DE2355494A1

DE2355494A1 - Anlassmotor fuer brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE2355494A1
Application number: DE19732355494
Authority: DE
Inventors: Ronald Wilson
Original assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Current assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-07
Publication date: 1974-05-16
Also published as: AR199595A1; FR2215093A5; JPS49133728A; US3848148A; ES420407A1; JPS5233734B2; AU6176773A; DE2355494B2; ZA738257B; IT996406B; DE2355494C3; GB1442601A

Description

B^ & FLOBACK

PATENTPANWAIiTSBÜRO

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PATENTANWÄLTE:; -QipMng, tyfc COWAUSZ - Dtpl.-lng. W. FtQRACIC · DÜpK-Ing. R, KNAUF · Diving., Bip.i!.-\Mii:tsch,-l:ng, A. GERBER

Lueas lilectriaal Qesmpany Iii
Well Street
GB-li^nghain: - - 31«, Oktober 1215

Anlaßmator für- Brennkraftiaotor.en Die Erfindung "betrifft einen. Anlaßmotor für Brennkraftiuatoren»

Ein Anlaßiaotor gemäß der Erfindung ist gekennzeiQhn.e.t durch einen Elektromotor.,: eine van dem Katar in Drehung versetzbare Welle* die ein. Ritzel trägt^ welohes mit der Welle drehbar und azial der Velle gege.ßti'he.r- awi sehen; einer Eu-hestellung yxxä. einer Irbeitsstellung "be- ' wegkar- ist,, und. einen Elektromagneten mit einem mit dem Hitze! gekoppelten Jyaker,, -wo"bei der Anker· und das litze! axial der Welle gegenifber "be-Megfear sind,_: mehrere Elektromagnet pole im gleichen. Winkela >stand um die Achse der WeIIe. herum in. einer· Ebene im. rechten Winkel zu der Achse und in einem derartigen Abstand Tmneinanderr daß der- Anker/den Baum zwischen den Polen einfahrbar ist,, wobei /in die Pole in der Ruhestellung des Ankers in Bewegungsrichtung des Inkers der Welle gegenüber im Abstand -vom Anker liegen und jeder Pol eine solche lOrm hat* daß die lläehe |eäes Pols^ die in der Ruhestellung des Ankers auf den Anker zeigt,. Bereiche aufxveist,, die in' verschiedenen Abständen: in Bewegungsrichtung des Inkers; vom Anker entfernt liegen,, und im gleichen Abstand von der Welle in radialer Richtung ein Element zur magnetischen Verbindung der Pole miteinander sowie eine ElektrOmagnetwicklung,, die den Polen zugeordnet ist, derart,; daß" im erregten Zustand die Wicklung eines Fluß eines Hagnetfelds zwischen den Polen und dem Anker, im Anker im rechten Winkel zu seiner Bewegungsrichtung und zwischen den Polen über das genannte Element induziert, derart,, daß der Anker auf die Pole gezogen wird, wobei die Anordnung der Bereiche der Polflächen so gewählt ist, daß eine bestimmte Anziehung zwischen den Polen und dem Anker während

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der Bewegung des Ankers in Richtung auf die Pole erreicht wird»

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Aus führung s"b ei spiel ε unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind j

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Anlaßmotors» Fig» 2 eine Vorderansicht eines der Elektromagnetpole, die schematisch in I¹Xg. 1 gezeigt sind,

Mg. 3 ein Schnitt an der Linie 5-5 der Fig. 2, Pig·. Δ eine Dr atif sieht auf den Polschuh des in FIg^-. 2 und. 3 gezeigten

Pols,.
Fig·. 5 "bis- 11 Draufsichten auf jeweils andere Formen von Polschuhene zur Verwendung mit dem Fo!körper des in Fig. 2 gezeigten Pols und

Fig. 12 eine graphische Darstellung, in der der Effekt der Polform dargestellt ist_r welche in Fig. 5 dargestellt ist.

