PatentDe  


Dokumentenidentifikation EP0953200 29.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000953200
Titel EINRÜCKRELAIS FÜR STARTER
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder BOEGNER, Karlheinz, D-73765 Neuhausen, DE
DE-Aktenzeichen 59813555
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 09.10.1998
EP-Aktenzeichen 989581939
WO-Anmeldetag 09.10.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/DE98/02986
WO-Veröffentlichungsnummer 0099026266
WO-Veröffentlichungsdatum 27.05.1999
EP-Offenlegungsdatum 03.11.1999
EP date of grant 24.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse H01H 51/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Einrückrelais für Starter einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die bisher verwendeten Wicklungen bzw. Schaltungen solcher Starter, die zur Vermeidung einer induktiven Haltekraft nach dem Öffnen des Zündschalters durch den über den Relais-Schaltkontakt zur Einzugs- und Haltewicklung fließenden Rückstrom auf Windungsgleichheit zwischen Einzugs- und Haltewicklung ausgelegt sind, führten zu einer erhöhten Einziehgeschwindigkeit des Einrückrelais für das Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine, so daß der Vorteil der Zweistufigkeit teilweise wieder verloren geht. Ein derartiges Einrückrelais ist z.B. aus DE 42 42 930 A bekannt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Einrückrelais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wicklung, die zum Einziehen des Relais benötigt wird, als Einfachwicklung, d.h. ohne Haltewicklung ausgelegt ist, um eine möglichst hohe Induktivität zu erreichen. Zur Begrenzung des in der ersten Stufe zum sanften Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine benötigten Starter-Motor-Verdrehstroms wird vorzugsweise außen um die Einzugswicklung ein besonders ausgebildeter Widerstand angeordnet. Um keine Halteschaltung zu erzeugen, wird dieser Widerstand über einen Umschalter des Einrückrelais der Klemme des Starterschalters galvanisch getrennt. Er ist nur in der Einziehphase in Betrieb und wird während des Startvorgangs abgeschaltet, damit er nicht thermisch geschädigt wird.

Dies wird in vorteilhafter Weise erreicht, indem ein Kontaktpaar isoliert unter der Kontaktplatte des Relais angeordnet ist. In Ruhelage liegt die Kontaktplatte auf diesem Kontaktpaar auf und bildet somit einen "Öffner". Nachdem der Relaisanker die Schaltachse berührt, und nachdem das Ritzel des Starters den Zahnkranz an der Brennkraftmaschine erreicht hat, öffnet dieser Öffner und schaltet den Widerstand ab, bevor die Kontaktplatte auf die Hauptstromkontakte trifft. Beim Abschalten wird der Öffner erst dann wieder geschlossen, wenn der Hauptstrom unterbrochen ist.

Durch die getrennte Ansteuerung ist es möglich, sowohl den Widerstand als auch die Einzugswicklung unabhängig voneinander den Erfordernissen anzupassen. Der Widerstandsdraht wird mäanderförmig gewickelt, dann zu einem Ring gebogen, so daß Anfang und Ende nebeneinanderliegen, und schließlich auf die Einzugswicklung aufgeschoben.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung

Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Einrückrelais für Starter, in Figur 2 eine Frontansicht des Relais nach Figur 1 in Pfeilrichtung P1, in Figur 3 eine Frontansicht bei abgenommenem Schalterdeckel, in Figur 4 eine Einzelheit nach Figur 1 (Einzugswicklung mit Widerstand), in Figur 5 ein Schaltschema des Relais, in Figur 6 wiederum eine Einzelheit nach Figur 1 (Schaltachse mit Kontaktplatte), in Figur 7 eine Frontansicht nach Figur 6 in Pfeilrichtung P2 und in Figur 8 den mäanderförmig gewickelten Widerstand. Die Figuren 6 und 7 sind in vergrößertem Maßstab dargestellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist mit 10 das im wesentlichen zylindrische Relaisgehäuse des Einrückrelais bezeichnet. An seiner Innenseite ist eine Einzugswicklung 11 angeordnet, die auf einem Wicklungsträger 12 sitzt. Im Wicklungsträger ist in einer Führungshülse 15 ein zylindrischer Magnetanker 13 geführt. Das Relaisgehäuse 10 ist auf der einen Seite durch einen Magnetkern 14 verschlossen, wie er auch in Figur 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Der Magnetanker 13 liegt auf der gegenüberliegenden Seite des Magnetkerns und kann durch entsprechende Ansteuerung der Einzugswicklung 11 axial gegen die Kraft einer Ankerrückstellfeder 19 bewegt werden.

