DE10138206A1 - Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors - Google Patents

Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors

Info

Publication number
DE10138206A1
DE10138206A1 DE2001138206 DE10138206A DE10138206A1 DE 10138206 A1 DE10138206 A1 DE 10138206A1 DE 2001138206 DE2001138206 DE 2001138206 DE 10138206 A DE10138206 A DE 10138206A DE 10138206 A1 DE10138206 A1 DE 10138206A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching unit
contact pins
switching
unit according
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001138206
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Baeumel
Dietrich George
Andreas Greif
Guenther Jesinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority to DE2001138206 priority Critical patent/DE10138206A1/de
Publication of DE10138206A1 publication Critical patent/DE10138206A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0859Circuits or control means specially adapted for starting of engines specially adapted to the type of the starter motor or integrated into it
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/38Plug-and-socket contacts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F02N2011/0877Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches said switch being used as a series-parallel switch, e.g. to switch circuit elements from series to parallel connection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H15/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors, der als Teil eines Startergenerators in einem Verbrennungsmotor angeordnet ist, und dessen Spulen zwischen einer Reihenschaltung für einen Anlasserbetrieb und einer Parallelschaltung für einen Generatorbetrieb umzuschalten sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die als Teil eines Startergenerator in einem Verbrennungsmotor angeordnet ist.
  • Als Startergenerator wird ein System bezeichnet, das sowohl den Elektrostarter als auch die Lichtmaschine eines konventionellen Verbrennungsmotors ersetzen, und das vorzugsweise zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Im wesentlichen besteht ein Startergenerator aus einem Elektromotor, einer die Schalteinheit enthaltenden elektronischen Steuereinheit und einer Startbatterie.
  • Der Elektromotor ist vorzugsweise als Synchron-Elektromotor ausgelegt, bei dem der Stator des Elektromotors die Spulen trägt und der Rotor in der Regel frei von Spulen ist. Der Stator des Elektromotors wird beispielsweise mit der Gehäusewandung des Getriebes verbunden. Der Rotor des Elektromotors wird anstelle einer Schwungscheibe zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe installiert und ist direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden.
  • Die Steuereinheit besteht aus der Schalteinheit zum Wechsel zwischen Anlasser- oder Generatorbetrieb sowie aus den Baugruppen zur Regelung und zur Überwachung der Systemfunktionen des Startergenerators.
  • Die Startbatterie speichert die im Generatorbetrieb gewonnene elektrische Energie, die dem Elektromotor beispielsweise zum Starten der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Zudem kann die in der Startbatterie gespeicherte Energie während dem befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine zur kurzfristigen Anhebung der abgegebenen Motorleistung genutzt werden, indem der Startergenerator entsprechend dem Anlasserbetrieb zugeschaltet wird.
  • Das Anlassen des Verbrennungsmotors erfolgt durch den als Elektrostarter arbeitenden Startergenerator, wobei die Spulen des Stators von der Startbatterie mit Gleichstrom versorgt werden. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wird dabei bis auf die Leerlaufdrehzahl beschleunigt. Ein Vorteil des Startergenerators gegenüber konventionellen Elektrostartern besteht darin, daß durch den Startergenerator keine eigenen Startgeräusche verursacht werden.
  • Während dem befeuerten Motorbetrieb arbeitet der Startergenerator als Lichtmaschine, wobei ein Wechselstrom erzeugt wird, der nach seiner Gleichrichtung der Fahrzeugbatterie oder über einen Stromverteiler und das Bordnetz den elektrischen Stromverbrauchern beispielsweise eines Kraftfahrzeuges zugeführt wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des Startergenerators gegenüber einer konventionellen Lichtmaschine besteht in dem hohen Wirkungsgrad von mehr als 80%, der nahezu im gesamten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors erreicht wird. Dabei werden Wechselspannungen von bis zu 42 Volt generiert.
  • Besondere Anforderungen werden an die Schalteinheit zum Wechsel zwischen Anlasserbetrieb oder Generatorbetrieb der Steuereinheit gestellt. Dabei sind für den Anlasserbetrieb die Spulen des Stators in Reihe geschaltet, wobei Ströme von bis zu 1500 Ampere fließen. Für den Generatorbetrieb sind die Spulen des Stators parallel geschaltet, wobei Ströme von bis zu 400 Ampere erreicht werden.
