Die Erfindung betrifft einen Starter für eine Brennkraftmaschine, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Starten der Brennkraftmaschine muß der Starter den Verbrennungsmotor mit einer Startdrehzahl genannten Mindestdrehzahl, durchdrehen, damit auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen das beim OttoMotor zum Selbstlauf notwendige Luft-KraftstoffGemisch gebildet bzw. beim Dieselmotor die Selbstzündungstemperatur erreicht werden kann. Ferner muß der Starter nach den ersten.Zündungen beim Hochlaufen auf die Mindest-Selbstdrehzahl des Verbrennungsmotors diesen unterstützen. Es ist bekannt, derartige Starter mit einer Regel- und/oder Steuerschaltung auszustatten, die den elektrischen Startermotor und/oder andere Starterbestandteile, wie beispielsweise das Starterrelais, regelt und/oder steuert. Diese Regelung und/oder Steuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit von zumindest einem Starter-Betriebsparameter, der durch einen Sensor erfaßt wird.
Bei den bekannten Startern wurde die Steuer- und/oder Regelschaltung außerhalb des Startergehäuses angeordnet, beispielsweise an dem dem Starterritzel gegenüberliegenden axialen Ende des Starters. Dabei ist nachteilig, daß der durch den Sensor zu erfassende Starter-Betriebsparameter entweder nicht direkt vor Ort erfaßt werden kann, oder daß die Verkabelung zwischen dem Sensor und der Regel- und/oder Steuerschaltung aufwendig ist.
Aus der FR-A-2 719 872 ist ein Starter bekannt, der einen bimetallischen Thermostat aufweist, welcher in thermischem Kontakt mit einem Widerstand steht. Der elektrische Strom, der zum Starter fließt und einen maßgeblichen Anteil an der Erwärmung des Starters hat, fließt durch diesen Widerstand, so daß er erwärmt wird. Der Thermostat öffnet dann und unterbricht den Stromfluss, wenn aufgrund der vom Widerstand abgegebenen Wärme angenommen werden kann, daß sich der Starter einer maximal erlaubten Temperatur nähert oder diese bereits angenommen hat. Nachteilig ist, daß das System auf einer groben Temperaturschätzung basiert, da der Strom nur ein indirektes Maß für die Temperatur darstellt und nicht alle kritischen Baugruppen des Starters überwacht werden.
Der erfindungsgemäße Starter mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß der Sensor ein Temperatursensor ist und die Baugruppe im Bereich der stärksten Wärmequelle angeordnet ist, die durch den Kommutator des elektrischen Startermotors gebildet ist. Es wird die Temperatur der Kommutatorbürsten dadurch erfaßt, daß die elektronische Baugruppe - und mit ihr der Sensor - an dem Kommutatorbürstenhalter angeordnet ist. Der zu erfassende Starter-Betriebsparameter wird direkt vor Ort erfaßt, ohne daß eine aufwendige Verkabelung erforderlich ist. Weiterhin schützt das Startergehäuse die elektronische Baugruppe. Bei bekannten derartigen Startern befindet sich zwischen dem Startergehäuse und der außerhalb von diesem angeordneten Regel- und/oder Steuerschaltung zumindest abschnittsweise ein Luftspalt, so daß kein vollflächiger Kontakt zwischen dem Startergehäuse und dem Gehäuse der Regel- und/oder Steuerschaltung möglich war. Aus diesem Grund mußte ein an dem Startergehäuse angeordneter Temperatursensor umständlich verkabelt werden, um die durch den Sensor erfaßte Temperatur mit der Regel- und/oder Steuerschaltung auszuwerten. Diese umständliche Verkabelung trug auch dazu bei, daß das Ansprechverhalten des Sensors nicht befriedigend war. Diese Probleme werden vermieden, da die den Temperatursensor umfassende elektronische Baugruppe innerhalb des Startergehäuses, im Bereich der stärksten Wärmequelle, angeordnet wird.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Begriff Baugruppe in funktionaler Hinsicht aufgefaßt werden soll, d.h. der Sensor muß nicht zwangsläufig auf der gleichen Platine wie die Baugruppe angeordnet werden, obwohl dies insbesondere beim Vorhandensein eines Baugruppengehäuses die bevorzugte Ausführungsform darstellt, da der Verkabelungsaufwand dann besonders niedrig ist.
Hinsichtlich des Verkabelungsaufwandes ist es noch vorteilhafter, wenn die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung vollständig durch die elektronische Baugruppe gebildet und innerhalb des Startergehäuses angeordnet ist.
In vielen Fällen weist das Startergehäuse einen Startergehäusedeckel auf, der beispielsweise ein Ankerlagerdeckel sein kann. Sofern ein derartiger Startergehäusedeckel vorhanden ist, kann die elektronische Baugruppe an der Startergehäuse-Deckelinnenseite angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die elektronische Baugruppe selbst innerhalb eines Baugruppengehäuses angeordnet werden soll, weil der Startergehäusedeckel in diesem Fall den Boden des Baugruppengehäuses bilden kann.
Es ist ebenfalls denkbar, daß die elektronische Baugruppe Abschnitte der Starterlängsachse, d.h. der Rotationsachse, zumindest teilweise koaxial umgibt, wobei die elektronische Baugruppe in solchen Fällen als Ringplatine oder als Teilringplatine ausgebildet sein kann.
Unabhängig davon, ob die elektronische Baugruppe Abschnitte der Starterlängsachse zumindest teilweise koaxial umgibt oder nicht, kann sie auch ritzelseitig vom elektrischen Startermotor angeordnet sein.
