DE2310003C2 - Magnetschalter für elektrische Anlasser von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

30

— daß weitere stationäre Kontaktstücke (18, 19) · vorgesehen sind, die zusammen mit der genannten Kontaktplstte f.36) einen zweiten Schaltkontakt bilden, über welchen während der ersten Betriebsphase der genannte Einzieh-Erregungsstromkreis verläuft und der durch die Bewegung des Tauchankers auftrennbar ist,

— und daß ein elektrischer Widerstand (30) Vorgesehen ist, über welchen die Wicklung (25) des Magnetschalters während der zweiten Betriebsphase mit Masse verbunden ist, derart » daß dieselbe Wicklung (25) die während der * ersten Betriebsphase die Einziehwicklung bildet, während der zweiten Betriebsphase als Haltewicklung dient und die von ihr erzeugte elektromagnetische Kraft durch die Reihenschaltung des genannten Widerstandes (30) verringert ist.

50 ersten Kontaktstücken (18,19) und bei weiterer Verschiebung des Tauenankers (14) ihre Berührung mit den zweiten Kontaktstücken (28, 31) bewirkt, die mit der Anlasserbatterie (24) bzw. mit dem elektrischen Stromkreis (27), des Anlassermotors verbunden sind

3. Magnetschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (29) frei auf dem Schaft (15) zwischen einem Isolierstück (17) zur elektrischen Isolierung zwischen Kontaktplatte (16) und Schaft (15) und einer an dem Schaft (15) vorgesehenen Abstützfläche (15a) angeordnet ist, wobei zwischen der zweiten Feder (29) und der Abstützfläche (\5a) ein Spiel (J) vorgesehen ist das einer vorbestimmten Verschiebung des Tauchankers (14) und damit einem vorbestimmten zum Einrücken des Anlasserritzels (9) in den Zahnkranz (11) des Motors ausreichenden Verschiebungsweg des Anlasserritzels (9) entspricht

4. Magnetschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet daß der Widerstand (39) im Innern des Schaltergehäuses angeordnet ist.

5. Magnetschalter nach Anspruch«*, dadurch gekennzeichnet daß der Widerstand (30) zusammen mit der Wicklung (25) des Magnetschalters auf dessen Wickelkörper gewickelt ist

6. Magnetschalter nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet daß der Widerstand (30) aus elektrisch isoliertem Eisendraht besteht.

7. Magnetschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (29) mit Vorspannung auf einem röhrenförmigen Organ (41) zwischen einem an diesem gebildeten schulterförmigen Teil (4Ia^ und einem Isolierstück (17) zur elektrischen Isolierung zwischen Kontaktplatte (16) und röhrenförmigen Organ (41) angeordnet ist daß das röhrenförmige Organ (41) elastisch gehalten und in dem Isolierstück (17) verschiebbar angeordnet ist, daß der von dem Tauchanker (14) mitnehmbare Schaft (15) innerhalb des röhrenförmigen Organs (41) frei verschiebbar ist und daß in der Ruhelage des Ankers (14) zwischen einer an dem Schaft (15) vorgesehenen Stützfläche und dem schiilterförmigen Teil (4Ia^ des röhrenförmigen Organs (41) ein Spiel (^vorgesehen ist.

2. Magnetschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß eine erste Feder (22) vorgesehen ist, die die Kontaktplatte (16) gegen die ersten Kontaktstücke (18,19) drückt,

— daß eines (19) der ersten Kontaktstücke (18,19) mit dem elektrischen Stromkreis (27) des Anlassermotors und das andere (18) über die Wicklung (25) des Magnetschalters mit dem 6Q Steuerschalter (26) verbunden ist,

— daß eine zweite Feder (29) vorgesehen ist, deren Richtkraft diejenige der ersten Feder (22) übersteigt und die gegen die Wirkung der ersten Feder (22) auf die Kontaktplatte (16) einwirkt und bei ihrer Kompression durch die Verschiebung des Tauchankers (14) ein Abheben der Kontaktplatte (16) und ihre Entfernung von den Die Erfindung betrifft einen Magnetschalter für elektrische Anlasser von Verbrennungsmotoren der im Oberbegriff des Patentanspruchis beschriebenen Art.