Gemäß den Zeichnungen weist der Anlaßmotor einen Elektromotor 11 auf, der zur Drehung einer ^T"elle 12 vorgesehen ist, welche in Lagern (nicht dargestellt) gelagert ist, die ira Gehäuse 13 des Anlaßmotors sitzen. Die Welle 12 trägt ein Sit sei 14 axt dem. eigentlichen Eitzeltrad 15 ■und einer Rollenkupplung- 16. Das pL.it ζ el 14 ist axial der ^T,.elle 12 gegenüber zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung "bewegbar, in der das Eitzelrad 15 nit einem Zahnkranz eines anzulassenden Motors kämmt. Das Piit&el dreht sich mit der Uelle 12, obgleich unter "bestimmten Voraussetzungen das Ritzelrad 15 sich der v.elle 12 gegenüber drehen kann, was durch die Hollenkupplung 16 ermöglicht wird, !formalerweise dreht sich das Eitzelrad 15 jedoch mit der Welle 12. Dem. Hitze! 14 ist ein Elektromagnetnanker 17 zugeordnet, der allgemein, die Form einer dicken Stahlseheibe hat, welche auf einer Hülse 14a des Ritzels sitzt. Eine Feder 18 drückt den Anker 17 gegen ein Widerlager 19, das an der Hülse 14a befestigt ist.

Der Teil des Gehäuses 15, der die Welle 12 an. dem Sitzel 14 umschließt, ist zylindrisch und liegt konzentrisch relativ zur Welle 12. Dieser

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Teil des Gehäuses 13aus Flußstahl gefertigt, und an der Innenfläche desselben sind zwei diametral gegenüberliegende Elektromagnetpole 21 befestigt, die durch das Gehäuse 13 magnetisch miteinander verbunden sind. Jeder Pol weist einen Polkörper 22 auf, der sich vom Gehäuse 13 aus radial nach innen in Sichtung auf die Welle- 12 erstreckt. Am innersten Ende ist jeder Polkörper 22 so ausgebildet, daß er einen Polschuh aufnimmt, der einen Teil der Oberfläche des Pols bildet, die auf den.Anker 17 zeigt, und er bildet auch die radial innenliegende Fläche des Pols. Die Polkörper 22 und die Polschuhe haben eine solche Gestalt, daß ihre radial innersten Flächen, die auf die Welle 12 zeigen, zylindrisch sind, wobei die radial innersten Flächen der beiden Pole Teile eines geeaeinsamen gedachten Zylinders sind, dessen Achse mit der Achse der Welle 12 zusammenfallt und der einen solchen Durchmesser hat, daß der Anker in den Saum zwischen den Polen mit einem geringsten "Luftspalt einfahren kann. Die beiden Polkörper 22 sind im wesentlichen identisch, und im Betrieb erhält jeder einen im wesentlichen identischen Polschuh. Es sind verschiedene Formen von Polschuhen als möglich gezeigt, und in Fig. 4 bis 11 sind acht verschiedene Pölsehuhformen gezeigt| der in Fig. 4 gezeigte Polschuh 23 ist symmetrisch, und die Oberfläche des Polschuhs 23, die auf den Anker 17 zeigt, ist an ihren gegenüberlieegenden Enden in Bewegungrichtung des Ankers abgestuft. Im Einsatz liegt also die mittlere Erhöhung 23a der vorderen Fläche des Polschuhs 23 näher am Anker aaals der Rest des Polschuhs 23 auf Grund der Abstufungen 23b. Der in Fig. 5 gezeigte Polschuh 24 ist wiederum symmetrisch und unterscheidet sich vom Polschuh 23 insofern, als die einzige Abstufung 23b des Schuhs 25 durch Doppelabstufungen 24b,24c ersetzt ist. Die mittlere Erhöhung 24a liegt also näher am Anker als der abgestufte Bereich 24b; und der abgestufte Bereich 24b liegt näher daran als der Bereich 24a. Der in Pig. 6 gezeigte Polschuh 25 ist nicht symmetrisch, da die in einem Ende der Yorderfläche vorgesehenen Abstufungen andere als die Abstufungen dimensioniert sind, die im anderen Ende der Yorderfläche vorgesehen sind. Fig. 7 und 8 zeigen weitere asymmetrische Polschuhe 26, 27, wobei in nur einem Ende der Yorderläche ^Abstufungen vorgesehen sind. Fig. 9 und 10 zeigen Schuhe 28 und 29, 4bei denen die rechtewinkligen Abstufungen durch linear zulaufende Bereiche 28a, 29a ersetzt sind, und in Fig.

