EP0419497B1 - Andrehvorrichtung für brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0419497B1
EP0419497B1 EP89905628A EP89905628A EP0419497B1 EP 0419497 B1 EP0419497 B1 EP 0419497B1 EP 89905628 A EP89905628 A EP 89905628A EP 89905628 A EP89905628 A EP 89905628A EP 0419497 B1 EP0419497 B1 EP 0419497B1
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EP
European Patent Office
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relay
switch
starting
starter
series
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EP89905628A
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Klaus Bolenz
Hans Wuerth
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/006—Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors

Definitions

  • the invention relates to a starting device for internal combustion engines, in particular large internal combustion engines, of the type defined in the preamble of claim 1.
  • the switching means for supplying power to the two drive motors are implemented by two starting relays after the starter pinion of both starters has been engaged in the ring gear of the internal combustion engine, the switching contacts of which make an electrical connection via a main relay Manufacture drive motors for the vehicle electrical system.
  • the switches actuated by the two start or engagement relays at the end of the engagement process each have a switch contact. When the starter switch is closed, the engagement relays of the two starters are connected to the vehicle electrical system in parallel.
  • the main relay for supplying power to the drive motors has two independent engagement magnets, the excitation winding of which is supplied with current via one of the switch contacts of the two start relays, the engagement magnet switching the supply current being locked or unlocked by the second engagement magnet.
  • a further starter with double starters of the type mentioned is known, which works without a so-called main relay.
  • the starter relays are provided with two-stage switching elements, which in their first switching stage each engage the armature of the starter motor assigned to them via an auxiliary excitation winding to engage the pinion in the ring gear of the internal combustion engine and at the same time mechanically unlock a locking of the respective starter relay. Only when both starter pinions are engaged and both starter relays are unlocked, do you switch the main field windings of the drive motors to the power supply in the second stage of your switching element.
  • This solution also requires fault-prone mechanical locking elements as well as complex, graduated switching elements on the starter relay.
  • the starter device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that auxiliary excitation windings on the starter motors are not required by the use of engagement relays and that mechanical interlocks on the relays are avoided in particular.
  • Switching on the engagement relay via an auxiliary relay also has the advantage that the manually operated starter switch is relieved compared to the known starting devices, its burn-up is reduced and its service life is thereby increased.
  • the usual switches with a single switch contact must be replaced by a switch with a double contact
  • the only switching contacts of the two switches associated with a starter must be designed for double the current load, since the current for both drive motors connected in parallel is conducted via the two switching contacts located one behind the other.
  • the starting device for an internal combustion engine of a motor vehicle shown in the circuit diagram in FIG. 1 has two starters 11, 12 working in parallel.
  • the motor vehicle battery is identified by l3, a battery switch by l4, a travel switch by l5 and a start switch by l6 for starting the internal combustion engine. If the battery switch l4 and travel switch l5 are closed, the two starters ll, l2 can be switched on by actuating the start switch l6, the starter pinions (not shown here) of which engage in the ring gear of an internal combustion engine and, after switching on the drive motors l7, l8, the starters ll, l2 the internal combustion engine turn on.
  • each starter ll or l2 has an engagement relay for driving the starter pinion l9 or 20 with at least one relay winding 2l, 22. With direct current flowing in the relay winding 2l or 22, the engagement relay l9 or 20 picks up and pushes the starter pinion into the ring gear of the internal combustion engine.
  • a possible structural design of the starter ll or l2 is described for example in DE-OS 3l 00, 869. For better engagement of the starter pinion in the ring gear of the internal combustion engine, the starter pinion is slowly rotated when the pinion gear is advanced against the ring gear.
  • this can be achieved mechanically by screwing the pinion on a gearbox bet, but also - as here - electrically by means of low current flow in the drive motor l7 or l8, which is achieved here via a second relay winding 23 or 24 of the engaging relay l9 or 20 takes place. If the starter pinion can fully mesh into the ring gear of the internal combustion engine, the engaging relay l9 or 20 pulls the relay armature in completely and shoots a shadow 25 or 26 at the end of the pull-in movement, which then connects the drive motor l7 or l8 directly to the motor battery l3 .
  • each shader 25, 26 has a double contact, consisting of the switching contacts 27, 28 and 29.30.
