DE2820875C3

DE2820875C3 - Schwungkraft-Anlasser für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2820875C3
Application number: DE2820875A
Authority: DE
Inventors: Bernard Montbeliard Lacroix
Original assignee: Peugeot Cycles SA
Current assignee: Peugeot Cycles SA
Priority date: 1977-05-12
Filing date: 1978-05-12
Publication date: 1981-06-25
Also published as: NL7804123A; FR2390593B1; JPS5413845A; IT7867581A0; FR2390593A1; ES468512A1; JPS5757620B2; US4180743A; DE2820875A1; DE2820875B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwungkraftanlasser für einen Verbrennungsmotor, mit einem durch einen Elektromotor in Drehung versetztes Schwungrad und einer elektromagnetischen Kupplung zur kraftschlüssigen Verbindung des Schwungrades mit der Kurbelwelle des anzulassenden Verbrennungsmotors.

Bei einem Schwungkraft-Anlasser wird ein Schwungrad über einen Elektromotor in Drehung versetzt und dann über eine elektromagnetische Kupplung mit der Kurbelwelle des anzulassenden Motors kraftschlüssig

60 verbunden.

Zum Andrehen des Schwungrades dient ein verhältnismäßig schwach ausgelegter Elektromotor, welcher ausreicht, um das Schwungrad in wenigen Sekunden eine zum Anlassen des Verbrennungsmotors ausreichende kinetische Energie aufnehmen zu lassen. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle erfolgt hierbei durch eine elektromagnetische Kupplung.

Bei Schwungkraftanlassern dieser Art bleibt jedoch die Kupplung nach bereits abgebrochener Erregung aufgrund einer durch ein remanentes magnetisches Kraftfeld erzeugten Anziehungskraft häufig hängen.

Wenn der Verbrennungsmotor anspringt, reichen die bei seinem Betrieb erzeugten Vibrationen aus, um die elektromagnetische Kupplung wieder zu lösen. Springt der Verbrennungsmotor aber nicht an, dann ist aufgrund der hängengebliebenen elektromagnetischen Kupplung ein neuerlicher Anlaßversuch unmöglich. Ausgehend von dem eingangs genannten Schwungkraftanlasser bekannter Art (FR-PS 10 65 861) besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schwungkraftanlasser zu schaffen, bei dem sich die Kupplung automatisch sofort bei Erregung der Ankerwicklung des Motors löst.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der einen Seite des Schwungrades die Ankerwicklung deswlotors und auf der entgegengesetzten Seite die Erregerwicklung der Kupplung angeordnet ist, daß die Erregerwicklung des Motors auf einer parallel zum Schwungrad mit einem flachen Luftspalt angeordneten flachen Scheibe sitzt und daß das Schwungrad einen den Magnetkreisen der Ankerwicklung des Motors und der Erregerwicklung der Kupplung gemeinsamen Abschnitt bildet, dessen Materialstärke vom magnetischen Kraftfluß sowohl des Motors als auch der Kupplung durchsetzt, aber durch den Kraftfluß des Motors gesättigt wird, wobei der remanente KraftfluB der Kupplung durch Erregung des magnetischen Kraftflusses des Motors sofort aufgehoben wird.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch die Anordnung der Ankerwicklung des Motors auf der einen Seite und der Erregerwicklung der Kupplung auf der anderen Seite des Schwungrades und durch die Anordnung der Erregerwicklung des Motors auf einer flachen, vom Schwungrad parallelen Scheibe sowohl der vom Motor erzeugte magnetische Kraftfluß als auch der magnetische Kraftfluß der Kupplung ein- und denselben Abschnitt des Schwungrades durchsetzen. Damit hebt der magnetische Kraftfluß des Motors etwaigen remanenten Kraftfluß der Kupplung auf. Die u. U. hängengebliebene Kupplung läßt sich somit auf einfache Weise durch Erregung der Ankerwicklung sofort lösen, was eine sichere Punktion des Anlassers gewährleistet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

P i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Schwungkraft-Anlasser nach der Erfindung;

Fig.2 und 3 jeweils einen schematischen zylindrischen Teilschnitt durch die Spulenachsen der Baueinheit Motor-Kupplung nach der Erfindung in gekuppelter bzw. in gelöster Stellung des Schwungrades.

Der in Fig. I dargestellte Schwungkraft-Anlasser ist von einem Gehäuse 1 umgeben, das an dem zu startenden Verbrennungsmotor 2 angebaut ist und das

freie Ende der Kurbelwelle 4 des Verbrennungsmotors aufnimmt Koaxial zur Kurbelwelle 4 ist eine flache Scheibe 6 aus Isoliermaterial angeordnet, welche über an ihrem Umfang ausgebildete Rippen in entsprechende Nuten 9 des Gehäuses 1 eingreift und somit gegenüber diesem drehsicher festgelegt ist. Auf der Scheibe 6 sind Erregerwicklungen 8 angeordnet, die mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden sind und deren Polstücke 10 als auf der der Kurbelwelle zugewandten Seite der Scheibe 6 sitzende Platten ausgebildet sind. Statt der Erregerwicklungen 8 können auch permanente Magnete vorgesehen sein. Die Scheibe 6 ist auf einer getrennten, mit der Kurbelwelle 4 fluchtenden Welle 14 über Kugellager oder Nadellager 12 gelagert und mit dieser axial fest verbunden. Auf dieser Welle 14 sitzt fest ein Schwungrad 16.

Im Umfangskranz des Schwungrads 16 sitzen die Ankerwicklungen 18 des Motors. Diese Wicklungen sind auf der den Polstücken 10 der Erregerwicklung 8 zugewandten Seite 19 des Schwungrades 16 eingebettet, so daß der Luftspalt des das Schwungrad 16 andrehenden Elektromotors im wesentlichen eben verläuft Die Ankerwicklungen 18 sind mit einem Kollektor 20 verbunden, der auf der Nabe 22 des Schwungrades 16 angeordnet ist und mit im Mittelbereich der Scheibe 6 vorgesehenen gefederten Bürsten 24 zusammenwirkt

Auf der der Ankerwicklung 18 abgewandten Fläche 25 des Schwungrades 16 sind Erregerwicklungen 26 einer elektromagnetischen Kupplung eingebettet Der Anker 28 dieser Kupplung ist als scheibenförmiger Ringkörper aus ferromagnetisch weichem Material ausgebildet und mit einem auf dem freien Ende der Kurbelwelle 4 sitzenden magnetischen Schwungrad 30 verbunden. Wie die Erregerwicklungen 8 des Motors ist auch die Erregerwicklung 26 der Kupplung mit der elektrischen Stromquelle, z. B. einer Batterie verbunden.

Wie aus den schematischen Darstellungen in F i g. 2 und 3 ersichtlich, sind die auf dem Schwungrad 16 eingebetteten Wicklungen koaxial angeordnet Somit fällt die Achse jeder Ankerwicklung 18 des Motors mit der Achse einer Erregerwicklung 26 der Kupplung zusammen. Andererseits unterscheiden siel; die Wicklungen in ihren Dimensionen, so daß der Abstand zwischen zwei Wicklungen der Kupplung größer ist als « der die zwei benachbarten Wicklungen des Motors trennende Abstand. Zwischen den beiden Bewicklungen ist die Materialstärke des Schwungrades verhältnismäßig dünn, d. h. sie ist dick genug, um vom magnetischen Kraftfluß sowohl des Motors als auch der Kupplung so durchsetzt zu werden.

Um den Verbrennungsmotor 2 in Betrieb zu setzen, werden die Erregerwicklung 8 und die Ankerwicklung 18 des elektrischen Anlaßmotors erregt Wie Fig.3 zeigt, entsteht zwischen den Polstücken 10 und der Ankerwicklung 18 ein magnetischer Kraftfluß, der das Schwungrad 16 in Drehung versetzt Dieses nimmt dabei in wenigen Sekunden eine zum Anwerfen des Verbrennungsmotors 2 ausreichende kinetische Energie auf. Die Erregung der Motorwicklung 8 bricht dann ab, während die auf dem Schwungrad 16 eingebettete Erregerwicklung 26 der Kupplung erregt wird. Diese Erregung erzeugt neuen Magnetfluß, durch welchen das Schwungrad 16 vom Anker 28 der Kupplung angezogen wird. Da das Schwungrad 16 mit der Welle 14 und der Scheibe 6 verbunden ist gleitet der gesamte Motor in den Nuten 9 des Gehäuses 1 und nähert sich dem Anker 28. Dabei wird der Luftspalt zwischen der Erregerwicklung 26 und dem Anker 28 aufgehoben, wie klar aus F i g. 2 erkennbar, und der magnetische Kraftlinienfluß nimmt den in F i g. 2 angegebenen Verlauf. Wie bei der Erregung der Erregerwicklung des Motors durchsetzt auch dieser magnetische Kraftfluß den sich zwischen den beiden Wicklungen, d. h. zwischen der Ankerwicklung 18 und der ErregerwJcklu'.tg 26 befindlichen Abschnitt des Schwungrads 16.