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iijt ein Lchuli >1 gezeigt, "bei ö-^{eu r}^^e recli-tidr-kli^-en Abstufungen ^r'.u::cli g3kriin:i!te r-ei-eidie ;. 1r· ^r⁰etci sind. Die Bereiche der Polt, ί-if: in UKTcx'T-jiic.c'liohen Ab^t 'iiden von Anker entfernt lie^tti., sind in gleicher- -Absts-nd v-r·::.. der welle 12 in radialer Richtung entfernt, ^τ.τ1ε· ex.? &UE den Zeichnungen zu erhehen ist..

Jeder der rolechuhe 2> "bis ;1 kann sn Polkörper 22 befestigt werden, voI)ei der Polkörper 22 in sich zwei Gcvindelöcher aufweist, die £enk-Eclirau.ben sai'nsiL'aen, welche durch ^enklöcher in den Polschuhen gehen, · uii die Polsohuhe era roikörper festzuhalten.

.ine ^.lektroi;is-gnet^T.iicklun£; 20 umschließt jeden der Pole 21 zwischen de.a Gohi'.use 1J und dsivi betreffenden Polschuh. Die Vicklun^en 2o können elektrisch parallel oder in Picihe niteins.nder verbunden sein, und sie sind so angeordnet, daß dann, venn Ltroni in den ".vicklun^en 20 fließt, die Pole entgegengesetzte Biagnetische Polaritäten annelinien. !■ίο entsteht also ein magnetisches i'eld zwischen einem der Pole im. zuxi imker 17, und der i'luß geht weiter ira Anker 17 iia. rechten V.'inkel zur Άslle 12,vom Anker 17 zurück zum anderen der Pole und von dem anderen Pol zurück zu dem einen Pol durch das Gehäuse" 1*;. Dadurch wird der Anker 17 in Richtung bxlx die Pole gezogen, und ds,s Hitzel I4 wird axial der Welle 12 gegenüber s,us seiner Ruhestellung in Richtung auf seine Arbeitsstellung bewegt. Die Wicklungen 20 werden normalerweise durch einen von Hand geschalteten Schalter erregt, der gleichzeitig oder nach kurzer Verzögerung Sen Kotor 11 außerdem einschaltet. Alternativ kann der Motor 11 durch Schließen eines weiteren Schalters eingeschaltet werden, der von der Bewegung des Ankers in eine Stellung abhängt, welche der Arbeitsstellung des Ritzels I5 entspricht.

Der gedachte Zylinder, der durch die radial innersten Flächen der Pole 21 teilweise gebildet wird, hat einen etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des scheibenförmigen Ankers 17· Der Anker 17 kann also in den Raum zwischen den Polen 21 einfahren, und in der Arbeitsstellung den Ritzels I4 liegt der Anker 17 zwischen den Polen 21. Die abgestufte Ausführung der Flächen der Pole, die s,uf den Anker 17 zeigen, wobei die Abstufungen oder gekrümmten !"lachen in Richtung der

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BAD ORiGfNM.