  • the shadow contact 27 of the shadow 25 and the shadow contact 30 of the switch 26 are connected in series and are in series with the drive motor l8 of the starter l2 on the battery l3.
  • the shadow contact 29 of the shadow 26 and the shadow contact 28 of the shadow 25 are connected in series and are now in series with the drive motor l7 of starter ll on battery l3.
  • the relay windings 21, 22 of the two engagement relays l9 are connected in parallel to one another and are connected directly to the battery l3 via the relay contact 3l of an auxiliary relay 32.
  • the relay winding 33 of the auxiliary relay 32 is supplied with current when the start switch l6 is actuated, specifically via a known start inhibitor 34 and start repeater relay 35.
  • the second relay windings 23 and 24 are each in series with the series winding 36 and 37 of the associated, as Direct current series-formed drive motor l7 or l8 parallel to the relay windings 23,24.
  • the described starting device works as follows:
  • the relay winding 33 of the auxiliary relay 32 is connected to the motor vehicle battery l3 via the start inhibitor relay 34 and the start repeater relay 35. Its relay contact 3l closes and places the two parallel relay windings 2l, 22 of the engagement relay l9.20 on the motor vehicle battery l3.
  • the engaging relays 19, 20 push the respectively assigned starter pinions in the direction of the ring gear of the internal combustion engine, the starter pinions being set into slow rotation via the assigned drive motors l7, l8. As soon as the starter pinion ll is engaged, the switching contacts 27 and 28 close.
  • the starter device shown in the circuit diagram in FIG. 2 is modified compared to the starter device in FIG. 1 only in the manner in which the two starters 11, l2 are locked against one another with at least one starter pinion not engaged.
  • the switches 25 'and 26' of the engagement relay l9.20 are equipped with only a single switch contact 38.39, which, however, is designed for double the current load as the switch contacts 27-30 in FIG.
  • the two switching contacts 38, 39 of the switches 25 ', 26' are connected in series and then placed in series with the parallel connection of the two drive motors l7, l8 to the motor vehicle battery l3.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von großen Verbrennungsmotoren, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
  • Bei einer aus der DE-A-704 133 bekannten Andrehvorrichtung mit Doppelstarter dieser Art sind die Schaltmittel zur Stromversorgung der beiden Antriebsmotoren nach erfolgtem Einspuren der Andrehritzel beider Starter in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine durch zwei Startrelais realisiert, deren Schaltkontakte über ein Hauptrelais eine elektrische Verbindung der Antriebsmotoren zum Bordnetz des Fahrzeugs herstellen. Die von den beiden Start- bzw. Einrückrelais am Ende des Einspurvorgangs betätigten Schalter weisen jeweils einen Schaltkontakt auf. Mit Schließen des Startschalters werden die Einrückrelais der beiden Starter zueinander parallel an das Bordnetz angeschlossen. Das Hauptrelais zur Stromversorgung der Antriebsmotoren hat zwei voneinander unabhängige Einrückmagneten, deren Erregerwicklung jeweils über einen der Schaltkontakte der beiden Startrelais mit Strom versorgt wird, wobei der den Versorgungsstrom schaltende Einrückmagnet durch den zweiten Einrückmagneten ver- bzw. entriegelt wird. Dadurch ist es erforderlich, daß zunächst beide Andrehritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt und somit die Schaltkontakte der beiden Startrelais geschlossen sind, um das Hauptrelais zu entriegeln und einzuschalten. Durch dieses Hauptrelais mit dem Verriegelungsmagneten ist diese bekannte Andrehvorrichtung sehr aufwendig und mechanisch störanfällig.
