DE10113733A1 - Schraubkontaktvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeug-Starter - Google Patents
Schraubkontaktvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeug-StarterInfo
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Abstract
Eine Schraubkontaktvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeug-Starter umfaßt DOLLAR A - einen Kontaktbolzen (12), der mit einer ersten elektrischen Zuleitung in Verbindung steht, DOLLAR A - eine Haltemutter (20) zum Aufschrauben auf den Kontaktbolzen (12), DOLLAR A - einen mit Hilfe der Haltemutter (20) auf dem Kontaktbolzen (12) zu befestigenden Kontaktschuh (17), der mit einer zweiten elektrischen Zuleitung in Verbindung steht, und DOLLAR A - eine Querschnittsverengung (13) des Kontaktbolzens (12), die im elektrischen Überlastfall durchschmelzbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schraubkontakivorrichtung insbesondere für
Kraftfahrzeug-Starter mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebe
nen Merkmalen.
Zum Hintergrund der Erfindung sind kurz die üblichen Anschlußverhältnis
se bei Kraftfahrzeug-Startern zu erläutern. So sind dabei vielfach das
Hauptrelais des Starters und dessen Motorteil in voneinander getrennten
Gehäusen untergebracht. Am Relaisgehäuse ist eine Schraubkontaktvor
richtung der gattungsgemäßen Art vorgesehen, bei der ein Kontaktbolzen
als erste elektrische Zuleitung in Verbindung mit dem Relais steht. Auf
dem Kontaktbolzen ist eine Haltemutter aufgeschraubt, mit deren Hilfe ein
Kontaktschuh befestigt wird. Dieser bildet die zweite elektrische Zuleitung
und steht mit der Wicklung des Startermotors über eine angeschweißte Lit
ze in Verbindung. Letztere ist in der Regel über eine Gummitülle als
Dichtung durch das Gehäuse des Starter-Motorteils durchgeführt.
Übliche Kraftfahrzeug-Starter sind nun durch verschiedene bauliche Maß
nahmen so ausgelegt, daß im Überlast- oder Fehlerfall ein Starterbrand
weitgehend verhindert wird. So werden im Inneren des Starter-Motorteils
möglichst brandunempfindliche Materialien für die verschiedenen Isolier
stoffe, Kunststoffteile und Schmiermittel verwendet.
Problematisch in der Beherrschung sind bisher mechanische Fehlerfälle,
die zu einer elektrischen Verbindung zwischen spannungsführenden Teilen
und Masse führen können. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang bei
spielsweise ein Ausschleudern von Kommutatorlamellen, ein Bruch oder
spielsweise ein Ausschleudern von Kommutatorlamellen, ein Bruch oder
eine Verformung von Metallteilen oder das Abreißen von spannungsfüh
renden Teilen im Starter. Solche mechanisch erzeugten Leitungsbrücken
zwischen der Betriebsspannung und Masse können nun wiederum Lichtbö
gen verursachen, die einen Starterbrand zur Folge haben können.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den vorste
hend erwähnten Fehlerfall zuverlässig abzusichern.
Diese Aufgabe wird laut Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 dadurch
gelöst, daß der Kontaktbolzen eine Querschnittsverengung aufweist, die im
elektrischen Überlastfall durchschmelzbar ist. Die Querschnittsverengung,
bei der es sich vorzugsweise um eine Einschnürung des Kontaktbolzens
handelt, ist dabei so ausgelegt, daß die Erwärmung beim Führen zulässiger
Ströme so gering bleibt, daß die Einschnürung mechanisch stabil bleibt.
Erst im Fehlerfall, also wenn hohe Kurzschlußströme fließen, oder bei einer
permanenten Überlastung des Starters durch Mißbrauch oder einen Defekt
fließen so hohe Ströme, daß im Bereich der Querschnittsverengung ein
Durchschmelzen des Kontaktbolzen-Materials stattfindet und somit die
elektrische Verbindung aufgehoben wird. Damit ist die Zuleitung zum
Starter-Motorteil spannungsfrei.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Schraub
kontaktvorrichtung ist durch die in den Ansprüchen 3 bis 5 angegebene
Brennkammer gegeben. Dadurch, daß der die Schmelzstelle bildende Kon
taktbolzenbereich in einer geschlossenen Brennkammer untergebracht ist,
wird verhindert, daß gegebenenfalls eine offene Flamme im Fehlerfall auftritt.