  • Das eigentliche Einschalten und Ausschalten der Ströme erfolgt mittels einer aus Halbleiterbauelementen aufgebauten Schaltungsanordnung, die vorteilhaft als Teil der Steuereinheit ausgebildet ist. Das Umschalten zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung der Spulen des Elektromotors durch die Schalteinheit erfolgt in der Regel im Spannungsfreien Zustand.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die einen einfachen mechanischen Aufbau aufweist, die aus einer geringen Anzahl von Einzelteilen aufgebaut ist, die zudem einen geringen Bauraum benötigt und dadurch eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Demnach besteht die Schalteinheit zum Umschalten der Spulen des Elektromotors eines Startergenerator zwischen der Reihenschaltung für den Anlasserbetrieb und der Parallelschaltung für den Generatorbetrieb aus einem Gehäuse, in dem mehrere Schaltelemente angeordnet sind.
  • Jedes Schaltelement enthält einen Kontaktstift, der in einer Achse zu verschieben ist. Dabei sind alle Kontaktstifte der Schalteinheit mechanisch miteinander verbunden und elektrisch gegeneinander isoliert.
  • Zudem sind für jedes Schaltelement Anschlüsse aus dem Gehäuse der Schalteinheit herausgeführt, die entsprechend der Position der Kontakte aufweisenden Kontaktstifte unterschiedlich miteinander elektrisch verbunden sind.
  • Zum Verschieben der Kontaktstifte der Schalteinheit sind alle Kontaktstifte mit einem Stellglied verbunden.
  • Die Kontaktstifte sind vorteilhaft aus hohlzylindrischen, ineinander geschachtelten elektrischen Leitern aufgebaut, die gegeneinander elektrisch isoliert sind. Die elektrischen Leiter sind mit Kontakten verbunden, die axial auf den Kontaktstiften angeordnet sind, und die Kontaktstifte beispielsweise radial umgeben.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Kontaktstift vier Kontakte aufweist, von denen die zwei inneren Kontakte und die zwei äußeren Kontakte miteinander durch die elektrischen Leiter elektrisch verbunden sind. Die Kontaktstifte weisen dabei zwei Schaltpositionen auf, wobei in der ersten Schaltposition durch die vier Kontakte des Kontaktstiftes der erste Anschluß mit dem vierten Anschluß verbunden ist und der zweite Anschluß mit dem dritten Anschluß verbunden ist. In der zweiten Schaltposition ist lediglich der zweite Anschluß mit dem vierten Anschluß verbunden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stellglied zum Bewegen der Kontaktstifte innerhalb des Gehäuses der Schalteinheit angeordnet ist. Das Stellglied zum Bewegen der Kontaktstifte ist beispielsweise als Hubmagnet ausgebildet.
  • Dem Steilglied ist eine Steuerung zugeordnet, wobei die Steuerung vorteilhaft direkt bei dem Stellglied im Gehäuse des Umschalters angeordnet ist.
  • In einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Gehäuse der Schalteinheit ein Grundkörper angeordnet ist, in dem Führungen und Aussparungen ausgebildet sind. Die Führungen dienen der Lagerung der Kontaktstifte, während die Aussparungen zur Aufnahme der Anschlüsse vorgesehen sind.
  • Zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes sind zwischen den Führungen des Grundkörpers und den Kontakten der Kontaktstifte federnde Lamellen angeordnet.
  • Der Elektromotor des Startergenerators weist als wesentliche Komponenten einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator die Spulen des Elektromotors trägt. Zur Reduzierung langer elektrischer Verbindungsleitungen und zur Vermeidung von Durchführungen für die elektrischen Verbindungsleitungen ist vorgesehen, daß die Schalteinheit in unmittelbarer Nähe des Stators angeordnet ist.
  • Der Startergenerator ist für den Verbrennungsmotor eines Personenkraftwagens vorgesehen. Die Schalteinheit ist dabei innerhalb des vom Verbrennungsmotors und/oder dem Getriebe des Verbrennungsmotors eingenommenen Bauraumes angeordnet.