An den Magnetkern 14 schließt sich ein Schalterdeckel 16 an, der durch einen Bördelring 17 des Relaisgehäuses 10 festgehalten wird. Zwischen diesen beiden Teilen liegt noch eine Tellerfeder 18.

In einer durchgehenden Bohrung 20 des Magnetkerns 14 ist axial verschiebbar eine Isolierhülse 21 angeordnet, in welche eine sogenannte Schaltachse 22 aufgenommen ist, die durch den Magnetkern 14 geführt ist und bis in den Schalterraum 38 des Schalterdeckels 16 hineinreicht. Die Bohrung 20 im Magnetkern 14 weist eine erweiterte Bohrungsstufe 23 auf, in welcher eine Isolierbuchse 24 angeordnet ist, durch welche die Schaltachse hindurchdringt. Am außenliegenden Ende der Isolierbuchse 24 ist eine Kontaktplatte 25 befestigt, die sich gegen eine Schulter der Isolierbuchse 24 abstützt. Sie ist durch eine Isolierscheibe 26 und Befestigungsscheibe 27 am Ende der Schaltachse 22 festgehalten. An das der Kontaktplatte 25 gegenüberliegende Ende der Isolierhülse 21 legt sich das eine Ende einer Druckfeder 28 an, deren anderes Ende sich an der Isolierhülse 21 abstützt.

Die Kontaktplatte 25 wirkt zusammen mit zwei getrennten Kontakten 29, 31 - siehe hierzu Figuren 3, 6 und 7 - die an der Außenseite des Magnetkerns 14 auf einer Isolierplatte 32 befestigt sind, wobei die Isolierplatte 32 auf dem Magnetkern 14 angeordnet ist. Diese Teile sind durch Schrauben 33, 34 befestigt. Zwischen den Köpfen der Schrauben 33, 34 liegt jeweils eine Isolierbuchse 35 mit Federscheibe 36. Außen auf der Schaltachse 22 erstreckt sich zwischen dem Magnetkern 14 und einer Schulter der Isolierhülse 21 eine Abschaltfeder 37.

Außen auf der Einzugswicklung 11 befindet sich ein aus Widerstandsdraht gewickelter Widerstand 39, wie er in Figur 8 dargestellt ist. Er ist mäanderförmig ausgebildet, mit einer Isolierung versehen und um die Einzugswicklung 11 so herumlegt, daß Anfang und Ende dicht nebeneinander liegen. Die Widerstandsenden sind mit 42, 43 bezeichnet, die Wicklungsenden der Einzugswicklung 11 sind mit 46, 47 bezeichnet. Es sei nun auf die Figur 3 verwiesen, wo mit 43 das Ende des Widerstands 39 und mit 42 der Anfang des Widerstands 39 erkennbar ist. Das Ende der Einzugswicklung 11 ist mit 47 bezeichnet und auf Masse gelegt, in dem es am Magnetkern 14 gemäß Figur 3 festgeschweißt ist. Der Anfang der Einzugswicklung ist mit 46 bezeichnet.

Es wird nun nochmals auf Figur 1 verwiesen. Dort befinden sich im Schalterdeckel 16 zwei Anschlußschrauben 44, 45, die mit nicht weiter bezeichneten Muttern befestigt sind und deren innenliegende Kontakte 44A, 45A mit der Kontaktplatte 25 zusammenwirken. Die Anschlußschraube 45 ist mit einer Stromschiene 41 in Kontakt, an der das Ende 43 des Widerstands 39 angelötet ist.

Es wird nun Bezug genommen auf das Schaltbild nach Figur 5. Dort ist der Widerstand 39 zu erkennen. Die Anschlußschraube 45 ist symbolisch dargestellt, ebenfalls der Anschluß 50 mit einer Verbindungsschiene 40 für das Anlöten des Wicklungsumfanges 46 und des Kontaktes 29 mittels eines Leiters 48 gemäß Figur 6 und 7 für einen Starterschalter - siehe hierzu auch Figur 2. Die Plusklemme 30 für den Batterieanschluß ist wiederum symbolisch dargestellt - siehe ebenfalls Figur 2 - , weiterhin ist die Einzugswicklung 11 zu erkennen. Der Umschaltkontakt zwischen Anschlußklemme 50 dem Widerstand 39 ist mit 54 bezeichnet. Er ist in Figur 1 durch die Kontaktplatte 25 realisiert.

