fließt der elektrische Strom beispielsweise durch eine elek­ trisch mit der zweiten Schleifbürste verbundene Platte und an­ schließend eine Endklammer wieder in die externe Stromversor­ gung. Dadurch werden der Rotor und die Drehwelle des Gleich­ strommotors gedreht. Nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors wird der Schlüsselschalter in einen ausgeschalteten Zustand zu­ rückversetzt, worauf der bewegliche Kontaktpunkt geöffnet und die Zufuhr von elektrischem Strom unterbrochen werden, um die Drehung des Gleichstrommotors zu beenden.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der bei der vorgegebe­ nen Temperatur schmelzende elektrische Stromunterbrechungsme­ chanismus zwischen der ersten Schleifbürste und dem zweiten An­ schluß in dem Stromkreis vorgesehen. Dann entwickelt bei dem vorstehend beschriebenen normalen Anlasserbetrieb zum Anlassen des Verbrennungsmotors der elektrische Stromunterbrechungsme­ chanismus seine Funktion nicht, da der Anlasserbetrieb eine kurze Zeit von maximal einigen Sekunden bis zu zehn Sekunden und etwas darüber dauert. Durch ordnungsgemäßes Einstellen der vorgegebenen Temperatur, bei der der elektrische Stromunterbre­ chungsmechanismus schmilzt, ist es jedoch möglich, eine Erwär­ mung des elektrischen Stromunterbrechungsmechanismus auf eine hohe Temperatur und sein Schmelzen in einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne herbeizuführen, um den elektrischen Strom beispielsweise im Falle eines aufgrund einer Fehlfunktion, wie einer Verschmelzungshaftung des beweglichen Kontaktpunkts an dem ersten oder zweiten Anschluß oder einer Verschmelzungshaf­ tung eines Kontaktpunktmechanismus außerhalb des Anlassers, verursachten durchgehenden Betriebszustands oder eines bei ei­ ner Blockierung des Rotors verursachten Überstromzufuhrzustands zu unterbrechen. Daher kann der Stromkreis leicht und sicher unterbrochen werden, ohne brennbare Materialien, wie häufig in dem Gleichstrommotor und dem elektromagnetischen Schalter ver­ wendete elektrische Isolatoren, zu beeinträchtigen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Anlasser ist der elek­ trische Stromunterbrechungsmechanismus vorzugsweise eine Siche­ rung mit einem minimalen Stromwegquerschnittsbereich, der klei­ ner als die Stromwegquerschnittsbereiche anderer elektrischer Leiter einschließlich der Leitungsdrähte ist.

Wenn bei dieser Eigenschaft sämtliche Teile der elektri­ schen Schaltung aus dem gleichen Material gefertigt sind, ist sichergestellt, daß der elektrische Stromunterbrechungsmecha­ nismus mit einem minimalen Stromwegquerschnittsbereich am frü­ hesten schmilzt. Es ist daher möglich, den elektrischen Strom sicher zu unterbrechen, bevor weitere brennbare Materialien im elektrischen Strom erwärmt werden und thermisch ein Zusammen­ bruch der Isolation herbeigeführt wird.

Ebenso umfaßt der vorstehend beschriebene Anlasser ferner einen auf dem elektromagnetischen Schalter montierten und elek­ trisch mit dem zweiten Anschluß verbundenen Kontaktanschluß und einen auf dem Gleichstrommotor montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste verbundenen Relaisanschluß, und der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus ist zwischen dem Kontaktanschluß und dem Relaisanschluß vorgesehen.

Durch Anordnen des elektrischen Stromunterbrechungsmecha­ nismus zwischen dem Kontaktanschluß an einem Auslaß des elek­ tromagnetischen Schalters und dem Relaisanschluß an einem Aus­ laß des Gleichstrommotors kann der elektrische Stromunterbre­ chungsmechanismus sicher außerhalb sowohl des Gleichstrommotors als auch des elektromagnetischen Schalters angeordnet werden.