  • Aus der FR-A-816 532 (Figur 1) ist eine weitere Andrehvorrichtung mit Doppelstartern der eingangs erwähnten Art bekannt, die ohne ein sogenanntes Hauptrelais arbeitet. Die Anlaßrelais sind dort jedoch mit zweistufigen Schaltorganen versehen, welche in ihrer ersten Schaltstufe jeweils über eine Hilfserregerwicklung den Anker des ihnen zugeordneten Startermotors zum Einspuren des Ritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine einrücken und zugleich eine Verriegelung des jeweiligen Anlaßrelais mechanisch entriegeln. Erst wenn beide Anlaßritzel eingespurt und beide Anlaßrelais entriegelt sind, schalten sie in der zweiten Stufe ihres Schaltorganes die Haupterregerwicklungen der Antriebsmotoren auf die Stromversorgung. Auch bei dieser Lösung sind störanfällige mechanische Verriegelungselemente sowie aufwendige, abgestufte Schaltelemente an den Anlaßrelais erforderlich.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Verwendung von Einrückrelais Hilfserregerwicklungen an den Andrehmotoren nicht benötigt werden und daß insbesondere mechanische Verriegelungen an den Relais vermieden werden. Das Einschalten der Einrückrelais über ein Hilfsrelais hat außerdem den Vorteil, daß der handbetätigte Anlaßschalter gegenüber den bekannten Andrehvorrichtungen entlastet, sein Abbrand verringert und seine Lebensdauer dadurch erhöht wird.
  • Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Andrehvorrichtung möglich.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 müssen die bisher üblichen Schalter mit einem einzigen Schaltkontakt durch jeweils einen Schalter mit einem Doppelkontakt ersetzt werden, während bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 3 die einzigen Schaltkontakte der beiden jeweils einem Starter zugehörigen Schalter für die doppelte Strombelastung ausgelegt werden müssen, da der Strom für beide, parallel geschaltete Antriebsmotoren über die beiden hintereinander liegenden Schaltkontakte geführt wird.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung ist anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. l jeweils ein Schaltbild einer Andrehvorrichtung
    • und 2 mit zwei parallel betriebenen Startern für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die in Fig. l im Schaltbild dargestellte Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs weist zwei im Parallelbetrieb arbeitende Starter ll,l2 auf. Mit l3 ist die Kraftfahrzeugbatterie, mit l4 ein Batterieschalter mit l5 ein Fahrtschalter und mit l6 ein Startschalter zum Anlassen der Brennkraftmaschine bezeichnet. Sind Batterieschalter l4 und Fahrtschalter l5 geschlossen, so können durch Betätigen des Startschalters l6 die beiden Starter ll,l2 eingeschaltet werden, deren hier nicht dargestellte Andrehritzel in den Zahnkranz einer Brennkraftmaschine einspuren und nach Einschalten der Antriebsmotoren l7,l8 der Starter ll,l2 die Brennkraftmaschine andrehen.
  • Jeder Starter ll bzw. l2 weist neben dem Antriebsmotor l7 bzw. l8 für den Antrieb des Andrehritzels ein Einrückrelais l9 bzw. 20 mit mindestens einer Relaiswicklung 2l,22 auf. Bei Gleichstromfluß in der Relaiswicklung 2l bzw. 22 zieht das Einrückrelais l9 bzw. 20 an und schiebt das Andrehritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine ein. Ein möglicher konstruktiver Aufbau des Starters ll bzw. l2 ist beispielsweise in der DE-OS 3l 00, 869 beschrieben. Zum besseren Einspuren des Andrehritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine wird beim Vorschub des Andrehritzels gegen den Zahnkranz das Andrehritzel langsam gedreht. Dieses kann, wie in der genannten DE-OS beschrieben, mechanisch durch eine Verschraubung des Ritzels auf einer Getriebewette bewirkt werden, aber auch - wie hier - elektrisch durch geringen Stromftuß im Antriebsmotor l7 bzw. l8, was hier über eine zweite Relaiswicklung 23 bzw. 24 des Einrückrelais l9 bzw. 20 erfolgt. Kann das Andrehritzel vollständig in den Zahnkranz der brennkraftmaschine einspuren, so zieht das Einrückrelais l9 bzw. 20 den Relaisanker vollständig ein und schtießt am Ende der Einzugsbewegung einen Schatter 25 bzw. 26, der dann den Antriebsmotor l7 bzw. l8 unmittelbar an die Kraftzeugbatterie l3 anschließt.