Bei solchen Anlassern kommt die elektrische Verbindung zwischen der Anlasserbatterie und dem Anlassermotor nicht schon dann zustande, wenn der Magnetschalter selbst eingeschaltet wird. Da der Anlassermotor beim Erregen des Magnetschalters also noch nicht gespeist wird, findet auch noch keine Rotation des Anlasserritzels stau.

Mittels einer Feder, die je nach ihrer Anordnung entweder als Druck- oder als Zugfeder arbeitet, wird die Verbindung zwischen der Anlasserbatterie und dem Anlassermotor hergestellt, wenn ein Zahn des Anlasserritzels gegen einen Zahn des Zahnkranzes des Verbrennungsmotors anschlägt. Wenn der Anlassermotor rotiert, kann das Anlasserritzel unter der Wirkung der Keder in den Zahnkranz einrücken.

Die erwähnten Federn müssen sehr kraftig ausgebildet sein und bestimmen im wesentlichen die Dimensionferung der Magnetschalter und der Anlasser und beeinflussen infolgedessen ihre Herstellkosten.

Da die Federn außerdem die Zähne des Ritzels über den Gabelhebel stark gegen die Zähne des Zahnkranzes drücken, können sie an den Zähnen des Ritzels und/oder des Zahnkranzes Schäden verursachen. ~

Zur Verringerung des Stromverbrauches sind die Magnetschalter von Anlassern mit einer Einziehwickiung und einer Haltewicklung ausgestattet Die Einziehwicklung besitzt eine große Amperewindungszahl und wird kurzgeschlossen, sobald die Verbindung zwischen der Anlasserbatterie und dem elektrischen Siromkreis des Anlassermotors hergestellt wird: Die Haltewicklung besitzt eine niedrigere Amperewindungszahl und ist durch einen zu diesem Zweck vorgesehenen Schalter ausschaltbar.

Durch die US-PS 36 09 383 ist ein Magnetschalter für Anlasser bekannt, bei dem die Einziehwicklung mit dem Anlassermotor in Reihe geschähet ist, so da3 der Anlassermotor in einer ersten Betriebsphase mit verminderter Geschwindigkeit rotiert und das Aulasserritzel unter dem Einfluß des Gabelhebels in den Zahnkranz des Verbrennungsmotors eingreifen kann, js falls ein Zahn des Ritzels gegen einen Zahn des Zahnkranzes anschlägt. In einer zweiten Betriebsphase ist die Einziehwicklung durch einen von dem Anker des Magnetschalters betätigbaren Kontakt, über welchen der Anlassermotor direkt mit der Anlasserbatterie verbunden ist, kurzgeschlossen, während die Haltewicklung zum Anlassermotor parallel geschaltet ist und somit wirksam bleibt. In die während der ersten Betriebsphase wirksame Reihenschaltung von Anlassermotor und Einziehwicklung ist ein Gleichrichter eingefügt, der für -den betreffenden Stromkreis in Durchlaßrichtung gepolt ist und der während der zweiten Betriebsphase verhindert, daß ein Strom in Gegenrichtung durch die Einziehwicklung fließen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetschalter der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art so weiter zu bilden, daß nur eine einzige Wicklung erforderlich ist, die wahlweise als Einzieh- oder Haltewicklung arbeitet.
• Diese Aufgabe wird durch einen Magnetschalter mit ■»· den Merkmalen des Patentanspruches T gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem vereinfachten Längsschnitt einen elektrischen Anlasser mit einem Magnetschalter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 2 zeigt — ebenfalls in einem Längsschnitt — die Teilansicht eines Magnetschalters gemäß einer zweiten Ausfi'ihrungsform der Erfindung.

