DE10047791A1 - Verpolschutz für Fremdstartpol - Google Patents
Verpolschutz für FremdstartpolInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Verpolschutz für einen Fremdstartpol (5) in einem Kraftfahrzeug, wobei zwischen einem Bordnetz (6) des Kraftfahrzeuges und dem Fremdstartpol (5) ein Schaltelement angeordnet ist, dem eine Einrichtung zur Erfassung der Polarität der an dem Fremdstartpol (3) anliegenden Spannung zugeordnet ist, wobei das ansonsten offene Schaltelement bei richtiger Verpolung über die Einrichtung zur Erfassung der Polarität schließbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verpolschutz für einen Fremdstartpol in einem Kraftfahrzeug.
In modernen Kraftfahrzeugen nimmt die Anzahl zu verbauender Komponenten rapide zu.
Dies führt allen Ortens zu einer hohen Verbauungsdichte, so daß viele Komponenten ohne
Ausbau anderer Komponenten gar nicht oder nur schwer zugänglich sind. Ein Beispiel
hierfür ist die Batterie eines Kraftfahrzeuges, die beispielsweise im Motorraum verbaut oder
gar außerhalb des Motorraumes, beispielsweise unter dem Fahrersitz angeordnet ist. Des
weiteren führt die Verwendung von elektronischen Polklemmen dazu, daß eine direkte
Verbindung mit einer externen Batterie nicht mehr möglich ist.
Daher ist bereits vorgeschlagen worden, der Fahrzeugbatterie, insbesondere der
Starterbatterie bei Verwendung mehrerer Batterien einen Fremdstartpol zuzuordnen, der
von außen für ein Fremdstarthilfekabel gut zugänglich ist. Der Fremdstartpol kann dabei
beispielsweise als metallische Schiene oder als Buchse ausgebildet sein.
Eine Vielzahl der elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug sind gegen elektrische
Verpolungen sehr empfindlich und können teilweise sogar zerstört werden. Daher ist es
bekannt, einzelnen verpolungsempfindlichen Komponenten einen Verpolschutz
zuzuordnen. Mit der Zunahme von verpolungsempfindlichen Komponenten wie
Steuergeräten nimmt jedoch der schaltungs- und kostentechnische Aufwand zur
Vermeidung von Verpolungsschäden rapide zu. Der Erfindung liegt daher das technische
Problem zugrunde, einen schaltungs- und kostentechnisch einfachen Verpolschutz für
Kraftfahrzeuge mit einem Fremdstartpol zu schaffen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu ist zwischen einem Bordnetz des Kraftfahrzeuges und dem Fremdstartpol ein
Schaltelement angeordnet, dem eine Einrichtung zur Erfassung der Polarität der an dem
Fremdstartpol anliegenden Spannung zugeordnet ist, wobei das ansonsten offene
Schaltelement bei richtiger Verpolung über die Einrichtung zur Erfassung der Polarität
schließbar ist. Hierdurch kann auf lokale, den einzelnen Komponenten zugeordnete
Verpolschutzeinrichtungen weitgehend verzichtet werden. Dabei wird ausgenutzt, daß die
überwiegende Anzahl von Verpolungen beim Fremdstart erfolgen, so daß durch den einen
zentralen Verpolschutz die Komponenten weitgehend geschützt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement als Leistungsrelais
ausgebildet, so daß Bordnetz und Fremdstartpol auch galvanisch trennbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Erfassung der
Polarität aus einer Diode oder einem Widerstand mit einer in Reihe geschalteten
Erregerentwicklung des Leistungsrelais gebildet, die parallel zum Fremdstartpol geschaltet
sind. Somit beschränkt sich der Bauteileaufwand für die Einrichtung zur Erfassung der
Polarität auf einen strombegrenzten Widerstand bzw. eine Diode.
Vorzugsweise ist dem Schaltelement eine mechanische Abdeckung zugeordnet, die das
Schaltelement bzw. den Verpolschutz mechanisch schützt und elektrisch von anderen
Teilen isoliert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abdeckung mit einem mechanischen
Durchgriff zum Schaltelement ausgebildet, mittels dessen das Schaltelement beim
Schließen der Abdeckung geöffnet wird, so daß nach einem erfolgten Fremdstart die
galvanische Trennung zwischen Bordnetz und Fremdstartpol gewährleistet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement manuell schließbar
ausgebildet, um einen anderen entladenem Bordnetz Fremdstarthilfe geben zu können.
Zur Vermeidung einer Überbrückung des Verpolschutzes sind die Anschlüsse der im
Bordnetz angeordneten Batterie von außen unzugänglich ausgebildet, wobei vorzugsweise
die Polklemmen mit einer äußeren Isolierung ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Schaltungsanordnung eines
Verpolschutzes für einen Fremdstartpol.
