Startvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung zum Andrehen von Brennkraftmaschinen gemäß der Gattung des unabhängigen Anspruchs .
Stand der Technik
Das Funktionsprinzip eines Schub-Schraubtrieb-Starters beruht darauf, daß nach dem Betätigen des Startschalters ein Hubmagnet durch Fluß eines Stromes durch eine Spule eingezogen wird. Durch diese Bewegung des Hubmagnets wird einerseits über einen Hebelmechanismus das Ritzel in den Zahnkranz eingespurt, andererseits wird eine Brücke zur Schaltung des Hauptstroms des Startermotors geschlossen.
Das Schalten des Hauptstroms des Startermotors mit Hilfe eines Hubmagneten und einer Schaltbrücke hat den Nachteil, daß bei der Öffnung der Schaltbrücke ein Lichtbogen entsteht. Dies führt dazu, daß die Kontaktflächen über die Lebensdauer sich verändern und nicht mehr optimal sind. Um den Lichtbogen möglichst schnell zu löschen, ist eine sehr hohe Öffnungsgeschwindigkeit und Beschleunigung der Schaltbrücke notwendig. Dies erfordert große Federkräfte und damit ein verhältnismäßig großes Relais. Ein weiterer Nachteil des Hubmagneten liegt darin, bei seiner schnellen
Bewegung gleichzeitig über einen Gabelhebel das Ritzel vorspurt und im ungünstigen Fall das Ritzel mit seiner Stirnfläche an die Stirnfläche des Zahnkranzes der Brennkraftmaschine anschlägt und dadurch mit der Zeit verschleißt.
Vorteile der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ist es demgegenüber möglich, bei einem Starter durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung den Schaltvorgang so ablaufen zu lassen, daß am Schaltelement nur geringe Kräfte und Beschleunigungen wirken. Um das Schaltelement mittels des zweiten elektrischen Motors zu bewegen, ist eine nur geringe Stromaufnahme notwendig. Durch die im Vergleich zu einem Hubmagneten nur geringe Stromaufnahme kann der zweite elektrische Motor direkt von einem Steuergerät angesteuert werden, dies kann z.B. das Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine sein, ohne daß zusätzliche Verstärker notwendig sind. Dadurch daß auf dem Schaltelement mindestens ein Schleifkontakt gleitet, wobei der Schleifkontakt über Bereiche mit unterschiedlich elektrisch leitfähigen Schichten gleitet, ist ein mehrstufiges oder stufenloses Schalten des Startermotors ohne Abheben des Schleifkontakts vom Schaltelement möglich. Durch die Relativbewegung zwischen Schleifkontakt und Schaltelement sind die Kontaktflächen im Bereich geringen Stroms bzw. im Bereich des Maximalstroms nicht identisch. Die Widerstandserhöhung beim Ausschaltvorgang führt dazu, daß beim Übergang zum Ausschalten ein nur schwacher Lichtbogen auftritt. Dies führt dazu, daß die bisherigen hohen Schaltgeschwindigkeiten wie sie bei Hubmagneten vorgesehen sind, nicht mehr benötigt werden. Im Vergleich zum herkömmlichen Brückenkontakt aus dem Stand der Technik prellt das Schaltelement nur wenig
oder gar nicht. Ein weiterer Vorteil des Schaltelements in der Ausführung als Schiebeschalter liegt darin, daß der Ort des reduzierten Lichtbogens und der Ort der Kontaktgabe zur vollen Bestromung des Startermotors an verschiedenen Stellen liegen. Dadurch können beide Flächen auf die jeweilige
Aufgabe optimiert werden. Im Bereich hohen Stromdurchflusses ist z.B. eine Kohlenstoffzugäbe am Kontaktelement möglich, um Kontaktschweißen zu verhindern. Im Bereich des Lichtbogens im Übergang zum Ausschalten kann sogar ein Opferwerkstoff aufgebracht werden, der über die Lebensdauer definiert abbrennt. Durch die Relativbewegung der Kontaktflächen von Schleifkontakt und Schaltelement zueinander tritt zusätzlich ein Reinigungseffekt auf, der durch die mechanische Reibung bedingt ist. Das mit dem Schaltelement fest verbundene Kontaktelement kann aus mehreren unterschiedlich elektrisch leitfähigen Schichten bestehen, so daß der über die einzelnen Schichten schleifende bzw. gleitende Schleifkontakt im Zuge der Bewegung des Schaltelements unterschiedliche Widerstände in den Stromkreislauf des Startermotors schaltet. Eine weitere vorteilhafte Variante des am Schaltelements befestigten Kontaktelements besteht darin, das Kontaktelement in seiner Form so zu gestalten, daß die Kontaktfläche zwischen dem darüber hinweg gleitenden Schleifkontakt unterschiedlich groß ist, so daß der Durchgangswiderstand zwischen
