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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung mit zumindest einem ortsfest gehalterten
elektrischen Leiter, wobei der Leiter als Schmelzsicherung ausgestaltet
ist.
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Stand der Technik
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 13 733 A1 ist eine derartige Anordnung
bereits bekannt. Diese dort offenbarte Anordnung ist Teil einer
Schaltvorrichtung einer Startvorrichtung, bei der außerordentlich
hohe Ströme geschaltet werden. Diese Ströme können
beispielsweise 800 bis 1200 A erreichen. Hält ein Kurzschlussfall
mit den genannten hohen Strömen unzulässig lange
an, so soll eine derartige Anordnung zwangsgesteuert ausfallen,
was im Stand der Technik durch Durchschmelzen des im Durchmesser
reduzierten Abschnitts erfolgt.
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Aufgabe der Erfindung
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Gegenüber
dem angegebenen Stand der Technik ist Aufgabe der Erfindung ein
Tordieren des Leiters unter Einwirkung von Schraubkräften
zu verringern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Darstellung des Abschnitts
mit reduzierten Querschnitt durch einen Hohlraum ein Bereich des Leiters
entfernt wird, dessen Material beim Festdrehen nur geringfügig
genutzt wird und somit der Widerstand gegen Verdrehen bzw. Tordieren
des elektrischen Leiters im Bereich des reduzierten Querschnitts
unwesentlich reduziert ist.
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Wird
der Abschnitt mit reduziertem Querschnitt so gestaltet, dass dieser
Teil eines am Außenumfang des Leiters mit einem Schraubengewinde versehenen
Abschnitts des Leiters ist, so besteht dadurch die Möglichkeit,
von der Fügestelle (Schraubengewinde) her zu erkennen,
ob es sich bei der Anordnung um eine solche mit einem Leiter mit
reduziertem Querschnitt handelt oder nicht. Wechslungen mit anderen
Vorrichtungen sind dadurch leicht auszuschließen.
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Im
Zusammenhang mit am anderen Ende des Leiters vorhandenen Fügeflächen
für Kontaktplättchen ergibt sich eine größere
Fügefläche für diese Kontaktplättchen.
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Eine
bessere Kontrolle der Qualität des Leiters mit dem reduzierten
Querschnitt ergibt sich dann, wenn der Teil mit dem reduzierten
Querschnitt an seinem Außenumfang einen glatten Abschnitt
aufweist. Die Einhaltung von Toleranzen ist leichter kontrollierbar.
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Weist
der Leiter einen Bolzenkopf auf, der ein Kontaktplättchen
trägt, welches den Hohlraum an einer Seite begrenzt, so
ist eine Auflagefläche für einen mit diesem Kontaktplättchen
zusammenwirkenden, eine leitende Verbindung herstellenden weiteren Leiter
nicht durch den Hohlraum und dessen Öffnung begrenzt bzw.
verringert. Somit sind trotz des Hohlraums keine weiteren Anpassungsarbeiten
an die Kontaktfläche, d. h. an die. Übergangsfläche
zwischen Kontaktplättchen und kontaktierendem Leiter erforderlich.
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Ist
der Leiter mit seinem reduzierten Querschnitt zumindest teilweise
von dem Abschnitt eines Gehäuseteils umgriffen, so bildet
dieses Gehäuseteil an dieser Stelle eine gewisse Wärmeisolierung,
so dass der Leiter mit seinem reduzierten Querschnitt zügiger
die Ansprechtemperatur (Schmelztemperatur) erreicht. Es wird dadurch
ein schnelles und zuverlässiges Schalten bzw. Ausschalten
des Startermotors durch Durchschmelzen des Leiters ermöglicht.
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Ist
diese Anordnung im Rahmen einer Schaltvorrichtung an eine Startvorrichtung
montiert, und weist der Leiter, der dem positiven Anschluss des
Verbrauchers elektrisch näher ist, den reduzierten Querschnitt
auf, so bildet diese geschwächte Stelle eine Fahrzeughersteller
unabhängige Schmelzsicherung, die im Gegensatz zu dem Leiter, der
dem positiven Ausschluss der Spannungsquelle näher ist
und der üblicherweise Fahrzeughersteller spezifisch angepasst
ist, eine sehr geringe Varianz. Die Herstellungskosten lassen sich
dadurch verringern. Wird der Leiter mit seinem reduzierten Querschnitt
so in der Schaltvorrichtung angeordnet, dass im Leiter eine Zugspannung
und im Gehäuseteil um den Leiter eine Druckspannung wirkt,
so spricht der Leiter mit seinem reduzierten Querschnitt noch schneller
auf eine erhöhte Temperatur an.