  • Die Anschlüsse der Schaltelemente sind als Kupferschienen ausgebildet, die vorzugsweise in Stanzgittertechnik hergestellt sind.
  • In einer letzten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß alle Kontaktstifte der Schalteinheit mittels eines Isolierkörpers mechanisch miteinander verbunden sind.
  • Die beschriebene Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors weist einen einfachen mechanischen Aufbau mit einer geringen Anzahl von Einzelteilen auf, die einen dementsprechend geringen Bauraum benötigt und die eine hohe Zuverlässigkeit beim Betrieb aufweist.
  • Im folgenden ist eine Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors, der als Teil eines Startergenerator ist, der in dem von einem Verbrennungsmotor mit einen Getrieben eingenommenen Bauraum angeordnet ist, anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit drei Figuren dargestellt und erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs eines Personenkraftwagens mit dem zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe angeordneten Startergenerator,
  • Fig. 2a eine Frontalansicht der aus drei Schaltelementen bestehenden Schalteinheit, wobei die Schaltelemente in der Stellung für die Parallelschaltung stehen,
  • Fig. 2b eine Frontalansicht der aus drei Schaltelementen bestehenden Schalteinheit, wobei die Schaltelemente in der Stellung für die Reihenschaltung stehen,
  • Fig. 3a eine Seitenansicht der Schalteinheit, wobei das Schaltelement in der Stellung für die Parallelschaltung steht,
  • Fig. 3b eine Seitenansicht der Schalteinheit, wobei das Schaltelement in der Stellung für die Reihenschaltung steht,
  • Fig. 4a einen Schaltplan, bei dem die Spulen parallel geschaltet sind,
  • Fig. 4b einen Schaltplan, bei dem die Spulen in Reihe geschaltet sind.
  • Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den zwischen Verbrennungsmotor 2 und Getriebe 3 angeordneten Startergenerators 1 im Antriebsstrang eines Personenkraftwagens.
  • Der Startergenerator 1 besteht im wesentlichen aus einem Synchron-Elektromotor, dessen Spulen tragender Stator mit dem Gehäuse des Getriebes 3 verbunden ist, und dessen Rotor auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 befestigt ist.
  • Der Startergenerator 1 wird im Anlasserbetrieb zum Starten des Verbrennungsmotors 2 verwendet, und während dem befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors 2 im Generatorbetrieb zum Generieren elektrischer Leistung. Während die Spulen des Stators für den Anlasserbetrieb in Reihe geschaltet sind, werden die Spulen des Stators für den Generatorbetrieb parallel geschaltet.
  • Zum Umschalten zwischen der Reihenschaltung oder der Parallelschaltung der Spulen des Stators weist der Startergenerator 1 eine Schalteinheit 4 auf, die zur Reduzierung langer elektrischer Verbindungsleitungen und zur Vermeidung von Durchführungen für die elektrischen Verbindungsleitungen in unmittelbarer Nähe des Stators innerhalb des von Verbrennungsmotor 2 und Getriebe 3 eingenommenen Bauraumes angeordnet ist.
  • Bei der Verwendung von einem Elektromotor mit beispielsweise zwölf äquidistant auf dem Stator angeordneten Spulen weisen die Spulen einen Abstand von jeweils 30 Grad zueinander auf. Im Anlasserbetrieb des Startergenerators 1 werden jeweils drei um 120 Grad versetzt auf dem Startor angeordneten Spulen in gleicher Weise bestromt, wodurch durch die Schalteinheit 4 vier mal drei parallel geschaltete Spulen zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung umgeschaltet werden müssen.
  • Das separate Ansteuern der vier mal drei Spulen zum erzeugen eines Drehfeldes für den Anlasserbetrieb erfolgt durch Schaltelemente, die nicht Teil der Schalteinheit sind, und die von einem dem Startergenerator 1 zugeordnetes Steuergerät betätigt werden.
  • Die Fig. 2a, 2b, 3a und 2c zeigen das Gehäuse 5 der Schalteinheit 4 zum Umschalten zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung. Das Gehäuse 5 ist aus einem sehr widerstandsfähigen Material gefertigt, das hohen Temperaturen, Motor- und Getriebeöl sowie Wasserdampf widersteht.