Die Einzugswicklung 11, die zum Einziehen des Magnetankers 13 benötigt wird, ist als Einfachwicklung ausgelegt, um eine möglichst hohe Induktivität zu erreichen. Zur Erzeugung des in der ersten Stufe benötigten begrenzten Startermotor-Verdrehstroms ist der Widerstand 39 vorgesehen. Um keine Halteschaltung für den Magnetanker 13 zu erzeugen, muß dieser Widerstand von der Anschlußklemme 50 galvanisch getrennt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Umschaltkontakts 54. Der Widerstand 39 darf nur in der Einziehphase in Betrieb sein und muß während des Startvorgangs abgeschaltet werden, damit er nicht thermisch geschädigt wird. Dies wird erreicht mit Hilfe des isoliert angeordneten Kontaktpaares 29, 31 (Figur 7). In Ruhelage liegt die Kontaktplatte 25 auf diesen Kontakten auf und bildet somit einen "Öffner". Nachdem der Magnetanker 13 die Schaltachse 22 berührt, also nachdem das Ritzel des Anlassers den Zahnkranz an der Brennkraftmaschine erreicht hat, öffnet dieser Öffner und schaltet den Widerstand 39 ab, bevor die Kontaktplatte 25 auf die Kontakte 44A, 45A trifft und den Startermotor voll einschaltet. Beim Abschalten wird der Öffner erst dann wieder geschlossen, wenn der Hauptstrom an den Kontakten 44A und 45A unterbrochen ist.

Durch diese getrennte Ansteuerung ist es möglich, sowohl den Widerstand 39 als auch die Einzugswicklung 11 unabhängig voneinander den Erfordernissen anzupassen. Beim mäanderförmig vorgewickelten und zu einem Ring gebogenen Widerstand 39 liegen Anfang und Ende der Wicklungen wie oben beschrieben, beieinander.