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Eine
einfache Methode, den Leiter mit reduziertem Querschnitt unter Zugspannung
zu setzen, besteht darin, einen Zuleiter zwischen dem Leiter mit reduziertem
Querschnitt und dem Verbraucher anzuordnen und diesen derartig am
Gehäuse der Schaltvorrichtung zu befestigen, dass der Leiter
mit reduziertem Querschnitt eben unter Zugspannung steht.
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Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand von Figuren näher
erläutert:
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1 zeigt
eine Startvorrichtung mit einer Schaltvorrichtung und einem darin
angeordneten Leiter mit reduziertem Querschnitt,
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2, 3, 4 und 5 zeigen
verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Anordnung bzw. Schaltvorrichtung.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
eine Startvorrichtung 10 dargestellt, die ein so genanntes
Antriebslager 13 und einen Startermotor 16 aufweist,
der am Antriebslager 13 befestigt ist.
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Über
ein nicht näher bezeichnetes Getriebe treibt der Startermotor 16 ein
im Antriebslager 13 gelagertes Ritzel 19 an. Am
Antriebslager 13 ist des Weiteren eine Schaltvorrichtung 22 befestigt,
die beispielsweise zum Schalten des Motorstroms für den Startermotor 16,
aber auch üblicherweise für das axiale Einrücken
des Ritzels 19 in einen hier nicht dargestellten Zahnkranz
vorgesehen ist. Die Schaltvorrichtung 22 weist ein magnetisches
Gehäuse 5 und als weiteres Gehäuseteil
einen Gehäusedeckel 6 auf. Der Gehäusedeckel 6 dichtet
das Gehäuse 5 nach außen gegen eindringende
Feuchtigkeit ab. Der Gehäusedeckel 6 wird üblicherweise
von zwei Bolzen 7 (Plusbolzen) und Bolzen 8 (Minusbolzen)
durchdrungen. Der Bolzen 7 stellt die Verbindung der Startvorrichtung 10 zum
Pluspol einer Spannungsquelle 82 (Kfz-Batterie) dar. Der
Bolzen 8 stellt die Stromverbindung zum Startermotor 16 her.
Hierzu ist am Bolzen 8 mittels einer Schraubverbindung
ein Kontaktschuh 25 festgeklemmt. Am Kontaktschuh 25 ist
des weiteren eine Litze 28 verbunden, die in den Startermotor 16 hineinragt
und eine Bürstenplatte und dort angeordnete Bürsten
mit Strom versorgt.
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2 zeigt
einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung 22.
Im Gehäuseteil 5 sind vorzugsweise zwei Wicklungen 31 angeordnet,
nämlich eine Halte- und eine Einzugswicklung. Durch eine
nicht dargestellte elektrische Verbindung werden die Wicklungen 31 bestromt
und dadurch ein Anker 34 in das Innere des Gehäuses 5 hineinbewegt.
Dabei wird der Anker 34 in Richtung zu einem sogenannten
Ankergegenstück 37 gezogen. Im Inneren des Ankers 34 ist
ein Stutzen 40 positioniert, der mit dem Hineingezogenwerden
des Ankers 34 in das Gehäuse 5 auf eine
Schaltachse 43 drückt. Durch dieses Drücken auf
die Schaltachse wird diese, da axial beweglich im Ankergegenstück 37 gelagert,
in Richtung zu zwei Kontaktplättchen 46 und 49 gedrückt.
Dabei wird ein Widerstand einer Druckfeder 52 überwunden.
Durch das Verschieben der Schaltachse 43 im Ankergegenstück 37 wird
eine Kontaktbrücke 44 derartig axial gegen den
Widerstand der Druckfeder 52 verschoben, dass die Kontaktflächen 46 und 49 elektrisch
leitend verbunden werden und dadurch ein Strom vom Bolzen 7,
herkommend von der Spannungsquelle zum Startermotor 16,
geleitet wird. Die beiden Kontaktplättchen 46 und 49 sind
auf Bolzenköpfen 55 und 58 befestigt.
