AT393764B

AT393764B - Starthilfekabel

Info

Publication number: AT393764B
Application number: AT0236386A
Authority: AT
Original assignee: System Elektrotechnik Gotthold
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1991-12-10
Also published as: ATA236386A; DE3776235D1; JPS63129814A; DE8709298U1; DE3722286A1; DE3722286C2

Description

AT 393 764 B

Die Erfindung betrifft ein Starthilfekabel mit einer ersten, elektrisch isolierten, flexiblen Niederspannungsleitung, deren beide Endabschnitte mit je einer ersten, elektrisch isolierten Polzange elektrisch leitend verbunden sind, und mit einer zweiten, elektrisch isolierten, flexiblen Niederspannungsleitung, deren beide Endabschnitte mit je einer zweiten, elektrisch isolierten Polzange elektrisch leitend verbunden sind. 5 Bekannte, herkömmliche Starthilfekabel dieser Art (vgl. etwa DIN 72 SS3 in der Fassung des Entwurfs vom Februar 1987) sind zum Einsatz an Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor bestimmt und dienen der vorübergehenden Übertragung der zum Starten notwendigen elektrischen Energie von einer Fremdbatterie.

Aus den deutschen Patentschriften 27 18 188 und 32 28 471 sind Überspannungsschutzgeräte zur Ableitung von Blitzströmen bekannt, mit einem Varistor und einem dazu elektrisch parallel geschalteten Überspannungsab-10 leiter, der eine Blitzstrom-tragfähige Luft-Funkenstrecke aufweist. Ferner offenbart die deutsche Offenlegungsschrift 29 20 979 eine Überspannungsschutzeinrichtung zum Schutz von Niederspannungsanlagen mit einem Metalloxidvaristor und einem dazu parallel geschalteten Überspannungsableiter, der eine Luft-Funkenstrecke aufweist. Mit der AT-PS 346 414 wird für einen solchen, aus einem gasgefüllten Überspannungsableiter und einem parallel geschalteten spannungsabhängigen Widerstand bestehenden Überspannungsschutz von Niederspan-15 nungsanlagen vorgeschlagen, daß die Ansprechspannung des gasgefüllten Überspannungsableiters mindestens das doppelte der Nenn- bzw. Betriebsspannung der Anlage beträgt, und daß der negative Spannungsexponent des Widerstandes wenigstens 5 beträgt Solche Überspannungsschutzeinrichtungen sind bislang nicht in Verbindung mit Starthilfekabeln eingesetzt worden.

Aus der U.S.-Patentschrift 3,312,889 ist eine Spannungsüberwachung für ein Batterieladegerät bekannt 20 Typischerweise wird beim Auf laden einer Batterie der Ladestrom bei einer bestimmten Spannung unterbrochen, bei welcher der vorgesehene Ladezustand erreicht ist, um eine Überladung und eine damit gegebenenfalls erfolgende Gasentwicklung an den Elektroden zu vermeiden. Die bekannte Spannungsüberwachung weist eine, mit der Ladestromquelle in Reihe geschaltete, auf Erwärmung ansprechende Schalteinrichtung auf, der ein Transistor zugeordnet ist, der sich im Regelfälle im nicht-leitenden Zustand befindet Eine im Regelfälle nicht-leitende 25 Abschalteinrichtung triggert bei Überschreiten einer vorgegebenen Spannung den Transistor, wodurch dieser leitend wird, und ein ausreichender Strom fließt um die thermisch ansprechende Schalteinrichtung zu betätigen und den Ladestrom zu unterbrechen.

Die DE-AS 1 513 496 offenbart eine Vorrichtung zum Schutz einer Akkumulatorenzelle einer aus mehreren Akkumulatorenzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie, die einen über die Akkumulatorenzelle fließenden 30 Störstrom unterbinden soll. Zur Schutzvorrichtung gehört eine mit den Klemmen der Akkumulatorenzelle verbundene zweipolige Backward-Diode, die so dimensioniert ist, daß sie einen hohen Strom durchlassen kann, wenn an den Klemmen entweder eine der Polarität der Akkumulatorenzelle entgegengesetzte oder eine zwar gleichgerichtete, aber einen bestimmten Schwellwert übersteigende Spannung auftritt und die einen vemachlässigbar kleinen Strom durchlassen kann, wenn die an den Klemmen anliegende Spannung zwischen Null und dem genannten 35 Schwellwat liegt.