Durch die elektrisch isolierende Beschichtung ist der im Fehlerfall
unter Spannung stehende, vom Relais herführende Kontaktbolzenstumpf
zuverlässig nach außen abgedeckt und damit isoliert. Er bleibt damit völlig
ungefährlich.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den
Ansprüchen 6 bis 8 angegeben. Durch die dort beanspruchte Vorspannung
des Kontaktbolzens, die vorzugsweise durch ein Federelement zwischen
Haltemutter und Kontaktschuh erzeugt wird, wird ein zuverlässiges mecha
nisches Auftrennen der Querschnittsverengung des Kontaktbolzens im
Fehlerfall erreicht. Die Spannungsfreischaltung des Motorteils ist also da
durch sehr zuverlässig.
Zusammenfassend sind durch die erfindungsgemäße Schraubkontaktvor
richtung praktisch alle möglichen Fehlerfälle und Kurzschlußvarianten -
auch solche, die im Bereich der Zuleitungslitze und der Durchführung des
Starter-Motorteils auftreten - beherrschbar und mit hoher Zuverlässigkeit
absicherbar.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach
folgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel an
hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeug-Starters mit
einer Schraubkontaktvorrichtung zwischen Relais und Motorteil,
und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Schraubkontaktvorrichtung gemäß Fig.
1.
Der in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeug-Starter weist ein Motorteil 1 auf,
das vorderseitig durch das sogenannte A-Lager 2 abgeschlossen ist. Wie
nicht näher dargestellt ist, sind im A-Lager die Antriebs-, Freilauf- und
Einspurvorrichtungen für das Ritzel 3 des Starters untergebracht.
Ferner ist über das A-Lager 2 seitlich das Relais 4 angeflanscht, dessen
Gehäuse 5 mit einem Relaisdeckel 6 an der dem A-Lager abgewandten
Seite abgeschlossen ist. Am Relaisdeckel 6 ist zum einen ein Anschlußbol
zen 7 vorgesehen, mittels dem der elektrische Anschluß des Relais 4 an die
Bordspannung hergestellt wird.
Zum anderen ist am Relaisdeckel 6 eine Schraubkontaktvorrichtung 8 zur
elektrischen Verbindung des Relais 4 mit dem im Motorgehäuse 9 unterge
brachten Startermotor angeordnet. Dessen elektrische Anbindung erfolgt
über eine Litze 10, die über eine isolierende Durchführung beispielsweise
in Form einer Gummitülle 11 in das Motorgehäuse 9 eingeführt ist. Das
Ende der Litze 10 ist in noch näher zu erörternder Weise mit der Schraub
kontaktvorrichtung 8 verschweißt.
Letztere ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. Als erste elektrische Zuleitung
ist der Kontaktbolzen 12 vorgesehen, der mit dem Relais 4 gekoppelt ist
und über den Relaisdeckel 6 hinaussteht. Wie in Fig. 2 deutlich erkennbar
ist, weist der Kontaktbolzen 12 eine als Ringnut ausgebildete Einschnürung
13 auf, durch die sein Querschnitt stark verengt ist. Vor dem Relaisdeckel 6
ist auf den Kontaktbolzen 12 eine Stahlhülse 14 gesetzt, die auf ihrer In
nenseite mit einer elektrisch isolierenden Lage 15 in Form einer Beschich
tung oder einer in die Stahlhülse 14 eingesetzten Hülse aus geeignetem Ke
ramikmaterial versehen. Der Innendurchmesser der Stahlhülse 14 mit Iso
lierlage 15 ist gegenüber dem Außendurchmesser des Kontaktbolzens 12
etwas vergrößert. Ferner liegt die Einschnürung 13 auf Höhe der Stahlhülse
14. Dadurch ist insgesamt eine Art Brennkammer 16 gebildet, die im fol
genden noch näher erörtert wird.