Bewegung dec Ankers 17 laufen, modifiziert die elektromagnetische Kraft, die auf den ₍Anker 17 an verschiedenon Punkten seiner Bewegung zwischen seiner Ruhestellung und der Arbeitsstellung· einwirken. Die verschiedenen Polschuhe sorgen also für verschiedene Charakteristiken, und alle in den Zeichnungen dargestellten Polschuhe sind so ausgelegt, daß sie in verschiedener Weise die Charakteristiken der Anziehung modifizieren, die zwischen dem Anker und zwei einfachen Polen auftritt, während sich der Ritzelverband des Anlaßmotors seiner Arbeitsstellung nähert. Fig. 12 zeigt graphisch einen Yergleich zwischen einfachen Polen und Polen in der in Fig.· 5 gezeigten Form, v/ie zu sehen ist, zeigt die einfache Polanordnung (Kurve 1) einen erheblichen Abfall im Zug zwischen 0,15 und 0,275 Zoll der liitzel- und Ankerbewegung. 0,00 stellt die Ruhestellung-dar, 0,35 die Stellung, in der das Ritzel im vollen Eingriff mit dem Zahnkranz eines anzulassenden Hotors steht. Die in Fig. 5 gezeigte Polform, überwindet, wie aus Kurve 2 zu ersehen ist, den Abfall ira Zug, der bei den einfachen Polen auftritt. Die durch die anderen Polformen erzeugten Charakteristiken unterscheiden sich von den in der Kurve 2 gezeigten Charakteristik, und die Polform, die für einen betreffenden Anlaßrnotor gewählt wird, hängt natürlich von den Anforderungen des Anlaßmotors ab. Beispielsweise ist es bei einem Anlaßmotor, bei dem die Bewegung des Ankers in eine Stellung, die dem vollen Ritzeleingriff entspricht, die lirreguiig des Kotorfelds bestimmt, wichtig, daß die Anziehung der Pole die Feder 18 überwinden kann, falls· zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz des Motors ein Kontakt Zahn auf Zahn erfolgt. In einem solchen Fall kann die in Fig. 5 .gezeigte Polform so gewählt werden, daß eine hohe Anziehung an dem Punkt in der Bewegung des Ritzels sichergestellt wird, bei dem ein Anschlag Zahn a,n Za,hn auftreten würde. Ferner kann entsprechend die in Fig. 5 gezeigte Polform für einen Anlaßmotor gewählt werden, bei dem die Feder 18 entfällt und keine Einrichtung zur relativen Bewegung zwischen dem Anker und dem Ritzel vorgehehen ist, wobei das Hotorfeid eine kurze bestimmte Zeitlang erregt wird, nachdem die Wicklung 20 erregt worden ist. In diesem'Fall wäre es erforderlich, eine hohe Anziehung vorzusehen, um das Ritzel schnell in einen vollen Singriff-zu bewegen, ehe eine Erregung des Hotorfeids erfolgt oder unmittelbar nach Aufheben- einen Anstoßes von Zahn auf Zahn durch Drehung des Ritzels bei Erregung des Motorfelds.

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Um eine glatte axiale Bewegung des Ankers sicherzustellen, kann eine Hülse aus Messing oder einem anderen nicht magnetischen Material "vorgesehen sein, die am Anker befestigt ist und zu diesem konzentrisch angeordnet ist. Sie greift gleitend an der Innenseite der Pole an. Es versteht sich jedoch, daß theoretisch, da die beiden Pole im wesentlichen identische Polschuhe tragen, zwar asymmetrische Polschuhe verwendet Tierden können, trotzdem aber keine Tendenz besteht, daß der Anker sich der ¥elle 12 gegenüber schrägstellt, da äquivalente Abstufungen in den beiden Polschuhen einander diametral gegenüberliegen, und damit wird die Kraft, die an irgendeinem Punkt des Ankers wir&kt, durch die gleiche Kraft am diametral gegenüberliegenden Punkt am Anker ausgeglichen.

