DE2123831B2 - Elektromagnetischer Anlasser für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Anlasser mit Primär- und Sekundärteil für eine Brennkraftmaschine mit einer Schwungscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. 6c

Es ist bekannt, zum Anwerfen von Brennkraftmaschinen Gleichstrommotoren zu verwenden. Meist handelt es sich dabei um sogenannte »Reihenschlußmotoren«, deren Drehmomentcharakteristik diesem Bestimmungszweck sehr gut angepaßt ist.

Die Verbindung zwischen dem elektrischen Anlassermotor und der von diesem anzutreibenden Brennkraftmaschine erfolgt dabei über Zahnradgetriebe, Kettengetriebe od. dgl, wozu noch eine Einrück- oder Kupplungsvorrichtung sowie eine Finnchtung kommt, welche das automatische Entkuppeln der beiden Motore bewirkt, sobald die Brennkraftmaschine angesprun-

Angesichts der heutigen Entwicklung der Brennkraftmaschinen in Richtung sehr hoher Drehzahlen, die beim Fahren auf den Autobahnen über sehr lange Zeiträume aufrechterhalten werden können, sind die derzeit verwendeten Konstruktionen nicht sehr zuverlässig. Die von den Brennkraftmaschinen ausgehenden starken Schwingungen wirken sich schädlich auf die an ihnen befestigten Hilfsaggregate aus, insbesondere auf die elektrischen Anlassermotoren. Die unter der Bezeichnung »Anlassergetriebe« bekannten Verbindungseinrichtungen und die elektromagnetischen Relais sind gegen derartige Schwingungen besonders empfindlich und es ist bis heute noch keine wirklich zuverlässige Lösung für diese Schwierigkeiten gefunden worden.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb, einen elektromagnetischen Anlasser für eine Brennkraftmaschine /u schaffen, der mechanische Kupplungsverbindungen mit der Brennkraftmaschine und Steuereinrichtungen hier für entbehrlich macht, wodurch auch die Organe mit geringer Zuverlässigkeit in Wegfall kommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektromagnetischen Anlasser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Sekundärteil aus einer Metallscheibe mit etwa dem Durchmesser der Schwungscheibe oder einem solchen Metallring besteht und fest mit dem umlaufenden Teil der Brennkraftmaschine ver bunden ist und daß der wechselstromgespeiste Primärteil sich mindestens über einen Teil des Umfanges des Sekundärteiles erstreckt.

In diesem Zusammenhang soll erwähnt werden, daß ein Antrieb beispielsweise für eine Presse bekannt ist (GB-PS 2 27 845), bei welcher ebenfalls ein Ständerteil ein als Rotor dienendes Schwungrad direkt antreibt. Der Antrieb ist hier jedoch für eine passive Arbeitsmaschine vorgesehen, die zudem ein vom Anmeldungsgegenstand weit entferntes technisches Gebiet betrifft. Eine solche Arbeitsmaschine kann keine Drehzahl entwickeln, die über derjenigen des Antriebes liegt und diesen unter Umständen zerstören könnte.

Bekannt ist auch ein Hinweis für die Anwendung von Wanderfeld-Antrieben (Zeitschrift »Industrie — Elektrick + Elektronik«, Ig. 9, 1964. S. 10) für Maschinen mit relativ großen, bisher durch Untersetzungen angetriebenen Teilen, wie z. B. Trommeln und Walzen aller Art, Kugelmühlen. Schwungrädern u. dgl. Auch hier handelt es sich jedoch um den Antrieb passiver Maschinenteile.