Überdies umfaßt der vorstehend beschriebene Anlasser fer­ ner einen auf dem elektromagnetischen Schalter montierten und elektrisch mit dem zweiten Anschluß verbundenen Kontaktanschluß und einen auf dem Gleichstrommotor montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste verbundenen Relaisanschluß, und der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus ist mit dem Kon­ taktanschluß als einstückiger, einheitlicher Körper ausgebil­ det.

Zudem umfaßt der vorstehen beschriebene Anlasser ferner einen auf dem elektromagnetischen Schalter montierten und elek­ trisch mit dem zweiten Anschluß verbundenen Kontaktanschluß und einen auf dem Gleichstrommotor montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste verbundenen Relaisanschluß, und der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus ist mit dem Relais­ anschluß als einstückiger, einheitlicher Körper ausgebildet.

Die folgenden schematischen Zeichnungen zeigen Ausfüh­ rungsformen der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die den gesamten Aufbau eines Anlassers gemäß einer ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die den Aufbau des Hauptteils eines Anlassers gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht aus der Sicht der Rich­ tung des Pfeils A in Fig. 2; und

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht, die den Aufbau des Hauptteils eines Anlassers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be­ schrieben.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die den gesamten Aufbau eines Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Gemäß Fig. 1 ist ein Anlasser 100 der sogenannte Zwei-Achsen-Anlasser, der einen Gleichstrommotor 1, eine Ausgangswelle 71 zur Übertragung einer Drehkraft von dem Gleichstrommotor 1 auf ein Hohlrad 70 eines Verbrennungsmotors, eine verschiebbar über der Ausgangswelle 71 befestigte Überholkupplung 72, die die von der Ausgangswelle 71 übertragene Drehkraft aufnimmt, einen elektromagnetischen Schalter 7 mit einem (nicht dargestellten) Elektromagneten und einer bei Erregung des Elektromagneten durch magnetische Anziehung angetriebenen Druckstange 73 und einen an einem Ende mit der Druckstange 73 und am anderen Ende mit der Überholkupplung 72 gekoppelten Schiebehebel 74 umfaßt.

Der Gleichstrommotor 1 umfaßt einen Rotor 5 mit einer um einen Ankerkern gewickelten (nicht dargestellten) Ankerwicklung und einem elektrisch mit der Ankerwicklung verbundenen Kollek­ tor 15, eine aus Metall gefertigte Endklammer 11, eine aus Me­ tall gefertigte, an einer inneren Bodenfläche der Endklammer 11 befestigte Platte 2, eine direkt auf der Platte 2 befestigte Minusschleifbürstenhalterung 13, eine verschiebbar auf der Mi­ nusschleifbürstenhalterung 13 gehaltene Minusschleifbürste 3, die mit dem Kollektor 15 in Kontakt gelangt, eine über eine da­ zwischen angeordnete Isolationsplatte 24 auf der Platte 2 befe­ stigte Plusschleifbürstenhalterung 14, eine verschiebbar auf der Plusschleifbürstenhalterung 14 gehaltene Plusschleifbürste 4, die mit dem Kollektor 15 in Kontakt gelangt, und einen elek­ trisch mit der Plusschleifbürste 4 verbundenen Relaisanschluß 6.

Die Minus- und die Plusschleifbürste 3, 4 werden durch (nicht dargestellte) Druckfedern elastisch gegen den Kollektor 15 gedrückt, damit sie mit jeweiligen schleifbürstenseitigen Segmenten des Kollektors 15 in Kontakt gelangen. Ferner sind die Minusschleifbürste 3 über einen Leitungsdraht 23 direkt mit der Platte 2 und die Plusschleifbürste 4 über einen Leitungs­ draht 34 mit einem Ende des in dem Gleichstrommotor 1 angeord­ neten Relaisanschlusses 6 verbunden. Der Relaisanschluß 6 wird durch eine aus einem elastischen Material gefertigte Isola­ tionsbürste 16 gehalten und ist mit dem aus dem Gleichstrommo­ tor 1 ragenden anderen Ende des Ralaisanschlusses 6 über die Isolationsbürste 16 an der Endklammer 11 befestigt.