  • Bei einer solchen Andrehvorrichtung mit zwei parallel betriebenen Starter ist es äußerst wichtig, daß die Andrehritzel beider Starter in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt sind, bevor die Antriebmotoren l7,l8 eingeschaltet werden, um eine Überlastung eines der Starter ll,l2 zu vermeiden. Hierzu weist jeder Schatter 25,26 einen Doppelkontakt, bestehend aus den Schaltkontakten 27,28 bzw. 29,30, auf. Der Schattkontakt 27 des Schatters 25 und der Schattkontakt 30 des Schalters 26 sind hintereinander geschaltet und liegen in Reihe mit dem Antriebsmotor l8 des Starters l2 an der Batterie l3. In gleicher Weise sind der Schattkontakt 29 des Schatters 26 und der Schattkontakt 28 des Schatters 25 hintereinander geschaltet und liegen nunmehr in Reihe mit dem Antriebsmotor l7 des Starters ll an der Batterie l3.
  • Die Relaiswicklungen 21,22 der beiden Einrückrelais l9 sind parallel zueinander geschaltet und werden über den Relaiskontakt 3l eines Hilfsrelais 32 unmittelbar an die Batterie l3 angeschlossen. Die Relaiswicklung 33 des Hilfsrelais 32 wird bei Betätigen des Startschalters l6 mit Strom versorgt, und zwar über ein an sich bekanntes Startsperrelais 34 und Startwiederholrelais 35. Die zweiten Relaiswicklungen 23 und 24 liegen jeweils in Reihe mit der Reihenschlußwicklung 36 bzw. 37 des zugeordneten, als Gleichstromreihenschlußmotor ausgebildeten Antriebsmotors l7 bzw. l8 parallel zu den Relaiswicklungen 23,24.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Andrehvorrichtung ist wie folgt:
  • Wird nach Schließen des Batterieschalters l4 und des Fahrtschalters l5 der Startschalter l6 betätigt, so wird über das Startsperrelais 34 und das Startwiederholrelais 35 die Relaiswicklung 33 des Hilfsrelais 32 mit der Kraftfahrzeugbatterie l3 verbunden. Dessen Relaiskontakt 3l schließt und legt die beiden parallelen Relaiswicklungen 2l,22 der Einrückrelais l9,20 an die Kraftfahrzeugbatterie l3. Bei Erregung schieben die Einrückrelais l9,20 die jeweils zugeordneten Andrehritzel in Richtung zu dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine, wobei die Andrehritzel über die zugeordneten Antriebsmotoren l7,l8 in langsame Drehung versetzt werden. Sobald das Andrehritzel des Starters ll eingespurt ist, schließen die Schaltkontakte 27 und 28. Ist das Andrehritzel des Starters l2 noch nicht eingespurt, so geschieht nichts. Erst nach vollständigem Einspuren auch des Andrehritzels des Starters l2 kann dessen Einrückrelais 20 die beiden Schaltkontakte 29,30 des Schalters 26 schließen. In diesem Moment werden beide Antriebsmotoren l7,l8 über die geschlossenen Doppelkontakte der Schalter 25,26 in Parallelschaltung an die Batterie l3 gelegt. Die Antriebsmotoren l7,l8 laufen hoch und drehen über die Andrehritzel die Brennkraftmaschine an. Durch die Überkreuzschaltung der Doppelkontakte der Schalter 25,26 in den Einrückrelais l9,20 ist somit der eine Starter ll bzw. l2 gegen den anderen Starter l2 bzw. ll so lange verriegelt, bis beide Andrehritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt sind. Kann eines der Andrehritzel bei einer Zahn auf Zahn-Stellung nicht einspuren, so spricht das Startwiederholrelais 35 an und wiederholt den Startvorgang wie beschrieben für beide Starter ll,l2, ohne daß der Fahrtschalter l5 geöffnet und wieder geschlossen werden muß.