Schleifkontakt und Kontaktelement und damit die Stromstärke veränderlich ist. Das Trägerelement des Schaltelements kann so gestaltet werden, daß der Schleifkontakt in seiner Ruheposition von der Ebene in der das Kontaktelement liegt abgehoben wird. Dies hat den Vorteil, daß ein Zerstören bzw. Eingraben der Kontaktflächen von Schleifkontakt und Kontaktelement durch die auftretende Schüttelbelastung vermindert bzw. verhindert werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Schaltelements sieht vor, daß eines der Getriebemittel, das für die Kraftübertragung
zwischen zweitem elektrischen Motor und dem Schaltelement vorgesehen ist, in einen Verzahnungsbereich des Schaltelements eingreift und dadurch das Schaltelement verschiebbar ist. In der Arbeitsstellung des Schaltelements, wenn der Startermotor voll bestromt ist, wird das
Schaltelement durch den zweiten elektrischen Motor an einen Anschlag gedrückt. Dies führt bei vorliegender Rüttelbeanspruchung zu einer eindeutigen Position des Schaltelements. Eine Möglichkeit, zwei eindeutige Positionen des Schaltelements zu ermöglichen, ist die Verwendung eines bistabilen Federelements, das so angeordnet ist, daß das Schaltelement entweder in einer stabilen Ruhelage, in der der Stromkreis des Startermotors geöffnet ist oder in einer stabilen Arbeitslage gehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß in der Arbeitslage keine Kraft seitens des zweiten elektrischen Motors wirken braucht . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten elektrischen Motors betreffend sind beispielsweise, daß sich der zweite elektrische Motor und eine Steuerungselektronik in einem gemeinsamen Gehäuse befinden und dadurch räumlich zusammengefaßt sind. Dies erspart einen zusätzlichen Montage- und Verkabelungsaufwand und schützt die Elektronik gegen Umwelteinflüsse. Zusätzlich sind alle Maßnahmen zum Temperaturschutz und zur Vibrationsdämpfung, die für den zweiten elektrischen Motor ergriffen werden müssen, auch für die Elektronik wirksam. Für die räumliche Zusammenfassung des zweiten elektrischen Motors mit der Steuerelektronik sind zwei verschiedene Möglichkeiten vorgesehen. Zunächst ist dies z.B. in einem gemeinsamen verlängerten Gehäuse des zweiten elektrischen Motors möglich, in das die Steuerungselektronik integriert ist . Durch die Integration in einem gemeinsamen verlängerten Gehäuse ist es vorteilhafter Weise auch möglich, ein einzustellendes Ankerlängsspiel des zweiten elektrischen Motors mit dem Einbau der Trägerplatte zur Aufnahme der Steuerungselektronik zu kombinieren. In einer zweiten
Variante ist vorgesehen, die Steuerungselektronik in einem eigenen Gehäuse anzuordnen, wobei dieses eigene Gehäuse für die Steuerungselektronik durch Befestigungselemente am Gehäuse des zweiten elektrischen Motors befestigt ist. Die Steuerungselektronik wird dabei mittels Steckkontakten mit dem zweiten elektrischen Motor elektrisch verbunden. Dieses separate Gehäuse hat den Vorteil, daß bei gleichbleibendem zweiten elektrischen Motor für unterschiedliche Ausstattungsvarianten verhältnismäßig einfach unterschiedliche Steuerungen verwendet werden können. Umfaßt die Steuerungselektronik einen CAN-Baustein, ist so eine Schnittstellenfähigkeit für den CAN-Bus möglich, wodurch z.B. die Verwendung eines elektronischen Zündschlosses direkt möglich ist. Von Vorteil ist ebenso, wenn der zweite elektrische Motor von der elektrischen Steuerung der
Brennkraftmaschine ansteuerbar ist. So kann beispielsweise bei vorliegender ausreichender Selbstlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine die elektrische Steuerung der Brennkraftmaschine dies dem zweiten elektrischen Motor bzw. seiner Steuerungselektronik signalisieren und diese ein
Ausschalten des Startermotors veranlassen. Weiterhin ist es von Vorteil, daß der zweite elektrische Motor wie die bekannten Schaltrelais am Antriebslager des Startermotors befestigt werden kann. Im Zusammenhang mit der Verwendung dieses zweiten elektrischen Motors mit einem
Schraubtriebstarter ist es weiterhin möglich, das Schaltelement als Klinke zu gestalten. Diese Klinke bewirkt dabei in Zusammenwirkung mit einer Zahnscheibe, daß der auf dem Steilgewindeabschnitt der Antriebswelle des Starters dreh- und verschiebbare Bereich gebildet aus Ritzel,
Freilauf und Mitnehmerschaft zumindest beim Vorspuren am Drehen gehindert wird. Dadurch ist ein zügiges Vorspuren bei sehr geringen Drehzahlen und Winkelbeschleunigungen des Startermotors, also bei geringen Trägheitsmomenten, möglich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale .
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen: Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Startvorrichtung, Figur 2 zeigt eine erste schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, Figur 3 zeigt eine zweite schematische Schaltvorrichtung, Figur 4 zeigt eine dritte schematische Schaltvorrichtung, Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Schaltelement in einer ersten Ausführung, Figur 6 zeigt eine zweite Ausführung eines Schaltelements, Figur 7a zeigt die Draufsicht eines Schaltelements mit mehreren Kontaktelementen, die jeweils unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten besitzen, Figur 7b zeigt eine Darstellung eines Schaltelements, mit einem leitfähigen Bereich, der einen ersten Abschnitt aufweist, der einen stufenlos größer werdenden Querschnitt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schaltelements aufweist, Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung des Schaltelements mit einer Anschrägung, die das Kontak element im Ruhezustand aus der Kontaktebene abhebt, Figur 9 zeigt einen schematischen Aufbau eines Schaltelements, Figur 10 zeigt den Aufbau des zweiten elektrischen Motors mit integrierter Steuerungselektronik, Figur 11 zeigt einen schematischen Aufbau des zweiten elektrischen Motors mit einem separaten Gehäuse für die Steuerungselektronik, Figur 12 zeigt ein in eine Bremsvorrichtung des Schraubtriebstarters eingeklinktes Schaltelement, Figur 13 zeigt den Schraubtriebstarter mit an den Zahnkranz vorgespurtem Ritzel, Figur 14 zeigt das
vollständig eingespurte Ritzel, das durch den Klinkenbereich des Schaltelements am Ausspuren gehindert wird.
Identische bzw. gleichwirkende Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Startvorrichtung 20 mit einem Startermotor 21, einem optionalen Planetengetriebe 22, einem Einspurgetriebe 23, bestehend aus einem steilen Außengewinde 24 auf einem Abschnitt der Abtriebswelle 25. Auf dem steilen Außengewinde 24 befindet sich ein Mitnehmerschaft 26, der über einen Freilauf 27 mit einem Ritzel 28 verbunden ist. Das Ritzel 28 wird durch eine Ausspurfeder 29, die sich an einem Bund 30 abstützt, in einer Ruhelage gehalten. Die hier nicht dargestellte Brennkraftmaschine wird durch das in einen Zahnkranz 31 eingespurte Ritzel 28 angetrieben, durch den sich drehenden Startermotor 21 angedreht. Die
Startvorrichtung 20 besteht aus dem in einem Stromkreis 35 angeordneten Startermotor 21 und ist mit Mitteln zum Öffnen und Schließen des Stromkreises versehen. Als ein Mittel zum Öffnen und Schließen des Stromkreises 35 ist ein zweiter elektrischer Motor 36 vorgesehen, durch den ein
Schaltelement 37 bewegbar ist und durch dessen Bewegung der Stromkreis 35 des Startermotors 21 schaltbar ist. Durch Schließen des Startschalters 38 wird der zweite elektrische Motor 36 bestromt und dadurch eine Ausgangswelle 39 in Drehung versetzt. Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel wird dadurch ein Stirnrad 40 durch die Ausgangswelle 39 gedreht. Das Stirnrad 40 greift dabei in eine als Zahnstange 41 ausgebildeten Bereich des Schaltelements 37 ein. Bewegt sich die Ausgangswelle 39 in einer als nachfolgend erste Drehrichtung bezeichneten Drehrichtung, führt dies zu einer
ersten geradlinigen Bewegung des Schaltelements 37. Eine zweite Bewegung des Schaltelements ist der ersten gegenläufig und ebenfalls geradlinig. Dreht sich der zweite elektrische Motor 36 mit einer ersten Drehrichtung, so führt dies zu der ersten Bewegung des Schaltelements 37. Das in Figur 1 dargestellte Schaltelement 37 besteht zunächst aus einem elektrisch isolierenden Trägerelement 42, in das ein erstes Kontaktelement 43 eingebettet ist. Dieses erste Kontaktelement 43 besteht aus mehreren unterschiedlich elektrisch leitfähigen Schichten 44 und 45, wobei die