Der elektromagnetische Schalter 7 umfaßt einen elektrisch mit dem Plusanschluß einer externen Stromversorgung (Batterie) verbundenen B-Anschluß 17, einen elektrisch mit der Plus­ schleifbürste 4 des Gleichstrommotors 1 verbundenen M-Anschluß 27, einen zur wahlweisen Verbindung und Trennung des B-Anschlusses 17 und des M-Anschlusses 27 geeigneten beweglichen Kontaktpunkt 37, einen über eine Mutter 67 an dem M-Anschluß 27 befestigten und elektrisch mit dem M-Anschluß 27 verbundenen Kontaktanschluß 9, ein Isolationsteil 47 zur elektrischen Iso­ lation sowohl des B-Anschlusses 17 als auch des M-Anschlusses 27 von angrenzenden Teilen und ein Isolationsteil 57 zur elek­ trischen Isolation des beweglichen Kontaktpunkts 37 von den an­ grenzenden Teilen. Der bewegliche Kontaktpunkt 37 wird zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die Druckstange 73 durch magnetische Anziehung bewegt wird, von dem in den elektromagnetischen Schalter 7 eingebauten Elektromagneten bewegt.

Zwischen dem Relaisanschluß 6 des Gleichstrommotors 1 und dem Kontaktanschluß 9 des elektromagnetischen Schalters 7 ist eine Sicherung 8 vorgesehen, die geschmolzen wird, um beim Er­ reichen einer vorgegebenen Temperatur den elektrischen Strom zu unterbrechen. Da die Dichtung 8 über den Relaisanschluß 6 elek­ trisch mit der Plusschleifbürste 4 und über den Kontaktanschluß 9 mit dem M-Anschluß 27 verbunden ist, ist sie insbesondere si­ cher außerhalb sowohl des Gleichstrommotors 1 als auch des elektromagnetischen Schalters 7 angeordnet, so daß die Dichtung 8 ihre Unterbrechungsfunktion entwickeln kann, ohne Mechanis­ men, Instrumente und Elemente im Inneren des Gleichstrommotors 1 und des elektromagnetischen Schalters 7 zu beeinträchtigen.

Die Funktionsweise und die Vorteile des Anlassers 100 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden im folgenden be­ schrieben.

Wenn beim Anlassen des Verbrennungsmotors beispielsweise ein nicht dargestellter Schlüsselschalter eingeschaltet und der Elektromagnet erregt wird, wird der den B-Anschluß 17 des elek­ trisch mit der externen Stromversorgung verbundenen elektroma­ gnetischen Schalters 7 und den elektrisch mit der Plusschleif­ bürste 4 des Gleichstrommotors 1 verbundenen M-Anschluß 27 ver­ bindende und trennende bewegliche Kontaktpunkt 37 geschlossen, um die beiden Anschlüsse 17 und 27 miteinander zu verbinden, worauf elektrischer Strom durch eine elektrische Schaltung fließt, die die externe Stromversorgung, den B-Anschluß 17, den beweglichen Kontaktpunkt 37, den M-Anschluß 27, die Plus­ schleifbürste 4, den Kollektor 15, die Ankerwicklung und die Minusschleifbürste 3 umfaßt. Anders ausgedrückt fließt von der externen Stromversorgung an den Anlasser 100 angelegter elek­ trischer Strom über den Weg B-Anschluß 17 des elektromagneti­ schen Schalters 7 → beweglicher Kontaktpunkt 37 → M-Anschluß 27 → Kontaktanschluß 9 → Sicherung 8 → Relaisanschluß 6 des Gleichstrommotors 1 → Leitungsdraht 34 → Plusschleifbürste 4 → die Plusschleifbürste 4 des Kollektors 15 enthaltendes Seg­ ment → Ankerwicklung → die Minusschleifbürste 3 des Kollek­ tors 15 enthaltendes Segment → Minusschleifbürste 3 → Lei­ tungsdraht 23 → Platte 2 → Endklammer 11 → externe Stromver­ sorgung. Dadurch werden der Rotor 5 und die Drehwelle des Gleichstrommotors 1 gedreht. Nach dem Anlassen des Motors wird der Schlüsselschalter in einen ausgeschalteten Zustand zurück­ geführt, worauf die Anziehungskraft des Elektromagneten ent­ fernt wird, der bewegliche Kontaktpunkt 37 wird geöffnet, und die Zufuhr von elektrischem Strom wird unterbrochen, um die Drehung des Gleichstrommotors 1 zu beenden.