Der in F i g. I dargestellte Magnetschalter ist auf dem von einem gestrichelten Linienzug umgebenen Anlasser 1 an einem Ansatz befestigt, der an dem vorderen Lagerteil 2 angebracht ist, welches an dem (nicht dargestellten) Gehäuse des Anlassers montiert ist. Der Anlasser umfaßt eine Drchwcllc 3. die mit einem Ende mittels eines Lagers in Hern vorderen Lagerteil 2 und mit b5 ihrem anderen Ende in einem an einer Lagerstülze 5 angebrachten Lager 6 cliihbar gelagert ist. Auf der Welle 3 ist der Anker 7 drehfest und unverschiebbar angeordnet. Die Welle 3 trägt ferner eine Muffe 8 zur Verschiebung eines mit 9 bezeichneten Ritzels. Die Muffe 8 ist auf der Welle in axialer Welle verschiebbar. Das Ritzel 9 ist über eine Freilaufkupplung 10 mit einem Endbereich der Muffe 8 verbunden.

Ein auf der Welle 3 befestigter Anschlag 12 begrenzt die Bewegung des Ritzels 9 in axialer Richtung.

Der Magnetschalter besitzt ein Gehäuse 13, das auf dem Ansatz der vorderen Lagerstütze 2 befestigt ist.

Im Innern des Gehäuses 13 befindet sich ein bewegliches Teil, das einen Tauchanker 14 umfaßt, der mit einer axialen Bohrung versehen ist, in welcher ein Schaft 15 befestigt ist. Dieser trägt an einem seiner Enden eine Kontaktplatte 16, die durch Isolierstücke 17 verschiebbar und gegen die Achse isoliert angeordnet ist. Die Kontaktplatte 16 stützt sich gegen die Kontaktstücke 18 und 19. Sie steht dabei unter dem Einfluß des fest mit der Achse verbundenen Organs 20, der Rückstellfeder 21 des Tauchankers und der Feder 22, die unter Vorspannung zwischen C.;/: Isolierstückanordnung 17 und einer Innenfläche der (nie Jit dargestellten) Abdeckkappe des Schalters angebracht ist. Die Kontaktstücke 18 und 19 sind im Ruhezustand und in einer ersten Arbeitsphase über die Spule 25 und den Steuerschalter 26 mit der Anlasserbatterie 24 bzw. über die (DEM)-KIemme 28 mit dem Stromkreis 27 des Anlassers verbunden.

Zwischen einer stirnseitigen Stützfläche 15a der Achse 15 und der ihr zugewandten Endfläche 29a der Feder 29 ist ein Spiel / vorgesehen, das einer bestimmten Verschiebung des Tauchankers 14 und damit einer gewissen Weglänge des Anlasserritzels S in seiner Verschiebungsrichtung entspricht, wobei diese Weglänge so bemessen ist, daß sie ein Eindringen des Anlasserritzels in den Zahnkranz 11 des Verbrennungsmotors ermöglicht.

Ein Widerstand 30, der zwischen dem Anschlußpunkt 25<? der Spule 25 und der Masse liegt, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in Innern des Gehäuses 13 angeordnet. Dieser Widerstand kann vorteilhafter Weist aus isoliertem Eisendraht bestehen, der gemeinsam mit der Wicklung der Spule 25 aufgewickelt ist.

Eine Klemme 31 dient zur Herstellung einer direkten Verbindung zwischen der Batterie 24 und dem Stromkreis 27 des Anlassers. Die Verbindung verläuft über die Kontaktplatte 16 und die Klemme 28, wenn diese Kontaktplatte im Betätigungszustand an den beiden Klemmen 31 und 28 zur Anlage kommt.

In dem anderen Endbereich des Schaftes 15 ist eine Druckfeder 32 vorge-sehen, die sich mit einer Seite auf das benachbarte Ende des Tauchankers 14 und mit ihrer anderen Seite über ein röhrenförmiges Organ 33 auf einen CaNJhebel 34 abstützt. Dieser Gabelhebel 34 ist um die Achse 35 frei verschwenkbar. Er trägt zwei Gleitschuhe 34a, (die -trichliert dargestellt sind) und die zwischen den beiden Wangen einer Flanschscheibe 36 eingreifen, die auf der Schiebemuffe 8 frei drehbar angeordnet ist. In nxialer Richtung, d. h. in Richtung der Pfeile Fl und Fl ist sie hingegen durch (nicht dargestellte) rlaltermiltel mit der Schiebemuffe verbunden.