Schichtung in Richtung der ersten bzw. zweiten Bewegung des Schaltelements erfolgt und damit in Richtung der Schubbewegung des als Schieber ausgebildeten Trägerelements 42 erfolgt. Wird das Schaltelement 37 mit seiner ersten Bewegung durch den zweiten elektrischen Motor 36 bewegt, wird der Startermotorschalter 47 zunächst durch die elektrisch leitfähige Schicht 45 geschlossen. Wird das Schaltelement 37 weiter in der ersten Bewegung bewegt, wird der Startermotorschalter 47 schließlich durch die elektrisch leitfähige Schicht 44 geschlossen. Die elektrisch leitfähige Schicht 45 hat einen höheren elektrischen Widerstand als die Schicht 44. Die elektrisch leitfähige Schicht 45, die den Startermotorschalter 47 schließt, stellt damit zunächst einen Vorwiderstand dar, so daß der Startermotor 21 zunächst mit nur verringertem Strom betrieben wird. Dies führt bei dem hier dargestellten Schraubtriebstarter zu einer verringerten Drehzahl des Startermotors 21 und damit zu einem sogenannten sanften Vor- und Einspuren des Ritzels. Wird das Schaltelement 37 weiter geschoben, wird der Startermotorschalter 47 durch die Schicht 44 geschlossen.
Ist die Schicht 44 beispielsweise aus Kupfer gefertigt, ist der Startermotorschalter 47 nahezu widerstandslos geschlossen. Dadurch wird der Startermotor 21 voll bestromt, und kann bei in den Zahnkranz 31 voll eingespurtem Ritzel 28 die Brennkraftmaschine andrehen. Ist der Startvorgang
beendet, wird durch Öffnen des Startschalters 38 die Stromzufuhr zum zweiten elektrischen Motor 36 unterbrochen. Dadurch wirkt kein Antriebsmoment seitens des zweiten elektrischen Motors 36 auf die Zahnstange 41. Bei der in Figur 1 dargestellten Variante wird der Startermotorschalter 47 schließlich dadurch geöffnet, indem die Rückholfeder 48 am Trägerelement 42 angreift und das Schaltelement 37 entgegen der ersten Bewegung des Schalterelements 37, also in der gegenläufigen zweiten Bewegung, zurückzieht, so daß schließlich das isolierende Trägerelement 42 an beiden Kontakten 49 anliegt und damit die Stromzufuhr zum Startermotor 21 unterbrochen ist.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der Schaltvorrichtung dargestellt . Der zweite elektrische Motor 36 steht dabei, wie bereits in Figur 1, über Getriebemittel 51 mit dem Schaltelement 37 in Wirkverbindung. Die Getriebemittel 51 bestehen in diesem Fall zunächst aus einem auf der Ausgangswelle 39 des zweiten elektrischen Motors befestigten Schneckenrad 52, das ein erstes Zahnrad 53 antreibt. Dieses erste Zahnrad 53 steht mit einem zweiten Zahnrad 54 in drehfester Wirkverbindung. Das zweite Zahnrad 54 steht wiederum mit dem Zahnstangenbereich 41 des Schaltelements 37 in Verbindung. Wird der Startschalter 38 geschlossen, veranlaßt ein
Steuergerät 56 die Bestromung des zweiten elektrischen Motors 36. Am gezeigten Beispiel geschieht dies über eine Steuerungselektronik 57, die vom Steuergerät 56 angesteuert wird. Die Steuerungselektronik 57, die im gezeigten Beispiel in das Gehäuse des zweiten elektrischen Motors 36 integriert ist, schaltet den zweiten elektrischen Motor 36 an und veranlaßt das Drehen der Ausgangswelle 39 mit der ersten Drehrichtung, so daß durch die Getriebemittel 52, 53 und 54 der Zahnstangenbereich 41 und damit das Schaltelement 37 mit einer ersten Bewegung bewegt wird. Das Schaltelement 37 ist