Eine derartige Ausgestaltung ist auch dann denkbar, wenn der Kommutator antriebsseitig angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Starters kann dessen Beschädigung aufgrund einer Überschreitung der zulässigen Betriebstemperatur besonders wirksam vermieden werden, weil die Betriebstemperatur an der kritischsten Stelle erfaßt und ein erneuter oder weiterer Betrieb des elektrischen Startermotors verhindert werden kann, beispielsweise indem das Starterrelais entsprechend gesteuert wird.
Auch aus Kostengründen ist es besonders vorteilhaft, wenn die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung vollständig durch die in dem Startergehäuse angeordnete elektronische Baugruppe gebildet ist, obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung besser zu verdeutlichen wird anhand der Figuren 1 bis 4 zunächst ein bekannter, gattungsgemäßer Starter beschrieben.
In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Ansichten des zum Stand der Technik gehörenden gattungsgemäßen Starters dargestellt. Der Starter weist ein Startergehäuse 1 auf, das durch mehrere Gehäuseteile gebildet ist. Eines dieser Gehäuseteile ist durch den Startergehäusedeckel 4 gebildet, der in Form eines Ankerlagerdeckels dargestellt ist. An dem Startergehäuse 1 ist ein Starterrelais 6 befestigt, das beim Starterbetrieb nicht nur den elektrischen Kontakt zwischen Batterie und elektrischem Startermotor 2 herstellt, sondern das weiterhin auch einen Einrückhebel 7 betätigt, über den der Einspurvorgang des Starterritzels 9 ausgelöst wird.
Eine hier nicht näher interessierende Freilaufeinrichtung, die den Starter beim Anspringen des Verbrennungsmotors vor zu hohen Drehzahlen schützt, ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen.
Die gattungsgemäß zur Regel- und/oder Steuerschaltung gehörende elektronische Baugruppe 3 ist außerhalb des Startergehäuses 1, und zwar am Startergehäusedeckel 4 angeordnet, wie dies den Figuren 2 und 4 zu entnehmen ist. Die Befestigung der elektronischen Baugruppe 3 erfolgt an Befestigungsstellen, die in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 10 versehen sind.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Lösung, daß sich zwischen dem Startergehäusedeckel 4 und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 ein Luftspalt befindet, der zumindest einen vollflächigen Kontakt zwischen dem Startergehäuse und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 unmöglich macht. Aus diesem Grund muß ein Temperatursensor umständlich verkabelt werden, um einen Kontakt mit dem Starter herzustellen. Diese umständliche Verkabelung sorgt weiterhin dafür, daß die Ansprechzeit des Sensors relativ gering ist.
Wenn der Temperatursensor im Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 angeordnet ist, kann eine Überhitzung bei zum Stand der Technik gehörenden Startern erst nach dem Wärmeaustausch zwischen dem Starter und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 festgestellt werden. Dies kann unter Umständen jedoch dazu führen, daß die zu hohe Temperatur erst dann festgestellt wird, wenn der Starter durch Überhitzung bereits Schaden genommen hat.
Diese Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen Starter vermieden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung durch die elektronische Baugruppe 3 gebildet. Die in Figur 5 nicht näher dargestellte elektronische Baugruppe 3 ist innerhalb des Startergehäuses 1 im Bereich des Startergehäusedeckels 4 angeordnet. Ein ebenfalls nicht dargestelltes Baugruppengehäuse umgibt die elektronische Baugruppe 3. Der Boden des Baugruppengehäuses kann durch die Innenoberfläche des Startergehäusedeckels 4 gebildet sein, der als Ankerlagerdeckel ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein Temperatursensor direkt in der Nähe der heißesten Stelle angebracht werden kann. Die relativ starke Erwärmung ist von dem Temperatursensor innerhalb des Baugruppengehäuses erfassbar, so dass Startvorgänge unterbunden werden können, um eine Überhitzung des Starters bzw. des elektrischen Startermotors 2 zu vermeiden.
Bei dem nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die elektronische Baugruppe 3 ebenfalls innerhalb des Startergehäuses 1, jedoch ritzelseitig vom elektrischen Startermotor 2 angeordnet. Wie dies in Figur 6 angedeutet ist, kann die elektronische Baugruppe 3 bei dieser Ausführungsform als Ringplatine ausgebildet sein. Diese Lösung hat den Vorteil, daß keine Bauvolumenvergrößerung des Starters notwendig ist und daß die Temperaturbelastung der elektronischen Baugruppe 3 gering bleibt. Allerdings könnte die Baugruppe 3 bei dieser Ausführungsform zumindest dann nicht kompakt aufgebaut werden, wenn ein Temperatursensor oder irgendein anderer Sensor im Bereich des Kommutators 5 angeordnet werden soll, da dies einen höheren Verkabelungsaufwand mit sich bringen würde.
Dieser höhere Aufwand entfällt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7.
Bei dem in Figur 7 dargestellten Starter ist der Kommutator antriebsseitig angeordnet. Die elektronische Baugruppe 3 ist an den Kommutatorbürstenhaltern befestigt, um über einen Temperatursensor die Temperatur der Kohlebürsten zu erfassen. Die elektronische Baugruppe 3 kann kompakt aufgebaut sein, weil sich der Temperatursensor bei dieser Ausführungsform im Bereich der stärksten Wärmequelle befindet, die in diesem Fall durch den Kommutatur gebildet ist. Sollte die zulässige Betriebstemperatur der elektronischen Baugruppe 3 bei dieser Anordnung überschritten werden, so wäre gegebenenfalls ein Hitzeschild vorzusehen.