In der Präzis weist der Anker, dier vorstehend als eine dicke Scheibe beschrieben worden ist, einen peripheren Bansch an seinem axialen Z^;nde auf, das von den Polen abgewandt ist. Der flansch greift an den Polen in der Stellung: vollen Eingriffs des Ritzels an, um die Bewegung des Ankers au begrenzen. Hin Abstandshalter aus Messing oder einem anderen nicht magnetischen ilaterial kann an Plansch befestigt sein, ua au verhindern, daJ3 der !Flansch die Pole berührt,und damit eine Rückkehrbewegung des Ritzels und des Ankere bei üntregung der Ivicklung- 20 zu erleichtern. Die vorstehend beschriebenen Pole sind ferner aus zwei getrennten Teilen bestehend beschrieben worden, sie können aber natürlich als ein einziger Q?eil hergestellt sein, und außerdem können in. bestimmten AnlaBmotoren mehr als zwei im gleichen Vinkelabstand angeordnete Pole verwendet werden. Lc versteht sich, daß dann, venn die erforderliche radiale Tiefe der Formgebung des Ροίε größer eis die radiale Dicke des Polschuhes ist, die I-Orragebung, sei es eine ibotufung, sei es eine schräge Zulaufform, ain ixdkörper fortgesetzt werden kann.. Die S'oragebung kann clso nur ein Teil dor radialen Dicke des Polsclruhs sein, sie kann über die gesamte radiale Dicke des Polschuhs gehen, oder sie kann über die gesamte radiale Dicke des Polschuhs und aucli des Polkörpers gehen.

Anspiniche

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Claims

Ans'orüche

1. !inlaßinotor für BrennkraftHotorcn, gekennzeichnet durch einen llektrosiotor, eine von dem Ilotor in jjz-ehung versetzbare \eile, die ein liitzel tragt, welches mit' der !.eile drehbar und axial der ",,eile gegenüber zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist, und einen KLektroma^gneten mit einem mit dem Eitse.1 gekoppelten Anker, wobei der Anker und das Ritzel axial der Velle gegenüber bewegbar sind, mehrere ZLektrosagnetpole im gleichen ...inkolabstand um die Achse der \ eile heruia in einer Dbene im rechten "Winkel zu der J^vchse und in einem derartigen Abstand voneinander, daß der- Anker in den Jiauia zwischen den Polen einfahrbar ist, wobei die Pole in der Ruhestellung des Ankers in Bewegungsrichtung des Anktrs der Welle gegenüber im Abstand vom Anker liegen und jeder Pol eine solche i'orm hat, daß die fläche jedes Pols, 5.ie in der Ruhestellung des Ankers auf den Anker zeigt, Bereiche aufweist,- die in verschiedenen Abständen in Bewegungsrichtung des Ankers vom Anker entfernt liegen, und im gleichen Abstand von der "Welle in radialer Richtung ein element zur magnetischen Verbindung der Pole miteinander sowie eine Üektromagnetwicklung, die den Polen zugeordnet ist, derart, daß im erregten Zustand die Wicklung einen ü?luß eines Magnetfelds zwischen den Polen und dem Anker,. im Anker -im rechten Vinkel zu seiner Bewegungsrichtung und zwischen den Polen über das genannte Element induziert, derart, daß der Anker auf die Pole gezogen wird, wobei die Anordnung der Bereiche der Polflächen so gewählt ist, daß eine bestimmte Anzeihung zwischen den Polen und dem Anker während der Bewegung des Ankers in Richtung auf die Pole erreicht wird.

2. AnlaSmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche, die in verschiedenen Abständen vom Anker in Bewegungsrichtung des Ankers entfernt liegen, durch einzelene Abstufungen in der Fläche des Pols bestimmt sind.

3. Anlaßmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche jedes Pols linear in eine Richtung vom Anker weg schräg verläuft und daß die Bereiche durch ELächenabsehnitte der schräg verlaufenden 3?läehe ,gebildet sind.

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4. ■ Anlaßraotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PlHohe jedes PoIb cerkrümmt ist und daß die in verschiedenen Abstd,nden von inker in Eewegungsricirfrung des Ankers entfernt li.eg:enäen Bereiche durch Bereiche der gekrümmten Fläche gebildet Bind.

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