Sobald die Kurbelwelle 4 eine ausreichende Drehzahl erreicht hat und der Verbrennungsmotor 2 angesprungen ist bricht die Erregung der Erregerwicklung 26 ab. Die Scheibe 6 wird dann über eine federnde Rückholvorrichtung in ihre Normalstellung zurückgeführt d. h. vom Anker 28 der Kupplung abgehoben. In vielen Fällen bleibt jedoch zwischen dem Anker 28 und der Erregerwicklung 26 ein remanenter Kraftfluß bestehen, so daß das Schwungrad 16 am Anker 28 haften bleibt und somit die Rückkehr des gesamten Motors in seine Normalstellung verhindert

Springt der Verbrennungsmotor 2 normal an, so genügen die von ihm ausgehenden Vibrationen, um die Kupplung zu lösen und den gesamten Anlaßmotor wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren zu lassen.

Wenn aber der Verbrennungsmotor 2 nicht anspringt dann bewirkt die Erregung der Ankerwicklung 18 mit Beginn des nächsten Startversuchs eine Sättigung der de.i Magnetkreisen der Ankerwicklung 18 und der Erregerwicklung 26 der Kupplung gemeinsamen Abschnitte. Diese magnetische Sättigung hebt das remanente Kraftfeld der Kupplung und folglich die sie zurückhaltende Restanziehungskraft auf.

Der Anlasser wird dadurch frei gegeben und ist wieder normal funktionsfähig.

Der eben verlaufende Luftspalt zwischen Erregerwicklung und Ankerwicklung des Motors bringt eine wesentliche Raumersparnis und gewährleistet somit einen kompakten Schwungkraft-Anlasser, der sicher und rasch funktioniert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwungkraftanlasser für einen Verbrennungsmotor, mit einem durch einen Elektromotor in Drehung versetztes Schwungrad und einer elektromagnetischen Kupplung zur kraftschlüssigen Verbindung des Schwungrades mit der Kurbelwelle des anzulassenden Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des Schwungrades (16) die Ankerwicklung (18) des Motors, und auf der entgegengesetzten Seite die Erregerwicklung (26) der Kupplung angeordnet sind, daß die Erregerwicklung (8,10) des Motors auf einer parallel zum Schwungrad mit einem flachen Luftspalt angeordneten flachen Scheibe (6) sitzt, und daß das Schwungrad (16) einen den Magnetkreisen der Ankerwicklung (18) des Motors und der Erregerwicklung (26) der Kupplung gemeinsamen Abschnitt bildet, dessen Materialstärke vom magnetischen Kraftfluß sowohl des Motors als auch der Kupplung durchsetzt, aber durch den Kraftfluß des Motors gesättigt wird, wobei der remanente Kraftfluß der Kupplung durch Erregung des magnetischen Kraftflusses des Motors sofort aufgehoben wird.

2. Schwungkraftanlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Erregerwicklung des Motors aufnehmende Scheibe (6) axial fest mit dem Schwungrad (16) verbunden, gegenüber diesem aber frei drehbar ist.

3. Schwungkraftanlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (16) aus ferromagnetisch weichem Material besteht

4. Schwungkraftanlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ate Kupplung einen ringförmigen Anker aus ferromagnetisch weichem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (28) fest mit der Kurbelwelle des zu startenden Verbrennungsmotors (2) verbunden ist.

5. Schwungkraftanlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ankerwicklung des Motors und die Erregerwicklung der Kupplung, koaxial liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung (18) des Motors und die Erregerwicklung (26) der Kupplung auf entgegengesetzten Seiten des Schwungrades (16) angeordnet sind.

6. Schwungkraftanlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer federnden Rückholvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Rückholvorrichtung die die Erregerwicklung (8,10) des Motors tragende Scheibe (6) und das Schwungrad (16) vom Anker (28) der Kupplung abhebbar sind.

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