in Figur 2 mit einem zweiten Kontaktelement 59 fest verbunden. Dieses zweite Kontaktelement 59 ist mit der Spannungsquelle 60 elektrisch leitend verbunden. Durch die erste Drehrichtung des zweiten elektrischen Motors 36 wird das zweite Kontaktelement 59 in Richtung eines dritten Kontaktelements 61 bewegt, bis es schließlich an diesem anliegt und so den Stromkreis 35 des Startermotors 21 schließt. Dabei wird ein Zurückprellen des Schaltelements 37 durch ein ortsfestes bzw. gehäusefestes Dämpfungselement, das am Schaltelement 37 reibt, verringert. Ist der
Startermotor 21 Teil eines Schraubtriebstarters, so spurt das Ritzel 28 über das Einspurgetriebe 23 in den Zahnkranz 31 ein und dreht die Brennkraftmaschine an. Hat die Brennkraftmaschine eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht und wird dies durch das Steuergerät 56 erkannt, welches z.B. ein Motorsteuergerät bzw. ein Steuergerät der Brennkraftmaschine ist, so steuert dieses die Steuerungselektronik 57 des zweiten elektrischen Motors 36 an. Da die Brennkraftmaschine eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht hat, muß nun der Startermotor 21 wieder ausgeschaltet werden. Dies bedeutet, daß die Kontaktelemente 59 und 61 wieder getrennt werden müssen. Das Steuergerät 56 sendet daher an die Steuerungselektronik 57 elektronische Signale, wodurch die Drehrichtung des zweiten elektrischen Motors 36 umgekehrt wird, so daß eine zweite, der ersten
Drehrichtung entgegengesetzte Drehrichtung am Schneckenrad 52 wirkt. Dies führt dazu, daß das Schaltelement 37 über die Getriebemittel 51 mit seiner zweiten linearen Bewegungsrichtung in die Ausgangsposition zurückbewegt wird. Diese zweite Bewegung des Schaltelements 37 wird durch die
Rückholfeder 48 unterstützt. Diese Rückholfeder 48 erfüllt darüber hinaus eine Notfallfunktion. Für den Fall, daß eine zweite Drehrichtung des zweiten elektrischen Motors 36 nicht ermöglicht werden kann, weil z.B. die Steuerungselektronik 57 ausgefallen ist, bewegt die Rückholfeder 48 das
Schaltelement 37 gegen den Widerstand der Getriebemittel 51 wieder in seine Ausgangsposition zurück.
Figur 3 unterscheidet sich von Figur 2 dadurch, daß das zweite Kontaktelement 59 so ausgebildet ist, daß es bevor der Stromkreis 35 durch die Kontaktelemente 59 und 61 geschlossen wird, der Stromkreis 35 über das zweite Kontaktelement 59 und ein viertes ruhendes Kontaktelement 63 der Stromkreis über einen Vorwiderstand 64 geschlossen wird. Um die Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen 59 und 63 zu sichern, ist es von Vorteil, wenn ein Federelement 65 beide Kontaktelemente aneinander drückt. Wie bereits bei Figur 2, wird das Schaltelement 37 nach dem Anstoßen an das dritte Kontaktelement 61 und damit nach dem Schließen des Stromkreises 35 des Startermotors 21 am Zurückprellen durch das Dämpfungselement 62 gehindert. Durch die in Figur 3 vorgestellte Bauartvariante wird ein zweistufiges Schalten des Startermotors 21 ermöglicht. Dies hat den Vorteil, daß während der ersten Stufe der Startermotor mit verringerter Drehzahl dreht, und so ein sanftes Einspuren z. B. bei einem Schraubtriebstarter ermöglicht werden kann. Statt des hier dargestellten einpoligen Ansteuerns des zweiten elektrischen Motors durch das Steuergerät 56 ist auch ein Ansteuern seitens des Steuergeräts 56 durch eine zweipolige Verbindung vom Steuergerät 56 möglich. Zweipolige Ansteuerung bedeutet, daß das Steuergerät 56 durch Umpolen des zweiten elektrischen Motors 36 eine Drehrichtungsumkehr zur zweiten Drehrichtung ermöglicht. Dadurch ist ein Öffnen des Startermotorschalters 47 auch durch den zweiten elektrischen Motor 36 möglich.
In Figur 4 ist eine weitere Variante der Schaltvorrichtung abgebildet. Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Bauelementen in Figur 2 wirkt am Schaltelement 37 ein sogenanntes bistabiles Federelement 67, das mit seinen
beiden Enden in gehäusefesten Lagern 68 gelagert ist. Bezüglich des Schaltelements 37 ist dieses bistabile Federelement 67 zwischen zwei Anlagelementen 69 am Schaltelement 37 bewegbar. Wird das Schaltelement 37 aus seiner Ruhelage heraus bewegt, liegt das bistabile
Federelement 67 zunächst am oberen Anlageelement 69 an. Zusätzlich zur Federkraft der Rückholfeder 48 muß der zweite elektrische Motor 36 nun die Biegekraft des bistabilen Federelements 67 zusätzlich überwinden, bis das bistabile Federelement 67 aus seiner ersten stabilen Lage, der
Stromkreis ist dabei geöffnet in eine zweite stabile Lage springt und dadurch das Schaltelement 37, bzw. das zweite Kontaktelement 59 an das dritte Kontaktelement 61 beschleunigt andrückt und so den Stromkreis 35 des Startermotors 21 geschlossen hält. Im Gegensatz zu den in Figur 2 und 3 dargestellten Varianten ist dadurch ein Andrücken der Kontaktelemente 59 und 61 durch die Getriebemittel 51 und den zweiten elektrischen Motor 36 nicht nötig. Während des Startvorgangs kann so ein Bestromen des zweiten elektrischen Motors 36 unterbleiben. Erst zum Ausschalten des Startermotors 21 ist es wieder notwendig, daß der zweite elektrische Motor 36 mit seiner zweiten Drehrichtung und die Getriebemittel das Schaltelement 37 bzw. das Kontaktelement 59 gegen den Widerstand des bistabilden Federelements 67 wieder in die Ruhelage bewegt. Das bistabilde Federelement 67 bietet so eine zusätzliche Sicherheit, daß das Schaltelement 37 in der Ruhelage gehalten wird. Darüber hinaus ist es aus Sicherheitsgründen möglich, das Federelement 67 so zu wählen, das ein Andrücken des
Kontaktelements 59 durch den zweiten elektrischen Motor erforderlich bleibt.
In Figur 5 ist ein Teilquerschnitt des Schaltelements 37 dargestellt. Im Trägerelement 42 ist das erste
Kontaktelement 43 so eingebettet, daß eine erste Kontaktfläche in einer ersten oberflächigen Ebene des Trägerelements 42 liegt, auf welcher sich ein ruhender Schleifkontakt 71 abzustützen vermag. In der gezeigten Darstellung stützt sich der Schleifkontakt 71 auf dem elektrisch isolierenden Material des Trägerelements 42 ab. Wird das Schaltelement 37 durch den zweiten elektrischen Motor 36 bewegt, in der gezeigten Anordnung nach links, bewegt sich der Schleifkontakt 71 relativ zum Schaltelement 37 nach rechts. Erreicht der Schleifkontakt 71 dabei das erste Kontaktelement 43, wird der Startermotor 21 eingeschaltet .
Aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn das Trägerelement 42 aus einem Spritzkunststoff besteht.
Eine weitere Variante des Startermotorschalters 47 ist in Figur 6 dargestellt. Dabei ist in das Trägerelement 42 das erste Kontaktelement 43 so eingebettet, daß eine zweite Kontaktfläche in einer der ersten gegenüberliegenden zweiten oberflächigen Ebene des Trägerelements 42 liegt. Wird nun das Schaltelement 37 durch den zweiten elektrischen Motor 36 verursacht nach links bewegt, das heißt soll der Startermotor 21 eingeschaltet werden, gleiten beide Schleifkontakte 71 relativ zum Trägerelement 42, beziehungsweise Schalterelement 37 und schalten schließlich den Startermotor 21 ein, sobald beide Schleifkontakte 71 mit dem ersten Kontaktelement 43 elektrischen Kontakt haben.