Eine Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß der normalerweise mit Einphasenwechselstrom gespeiste Primärteil aus mindestens einem U-förmigen Teil besteht und bügeiförmig den Sekundärteil beidseitig übergreift.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm der Betriebseigenschaften eines üblichen Gleichstrom-Reihenschlußmotors, aus dem die Änderung des Drehmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl ersichtlich ist,

F i g. 2 einen Linearmotor in schematiseher Darstellung,

F i g. 3 ein Diagramm der Betriebseigenschaften des Linearmotors,

Fig.4 die Anordnung eines Linearmotors auf der

Abtriebsseite einer Brennkraftmaschine,

F i g. 5 die Anordnung des gleichen Motors auf der der Abtriebsseite gegenüberliegenden Sei«e der Brennkraftmaschine,

F i g. 6 eine abgeänderte Ausführungsform, bei der der Ständer parallel zur Achse des scheibenförmigen Ankers angeordnet ist,

F i g. 7 die allgemeine Anordnung des elektromagnetischen Anlassers gemäß der Erfindung, in schematischer Darstellung.

In F i g. 1 ist der allgemeine Drehmomentverlauf eines Gleichstrom-Reihenschlußmotors dargestellt, wie er heute meist als Anlassermotor verwendet wird. Aus der Kurve a ist ersichtlich, daß das Drehmoment M zu Beginn des Anlassens am größten ist und mit zunehmender Drehzahl η des Motors abnimmt

In einem Linearmotor 1 der in F i g. 2 dargestellten Bauweise wirkt ein aus einer Metallplatte bestehender Anker oder Sekundärteil 2 mit einem Ständer oder Primärteil J zusammen, der aus zwei Ständerplatten Za und 3b besteht, die den Anker bügeiförmig übergreifen, wobei mindestens eine von ihnen Nuten 4 für die Aufnahme elektrischer Wicklungen 5 aufweist. Die Drehmomentkurve b eines solchen Motors, die in F i g. 3 gestrichelt dargestellt ist, zeigt, daß das Drehmoment des *5 Motors am größten ist, wenn die Drehzahl den Synchronwert n* erreicht hat.

Paßt man durch bauliche Maßnahmen den Widerstand des Ankers 2 an, so verändert sich die Kennlinie Drehmoment M — Drehzahl η des Motors und man erhält eine Kurve c, die in F i g. 3 voll aufgezogen ist und der in F i g. 1 dargestellten Kennlinie des Reihenschlußmotors ziemlich ähnlich ist.

Die F ig. 4 zeigt eine erste Form der Anordnung eines Linearmotcrs 1 an der Abtriebsseite einer Brennkraftmaschine 6. Der Anker 2 in Form einer Scheibe oder eines Kranzes ist dabei fest mit der Schwungscheibe 7 der Brennkraftmaschine verbunden. Der am Motor 6 befestigte Primärteil 3 greift mit seinen beiden Ständerplatten 3a und 36 bügeiförmig über den Scheibcnanker 2. Gemäß einer anderen, in F i g. 5 dargestellte Ausführungsform ist der Scheibenanker 2 auf der der Abtriebsseite gegenüberliegenden Seite der Brennkraftmaschine auf der Kurbelwelle 8 befestigt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 6 ist der Primärteil mit seinen beiden Ständerplatten 3a und Zb parallel zur Achse des zylindrischen Ankers 2' angeordnet; er kann sich auf der einen oder der anderen Seite der Brennkraftmaschine 6 befinden.

In F i g. 7, welche die allgemeine Anordnung des Anlassers gemäß der Erfindung zeigt, ist der Linearmotor 1 so angeordnet, daß sein scheibenförmiger Anker oder Sekundärteil 2 fest mit dem umlaufenden Teil einer Brennkraftmaschine 6 verbunden ist Am Umfang der Scheibe sind eine oder mehrere Primärteile 3 angeordnet, wobei die Zahl dieser Primärteile durch die für das Antreiben der Brennkraftmaschine 6 erforderliche Leistung und durch die Leistung eines jeden einzelnen Primärteiles bestimmt wird. Bei einer solchen Anordnung kann jedes Primärteil an der günstigsten Stelle angeordnet werden, ohne daß dies eine mit dem Bestimmungszweck unvereinbare, z. B. die Bodenfreiheit nachteilig beeinflussende, räumliche Enge zur Folge hat. Jedes Primärteil hat die Form eines Kreissektors und erstreckt sich nur über einen Teil des Umfanges des Sekundärteils 2.

Der oder die Primärteile 3 werden von einer, in einem Kraftfahrzeug im allgemeinen vorhandenen Batterie 9 mit Strom versorgt Ein Stromwandler 10, ein Wechselrichter, wandelt den Gleichstrom GS der Batterie in Wechselstrom VKS zur Speisung des Linearmotors 1 um.

Gegebenenfalls können Fühler 11 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder für den Schlupf nahe dem Sekundärteil 2 angeordnet und mit dem Stromwandler i0 verbunden sein, so daß die Frequenz des Stromwandlers in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 6 steht

Bei einer solchen Anordnung ist es unter anderem leichter möglich, die Brennkraftmaschine während des Anlaßvorganges so lange durch den Anlasser zu unterstützen, bis sie einwandfrei angesprungen ist. Das Ausschalten des elektrischen Anlassers kann sodann automatisch erfolgen.

Em zusätzlicher Vorteil des elektromagnetischen Anlassers gemäß der Erfindung besieht darin, daß er »umkehrbar« ist Speist man den Linearmotor 1 mit Gleichstrom, so wirkt er als Verzögerer. Speist man ihn mit Wechselstrom in Gegenphase zum Anlaßstrom, so wirkt er als kräftige Bremse. Man verfügt auf diese Weise über eine nicht unbeachtliche Notbremse.

Nach dem Betrieb als »Anlasser oder Bremse« kann es sich als notwendig erweisen, den Magnetkreis zu entmagnetisieren, um die Bildung Foucaultscher Ströme im Scheibenanker zu vermeiden. Diese induzierten Ströme würden nämlich ein Bremsmoment erzeugen, das im normalen Betrieb schädlich wirken würde. Das Entmagnetisieren des Magnelkreises kann in jeder beliebigen, bekannten Weise erfolgen, l B. mittels Wechselstroms abnehmender Amplitude, mittels oszillierender Entladung oder mittels Entladung mit Gleichstrom unter Erzeugung von Gegenamperewindungen, oder sonstiger geeigneter Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Anlasser mit Primär- und Sekundärteil für eine Brennkraftmaschine mit einer Schwungscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (2) aus einer Metallscheibe mit etwa dem Durchmesser der Schwungscheibe (7) oder einem solchen Metallring besteht und fest mit dem umlaufenden Teil der Brennkraftmaschine (6) verbunden ist und daß der wechselstromgespeiste Primärteil (3) sich mindestens über einen Teil des Umfangiis des Sekundärteiles (2) erstreckt

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch geken«?- zeichnet, daß der normalerweise mit Einphasenwechselstrom gespeiste Primärteil (3) aus mindestens einem U-förmigen Teil besteht und bügeiförmig den Sekundärteil (2) beidseitig übergreift.

3. Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Frequenz des den Primärteil (3) speisenden Stromes in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine (6) regeln.

4. Anlasser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Sekundärteil (2) Fühler (II) zum Abnehmen der 1st-Drehzahl oder des Schlupfes des Sekundärteiles (2) vorgesehen sind.

5. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (2) auf der der Abtriebsseite entgegengesetzten Seile der Brennkraftmaschine (6) angeordnet ist.

6. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (2) zylinderförmig ist.

7. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Primürteiäe (3) die Form eines oder mehrerer Kreissegmente hat, das bzw. die sich nur über einen Teil des Umfanges des Sekundärteiles (2) erstreckt bzw. erstrekken.

8. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Versorgung des Primärteiles (3) mit Gleichstrom vorgesehen sind.

9. Anlasser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entmagnetisierungsvorrichtung für den Primärteil (3) vorgesehen ist.

10. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Versorgung des Primärteiles (3) mit gegenphasigem Wechselstrom vorgesehen sind.