Bei dem Anlasser 100 gemäß dieser Ausführungsform ist die bei der vorgegebenen Temperatur schmelzende Sicherung 8 zwi­ schen dem Relaisanschluß 6 und dem Kontaktanschluß 9 vorgese­ hen. Dann entwickelt bei dem vorstehend beschriebenen Anlaßvor­ gang zum normalen Anlassen des Motors die Sicherung ihre Unter­ brechungsfunktion nicht, da der Anlaßvorgang eine kurze Zeit­ spanne von maximal einigen Sekunden bis zu zehn Sekunden und etwas darüber dauert. Durch eine ordnungsgemäße Einstellung der vorgegebenen Temperatur, bei der die Sicherung 8 schmilzt, ist es jedoch möglich, eine Erwärmung der Sicherung 8 auf eine hohe Temperatur und ein Schmelzen derselben in einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne herbeizuführen, um den elektrischen Strom zu unterbrechen. Anders ausgedrückt kann beispielsweise im Falle eines aufgrund einer Fehlfunktion, wie einer Verschmelzungshaf­ tung des beweglichen Kontaktpunkts 37 an dem B-Anschluß 17 und dem M-Anschluß 27 oder einer Verschmelzungshaftung eines Kon­ taktpunktmechanismus außerhalb des Anlassers 100, verursachten durchgehenden Betriebszustands oder eines durch eine Blockie­ rung des Rotors 5 verursachten Überstromzufuhrzustands ein Zu­ sammenbruch der Isolation verschiedener in dem Gleichstrommotor 1 und dem elektromagnetischen Schalter 7 häufig verwendeter elektrischer Isolatoren (beispielsweise der Isolationsplatte 24, der Isolationsbürste 16 und der Isolationsteile 47, 57), brennbarer elektrischer Leiter, etc. verhindert werden. Dement­ sprechend können die Peripherieteile und der Verbrennungsmotor selbst ebenfalls vor einem Zusammenbruch der Isolation ge­ schützt werden.

Anders ausgedrückt besteht nicht die Notwendigkeit einer über das Normale hinausgehenden Berücksichtigung der Wärmebe­ ständigkeit der peripheren Mechanismen und Instrumente. Es be­ steht ebenso nicht die Gefahr einer Steigerung der Kosten des Anlassers, die unvermeidlich wären, wenn ein feuerfestes Mate­ rial für die elektrischen Isolatoren verwendet würde, oder ei­ ner Steigerung der Größe und des Gewichts des Anlassers 100, die unvermeidlich wären, wenn der Anlasser derart beschaffen wäre, daß er für eine lang andauernde Nennleistung geeignet wä­ re.

Obwohl der M-Anschluß 27 des elektromagnetischen Schal­ ters 7 und die Sicherung 8 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform über den Kontaktanschluß 9 miteinander verbun­ den sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Als Alter­ native können der M-Anschluß 27 und die Sicherung 8 direkt mit­ einander verbunden sein. Diese Modifikation kann auch ähnliche Vorteile wie die dargestellte Ausführungsform bieten.

Ferner ist, obwohl die Plusschleifbürste 4 des Gleich­ strommotors 1 und die Sicherung 8 bei der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsform über den Relaisanschluß 6 miteinander verbunden sind, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Als Al­ ternative können die Plusschleifbürste 4 und die Sicherung 8 direkt miteinander verbunden sein. Diese Modifikation kann auch ähnliche Vorteile wie die dargestellte Ausführungsform bieten.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind eine Sicherung und ein Kontaktan­ schluß derart ausgebildet, daß sie einen einstückigen Aufbau aufweisen. Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenan­ sicht, die den Aufbau des Hauptteils eines Anlassers 200 gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht aus der Sicht der Richtung des Pfeils A in Fig. 2. In diesen Zeichnungen sind Elemente, die mit denen in Fig. 1 über­ einstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet. Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein primärer Punkt, in dem sich der Anlasser 200 von dem Anlasser 100 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet, die Anord­ nung einer Sicherung. Insbesondere ist ein Sicherungsabschnitt 209A als einstückiger, einheitlicher Körper in einem Kontaktan­ schluß 209 des elektromagnetischen Schalters 7 vorgesehen, und der Kontaktanschluß 209 ist über einen Leitungsdraht 244 mit dem Relaisanschluß 6 verbunden.