In Figur 7a ist die Draufsicht auf die erste Kontaktfläche des ersten Kontaktelementes 43 dargestellt. Auf dieser
Fläche gleitet der hier nicht dargestellte Schleifkontakt 71. Wird das in Figur 7a dargestellte Schaltelement 37 nach links bewegt, so wird zunächst die elektrisch leitfähige Schicht 73 unter den Schleifkontakt 71 geschoben. Die elektrisch leitfähige Schicht 73 hat einen höheren
elektrischen Widerstand als die leitfähige Schicht 45, diese Schicht hat einen wiederum höheren elektrischen Widerstand als die leitfähige Schicht 44. Dadurch daß hier drei verschiedene leitfähige Schichten eingebettet sind, wird folglich ein insgesamt dreistufiges Schalten des
Startermotors 21 verwirklicht. In Figur 7b ist eine weitere Variante des ersten Kontaktelements 43 dargestellt. Dabei ist der Querschnitt des ersten Kontaktelements 43 über einen bestimmten Längenabschnitt verkleinert. Dies hat zur Folge, daß der Schleifkontakt 71 bei einer Bewegung des
Schaltelements 37 nach links zunächst über einen nur kleinen Flächenbereich hinweg gleitet. Damit ist verbunden, daß der Übergangswiderstand zwischen dem Schleifkontakt 71 und dem ersten Kontaktelement 43 beziehungsweise dem Startermotor 21 zunächst sehr hoch ist, wodurch der Strom des Startermotors zunächst sehr klein ist. Durch das Weiterbewegen des Schalterelements 37 unter dem Schleifkontakt 71 wird der Widerstand immer geringer, bis er einen Kleinstwert erreicht, in einen Bereich, in dem der Querschnitt des ersten Kontaktelements 43 nicht verringert ist. Das in Figur 7b dargestellte Kontaktelement 43 weist damit in Bewegungsrichtung des Schaltelements 37 unterschiedliche Bereiche auf, die zur ersten oberflächigen Ebene des Schaltelements 37 parallele und konstante Querschnitte erstrecken, wobei zur Schubrichtung des Schaltelements 37 senkrechte Querschnitte der Bereiche des Kontaktelements zumindest über Teill ngen in Schubrichtung nicht konstant sind. Ist der Startermotor ausgeschaltet, befinden sich also der oder die Schleifkontakte 71 im Ruhezustand, ist es von
Vorteil, wenn die Schleifkontakte 71 sich auf einem ebenen Bereich des Trägerelements abstützen.
In Fig. 8 ist ein Teilbereich des Schaltelements 37 dargestellt. Das Trägerelement 42 ist dabei so ausgebildet,
daß das Trägerelement mit einer Anschrägung 75 versehen ist. Bewegt sich der Schleifkontakt 71 relativ zum Trägerelement 42 aus der gezeigten Einschaltposition in die Ausschaltposition, so wird der Schleifkontakt 71 von der Anschrägung 75 abgehoben. Dies hat den Vorteil, daß ein Zerstören bzw. Eingraben der Kontaktflächen der Schüttelbelastung verhindert werden kann.
In Fig. 9 ist eine räumliche Darstellung des Schaltelements 37 dargestellt. An den das erste Kontaktelement 37 tragenden Bereich des Trägerelements 42 ist dabei der
Zahnstangenbereich 41 angeformt, der den Verzahnungsbereich für den Eingriff der Getriebemittel 51 darstellt.
Befindet sich das Schaltelement 37 in der Arbeitsstellung, d. h. ist der Stromkreis 35 des Startermodus 21 geschlossen, wirkt auf das dann an einen Anschlag anliegende Schaltelement 37, eine vom zweiten elektrischen Motor 36 ausgeübte Schließkraft. Dieser Anschlag kann z. B. das dritte Kontaktelement 61 sein.