Die zuletzt referierten Druckschriften haben keinen Bezug zu einem Starthilfekabel.

Seit vielen Jahren enthalten Kraftfahrzeuge elektronische Anlagen und Bauteile, beispielsweise in der Zündelektronik und/oder in Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen. Auch die in jüngerer Zeit entwickelten Antiblockiersysteme und Antischlupfsysteme enthalten in erheblichem Umfang elektronische Komponenten. 40 Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, daß beim Gebrauch herkömmlicher Starthilfe kabel erhebliche induktive Spannungsspitzen auftreten können. Insbesondere, wenn als Fremdbatterie die Starterbatterie eines Kraftfahrzeuges mit laufendem Motor dient, da Starthilfevorgang erfolgreich war und nunmehr die Polzangen von den Batterieklemmen gelöst werden müssoi, können bei der ersten Entfernung einer Polzange kurzzeitig hohe Spitzenspannungen auftreten, die mit einer erheblichen Funkenbildung verbunden sind. Im 45 Bereich von Mikro- und Millisekunden können Spannungen bis zu über 1.000 Volt auftreten, welche eine ernsthafte Gefahr für hochwertige Bauteile und Komponenten moderner Fahrzeugelektnmik darstellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Starthilfekabel bereitzustellen, das weiterhin universell bei den verschiedensten Kraftfahrzeugtypen einsetzbar ist, das jedoch bei Durchführung eines Starthilfevorgangs das Auftreten hoher, die Fahrzeugelektronik gefährdender Spitzenspannungen sicher vermeidet 50 Ausgehend von einem Starthilfekabel herkömmlicher Bauart mit den oben aufgezeigten Merkmalen ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet daß zusätzlich zwei dritte, elektrisch isolierte, flexible Leitungen vorhanden sind, die beide - benachbart zu den jeweiligen endständigen Polzangen - elektrisch leitend mit da asten Niederspannungsleitung und mit der zweiten Niedaspannungsleitung verbunden sind und in jede dritte Leitung eine parallel geschaltete Anordnung eines Metalloxidvaristors und eines gasgefüllten Über-55 spannungsableiters eingesetzt ist

Das erfmdungsgemäße Starthilfekabel mit elektronischer Schutzschaltung ist gut geeignet für die typischerweise verwendeten 12- und 24-Volt-Starterbatterien in herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit Otto- und Dieselmotoren.

Die sicherheits technischen Anforderungen an Starthilfekabel sind beispielsweise in DIN 72 553 (in der Fas-60 sung des Entwurfs vom Febr. 1987) angegeben.

Die in der elektronischen Schutzschaltung des erfindungsgemäßen Starthilfekabels vorgesehene parallel -2-