Die Bolzenköpfe 55 und 58 bzw. Kontaktplättchen 46 und 49 sind
an den Bolzen 7 und 8 befestigt bzw. angeordnet.
Beide Bolzen 7 und 8 ragen durch ein Gehäuseteil 61,
das hier als Gehäusedeckel ausgeführt ist.
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Am
Schaltbolzen 8 ist als weiteres Bauteil eine Federscheibe 64 dargestellt,
siehe auch 2a.
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In 2a ist
in vergrößerter Weise dargestellt, dass der Bolzen 8 auf
der dem Bolzenkopf 58 zugewandten Seite einen Hohlraum 67 aufweist. Durch
diesen Hohlraum 67 hat der Bolzen 8 einen Abschnitt 70,
der gegenüber anderen Abschnitten 73 und 76 einen
Abschnitt 70 mit einem reduzierten Querschnitt aufweist.
Demzufolge ist aus 2 eine Anordnung mit zumindest
einem ortsfest gehalterten elektrischen Leiter, nämlich
dem Bolzen 8, der mehrere verschiedene nacheinander angeordnete
Abschnitte, nämlich die Abschnitte 70, 73 und 76 aufweist,
bekannt, wobei ein Abschnitt 70 einen Querschnitt mit gegenüber
einem anderen Abschnitt 76 reduzierten Querschnitt aufweist.
Der Abschnitt 70 mit reduziertem Querschnitt weist einen
Hohlraum 67 zur Darstellung des des reduzierten Querschnitts
auf.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung, wobei der Abschnitt mit reduziertem Querschnitt diesmal
nicht im glattschaftigen insbesondere zylindrischen Abschnitt des
Bolzens 8 angeordnet ist, sondern in dem Abschnitt, der
auf seiner Außenseite mit einem Schraubengewinde 79 versehen
ist. 4 und 5 zeigen weitere Varianten dieser
Anordnung, wobei der Leiter nunmehr der Bolzen 7 ist, welcher
den Hohlraum 67 zur Darstellung des reduzierten Querschnitts
aufweist. Gemäß 4 ist der
Hohlraum 67 radial innerhalb eines Außengewindes 79 angeordnet,
gemäß 5 ist der Hohlraum 67 analog
zum Bolzen 8 aus 2 am glatten
Abschnitt des Bolzens positioniert und damit an dem Ende, das dem
Bolzenkopf 55 am nächsten gelegen ist.
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Die
aus den 2 bis 4 bekannten
Anordnungen zeigen somit zumindest einen ortsfest gehalterten elektrischen
Leiter, ausgeführt als Bolzen 7 (4, 5)
oder Bolzen 8 (2, 2a, 3), da
mehrere verschiedene nacheinander angeordnete Abschnitte 70, 73, 76 aufweist,
wobei ein Abschnitt 67 einen Querschnitt mit gegenüber
einem anderen Abschnitt 73 oder 76 reduzierten
Querschnitt aufweist, wobei der Abschnitt 70 mit reduziertem
Querschnitt einen Hohlraum 67 zur Darstellung des reduzierten
Querschnitts aufweist.
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Gemäß den
in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele
ist der Abschnitt 70 mit reduziertem Querschnitt Teil eines
am Außenumfang mit einem Schraubengewinde 79 versehenen
Abschnitts des Leiters, ausgeführt als Bolzen 7 oder 8.
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Gemäß den
Ausführungsbeispielen nach 2, 2a und 5 ist
der Abschnitt 70 mit reduziertem Querschnitt Teil eines
am Außenumfang glatten Abschnitts des Leiters ausgeführt
als Bolzen 7 oder 8.
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Gemäß den
Ausführungsbeispielen gemäß 2, 2a und 5 weist
der Leiter, ausgeführt als Bolzen 8 oder 7 einen
Bolzenkopf 58 oder 55 auf, der ein Kontaktplättchen 49 oder 46 trägt,
welches den Hohlraum 67 an einer Seite begrenzt.