Bei diesem Aufbau ist die Beziehung zwischen dem Lei­ tungsdraht 244 und dem Sicherungsabschnitt 209A des Kontaktan­ schlusses 209 wie folgt eingestellt. Obwohl sowohl der Lei­ tungsdraht 244 als auch der Kontaktanschluß 209 aus Kupfer ge­ fertigt sind, ist der Stromwegquerschnittsbereich des Leitungs­ drahts 244 derart eingestellt, daß die Stromdichte unter einer Last (von ca. einigen Sekunden bis zu zehn Sekunden und etwas darüber) beim normalen Anlassen des Anlassers ca. 27 A/mm² be­ trägt, wogegen der Stromwegquerschnittsbereich des Sicherungs­ abschnitts 209A derart eingestellt ist, daß die Stromdichte un­ ter der gleichen Last ca. 32 A/mm² beträgt. Anders ausgedrückt weist der Sicherungsabschnitt 209A einen kleiner eingestellten Stromwegquerschnittsbereich als der Leitungsdraht 244 auf, wo­ durch veranlaßt wird, daß sich elektrischer Strom in dem Be­ reich mit dem kleineren Querschnitt konzentriert. Ebenso ist unter dem Gesichtspunkt des Verhältnisses zu den anderen Ele­ menten der Sicherungsabschnitt 209A derart ausgebildet, daß er am schnellsten auf eine hohe Temperatur erwärmt wird und zuerst schmilzt, wenn fortgesetzt elektrischer Strom durch die vorste­ hend beschriebene, bei dem B-Anschluß 17 beginnende, die Plus­ schleifbürste 4, den Kollektor 15 und die Minusschleifbürste 3 durchlaufende und zu der Endklammer 11 führende Stromversor­ gungsschaltung fließt. Dementsprechend weist der Sicherungsab­ schnitt 209A einen minimalen Stromwegquerschnittsbereich auf, wenn die Elemente, die die Stromversorgungsschaltung bilden, alle aus dem gleichem Material, beispielsweise Kupfer, gefer­ tigt sind.

Der übrige Aufbau stimmt im wesentlichen mit dem der er­ sten Ausführungsform überein.

Die zweite Ausführungsform kann ebenso ähnliche Vorteile wie die erste Ausführungsform bieten, da der Sicherungsab­ schnitt 209A des Kontaktanschlusses 209 seine Unterbrechungs­ funktion entwickelt. Insbesondere schmilzt, wenn davon ausge­ gangen wird, daß der M-Anschluß 27 des elektromagnetischen Schalters 7 und der Relaisanschluß 6 des Gleichstrommotors 1 ausschließlich über den Leitungsdraht 244 miteinander verbunden sind, im Falle eines aufgrund einer Fehlfunktion, wie einer Verschmelzungshaftung des beweglichen Kontaktpunkts 37 an dem B-Anschluß 17 und dem M-Anschluß 27 oder einer Verschmelzungs­ haftung eines Kontaktpunktmechanismus außerhalb des Anlassers 200, verursachten durchgehenden Betriebszustands der Leitungs­ draht 244 bei der Stromdichte von ca. 27 A/mm² in ca. 150 Se­ kunden. Während dieser Zeitspanne steigt die Temperatur jedes Elements des Anlassers 200 fortgesetzt und erreicht unmittelbar vor dem Schmelzen des Leitungsdrahts 244 beispielsweise in der Nähe der Plusschleifbürste 4 ca. 500°C. Eine Temperatur in Höhe von 500°C bedeutet, daß es sehr schwierig ist, einen Zusammen­ bruch der Isolation bei brennbaren Materialien, wie verschiede­ nen elektrischen Isolatoren (beispielsweise der Isolationsplat­ te 24, der Isolationsbürste 16 und den Isolationsteilen 47, 57), brennbaren elektrischen Leitern, etc., vollständig zu ver­ hindern. Da jedoch der Anlasser 200 gemäß dieser Ausführungs­ form den Sicherungsabschnitt 209A enthält, schmilzt der Siche­ rungsabschnitt 209A in ca. 120 Sekunden, wobei die Stromdichte in dem vorstehend beschriebenen hypothetische Fall ca. 32 A/mm² erreicht, bevor die Temperatur der anderen Elemente 500°C er­ reicht. Dadurch kann der vorstehend beschriebene Zusammenbruch der Isolation vollständig verhindert werden.