  • Zum Umschalten der vier mal drei Spulen des Stators zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung ist die Schalteinheit 4 aus drei gegeneinander isolierten Schaltelementen 7 aufgebaut. Zum Umschalten eines Stators mit 24 Spulen, wobei entsprechend acht mal drei Spulen umgeschaltet würden, müßte die Schalteinheit 4 aus sechs Schaltelementen 7 aufgebaut sein.
  • Jedes der drei Schaltelement 7 weist vier Anschlüsse 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 auf, die durch einen in einer Achse verschiebbaren Kontaktstift 7.5 unterschiedlich miteinander verbunden werden können. Die jeweils vier Anschlüsse 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 der drei Schaltelemente 7 bilden an der Schalteinheit 4 vier Anschlußreihen, wobei alle Anschlüsse 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 gegeneinander elektrisch isoliert sind.
  • Die Fig. 2a und 2b zeigen eine Frontalansicht der aus drei Schaltelementen 7 bestehende Schalteinheit 4. In dem Gehäuse 5 der Schalteinheit 4 ist ein Grundkörper 6 angeordnet, in dem Führungen und Aussparungen ausgebildet sind. Die Führungen dienen der Aufnahme der drei in einer Achse verschiebbaren Kontaktstifte 7.5. Die Aussparungen dienen zur Aufnahme und zur Isolation der jeweils vier Anschlüsse 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 der Schaltelemente 7.
  • Die drei in einer Achse verschiebbaren Kontaktstifte 7.5 sind durch einen elektrisch nicht leitfähigen Isolierkörper 8.1 mechanisch miteinander verbunden. Der Isolierkörper 8.1 ist mit zwei im Gehäuse 5 der Schalteinheit 4 angeordneten Stellgliedern 8.2 verbunden, durch welche die Kontaktstifte 7.5 der drei Schaltelemente 7 der Schalteinheit 4 gleichzeitig und gleichsinnig verschoben werden. Das Stellglied 8.2 kann vorteilhaft als Hubmagnet ausgebildet sein. Alternativ zu den zwei Stellgliedern 8.2 könnte unter dem mittleren Schaltelement 7 auch ein einzelnes Stellglied angeordnet werden, wodurch jedoch die Bauhöhe der Schalteinheit 4 zunehmen würde. Bei einer Schalteinheit mit 6 Schaltelementen 7 könnte ein Stellglied vorteilhaft zwischen den Schaltelementen 7 angeordnet werden.
  • Fig. 2a zeigt die Kontaktstifte 7.5 in der Position für die Parallelschaltung, und
  • Fig. 2b zeigt die Kontaktstifte 7.5 in der Position für die Reihenschaltung der Spulen des Stators.
  • Dem Stellglied 8.2 ist eine Steuerung 8.3 zugeordnet, die beispielsweise eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Isolierkörpers 8.1 aufweist, und die direkt in dem Gehäuse 5 der Schalteinheit 4 angeordnet ist. Die Steuerung 8.3 des Stellgliedes 8.2 ist mit dem Steuergerät des Startergenerators verbunden.
  • Jeder der drei in einer Achse verschiebbaren Kontaktstifte 7.5 ist eine aus Leitern und Isolatoren zusammengesetzte Baugruppe, die vorteilhaft aus übereinander gesetzten Zylindern und Zylindermänteln besteht, und die entsprechend ihrem Aufbau die vier Anschlüsse 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 der Schaltelemente 7 miteinander verbinden. Die zylindrischen Leiter sind mit an den Kontaktstiften 7.5 ausgebildeten Kontakten verbunden, welche die Kontaktstifte 7.5 radial umgeben. Bei den dargestellten Kontaktstiften 7.5 sind die äußeren beiden Kontakte und die inneren beiden Kontakte durch die zylindrischen Leiter miteinander verbunden.
  • Die Fig. 3a und 3b zeigen die Schalteinheit 4 in einer Seitenansicht, wobei die Fig. 3a die Kontaktstifte 7.5 in der Position für die Parallelschaltung zeigt und die Fig. 3b die Kontaktstifte 7.5 in der Position für die Reihenschaltung der Spulen darstellt.