  • Die in Fig. 2 im Schaltbild dargestellte Andrehvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist gegenüber der Andrehvorrichtung in Fig. l nur in der Art der Verriegelung der beiden Starter ll,l2 gegeneinander bei mindestens einem nicht eingespurten Andrehritzel modifiziert. Die Schalter 25′ bzw. 26′ der Einrückrelais l9,20 sind mit nur einem einzigen Schaltkontakt 38,39 ausgerüstet, der allerdings für die doppelte Strombelastung wie die Schaltkontakte 27 - 30 in Fig. l ausgelegt ist. Die beiden Schaltkontakte 38,39 der Schalter 25′,26′ sind hintereinander geschaltet und dann in Reihe mit der parallelschaltung der beiden Antriebsmotoren l7,l8 an die Kraftzeugbatterie l3 gelegt. Auch in diesem Fall kann solange, bis nicht beide Andrehritzel der beiden Starter ll,l2 eingespurt sind, kein Antriebsmotor l7,l8 eingeschaltet werden. Durch die Hintereinanderschaltung beider Schaltkontakte 38,39 sind beide Starter ll,l2 so lange verriegelt, bis beide Andrehritzel eingespurt sind. Erst wenn nach Einspuren der Andrehritzel beide Schaltkontakte 38,39 geschlossen sind, werden die Antriebsmotore l7,l8 gleichzeitig und parallel zueinander an die Kraftzeugbatterie l3 gelegt. Durch diese Modifizierung wird gegenüber der Andrehvorrichtung jeweils ein Schaltkontakt in den beiden Schaltern 25′,26′ und entsprechende Verbindungsleitungen zwischen den Schaltern 25′,26′ eingespart, jedoch müssen die Schaltkontakte 38 und 39 und die Verbindungsleitungen für die doppelte Strombelastung ausgelegt werden. Im übrigen ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Andrehvorrichtung gemäß Fig. 2 identisch mit der Andrehvorrichtung gemäß Fig. l, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind.

Claims (4)

1.) Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von großen Verbrennungsmotoren, mit zwei im Parallelbetrieb arbeitenden Startern (11, 12), die jeweils ein von einem elektrischen Antriebsmotor (17, 81) antreibbares Andrehritzel, ein bei Erregung das Andrehritzel in ein Zahnrad der Brennkraftmaschine einspurendes Einrückrelais (19, 20) und einen am Ende des Einspurvorgangs schließenden Schalter (25, 26, 25′, 26′) aufweisen, mit einem Startschalter (16) zum Anschließen der Einrückrelais an eine Stromversorgung (13) und mit Schaltkontakten (27 bis 30; 38, 39) der Schalter (25, 26) zum Anschließen der Antriebsmotore an die Stromversorgung erst nach Einspuren beider Andrehritzel, wobei die Relaiswicklungen (21, 22) der Einrückrelais (19, 20) zueinander parallel und derart geschaltet sind, daß sie beim Betätigen des Startschalters (16) gleichzeitig erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den Schaltern (25, 26) der Einrückrelais (19, 20) jeweils zwei verschiedenen Startern (11, 12) zugehörige Schaltkontakte (27, 29 bzw. 28, 30; 38, 39) hintereinander und in Reihe mit einem Antriebsmotor (17, 18) geschaltet sind und daß die zueinander parallelen Relaiswicklungen (21, 22) der Einrückrelais (19, 20) in Reihe mit dem Schaltkontakt (31) eines Hilfsrelais (32) an der Stromversorgung (13) liegen und daß die Relaiswicklung (33) des Hilfsrelais (32) durch Schließen des Startschalters (16) an die Stromversorgung (13) angeschlossen wird.
2. Andrehvorrichtung nach Anspruch 1, dasdurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter (25, 26) einen Doppelschaltkontakt (27, 28 bzw. 29, 30) aufweist und daß jeweils einer der beiden Schaltkontakte (27 bzw. 28) des einen Schalters (25) mit einem der beiden Schaltkontakte (30 bzw. 29) des anderen Schalters (26) und mit einem der beiden Antriebsmotoren (17 bzw. 18) in Reihe geschaltet ist.
3. Andrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter (25′ bzw. 26′) einen einzigen Schaltkontakt (38 bzw. 39) aufweist und daß die beiden Schaltkontakte (38, 39) hintereinander und in Reihe mit den zueinander parallel liegenden Antriebsmotoren (17, 18) geschaltet sind.
4. Andrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Startschalter (16) und Hilfsrelais (32) ein an sich bekanntes Startsperrelais (34) und ein an sich bekanntes Startwiederholrelais (35) eingeschaltet sind.
EP89905628A 1988-06-06 1989-05-20 Andrehvorrichtung für brennkraftmaschinen Expired - Lifetime EP0419497B1 (de)

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Publication Number Publication Date
EP0419497A1 EP0419497A1 (de) 1991-04-03
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