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Wie
allen Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, ist eine
Schaltvorrichtung 22 offenbart, die die erfindungsgemäße
Anordnung hat. Der elektrische Leiter mit dem reduzierten Querschnitt
ist dabei; wie mehrfach erwähnt, ein Bolzen 7 oder
Bolzen 8, der insbesondere ein gesteckter Schraubbolzen
ist, siehe 2 bis 5. Wie den
Ausführungsbeispielen gemäß 2, 2a und 5 entnommen werden
kann, ist der Leiter, ausgeführt als Bolzen 7 oder 8,
mit seinem reduzierten Querschnitt zumindest teilweise von einem
Abschnitt 80 eines Gehäuseteils, hier ausgeführt
als Gehäusedeckel 61, umgriffen ist.
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1 zeigt
eine Startvorrichtung 10 mit einer Schaltvorrichtung 22,
die eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist.
Gemäß den Ausführungsbeispielen nach 2 bis 5 zeigt
die Schaltvorrichtung 22 einen Leiter, ausgeführt
als Bolzen 7, der den positiven Anschluss einer Spannungsquelle 82 elektrisch
näher ist als ein anderer Leiter, ausgeführt als Bolzen 8,
der dem positiven Anschluss eines Verbrauchers, hier ausgeführt
als Startermotor 16, elektrisch näher ist. Beide
Leiter, ausgeführt als Bolzen 7 bzw. Bolzen 8 sind
durch einen Schaltleiter, ausgeführt als Kontaktbrücke 44,
elektrisch leitend verbindbar. Gemäß den Ausführungsbeispielen
nach 4 und 5 ist eine Startvorrichtung 10 vorgesehen, wobei
der Leiter, ausgeführt als Bolzen 7, der dem positiven
Anschluss der Spannungsquelle 82 elektrisch näher
ist, den reduzierten Querschnitt aufweist. Gemäß den
Ausführungsbeispielen nach 2, 2a und 3 ist
eine Startvorrichtung 10 vorgesehen, wobei der Leiter,
ausgeführt als Bolzen 8, der dem positiven Anschluss
des Verbrauchers, hier ausgeführt als Startermotor 16,
elektrisch näher ist, den reduzierten Querschnitt aufweist.
Als positiver Anschluss des Verbrauchers, ausgeführt als
Startermotor 16, kann die Litze 28 bezeichnet
werden.
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Wie
in 2a dargestellt, ist die Litze 28 mittels
ihres Kabelschuhs 25 am Bolzen 8 befestigt. Hierzu
drückt eine Schraubenmutter 84 auf den Kabelschuh 25 und
dadurch wiederum auf die Federscheibe 64. Wird die Schraubenmutter 84 auch
nur leicht angezogen, so wird der Abschnitt des Gehäuseteils 61,
der sich zwischen der Federscheibe 64 und dem Bolzenkopf 58 befindet,
derartig belastet, dass dort eine Druckspannung im Gehäuseteil 61 vorhanden
ist. Im Gegenzug ist dazu der Leiter Bolzen 8 einer Zugspannung
ausgesetzt. Demzufolge ist der Leiter Bolzen 8 mit seinem
reduzierten Querschnitt so in der Schaltvorrichtung 22 angeordnet, dass
im Leiterbolzen 8 eine Zugspannung und im Gehäuseteil 61 um
den Leiter Bolzen 8 herum eine Druckspannung ist.
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Alle
Schaltvorrichtungen bzw. erfindungsgemäßen Anordnungen
können nicht nur einen Leiter, aufweisen, der mehrere verschiedene
nacheinander angeordnete Abschnitte 70, 73, 76 aufweist,
wobei ein Abschnitt 70 einen Querschnitt mit gegenüber
einem anderen Abschnitt 73, 76 reduziertem Querschnitt
aufweist und der Abschnitt 70 mit reduziertem Querschnitt
einen Hohlraum 67 zur Darstellung des reduzierten Querschnitts
aufweist, sondern ggf. auch zwei Leiter z. B. hier als Bolzen 8 und
als. Bolzen 7 ausgeführt.
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Gemäß den
Ausführungsbeispielen nach den 3 und 4 ist
vorgesehen, dass der Leiter mit seinem reduzierten Querschnitt zumindest
teilweise außerhalb des Gehäuseteils 61 angeordnet
ist. Bevorzugt wird, dass sich der reduzierten Querschnitt über
die gesamte außerhalb des Gehäuseteils 61 angeordnete
Länge des Leiters erstreckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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