  • An den Kontakten der Kontaktstiften 7.5 sind federnde Lamellen 9 angeordnet, die in den Führungen des Grundkörpers 6 gleiten, die ein Verkannten der Kontaktstifte 7 im Grundkörper 6 verhindern und die den elektrischen Kontakt zwischen den Anschlüssen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 und den Kontaktstiften 7.5 verbessern. Zudem ermöglichen die federnden Lamellen 9 durch in den Führungen 6.1 des Grundkörpers 6 zu den Lamellen 9 komplementäre Ausformungen, daß die Kontaktstifte 7 in definierten Positionen im Grundkörper 6 einrasten, wodurch die Kontaktfläche zwischen den Lamellen 9 und den Anschlüssen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 (oder den Kontaktstiften 7) vergrößert wird, und wodurch ein ungewolltes verschieben der Kontaktstifte 7 beim Einwirken äußerer Kräfte auf die Schalteinheit 4 vermieden wird.
  • Zur Parallelschaltung wird durch die Kontaktstifte 7.5 die elektrische Verbindung zwischen dem Anschluß 7.1 und dem Anschluß 7.4 sowie zwischen dem Anschluß 7.2 und dem Anschluß 7.3 hergestellt.
  • Zur Reihenschaltung wird durch die Kontaktstifte 7.5 die elektrische Verbindung lediglich zwischen dem Anschluß 7.2 und dem Anschluß 7.3 hergestellt.
  • Die Fig. 4a und 4b zeigen jeweils einen Schaltplan für die Reihenschaltung und für die Parallelschaltung der Spulen 10 des Stators. Da durch einen Kontaktstift zwei Schaltkreise geschaltet werden sind in dem Schaltplan für jedes Schaltelement 7 zwei Schalter dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur jeweils eine Schaltelement 7 mit den Bezugszeichen für die Anschlüsse 7.1 bis 7.4 versehen.
  • Fig. 4a zeigt den Schaltplan, bei dem die Spulen 10 des Stators durch die Schalteinheit parallel geschaltet sind. Dabei verbinden die Kontakte der Kontaktstifte die Anschlüsse 7.1 mit den Anschlüssen 7.4, und die Anschlüsse 7.2 mit den Anschlüssen 7.3.
  • Fig. 4b zeigt den Schaltplan, bei dem die Schalteinheit die Spulen 10 des Stators in Reihe geschaltet sind. Dabei verbinden die Kontakte der Kontaktstifte die Anschlüsse 7.2 mit den Anschlüssen 7.4, die Anschlüsse 7.1 und 7.3 sind nicht kontaktiert.
  • Die erfindungsgemäße Schalteinheit 4 zum Umschalten der Spulen 10 des Elektromotors zwischen einer Parallelschaltung oder einer Reihenschaltung ist aus einer geringen Anzahl von Einzelteilen aufgebaut, die einen geringen Bauraum benötigen und dabei eine hohe Zuverlässigkeit gewährleisten.

Claims (12)

1. Schalteinheit (4) zum Umschalten der Spulen (10) eines Elektromotors, der als Teil eines Startergenerator (1) in einem Verbrennungsmotor (2) angeordnet ist, und dessen Spulen (10) zwischen einer Reihenschaltung für einen Anlasserbetrieb und einer Parallelschaltung für einen Generatorbetrieb umzuschalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalteinheit (4) ein Gehäuse (5) aufweist, in dem mehrere Schaltelemente (7) angeordnet sind,
jedes Schaltelement (7) einen Kontaktstift (7.5) enthält, der in einer Achse zu verschieben ist,
alle Kontaktstifte (7.5) der Schalteinheit (4) mechanisch miteinander verbunden und elektrisch gegeneinander isoliert sind,
für jedes Schaltelement (7) Anschlüsse (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) aus dem Gehäuse (5) der Schalteinheit (4) herausgeführt sind,
alle Kontaktstifte (7.5) der Schalteinheit (4) mit einem Stellglied (8.2) zum Verschieben der Kontaktstifte (7.5) verbunden sind, und daß durch das Verschieben der Kontaktstifte (7.5) die Anschlüsse (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) unterschiedlich miteinander elektrisch verbunden sind.
2. Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (7.5) aus hohlzylindrischen, ineinander geschachtelten elektrischen Leitern aufgebaut sind, die gegeneinander elektrisch isoliert sind, und daß die elektrischen Leiter mit Kontakten verbunden sind, die axial auf den Kontaktstiften (7.5) angeordnet sind.
3. Schalteinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktstift (7.5) vier Kontakte aufweist, von denen die zwei inneren Kontakte und die zwei äußeren Kontakte miteinander elektrisch verbunden sind, und daß die Kontaktstifte zwei Schaltpositionen aufweisen, wobei in der ersten Schaltposition durch die vier Kontakte des Kontaktstiftes (7.5) der erste Anschluß (7.1) mit dem vierten Anschluß (7.5) und der zweite Anschluß (7.2) mit dem dritten Anschluß (7.3) miteinander elektrisch verbunden sind, und daß in der zweiten Schaltposition der zweite Anschluß (7.2) mit dem vierten Anschluß (7.4) miteinander elektrisch verbunden ist.
4. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (8.2) zum Bewegen der Kontaktstifte (7.5) innerhalb des Gehäuses (5) der Schalteinheit (4) angeordnet ist.
5. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (8.2) zum Bewegen der Kontaktstifte (7.5) ein Hubmagnet ist.
6. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (8.2) eine Steuerung (8.3) zugeordnet ist, und daß die Steuerung (8.3) des Stellglieds (8.2) bei dem Stellglied (8.2) im Gehäuse (5) des Umschalters (4) angeordnet ist.
7. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (5) der Schalteinheit (4) ein Grundkörper (6) angeordnet ist, und daß in dem Grundkörper (6) Führungen und Aussparungen ausgebildet sind, und daß in den Führungen die Kontaktstifte (7.5) angeordnet sind, und daß in den Aussparungen die Anschlüsse (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) angeordnet sind.
8. Schalteinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Führungen des Grundkörpers (6) und den Kotakten der Kontaktstifte (7.5) federnde Lamellen (9) angeordnet sind.
9. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Stator die Spulen (10) des Elektromotors trägt, und daß die Schalteinheit (4) in unmittelbarer Nähe des Stators angeordnet ist.
10. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Startergenerator (1) für den Verbrennungsmotor (2) eines Personenkraftwagens vorgesehen ist, und daß die Schalteinheit (4) innerhalb des vom Verbrennungsmotors (2) und/oder innerhalb des von Getriebes des Verbrennungsmotors eingenommenen Bauraumes angeordnet ist.
11. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) als Kupferschienen ausgebildet sind, die in Stanzgittertechnik hergestellt sind.
12. Schalteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktstifte (7.5) der Schalteinheit (4) mittels eines Isolierkörpers (8.1) mechanisch miteinander verbunden sind.
DE2001138206 2001-08-03 2001-08-03 Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors Withdrawn DE10138206A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001138206 DE10138206A1 (de) 2001-08-03 2001-08-03 Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001138206 DE10138206A1 (de) 2001-08-03 2001-08-03 Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10138206A1 true DE10138206A1 (de) 2003-02-20

Family

ID=7694326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001138206 Withdrawn DE10138206A1 (de) 2001-08-03 2001-08-03 Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10138206A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006029788A1 (de) * 2006-03-13 2007-09-20 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Leistungsschalter für den Niederspannungsbereich und elektrisches Heizelement mit integriertem Leistungsschalter
DE102006015502A1 (de) * 2006-03-13 2007-09-27 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Leistungsschalter für den Niederspannungsbereich und gestufte Drehzahlverstellung für einen Niederspannungselektromotor
GB2456336A (en) * 2008-01-14 2009-07-15 Rolls Royce Plc Switch arrangements for series or parallel connection of windings in a starter-generator
EP2233732A1 (de) * 2009-03-24 2010-09-29 Valeo Equipements Electriques Moteur Anlassvorrichtung für Verbrennungsmotor, insbesondere von Kraftfahrzeugen