Wie bei Fig. 3 dargestellt besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung des zweiten elektrischen Motors 36 darin, daß der zweite elektrische Motor 36 mit einer Steuerungselektronik 57 räumlich zusammengefaßt ist. Eine mögliche Variante, in Fig. 10 dargestellt, besteht darin, daß die Steuerungselektronik 57 in einem verlängerten Gehäuse 77 des zweiten elektronischen Motors 36 integriert angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, daß nach dem Schließen des Startschalters 38 die Steuerungselektronik 57 durch das Steuergerät 56 angesteuert wird. Der Einbau der Steuerungselektronik 57 in ein gemeinsames Gehäuse mit dem zweiten elektrischen Motor 36 kann dazu genutzt werden, daß eine Trägerplatte 78, die die Steuerungselektronik 57 aufnimmt zum Einstellen des Ankerlenkspieis des Motors 36
genutzt werden kann. Eine weitere Möglichkeit zum räumlichen Zusammenfassen vom zweiten elektrischen Motor 36 mit der Steuerungselektronik 57 besteht darin, die Steuerungselektronik 57 in einem eigenen Gehäuse 80 anzuordnen, Fig. 11. Das Gehäuse 80 ist dann beispielsweise durch Befestigungselemente an einem Gehäuse 81, das lediglich den zweiten elektrischen Motor 36 aufnimmt zu befestigen. Der elektrische Kontakt zwischen Steuerungselektronik 57 und zweitem elektrischen Motor 36 findet dabei durch Steckkontakte 82 statt. Eine mögliche
Befestigung zwischen dem Gehäuse 80 und dem Gehäuse 81 ist z. B. durch Schnappelemente 83 möglich. Um die Startvorrichtung 20 durch ein CAN-Bus-System ansteuern zu können, ist es von Vorteil, wenn die Steuerungselektronik 57 einen CAN-Baustein 84 umfaßt.
In Fig. 12 ist dargestellt, wie nach dem Schließen des Startschalters 38 der zweite elektrische Motor 36 in Drehung versetzt wird. Dadurch wird über die Getriebemittel Stirnrad 40 bzw. Zahnstange 41 das Schaltelement 37 mit seiner ersten Bewegungsrichtung linear verschoben. Dabei wird in der gezeigten Variante der Startermotorschalter 47 durch ein erstes Kontaktelement 43, das mit einem elektrischen Widerstand behaftet ist, geschlossen. Gleichzeitig klinkt eine Klinke 86, die mit dem Schaltelement 37 fest verbunden ist in eine Zahnscheibe 88 ein. Durch dieses Einklinken der Klinke 86 in die Zahnscheibe 88 wird ein Rotieren der Zahnscheibe verhindert. Dadurch wirken bei sich drehendem Startermotor Reibungskräfte von der Zahnscheibe 88 auf den Mitnehmerschaft 26. Bedingt durch das Einspurgetriebe 23, spurt bei sich zunächst langsam drehendem Startermotor 21 der auf dem steilen Außengewinde verdreh- und gleichzeitig verschiebbare Bereich gebildet aus Mitnehmerschaft 26, Freilauf 27 und Ritzel 28 vor, wie in Fig. 13 zu erkennen ist. Dabei wird sowohl die Ausspurfeder 29 als auch die
Einspurfeder 90 vorgespannt. Das am Zahnkranz 31 anlaufende Ritzel 28 wird bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung durch das Einspurgetriebe 23 zwangsweise verdreht, so daß das Ritzel 28 bei sich drehendem Startermotor 21 zwangsweise verdreht wird und dadurch schnell eine Zahnlücke im Zahnkranz 31 findet und dadurch zügig einspurt. Ist das Ritzel 28 eingespurt, nimmt die Zahnscheibe 88 solch eine Stellung ein, daß die Klinke 86 hinter die Zahnscheibe 88 fallen kann und somit ein Ausspuren des Ritzels beim Überholen der Brennkraf maschine verhindert. Durch das Dahinterfallen der Klinke 86 wird schließlich die elektrisch leitfähige Schicht 45 zwischen die beiden festen Kontakte 49 des Startermotorschalters 47 geschoben. Dadurch ist eine volle Bestromung des Startermotors 21 möglich, so daß dadurch schließlich die Brennkraftmaschine angedreht wird. Hat die Brennkraf maschine den selbständigen Hoochlauf erreicht, wird durch Öffnen des Startschalters 38 die Stromzufuhr zum zweiten elektrischen Motor 36 unterbrochen.
Bei der in Figur 14 gezeigten Variante des zweiten elektrischen Motors 36 wird dabei das Schaltelement 37 nicht durch den zweiten elektrischen Motor 36 verschoben. In diesem Fall findet das Öffnen des Startermotorschalters 47 durch die am Schaltelement 37 wirkende Rückholfeder 48 statt. Sobald die Klinke 86 die Zahnscheibe 88 wieder freigibt, ist ein Ausspuren des Ritzels 28 durch die Ausspurfeder 29 und das vom Zahnkranz 31 auf das Ritzel 28 wirkende Drehmoment möglich. Das Ritzel 28 kann dadurch seine Ruheposition wieder einnehmen.