Ebenso beträgt unter der Annahme, daß der M-Anschluß 27 und der Relaisanschluß 6 ausschließlich über den Leitungsdraht 244 miteinander verbunden sind und bei einer Blockierung des Rotors 5 ein Überstromzufuhrzustand auftritt, die Stromdichte des Leitungsdrahts 244 ca. 90 A/mm². Bei dem Anlasser 200 gemäß dieser Ausführungsform beträgt die Stromdichte des Sicherungs­ abschnitts 209A im Falle eines derartigen Überstromzufuhrzu­ stands jedoch ca. 110 A/mm². Daher schmilzt der Sicherungsab­ schnitt 209A in ca. 10 Sekunden stets zuerst, und dadurch kann, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein Zusammenbruch der Isolation vollständig verhindert werden.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Bei dieser Aus­ führungsform sind eine Sicherung und ein Relaisanschluß derart ausgebildet, daß sie einen einstückigen Aufbau aufweisen. In dieser Zeichnung sind Elemente, die mit denen gemäß Fig. 3 übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der zweiten Ausführungsform bezeichnet.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Aufbau des Hauptteils eines Anlassers gemäß dieser Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht Fig. 3 entspricht, die die zweite Ausfüh­ rungsform zeigt. Gemäß Fig. 4 ist ein primärer Punkt, in dem sich der Anlasser gemäß dieser Ausführungsform von dem Anlasser 200 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet, die Anord­ nung einer Sicherung. Insbesondere ist ein Sicherungsabschnitt 306A in einer Relaisschaltung 306 des Gleichstrommotors 1 mit dieser als einstückiger, einheitlicher Körper vorgesehen, und der Relaisanschluß 306 ist über einen Leitungsdraht 344 mit dem Kontaktanschluß 9 verbunden.

Bei diesem Aufbau ist die Beziehung zwischen dem Lei­ tungsdraht 344 und dem Sicherungsabschnitt 306A des Relaisan­ schlusses 306 ähnlich wie die vorstehend beschriebene, bei der zweiten Ausführungsform eingestellte Beziehung zwischen dem Leitungsdraht 244 und dem Sicherungsabschnitt 209A des Kon­ taktanschlusses 209 eingestellt. Obwohl sowohl der Leitungs­ draht 344 als auch der Relaisanschluß 306 aus Kupfer gefertigt sind, ist der Stromwegquerschnittsbereich des Leitungsdrahts 344 derart eingestellt, daß die Stromdichte unter einer Last (von etwa einigen Sekunden bis zu zehn Sekunden und etwas darüber) bei dem normalen Anlassen des Anlassers ca. 27 A/mm² beträgt, wogegen der Stromwegquerschnittsbereich des Siche­ rungsabschnitts 306A derart eingestellt ist, daß die Stromdich­ te unter der gleichen Last ca. 32 A/mm² beträgt. Anders ausge­ drückt weist der Sicherungsabschnitt 306A einen kleiner einge­ stellten Stromwegquerschnittsbereich als der Leitungsdraht 344 auf, wodurch eine Konzentration von elektrischem Strom in dem Bereich mit dem kleineren Querschnitt verursacht wird. Ebenso ist der Sicherungsabschnitt 306A im Hinblick auf das Verhältnis zu den anderen Elementen derart ausgebildet, daß er am schnell­ sten auf eine hohe Temperatur erwärmt wird und zuerst schmilzt, wenn fortgesetzt elektrischer Strom durch die vorstehend be­ schriebene Stromversorgungsschaltung fließt, die mit dem B-Anschluß 17 beginnt, die Plusschleifbürste 4, den Kollektor 15 und die Minusschleifbürste 3 durchläuft und zu der Endklammer 11 führt. Dementsprechend weist, wenn die Elemente, die die Stromversorgungsschaltung bilden, alle aus dem gleichen Materi­ al, beispielsweise Kupfer, gefertigt sind, der Sicherungsab­ schnitt 306A einen minimalen Stromwegquerschnittsbereich auf.