CN112186930A (zh) * 2020-09-08 2021-01-05 北京福田戴姆勒汽车有限公司 驱动电机以及车辆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007156A (en) * 1988-06-30 1991-04-16 General Electric Company Method of selectively connecting a set of winding means for a dynamoelectric machine into at least two different electrical configurations
DE19917295A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Volkswagen Ag Antriebsvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007156A (en) * 1988-06-30 1991-04-16 General Electric Company Method of selectively connecting a set of winding means for a dynamoelectric machine into at least two different electrical configurations
DE19917295A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Volkswagen Ag Antriebsvorrichtung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006029788A1 (de) * 2006-03-13 2007-09-20 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Leistungsschalter für den Niederspannungsbereich und elektrisches Heizelement mit integriertem Leistungsschalter
DE102006015502A1 (de) * 2006-03-13 2007-09-27 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Leistungsschalter für den Niederspannungsbereich und gestufte Drehzahlverstellung für einen Niederspannungselektromotor
DE102006015502B4 (de) * 2006-03-13 2008-06-19 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Gestufte Drehzahlverstellung für einen Niederspannungselektromotor
GB2456336A (en) * 2008-01-14 2009-07-15 Rolls Royce Plc Switch arrangements for series or parallel connection of windings in a starter-generator
EP2233732A1 (de) * 2009-03-24 2010-09-29 Valeo Equipements Electriques Moteur Anlassvorrichtung für Verbrennungsmotor, insbesondere von Kraftfahrzeugen
FR2943737A1 (fr) * 2009-03-24 2010-10-01 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif de demarrage pour moteur a combustion interne, notamment de vehicule automobile
CN112186930A (zh) * 2020-09-08 2021-01-05 北京福田戴姆勒汽车有限公司 驱动电机以及车辆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1526628B1 (de) Verschaltungseinheit für einen Stator eines Elektromotors
EP1050948B1 (de) Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators
EP1505711B1 (de) Elektromotor
WO2004114502A1 (de) Elektrische maschine mit einem schaltungsträger
DE102016123479A1 (de) Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors
DE102005022280A1 (de) Statorspule mit sequentiell verbundenen Segmentleitern, vorzugsweise für drehende elektrische Maschinen
DE102005032965A1 (de) Stromrichtermotor
DE102015212821A1 (de) Statoranordnung, elektrische Drehstrommaschine und Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung
DE112007002847T5 (de) Gleichstrommotor
DE102017205970A1 (de) Lösbare elektrische Verbindung einer Leistungselektronik mit einer E-Maschine
EP1127399B1 (de) Vorrichtung zum wandeln von elektrischer in mechanische energie und/oder umgekehrt sowie ein verfahren zum herstellen einer solchen vorrichtung
DE102017112993A1 (de) Elektrische Maschine mit integrierter Leistungselektronik
DE102012214523B4 (de) Ständer oder Ständersegment einer dynamoelektrischen Maschine mit optimiertem Wickelkopf, dynamoelektrische Maschine und Rohrmühle oder Windkraftgenerator
WO2016062524A1 (de) Schaltringanordnung für eine elektrische maschine
DE102015220112A1 (de) Elektrische Maschine umfassend einen Stator mit reduziertem Wicklungsüberhang
DE10138206A1 (de) Schalteinheit zum Umschalten der Spulen eines Elektromotors
DE102020115642B3 (de) Elektrischer Motor und Leiterplatte
DE19914942A1 (de) Verfahren zur Herstellung der Statorwicklung von elektrischen Maschinen mit ausgeprägten Statorpolen und Statorwicklung einer elektrischen Maschine, die ausgeprägte Statorpole hat
DE102006038582A1 (de) Stabläufer-Wicklungsprofil
EP3128650A1 (de) Gleichstrommaschine und verfahren zur herstellung einer gleichstrommaschine
WO2008148680A2 (de) Hochspannungsmaschine mit verbindungsloser wicklung
DE102016204843B3 (de) Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
DE102017211578A1 (de) Elektronikmodul, Aktuatoreinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Aktuatoreinrichtung
DE102020215608A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Verschaltungsanordnung sowie eine elektrische Maschine
EP2342799A1 (de) Elektrische maschine mit einem kontaktelement zur elektrischen verbindung elektrischer bauteile

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination