DE313737C

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Publication number: DE313737C
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Beim elektromotorischen Anlassen von Verbrennungskraftmaschinen, bei welchem ein Kupplungsorgan, beispielsweise ein Zahnritzel, des Elektromotors während des AnlaßvorgangesWhen starting internal combustion engines by electric motor, in which a Coupling element, for example a pinion, of the electric motor during the starting process

5. in den gezahnten Schwungkranz 'der Verbrennungskraftmaschine eingerückt und nach erfolgtem Anspringen des Verbrennungsmotors selbsttätig wieder ausgerückt wird, besteht die bekannte Schwierigkeit, daß die Zähne nicht5. in the toothed flywheel 'of the internal combustion engine is engaged and is automatically disengaged again after the internal combustion engine has started, the known difficulty that teeth fail

ίο jedesmal anstandslos zum Eingriff kommen. Durch die ^bekannte Maßnahme, den Anker des Elektromotors während des Einrückvorganges langsam und mit schwachem Drehmoment umlaufen zu lassen, wird der Übelstand nicht ganz behoben. Es kann bei nicht abgeschrägter Zahnform vorkommen, daß Ritzel und Schwungkranz mit ihren Zahnkanten so ungünstig aufeinander stoßen, daß sie sich, nachdem die zweite Schaltstufe ein-· ' geschaltet ist und das Ritzel sich mit starkem Drehmoment dreht, heftig ineinander drücken und nicht in Eingriff gelangen, wenn nicht der Anlaßvorgang durch erneute Betätigung des Schalters wiederholt wird. Die Fig. 1 zeigt diesen Fall. Man sieht, daß die Zähne sich mit ihren Kanten α, δ ineinander drücken und' der Eingriff unmöglich ist, bis der Anlaßvorgang wiederholt wird. Durch die vorliegende Erfindung wieder dieser Mangel be-ίο come to the intervention every time without hesitation. By the ^ known measure of rotating the armature of the electric motor slowly and with a weak torque during the engagement process, the deficiency is not completely eliminated. If the tooth shape is not beveled, it can happen that the pinion and the flywheel collide with their tooth edges so unfavorably that after the second gear stage has been switched on and the pinion rotates with a high torque, they press each other violently and do not mesh arrive if the starting process is not repeated by pressing the switch again. Fig. 1 shows this case. It can be seen that the edges α, δ of the teeth press into one another and that engagement is impossible until the tempering process is repeated. With the present invention this deficiency is again

hoben. ,lifted. ,

Gegenstand der Erfindung ist eine .Vorrichtung, bei welcher das Kupplungsorgan in der ersten Schaltstufe rückwärts und erst in der zweiten Schaltstufe vorwärts angetrieben wird. Tritt bei dieser Vorrichtung der geschilderte ungünstige Fall der Kantung ein, so entfernen sich nach Einrückung der zweiten Schaltstufe die Kanten voneinander, und die Zähne gelangen während eines kurzen Zeitraumes in die Stellung gegenüber den Lücken. Die Umpolarisierung der Feldmagnete und des Ankers bedarf einer gewissen Zeit, während deren die achsiale Verschiebung und Einrückung stattfinden kann. Damit bei der Bewegungs-. umkehr eine schnelle Einrückbewegung des Kuppelorganes stattfindet, wird dasselbe zweckr mäßig gegen seinen Träger so abgefedert, daß dieser, wenn die Zähne vor dem Einrücken aufeinander stoßen, seine Bewegung unter Spannung der Feder fortsetzt. Sobald dann 50 ■ in der zweiten Schaltstufe die Vorwärtsdrehung des Kupplungsorgah.es beginnt, wird es durch die aufgespeicherte Kraft der Feder mit großer Energie in die Lücken des Schwungrades hineingeschoben, sozusagen hineingeschossen.The invention relates to a device. in which the coupling member in the first switching stage backwards and only in the second gear stage is driven forward. If the described occurs with this device an unfavorable case of the canting, the edges move away from each other after the second switching step is engaged, and the Teeth come into position opposite the gaps for a short period of time. The polarization of the field magnets and the armature requires a certain amount of time during whose axial displacement and indentation can take place. So with the movement. reversal a rapid engagement movement of the coupling element takes place, the same is expedient moderately cushioned against its wearer so that this when the teeth before engaging collide, its movement continues under tension of the spring. As soon as then 50 ■ in the second gear stage the forward rotation of the clutch system begins, it is through the stored force of the spring with great energy into the gaps in the flywheel pushed in, shot in, so to speak.

Eine bevorzugte Art, "den Anker des Elektromotors in der ersten Schaltstufe rückwärts- und mit schwachem Drehmoment, in der zweiten Schaltstufe vorwärts und mit starkem Drehmoment zu treiben, besteht, darin, daß man auf den Feldmagneten außer der Haupterregerwicklung eine Gegenwicklung mit großem Widerstand anordnet , und in der , ersten Schaltstufe dieser, in der zweiten der Haupterregerwicklung den Batteriestrom zuführt. Die Gegenwicklung kann dabei entweder in sich so viel Widerstand haben, daß' nur ein. schwacher Strom in den Anker gelangt, oder es kann ihr ein besonderer Widerstand vorgeschaltet sein. .A preferred way of "reversing the armature of the electric motor in the first switching stage and with low torque, in the second gear step forward and with strong To drive torque, is that one on the field magnet other than the main excitation winding arranges a counter winding with great resistance, and in the, first Switching stage this, in the second of the main field winding supplies the battery power. The reverse winding can either have so much resistance in itself that 'only one. A weak current reaches the armature, or a special resistor can be connected upstream be. .

Bei Anwendung der Erfindung auf die bekannten Anlaßsysteme, bei denen das Kuppel-When applying the invention to the known starting systems in which the coupling

glied (Zahnritzel) durch Längsverschiebung der Ankerwelle eingerückt wird, bewirkt die Hilfswicklung auch diese Axialverschiebung. Zweckmäßig wird durch die achsiale Einrückbewegung der Ankerwelle, gleichgültig, ob das Kupplungs organ anstandslos eingegriffen hat oder angestoßen ist, die zweite Schaltstufe eingeschaltet, d. h. die Gegenwicklung ab- und die Haupterregerwicklung eingeschaltet.member (pinion) is engaged by longitudinal displacement of the armature shaft, causes the auxiliary winding also this axial displacement. The axial engagement movement is useful the armature shaft, regardless of whether the coupling organ has intervened without problems or is triggered, the second switching stage is switched on, d. H. the reverse winding and the main excitation winding switched on.

ίο Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsformen der Erfindung, und zwar werden gemäß Fig. 2 die beiden Schaltstufen mit einem Pedalschalter, gemäß Fig. 3 mittels Druckknopf und Relaissteuerung geschaltet. In der Fig. 4 ist der Fall des anstoßenden Ritzels dargestellt. ίο The drawing shows several embodiments of the invention, according to FIG. 2 shows the two switching stages with a pedal switch, according to FIG. 3 by means of a push button and relay control switched. In Fig. 4, the case of the abutting pinion is shown.

In den Fig. 2 und 3 ist auf der Welle des Elektromotorankers α -das Ritzel 5,- welches mit dem Zahnkranz c des Verbrennungsmotors kämmen soll, durch Nut und Federkeil längsverschiebbar, aber undrehbar aufgesetzt. Der Feldmagnet des Elektromotors hat eine Hauptwicklung d und eine Gegenwicklung e. Die Gegenwicklung ist so bemessen, daß sie nur etwa ¹Z₆ bis ¹Z₁₀ der Stromstärke durchfließen läßt, welche von der Hauptwicklung d aufgenommen werden kann. Entnimmt also die Hauptwicklung der Batterie / beispielsweise 200 Amp., so entnimmt die Gegen wicklung nur etwa 30 Amp. Das Pedal g ist mit einer Feder h gegen den Schalthebel i abgestützt, der abwechselnd mit den Segmenten O, /, II in Berührung sein kann. Eine Feder k ist bestrebt, den Schalthebel i in die NuIllage zurückzuziehen, und ein Sperrhebel I, welcher von der Feder m gegen den Anschlag η gedrückt wird, ist bestrebt, den Schalthebel i in der Schaltstufe / festzuhalten. Von einem Relais 0 kann der Sperrhebel / unter Zusammendrückung der Feder m zurückgezogen werden. Die Wicklung ft des Relais steht durch den Draht q mit der ,Batterie und durch den Draht r mit der Hilfsbürste s in Verbindung, die irn Ruhezustand des Ankers auf dem Ring t aus Isoliermaterial steht. Der Anker a wird von der Feder u in bekannter Weise (Patent 271222) in der Längsrichtung aus dem Feld herausgezogen, solange die Feldwicklung nicht erregt ist. Das Ritzel b wird (Fig. 4) durch die Feder z, die sich am Wellen-. bund y_x abstützt, gegen die Schlußscheibe y₂ gedrückt.2 and 3 is on the shaft of the electric motor armature α - the pinion 5, - which is to mesh with the ring gear c of the internal combustion engine, placed longitudinally displaceable by a tongue and groove, but non-rotatable. The field magnet of the electric motor has a main winding d and a counter winding e. The counter-winding is dimensioned so that it allows only about ¹ Z ₆ to ¹ Z _{10 of} the current to flow through, which can be absorbed by the main winding d. So if the main winding of the battery takes / for example 200 amps, the counter-winding only takes about 30 amps. The pedal g is supported by a spring h against the shift lever i , which can alternately be in contact with the segments O, /, II . A spring k endeavors to retract the shift lever i into the zero position, and a locking lever I, which is pressed by the spring m against the stop η , endeavors to hold the shift lever i in the shift stage /. The locking lever / can be withdrawn from a relay 0 by compressing the spring m . The winding ft of the relay is connected through the wire q to the battery and through the wire r to the auxiliary brush s which, when the armature is at rest, stands on the ring t of insulating material. The armature a is pulled out of the field in the longitudinal direction by the spring u in a known manner (patent 271222) as long as the field winding is not excited. The pinion b is (Fig. 4) by the spring z, which is located on the shaft. bund y _{x is} supported, pressed against the closing disk y _2.

Die Wirkungsweise 'der Einrichtung ist die folgende: Tritt man auf das Pedal g, so wird unter Zusammendrückung der Feder h der Schalthebel i aus der Nullstellung in die gezeichnete Stellung / gebracht, in welcher er durch die Klinke I gesperrt wird. Der Strom fließt jetzt" von der Batterie f durch den Schalthebel i und durch den Kontakt J in die Gegenerregerwicklung e und durch die Leitung ν und die Hauptbürste W₁ in den Anker und durch die Bürste W₂ über die Masse zurück zur Batterie. Die Gegenwicklung hat zahlreiche Windungen dünnen Drahtes, setzt also dem Stromdurchgang erheblichen Widerstand entgegen, und der schwache Strom dreht den Anker langsam, und zwar rückwärts. Da die Gegen wicklung jedoch sehr lang ist, werden die Feldpole stark magnetisiert, so daß der Anker kräftig nach links gezogen und das Ritzel eingerückt wird. Sobald es eingerückt ist, gelangt die Schleifbürste s auf die gleiche Kollektorlamelle, auf der die Schleifbürste W₂ steht, der Batteriestrom fließt deshalb auf dem Wege q, ft, r, s, W₂ zur Masse und von da zurück zur Batterie. Das Relais 0, ft wird erregt und zieht die Sperrklinke I zurück, so daß der Fuß des Fahrers den Pedalschalter auf das Kontaktsegment // bringt. Jetzt ist die Gegenwicklung e abgeschaltet, jedoch'die Hauptwicklung d, mit welcher der Anker in Serie liegt, eingeschaltet, denn der Strom fließt von der Batterie durch den Schalthebel i und das Segment // zur Hauptwicklung d und durch die Bürste W₁, den Anker und die Bürste w₂ über Masse zurück zur Batterie. Der Anlaßmotor wird jetzt vom vollen Arbeitsstrom in der Vorwärtsrichtung umgedreht ■ und wirft den Verbrennungsmotor an. ,Sobald derselbe auf Touren kommt, wird in bekannter Weise die Felderregung so schwach, daß die Feder u den Anker wieder nach rechts und das Ritzel außer Eingriff zieht.The operation of the device is as follows: If you step on the pedal g, the switching lever i is brought from the zero position into the position shown / in which it is locked by the pawl I while the spring h is compressed. The current now flows "from the battery f through the switch lever i and through the contact J into the counter-excitation winding e and through the line ν and the main brush W ₁ into the armature and through the brush _{W 2} via the ground back to the battery. The counter-winding has numerous turns of thin wire, so it offers considerable resistance to the passage of current, and the weak current turns the armature slowly, namely backwards. However, since the counter-winding is very long, the field poles are strongly magnetized, so that the armature is strongly pulled to the left and the pinion is engaged. As soon as it is engaged, the grinding brush s arrives at the same collector lamella on which the grinding brush W ₂ stands, the battery current therefore flows on the path q, ft, r, s, W ₂ to and from ground back to the battery. The relay 0, ft is energized and pulls the pawl I back so that the driver's foot brings the pedal switch to the contact segment //. The opposite winding e is now off switched on, however, the main winding d, with which the armature is in series, is switched on, because the current flows from the battery through the switch lever i and the segment // to the main winding d and through the brush W ₁ , the armature and the brush w ₂ via ground back to the battery. The starter motor is now turned in the forward direction by the full working current and starts the internal combustion engine. As soon as it revs up, the field excitation is so weak in a known manner that the spring u pulls the armature back to the right and the pinion disengages.