Der übrige Aufbau stimmt im wesentlichen mit dem der zweiten Ausführungsform überein.

Die dritte Ausführungsform kann auch ähnliche Vorteile wie die zweite Ausführungsform bieten, da der Sicherungsab­ schnitt 306A des Relaisanschlusses 306 seine Unterbrechungs­ funktion entwickelt. Insbesondere schmilzt, wenn davon ausge­ gangen wird, daß der Kontaktanschluß 9 des elektromagnetischen Schalters 7 und die Plusschleifbürste 4 des Gleichstrommotors 1 ausschließlich über den Leitungsdraht 344 miteinander verbunden sind, im Falle eines aufgrund einer Fehlfunktion, wie einer Verschmelzungshaftung des beweglichen Kontaktpunkts 37 an dem B-Anschluß 17 und dem M-Anschluß 27 oder einer Verschmelzungs­ haftung eines Kontaktpunktmechanismus außerhalb des Anlassers, verursachten durchgehenden Betriebszustands der Leitungsdraht 344 bei der Stromdichte von ca. 27 A/mm² in ca. 150 Sekunden. Während dieser Zeitspanne steigt die Temperatur jedes Elements des Anlassers fortgesetzt und erreicht unmittelbar vor dem Schmelzen des Leitungsdrahts 344 beispielsweise in der Nähe der Plusschleifbürste 4 ca. 500°C. Eine Temperatur in Höhe von 500°C bedeutet, daß es sehr schwierig ist, einen Zusammenbruch der Isolation von brennbaren Materialien, wie verschiedenen elektrischen Leitern (beispielsweise der Isolationsplatte 24, der Isolationsbürste 16 und den Isolationsteilen 47, 57), brennbaren elektrischen Leitern, etc., vollständig zu verhin­ dern. Da der Anlasser gemäß dieser Ausführungsform jedoch den Sicherungsabschnitt 306A enthält, schmilzt der Sicherungsab­ schnitt 306A in ca. 120 Sekunden, wobei die Stromdichte in dem vorstehend beschriebenen hypothetischen Fall ca. 32 A/mm² er­ reicht, bevor die Temperatur der anderen Elemente 500°C er­ reicht. Dadurch kann der vorstehend beschriebene Zusammenbruch der Isolation vollständig vermieden werden.

Ebenso beträgt unter der Annahme, daß der Kontaktanschluß 9 und die Plusschleifbürste 4 ausschließlich über den Leitungs­ draht 344 miteinander verbunden sind und bei einer Blockierung des Rotors 5 ein Überstromzufuhrzustand auftritt, die Strom­ dichte des Leitungsdrahts 344 ca. 90 A/mm². Bei dem Anlasser gemäß dieser Ausführungsform beträgt die Stromdichte des Siche­ rungsabschnitts 306A im Falle eines derartigen Überstromzufuhr­ zustands jedoch ca. 110 A/mm². Daher schmilzt der Sicherungsab­ schnitt 306A in ca. 10 Sekunden stets zuerst, und dadurch kann der vorstehend beschriebene Zusammenbruch der Isolation, wie im vorstehend beschriebenen Fall, vollständig verhindert werden.