Weiter ist in der Schraubkontaktvorrichtung 8 ein Kontaktschuh 17 vorge
sehen, der mit einem Einhängeauge 18 auf den Kontaktbolzen 12 gesetzt ist
und auf der Stahlhülse 14 aufliegt. Darauf ist ein Federring 19 gesetzt und
das Ganze mit einer Haltemutter 20 verschraubt. Durch den Federring 19
wird der Kontaktbolzen 12 in Längsrichtung nach außen unter Vorspan
nung V gesetzt. Das nicht gezeigte freie Ende des Kontaktschuhs 17 ist mit
der Litze 10 verschweißt.
Unter normalen Betriebsbedingungen fließt durch den Kontaktbolzen 12
und den Kontaktschuh 17 ein Strom, der zu keiner signifikanten Erwär
mung des Kontaktbolzens führt. Im Fehlerfall und einem entsprechenden
hohen Kurzschlußstrom erwärmt sich der Kontaktbolzen 12 im Bereich der
Einschnürung 13 so stark, daß dort ein Durchschmelzen des Kontaktbol
zenmaterials stattfindet. Durch die mittels des Federringes 19 eingebrachte
Vorspannung V wird der äußere Teil 21 des Kontaktbolzens mit der Hal
temutter 20 weg von dem inneren Teil 22 verschoben. Ein dabei eventuell
auftretender Lichtbogen im Bereich der Schmelzstelle wird durch die von
der Stahlhülse 14 mit Isolierlage 15 gebildeten Brennkammer 16 nach außen
hin abgeschirmt. Die Isolierlage deckt ferner nach dem Ansprechen der
Überlastsicherung den spannungsführenden inneren Teil 22 des Kontakt
bolzens nach außen hin ab.
In den Zeichnungen ist eine alternative Anordnung der Brennkammer 16
nicht näher dargestellt. Diese kann in den Relaisdeckel 6 durch Einpressen
einer entsprechenden Stahlhülse mit Isolierlage in eine Bohrung oder durch
Eingießen in den Relaisdeckel realisiert werden.
Ferner kann die erfindungsgemäße Schraubkontaktvorrichtung nicht nur
zwischen Relais 4 und Motorteil 1 eines Kfz-Starters, sondern beispiels
weise auch an anderen sogenannten "Stützstellen" im Kraftfahrzeug ange
ordnet werden.
Claims (8)
1. Schraubkontaktvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeug-Starter um
fassend
einen Kontaktbolzen (12), der mit einer ersten elektrischen Zulei tung in Verbindung steht,
eine Haltemutter (20) zum Aufschrauben auf den Kontaktbolzen (12), und
einen mit Hilfe der Haltemutter (20) auf dem Kontaktbolzen (12) zu befestigenden Kontaktschuh (17), der mit einer zweiten elektrischen Zuleitung in Verbindung steht,
gekennzeichnet durch
eine Querschnittsverengung (13) des Kontaktbolzens (12), die im elektrischen Überlastfall durchschmelzbar ist.
einen Kontaktbolzen (12), der mit einer ersten elektrischen Zulei tung in Verbindung steht,
eine Haltemutter (20) zum Aufschrauben auf den Kontaktbolzen (12), und
einen mit Hilfe der Haltemutter (20) auf dem Kontaktbolzen (12) zu befestigenden Kontaktschuh (17), der mit einer zweiten elektrischen Zuleitung in Verbindung steht,
gekennzeichnet durch
eine Querschnittsverengung (13) des Kontaktbolzens (12), die im elektrischen Überlastfall durchschmelzbar ist.
2. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Querschnittsverengung durch eine Einschnürung (13) des
Kontaktbolzens (12) gebildet ist.
3. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Bereich der Querschnittsverengung (13) der Kontakt
bolzen (12) von einer geschlossenen Brennkammer (16) umgeben ist.
4. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Brennkammer (16) von einer den Kontaktbolzen (12) um
gebenden, unter dem Kontaktschuh (17) gehaltenen Metallhülse (14)
gebildet ist.
5. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Brennkammer (16) auf ihrer Innenseite mit einer
elektrisch isolierenden Lage (15) versehen ist.
6. Schraubkontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kontaktbolzen (12) in seiner Längsrichtung
auf Zug vorgespannt ist.
7. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß zur Erzeugung der Vorspannung V zwischen Haltemutter (20)
und Kontaktschuh (17) ein Federelement (19) eingesetzt ist.
8. Schraubkontaktvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Federelement ein Federring (19) ist.
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