Ist das Ritzel mit seinen Zahnkanten ungünstigerweise gegen die Zahnkanten des feststehenden" Schwungkranzes c gestoßen, so daß die. Einrückung nicht erfolgen konnte, so schiebt sich die Welle des Ankers α unter Zusammendrückung der Feder ζ in ihre Endlage, so daß auch in diesem Falle die Bürste s den Batteriestrom ins Relais 0, ft leitet und der Pedalschalter in die zweite Schältstufe gelangt. ■" Somit beginnt die Vorwärtsdrehung des Ritzels, die Kanten trennen sich, und die Feder ζ schießt während des kurzen Zeitraumes, in weichen! der Anker noch nicht vorwärts beschleunigt ist, das Ritzel in die Lücken des Schwungkranzes.If the pinion with its tooth edges hit against the tooth edges of the fixed "flywheel c, so that the. Indentation could not take place, then the shaft of the armature α pushes under compression of the spring ζ in its end position, so that in this case too Brush s directs the battery current into relay 0, ft and the pedal switch goes into the second switching stage. ■ "This starts the forward rotation of the pinion, the edges separate, and the spring ζ shoots in soft during the short period of time! the anchor has not yet accelerated forward, the pinion into the gaps in the flywheel.

Damit beim Loslassen des Ritzels das Seg- no ment / nicht nochmals überfahren werden und den Anlaßvorgang . von neuem einleiten kann, ist noch eine besondere Vorrichtung anzubringen, etwa derart, wie im Patent 271222 angegeben. Auch kann dazu eine Schleppvorrichtung benutzt werden, wie sie die Erfinderin heute bei ihrem Fußschalter anwendet. Von einer Darstellung dieser Vorrichtung wurde abgesehen, da sie kein wesentlicher Bestandteil des Erfindungsgegen-Standes ist.So that when you let go of the pinion, the Seg- no ment / not be run over again and the starting process. initiate anew can, a special device is to be attached, something like the one in the patent 271222 specified. A towing device can also be used for this purpose, like them the inventor uses today on her foot switch. From a representation of this device was disregarded as it is not an essential part of the subject matter of the invention is.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wirdIn the embodiment of FIG

der' Pedalschalter ersetzt durch einen Relaisschalter. Dieser besteht aus dem Druckknopfschalter g, dem... Hauptschalter h und dem " Umschalthebel i, welcher vom Bund k der Ankerwelle in der Weise betätigt werden kann, - daß_ er aus der Schaltstufe / in die Schaltstufe II umgelegt wird. Der Hauptschalter h kann von einem Solenoid I bewegt werden, welches in Serie mit der Spule m einesthe 'pedal switch replaced by a relay switch. This consists of the push-button switches g, h the ... main switch and the 'switching lever i, which the collar of the armature shaft k in such a manner can be actuated - in that _ he is thrown from the shift stage / in the switching stage II The main switch h. can be moved by a solenoid I , which is in series with the coil m one

ίο Relais η liegt, das auf den Schalthebel i wirkt. Der Schalthebel i wird gewöhnlich durch die Zugfeder ο in die Schaltstellung I gezogen.·ίο Relay η is present, which acts on shift lever i. The switching lever i is usually pulled into the switching position I by the tension spring ο.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:The device works as follows:

Bei Schließung des Druckknopfes g fließt der Batteriestrom durch den Schalthebel i ■ und den Kontakt I in die Gegenwicklung e und von da durch den Anker zur Masse und zurück zur Batterie. Der Anker wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, längs verschoben und langsam gedreht. Bei der Längsverschiebung legt er mit dem Bund k seiner Welle den Schalthebel i in die Schaltstufe II um. Der Batteriestrom fließt jetzt vom Druckknopfschalter g durch den Schalthebel i und den Kontakt II in die Spule I und von da über die Relaisspule m und die Masse zurück zur Batterie. Die Spule I schließt den Hauptschalter h, und der "volle Arbeitsstrom gelangt durch die Haupterregerwicklung d in den Anker und über die Masse zurück zur Batterie, während die Gegenwicklung e abgeschaltet ist. Der Motor springt jetzt an, und der Anker wird dann durch die Feder u wieder in die. Anlaßlage zurückgezogen.When the push button g is closed , the battery current flows through the switch lever i ■ and the contact I into the counter winding e and from there through the armature to ground and back to the battery. As in the first exemplary embodiment, the armature is displaced lengthways and rotated slowly. During the longitudinal shift, he uses the collar k of his shaft to move the gear lever i to gear stage II. The battery current now flows from the push-button switch g through the switch lever i and the contact II into the coil I and from there via the relay coil m and the ground back to the battery. The coil I closes the main switch h, and the "full working current" passes through the main excitation winding d into the armature and via the ground back to the battery, while the counter winding e is switched off. The motor starts now and the armature is then activated by the spring u withdrew again into the situation of the occasion.