Der Druck der Feder 32 wird über den Gabelhebel 34 auf die Flanschscheibe 36 übertragen, drückt diese gegen das Teil 37 und verhindert so. daß sich das Anlasserritzel unter dem Einfluß von Vibrationen des Verbrennungsmotors irgendwie in axialer Richtung verschieben kann.

Ein Rogulierungssyslem. das den Mitnehmer 38

umfaßt, bestimmt in bekannter Weise einerseits die Ruheposition des Anlasserritzels und bewirkt andererseits seine Verschiebung in axialer Richtung.

Wenn der Magnetschalter über den Steuerschalter 26 an Spannung gelegt wird, ist die Wicklung 25 mit dem -, Stromkreis 27 des Anlassers in Reihe geschaltet, so daß dieser über die Kontakistücke 18 und 19 und die in diesem Zeitpunkt an ihnen anliegende Kontaktplatte 16 gespeist wird.

Der Anlasser, dessen Stromkreis 27 wegen des h> Widerstandes der mit ihm in Reihe geschalteten Wicklung 25 mit reduzierter Spannung gespeist wird, dreht sich daraufhin mit geringer Geschwindigkeit.

Durch die Erregung der Wicklung 25 werden der Tauchanker 14 und der mit ihm verbundene Schaft 15 π und das Mitnehmerelement 38 in Richtung des Pfeiles F3 angetrieben. Sie bewirken dabei eine axiale Verschiebung des Anlasserritzels 9 in Richtung des Zahnkranzes II. Diese Verschiebung erfolgt über den Gabelhebel 34. der um seine Achse 35 schwenkt und >o durch das an seiner Oberfläche 34b angreifende Mitnehmerelement in Richtung des Pfeiles F3 bewegt wird.

Falls ein Zahn des Anlasserritzels gegen einen Zahn des Zahnkranzes anschlägt ist durch die niedrige ?> Rotationsgeschwindigkeit des Anlasserritzels 9 in Verbindung mit der Andruckkraft des Gabelhebels 34 sichergestellt, daß das Ritzel in den Kranz einrücken kann. Der Tauchanker 14, der durch das Zusammentreffen der beiden Zähne arretiert war, kann nunmehr seine jo Längsbewegung fortsetzen. Die Stirnfläche 15a des Schafts 15 kommt mit dem Ende 29a der Feder 29 in Berührung, so daß das Spiel J verschwindet. Der Schaft 15 drückt auf die Feder 29. Da deren Federkraft größer ist als die der Feder 22 wird diese zusammengedrückt, so js daß die Kontaktplatte 16 abhebt und sich von den Kontakistiicken is und Ϊ9 entfernt.

Die Reihenschaltung der Wicklung 25 mit dem Stromkreis 27 des Anlassers wird durch das Abheben der Kontaktplatte 16 unterbrochen. Die Spule 25 ist nunmehr über den an ihrem Wicklungsende 25a angeschlossenen Widerstand 30 leitend mit Masse verbunden.

Die Reduzierung der Amperewindungszahl der Spule 25 infolge ihrer Reihenschaltung mit dem Widerstand 30 verursacht eine Verringerung der auf den Tauchanker 14 ausgeübten Anzugskraft.

Diese reicht indes aus, um den Tauchanker 14 weiter in seiner Verschiebungsrichtung zu bewegen, wodurch einerseits über den Gabelhebel 34 das vollständige Einrücken des Anlasserritzels 9 in den Zahnkranz 11 sichergestellt ist und andererseits die Kontaktplatte 16 unter der Wirkung der an der Stirnfläche 15a des Schafts 15 abgestützten Feder 29 an den Klemmen 28 und 31 zum Anschlag kommt. Hierdurch kommt eine direkte Verbindung zwischen der Anlasserbatterie und dem Anlasser zustande, und der Anlasser liefert sein größtes Drehmoment.