Claims

AT 393 764 B eines "spannungsabhängigen Schalters". Unterhalb seiner Durchlaßspannung sperrt diese Anordnung bzw. dieser Schalter die elektrisch leitende Verbindung, so daß beim normalen Starthilfevorgang, bei dem typischerweise Spannungen bis maximal etwa 30 Volt auftreten können, kein Stromfluß über die dritten Leitungen erfolgt und damit trotz des Vorhandenseins einer elektrisch leitenden Verbindung ein Kurzschluß zwischen der ersten und zweiten Niederspannungsleitung sicher ausgeschlossen ist. Oberhalb der vorgesehenen Durchlaßspannung nimmt der elektrische Widerstand der spannungsabhängigen Widerstandselemente oder ein»- analog wirkenden Anordnung von Schaltungselementen rasch ab, so daß beim Auftreten höherer Spannungen ein Stromfluß über die dritte(n) Leitungen) erfolgen kann. Die den kurzzeitigen Spannungsspitzen entsprechenden Ströme werden damit üb» die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten und zweiten Niederspannungsleitung kurzgeschlossen und können die hochwertigen Bauteile der Fahrzeugelektronik nicht beeinträchtigen. Der Leiterquerschnitt einer solchen dritten Leitung ist deutlich klein» als der Leiterquerschnitt der Niederspannungsleitungen, um bei Beendigung eines Starthilfevorgangs die Selbstinduktion innerhalb dieser dritten Leitungen) möglichst gering zu halten. Die Endabschnitte bzw. Anschlußkontakte jeder dritten Leitung sind elektrisch leitend mit d» ersten bzw. mit der zweiten Niederspannungsleitung verbunden. Vorzugsweise befindet sich die Verbindung nahe benachbart zu den beiden benachbarten Endabschnitten der ersten und der zweiten Niederspannungsleitung. Die erfindungsgemäß vorgesehene Schutzschaltung sieht zusätzlich zu dem Metalloxidvaristor eine Schutzanordnung vor, welche diesen Metalloxidvaristor vor höheren Strom-/Spannungseinwirkungen schützt Als eine solche Schutzanordnung kommt ein gasgefullter Überspannungsableiter in Betracht Es ist eine Parallelschaltung des Metalloxidvaristors und des gasgefüllten Überspannungsableiters vorgesehen. Die Vorteile solcher Überspannungsschutzeinrichtungen mit Parallelschaltung von Varistor und Funkenstrecke sind in der Fachwelt bekannt und beispielsweise auch in den eingangs g»iannten Patentpublikationen - wie DE-OS 29 20 979, DE-PS 27 18 188, DE-PS 32 28 471 oder AT-PS 346 414 - angegeben, so daß weitere Ausführungen hierzu nicht erforderlich sind. Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert die schematisch und ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Starthilfekabel zeigt das zwei dritte Leitungen aufweist in die je eine parallel geschaltete Anordnung eines Metalloxidvaristors und eines gasgefüllten Überspannungsableiters eingesetzt ist Zu den wesentlichen Bestandteilen des Starthilfekabels gehört eine erste Niederspannungsleitung (10), an deren beiden Leitungsenden je eine - nicht dargestellte - erste, elektrisch isolierte Polzange elektrisch leitend angebracht ist. Weiterhin gehört zu diesen Bestandteilen eine zweite Niederspannungsleitung (11), an deren beiden Leitungsenden je eine · nicht dargestellte - zweite, elektrisch isolierte Polzange elektrisch leitend angebracht ist Je eine dritte, elektrisch isoli»te, flexible Leitung (20) ist elektrisch leitend mit der ersten Niederspannungsleitung (10) und mit der zweiten Niederspannungsleitung (11) verbunden. In jede dritte Leitung (20) ist - parallel geschaltet - je ein Metalloxidvaristor (R|), (R2) und je ein gasgefullter Überspannungsableiter (Gj), (G2) eingesetzt Wie schematisch angedeutet, kann sich jeder Metalloxidvaristor (Rj), (R2), jeder gasgefüllte Überspannungsableiter (Gj), (G2) und die jeweiligen Anschlußkontakte der dritten Leitungen (20) auf je einer Leiterplatte, ein» Montagehilfe od» einem sonstigen Träg» befind»!, die innerhalb eines gekapselten Gehäuses untergebracht sind, das schematisch mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Diese Anordnung befindet sich auf jeder Seite des Starthilfekabels in möglichst geringem Abstand zwischen den beiden Batterieklemmzangen. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß - aufgrund der Spannungsbegrenzung - das Starthilfekabel gefahrlos abgeklemmt werden kann. PATENTANSPRUCH Starthilfekabel mit einer ersten, elektrisch isolierten, flexiblen Niederspannungsleitung, deren beide Endabschnitte mit je einer ersten, elektrisch isolierten Polzange elektrisch leitend verbund»i sind, und mit einer zweiten, elektrisch isolierten, flexiblen Niederspannungsleitung, d»en beide Endabschnitte mit je einer zweiten, elektrisch isolierten Polzange elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwei dritte, elektrisch isoli»te, flexible Leitungen (20) vorhanden sind, die beide - benachbart zu den jeweiligen endständigen Polzangen - elektrisch leitend mit der ersten Niederspannungsleitung (10) und mit d» zweiten Niederspannungsleitung (11) v»bunden sind, und in jede dritte Leitung (20) eine parallel geschaltete Anordnung eines Metallvaristors (R j, R2) und eines gasgefüllten Überspannungsableiters (Gj, G2) eingesetzt ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-