Wenn bei dieser Ankerstellung der Druckknopf versehentlich noch geschlossen gehalten wird, so kann sich der Anlaßvorgang wiederholen. Deshalb ist das Relais ..m, η angeordnet, das .auch bei geschlossenem Druckknopf g den Hebel i so lange in der Schalt ■ stellung II hält, bis der Druckknopf geöffnet wird. " Stößt das Ritzel beim Einrücken mit den Kanten an, so vollführt der Anker trotzdem seine Längsbewegung und stellt mit seinem Bund k den Schalthebel i in die, Schaltstufe II, so daß Vorwärtsdrehung und Einrückung erfolgen.
' Anstatt den für die erste Schaltstufe erfor-If the push button is inadvertently kept closed when the armature is in this position, the starting process can be repeated. That is why the relay ..m, η is arranged, which holds the lever i in the switching position II even when the pushbutton g is closed until the pushbutton is opened. "If the pinion hits the edges when engaging, the armature still performs its longitudinal movement and, with its collar k, sets the shift lever i to, shift stage II, so that forward rotation and engagement take place.
'' Instead of the

. 50 derlichen.. Widerstand in die Gegenwicklung selbst zu verlegen, könnte man auch einen besonderen Widerstand der Gegenwicklung vorschälten, Weiterhin sind Anordnungen vom Erfmdungsgegenstand nicht auszuschließen, bei denen der Rückwärtsgang des Ankers nicht durch eine Gegenwicklung, sondern durch andere Mittel, beispielsweise durch ein Zwischenrädergetriebe zwischen Anker und Ritzel o.dgl., erfolgt. In diesem Falle könnte beispielsweise die Schaltung nach Patent 271222 angewandt werden, bei welcher nur eine Erregerwicklung vorhanden ist und der Anker in der ersten Schaltstufe in Nebenschluß zur Erregerwicklung gelegt wird. Der Hauptschalter h-l kann zweckmäßig mit dem Halterelais n-m konstruktiv vereinigt werden.. 50 such .. to relocate resistance in the counter-winding itself, one could also provide a special resistance of the counter-winding. Furthermore, the subject matter of the invention cannot exclude arrangements in which the armature's reverse gear is not through a counter-winding, but by other means, for example through an intermediate gear Between armature and pinion or the like., takes place. In this case, for example, the circuit according to patent 271222 could be used, in which there is only one field winding and the armature in the first switching stage is shunted to the field winding. The main switch hl can expediently be structurally combined with the holding relay nm.

Claims

Patent Claims:

1. Starting electric motor for combustion, -. power machines, in which a .Kupplungsorgan driven by the armature for engagement shifted into the flywheel with a slight rotation and only after Successful engagement is rotated with full force, characterized in that the clutch member in the first switching stage backwards and only then in the starting direction is driven.

2. Starting electric motor according to claim 1, characterized in that the field system of the electric motor except for the main exciter

* winding (d) still has an auxiliary excitation winding (β) of greater resistance than the main excitation winding, which is

. circuit of the first switching stage 'is excited and the armature the ■ reverse · rotation and at the same time the axial displacement granted.

3. Starting electric motor according to claim 1, characterized in that the carrier of the coupling member (armature shaft) in its longitudinal displacement the starter switch (i). shifts from the first to the second switching stage.

4. Starting electric motor according to claim 3, characterized in that the carrier of the coupling member turns on a contact (s, W ₂ ) when it is shifted, whereby a relay (0, p) is energized, which the switch (i) from the first to the second switching stage.

5. Starting electric motor according to claim 3, characterized in that after decline., The .Träger of the coupling member in the starting position of the switch (i) is held by a relay (ο, φ) in the second switching stage as long as the flow supply switch (g ) is kept closed by the driver (Fig. '3). .110

1 sheet of drawings.