Anspruch[de]
Einrückrelais für Starter von Brennkraftmaschinen, bei denen ein Starterritzel durch Einschalten einer Einzugswicklung des Einrüderelais zunächst zum Einspuren in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine axial verschoben und danach durch Einschalten des Startermotors über einen Schalter des Einrückrelais mit voller Kraft angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als Umschaltkontakt (54) ausgebildet ist, der in der Ruhelage den Startermotor zum sanften Anlaufen über einen Widerstand (39) und in der Arbeitslage direkt an die elektrische Versorgung (+, 30) schaltet, wobei dann der Widerstand (39) abgeschaltet ist. Einrückrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugswicklung (11) den an ihrer Außenseite liegenden Widerstand (39) trägt, der aus einem mäanderförmig gewickelten Widerstandsdraht besteht. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (39) als mäanderförmig gewickelter Widerstandsdraht so zu einem Ring gebogen und auf die Einzugswicklung (11) aufgeschoben ist, daß der Anfang (49) und das Ende (48) der Widerstandswicklung (39) nahe beieinander liegen. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem mit der Einzugswicklung (11) zusammenwirkenden, zylindrischen Magnetanker (13), der eine federbelastete Schaltachse (22) betätigt und mit einem etwa scheibenförmigen, das Gehäuse teilweise verschließenden Magnetkern (14) zusammenwirkt und wobei an der Schaltachse eine Kontaktplatte (25) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte einerseits in der Arbeitslage mit einem Kontaktpaar (44A, 45A) zum Einschalten des Startermotors zusammenwirkt, andererseits in der Ruhelage mit zwei Kontakten (29, 31) von denen einer über eine Klemme (50) mit einem Startschalter und der andere mit einer Klemme (45) für den Startermotor zusammenwirkt und welche an einem Schalterdeckel (16) des Einrückrelais angeordnet sind. Einrückrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kontakte (29, 31) des Umschaltkontaktes (54) unter der axial verschiebbaren Kontaktplatte (25) mit Abstand voneinander angeordnet und isoliert auf dem Magnetkern (14) befestigt sind.
Anspruch[en]
Engagement relay for starters for internal combustion engines in which a starter pinion is first of all moved axially, by energizing a pull-in winding of the engagement relay, in order to engage in the toothed rim of the internal combustion engine and is then driven at full power by switching on the starter motor using a switch of the engagement relay, characterized in that the switch is in the form of a changeover contact (54) which, in the rest position, connects the starter motor to the electrical supply (+, 30) via a resistor (39) in order to soft-start said starter motor and, in the operating position, connects the starter motor to the electrical supply (+, 30) directly, with the resistor (39) then being switched off. Engagement relay according to Claim 1, characterized in that the pull-in winding (11) is fitted with the resistor (39) which lies on the outside of said winding and comprises a resistance wire that is wound in a meandering shape. Engagement relay according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the resistor (39) in the form of a resistance wire that is wound in a meandering shape is bent to form a ring, and is pushed onto the pull-in winding (11), in such a manner that the beginning (49) and the end (48) of the resistance winding (39) are next to one another. Engagement relay according to one of Claims 1 to 3, having a cylindrical magnet armature (13) which interacts with the pull-in winding (11), operates a spring-loaded switching shaft (22) and interacts with a magnet core (14) that is approximately in the form of a disc and partially closes the housing, with a contact plate (25) being arranged on the switching shaft, characterized in that the contact plate interacts, on the one hand, in the operating position, with a contact pair (44A, 45A) in order to switch on the starter motor and, on the other hand, in the rest position, with two contacts (29, 31), one of which interacts with a starting switch via a terminal (50), and the other of which interacts with a terminal (45) for the starter motor, with said contacts being arranged on a switch cover (16) of the engagement relay. Engagement relay according to Claim 4, characterized in that the two contacts (29, 31) of the changeover contact (54) are arranged at a distance from one another under the axially movable contact plate (25) and are fastened on the magnet core (14) in an insulated manner.
Anspruch[fr]
Contacteur pour démarreur de moteurs à combustion interne dans lesquels un pignon de démarreur est tout d'abord déplacé axialement par mise sous tension d'un enroulement d'appel du contacteur pour s'engager dans la couronne dentée du moteur à combustion interne puis est entraîné à pleine puissance par mise sous tension du moteur de démarreur par un commutateur du contacteur,

caractérisé en ce que

le commutateur est conçu sous la forme d'un contact à deux directions (54) qui, en position de repos, opère une commutation du moteur de démarreur au moyen d'une résistance (39) pour réaliser un démarrage doux et, en position de fonctionnement, opère une commutation directement au niveau de l'alimentation électrique (+, 30), la résistance étant ensuite mise hors tension.
Contacteur selon la revendication 1,

caractérisé en ce que

l'enroulement d'appel (11) porte la résistance (39) située sur son côté extérieur, laquelle consiste en un fil enroulé en serpentin.
Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que

la résistance (39) est une bobine de fil de résistance enroulé en serpentin et vient s'emmancher sur l'enroulement d'appel (11) de manière que le commencement (49) et la terminaison (48) de la bobine de résistance (39) soient disposés à proximité l'un de l'autre.
Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant un induit magnétique (13) cylindrique coopérant avec l'enroulement d'appel (11), lequel induit magnétique actionne un axe de commutation (22) taré par ressort et coopère avec un noyau magnétique (14) essentiellement annulaire fermant partiellement le carter, une plaque de contact (25) étant disposée au niveau de l'axe de commutation,

caractérisé en ce que

la plaque de contact coopère, en position de fonctionnement, avec une paire de contacts (44A, 45A) pour mettre sous tension le moteur de démarreur et, en position de repos, avec deux contacts (29, 31) dont l'un coopère avec un commutateur de démarrage par une borne (50) et l'autre avec une borne (45) pour le moteur de démarreur et ils sont disposés au niveau d'un couvercle (16) du contacteur.
Contacteur selon la revendication 4,

caractérisé en ce que

les deux contacts (29, 31) du contact à deux directions (54) sont disposés à quelque distance l'un de l'autre sous la plaque de contact (25) axialement déplaçable et ils sont fixés sur le noyau magnétique (14) en étant isolés.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com