Falls die Zähne des Anlasserritzels abweichend von dem vorstehend beschriebenen Ablauf direkt in entsprechende Zwischenräume zwischen den Zähnen des Zahnkranzes gelangen, ist die Wirkungsweise dieselbe, der Tauchanker 14 wird allerdings nicht vorübergehend in seinem Bewegungsablauf angehalten. Wenn der Stromkreis des Magnetschalters durch den Steuerschalter 26 unterbrochen wird, kehrt der Tauchanker 14 unter dem Einfluß der Rückstellfeder 21 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei er die Kontaktplatte 16 über das Organ 20 mitnimmt, das mit dem an dem Tauchanker befestigten Schaft 15 fest verbunden ist. Die Kontaktpiaitc 16 entfernt sich von den Klemmen 28 und 31 und unterbricht damit die direkte Verbindung zwischen der Batterie und dem Anlasser und kommt schließlich wieder an den Kontaktstücken 18 und 19 zur Anlage.

Gleichzeitig wird das Anlasserritzel 9 über den Gabelhebel 34 wieder in seine Ruhestellung zurückgeführt. Der Gabelhebel 34 dreht sich unter dem Einfluß der Feder 32 um seine Achse 35. ■

Bei dem in Fig.2 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Kontaktplatte 16 durch die Wirkung der Feder 22 an den Kontaktstücken 18 und 19 an. Dabe> ist die Feder 22 zwischen der Innenfläche 23 der Schal'erabdeckhaube und dem Federring 40 unter Druck eingespannt. Der Federring 40 ist fest mit einem röhrenförmigen Organ 51 verbunden, das innerhalb der Isolierstückanordnung 17 verschiebbar ist. Die Feder 29 ist mit einer gewissen Vorspannung zwischen einer Abstützfläche 41a des röhrenförmigen Organs 41 und dem Isolierstück 17 angeordnet.

Der Teil 166 des Schafts 15. der durch den Tauchanker 14 mitgenommen wird, ist innerhalb des röhrenförmigen Organs 41 frei verschiebbar.

Die Wirkungsweise dieses Äustünfungsbeispieis des Schalters ist mit der des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels identisch.

Es ist leicht ersichtlich, daß die Erfindung das Einrücken des Anlasserritzels in den Zahnkranz ohne Zuhilfenahme einer Einrückfeder ermöglicht, wenn bei der Axialverschiebung des Ritzels Zahn auf Zahn zum Anschlag kommt. Derartige Einrückfedern, wie sie bei bekannten Schaltern Verwendung finden, müssen notwendigerweise sehr kräftig sein und bedingen deshalb vergleichsweise große Abmessungen für Schalter und Anlasser, insbesondere in Längsrichtung. Bei dem Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung sind derartige Einrückfedern nicht erforderlich. Deshalb können die Länge und das Gewicht der Schalter und Anlasser verringert werden. Hierdurch wiederum wird die Montage erleichtert und das Schwingungsverhalten verbessert Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, daß keinerlei Abgriff oder zusätzliches Steuerorgan erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Magnetschalter für elektrische Anlasser von ~ Verbrennungsmotoren

— mit einem beweglichen Bauteil, das einen Tauchanker und einen Schaft umfaßt und mit seinem den Schaft tragenden Endbereich mit einem Gabelhebel verbunden ist, über den das Anlasserritzel in Richtung auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors bewegbar ist wenn über einen Steuerschalter ein Enzieh-Erregungsstromkreis für den Magnetschalter geschlossen wird, wobei dieser Enzieh-Erregungsstromkreis über den Anlassermotor verläuft, derart daß letzterer in diesem Stromkreis während einer ersten Betriebsphase mit reduzierter Leistung gespeist wird,

— mit einer an dem beweglichen Bauteil arigebrachiCA Kontaktplatte, welche mit zwei stationären Koniakisiüeken einen durch die Einziehbewegung des Tauchankers schließbaren Schaltkontakt bildet, über weichen der Anlassermotor in einer zweiten Betriebsphase unmittelbar aus der Batterie gespeist ist, während der Magnetschalter in dieser zweiten Betriebsphase parallel zum Anlassermotor mit einer Halteerregung beaufschlagt ist.