Kurz ausgedrückt ist erfindungsgemäß ein bei einer vorge­ gebenen Temperatur schmelzender elektrischer Stromunterbre­ chungsmechanismus zwischen einer ersten Schleifbürste und einem zweiten Anschluß einer elektrischen Schaltung vorgesehen. Durch eine ordnungsgemäße Einstellung der vorgegebenen Temperatur, bei der der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus schmilzt, kann daher der elektrische Stromunterbrechungsmecha­ nismus in einer kurzen Zeitspanne auf eine hohe Temperatur er­ wärmt werden und schmelzen, um den elektrischen Strom bei­ spielsweise im Falle eines aufgrund einer Fehlfunktion, wie ei­ ner Verschmelzungshaftung eines beweglichen Kontaktpunkts mit einem ersten und einem zweiten Anschluß oder einer Verschmel­ zungshaftung eines Kontaktpunktmechanismus außerhalb des Anlas­ sers, verursachten durchgehenden Betriebszustands oder eines bei einer Blockierung eines Rotors verursachten Überstromzu­ fuhrzustands zu unterbrechen. Dementsprechend können elektri­ sche Isolatoren, die häufig in einem Gleichstrommotor und einem elektromagnetischen Schalter verwendet werden, geschützt wer­ den. Dadurch können Peripherieteile und ein Verbrennungsmotor selbst vor nachteiligen Einflüssen geschützt werden. Zudem be­ steht nicht die Gefahr einer Steigerung der Kosten des Anlas­ sers, die unvermeidlich wäre, wenn ein feuerfestes Material für die elektrischen Isolatoren verwendet würde, oder einer Steige­ rung der Größe und des Gewichts des Anlassers, die unvermeid­ lich wäre, wenn der Anlasser derart beschaffen wäre, daß er für eine lang andauernde Nennleistung geeignet wäre.

Claims (5)

1. Anlasser mit einem Gleichstrommotor (1), der einen Rotor (5) mit einer über einen Ankerkern gewickelten Ankerwick­ lung und einen elektrisch mit dem Ankerkern verbundenen Kollektor (15), eine erste Schleifbürste (4) auf der Plusseite zur Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Kollek­ tor (15) und eine zweite Schleifbürste (3) auf der Mi­ nusseite und einen elektromagnetischen Schalter (7) ent­ hält, mit einem elektrisch mit einer externen Stromversor­ gung verbundenen ersten Anschluß (17), einem elektrisch mit der ersten Schleifbürste (4) verbundenen zweiten Anschluß (27) und einem beweglichen Kontaktpunkt (37) zur Verbindung und Trennung des ersten Anschlusses (17) und des zweiten Anschlusses (27), dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur schmelzen­ der elektrischer Stromunterbrechungsmechanismus zur Unter­ brechung der Zufuhr von elektrischem Strom in einem leiten­ den Pfad vorgesehen ist, der ein Ende eines sich von der ersten Schleifbürste (4) erstreckenden Leitungsdrahts und den zweiten Anschluß (27) an einer Stelle außerhalb sowohl des Motors (1) als auch des elektromagnetischen Schalters (7) verbindet.

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus eine Sicherung (8) mit einem minimalen Stromwegquerschnittsbereich ist, der kleiner als die Stromwegquerschnittsbereiche sämtlicher weiteren elektrischen Leiter einschließlich der Leitungs­ drähte ist.

3. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser (100) einen auf dem elektromagnetischen Schalter (7) montierten und elektrisch mit dem zweiten Anschluß (27) verbundenen Kontaktanschluß (9) und einen auf dem Gleich­ strommotor (1) montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste (4) verbundenen Relaisanschluß (6) aufweist, wobei der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus zwi­ schen dem Kontaktanschluß (9) und dem Relaisanschluß (6) vorgesehen ist.

4. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser einen auf dem elektromagnetischen Schalter (7) montierten und elektrisch mit dem zweiten Anschluß (27) verbundenen Kontaktanschluß (9) und einen auf dem Gleich­ strommotor (1) montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste (4) verbundenen Relaisanschluß (6) aufweist, wobei der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus mit dem Kontaktanschluß (9) als einstückiger, einheitlicher Körper ausgebildet ist.

5. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser einen auf dem elektromagnetischen Schalter (7) montierten und elektrisch mit dem zweiten Anschluß (27) verbundenen Kontaktanschluß (9) und einen auf dem Gleich­ strommotor (1) montierten und elektrisch mit der ersten Schleifbürste (4) verbundenen Relaisanschluß (6) aufweist, wobei der elektrische Stromunterbrechungsmechanismus mit dem Relaisanschluß (6) als einstückiger, einheitlicher Kör­ per ausgebildet ist.