Der Verpolschutz 1 umfaßt ein Leistungsrelais 2 und eine Diode 3, wobei der Relaiskontakt
4 zwischen einem Fremdstartpol 5 und einem Bordnetz 6 angeordnet ist. Das Bordnetz 6
umfaßt dabei mindestens eine Batterie und verpolungsempfindliche Verbraucher. Die Diode
3 ist in Reihe zu einer Erregerentwicklung 7 des Leistungsrelais 2 geschaltet, die zwischen
dem Fremdstartpol 5 und Masse angeordnet sind.
Im Normalzustand, d. h. die für den Startvorgang verantwortliche Batterie des Bordnetzes 6
ist ausreichend geladen, ist der Relaiskontakt 4 offen.
Somit sind Fremdstartpol 5 und Bordnetz 6 galvanisch getrennt und der Relaiskontakt 4
stromlos. Sollte hingegen die Batterie nicht mehr ausreichend geladen sein, so muß der
Startvorgang durch eine externe Spannungsquelle am Fremdstartpol 5 initiiert werden. Wird
diese Spannungsquelle richtig gepolt an den Fremdstartpol 5 angeschlossen, so ist die
Diode 3 in Flußrichtung gepolt. Dadurch fließt ein entsprechender Durchlaßstrom durch die
Diode 3 und die Erregerwicklung 7, so daß der Relaiskontakt 4 schließt. Für den
Startvorgang benötigte Verbraucher wie beispielsweise Starter und gegebenenfalls
Steuergeräte können dann über die externe Spannungsquelle versorgt werden. Ist
hingegen die externe Spannungsquelle verpolt an dem Fremdstartpol angeschlossen, so
sperrt die Diode 3 und unter Vernachlässigung des Sperrstroms der Diode 3 fließt kein
Strom durch die Erregerwicklung 7, so daß der Relaiskontakt 4 offen bleibt, wodurch die
Komponenten vor Verpolung geschützt sind.
Nach einem geglückten Fremdstart ist der Relaiskontakt 4 zunächst geschlossen. Selbst bei
Entfernung der externen Spannungsquelle könnte dann über die sich aufbauende
Bordnetzspannung die Diode 3 in Flußrichtung gepolt bleiben, so daß der Relaiskontakt 4
geschlossen bleibt. Dies hätte zur Folge, daß der Fremdstartpol 5 galvanisch mit dem
Bordnetz 6 verbunden und spannungsführend wäre. Des weiteren würde permanent ein
Strom durch die Diode 3 und die Erregerwicklung 7 gegen Masse fließen. Um dies zu
verhindern, ist dem Relaiskontakt 4 eine mechanische Abdeckung zugeordnet, die beim
Schließen stets den Relaiskontakt 4 öffnet. Diese mechanische Abdeckung ist im Regelfall
geschlossen. Soll nun ein Fremdstart durchgeführt werden, muß die Abdeckung manuell
oder durch das Starthilfekabel geöffnet werden. Beim Entfernen des Starthilfekabels wird
dann die Abdeckung geschlossen und der Relaiskontakt 4 wieder geöffnet.
Des weiteren erlaubt diese Anordnung auch die Durchführung einer Starthilfe. Hierzu wird
die externe Batterie oder ein Fremdstartpol eines liegengebliebenem Kraftfahrzeuges an
den Fremdstartpol 5 angeschlossen. Verfügt das liegengebliebene Kraftfahrzeug über eine
gewisse Restbordnetzspannung, so wird die Diode 3 in Flußrichtung gepolt und der
Relaiskontakt 4 schließt. Ist hingegen die Bordnetzspannung total zusammengebrochen,
muß der Relaiskontakt 4 manuell geschlossen werden, um die elektrische Verbindung
zwischen den beiden Bordnetzen herzustellen.
Claims (8)
1. Verpolschutz für einen Fremdstartpol in einem Kraftfahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen einem Bordnetz (6) des Kraftfahrzeuges und dem Fremdstartpol (5) ein
Schaltelement angeordnet ist, dem eine Einrichtung zur Erfassung der Polarität der an
dem Fremdstartpol (5) anliegenden Spannung zugeordnet ist, wobei das ansonsten
offene Schaltelement bei richtiger Verpolung über die Einrichtung zur Erfassung der
Polarität schließbar ist.
2. Verpolschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement als
Leistungsrelais (2) ausgebildet ist.
3. Verpolschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
Erfassung der Polarität aus einer Diode (3) oder einem Widerstand mit einer in Reihe
geschalteten Erregerwicklung (7) des Leistungsrelais (2) gebildet ist, die parallel zum
Fremdstartpol (5) geschaltet sind.
4. Verpolschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Schaltelement eine mechanische Abdeckung zugeordnet ist.
5. Verpolschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung mit
einem mechanischen Durchgriff zum Schaltelement ausgebildet ist, mittels dessen das
Schaltelement beim Schließen der Abdeckung geöffnet wird.
6. Verpolschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltelement manuell schließbar ist.
7. Verpolschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlüsse einer im Bordnetz (6) angeordneten Batterie von außen
unzugänglich ausgebildet sind.
8. Verpolschutz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polklemmen der
Batterie mit einer äußeren Isolierung ausgebildet sind.
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