DE102015226207A1 - Elektrische Maschine - Google Patents

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Rainer Stoeckl
Mathias Fein
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SEG Automotive Germany GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
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Abstract

Startvorrichtung mit einer elektrische Maschine, mit einem Strompfad zwischen einem Anschlussstück, welches für den elektrischen und mechanischen Anschluss an einem Stromzufuhrkontakt (Relaisbolzen) bestimmt ist und einer Bürstenplatte, die unmittelbar mit einem Minusanschluss der elektrischen Maschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strompfad zwischen dem Anschlussstück und der Bürstenplatte ein Schalter angeordnet ist, der bei Erwärmung den Strompfad öffnet.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Sicherungsvorrichtungen bekannt, die in Startvorrichtungen zum Starten von Verbrennungsmotoren Einsatz finden. Es kommen dabei hauptsächlich mechanisch kommutierte Gleichstrommotoren zum Einsatz.
  • Der Strom wird über ein oder mehrere Bürstenpaare über den Kommutator in die Ankerwicklung eingeleitet. Diese Bürsten bestehen meist aus einem Sinterwerkstoff, welcher hauptsächlich Kupfer- und Graphitanteile hat. Der Überlastschutz wird oft als Schmelzsicherung über eine Verjüngung am Material realisiert. Dies wird vorzugsweise in der Stromschiene oder in den Kohlebürsten ausgeführt. In der EP 1313946 B1 ist eine Schmelzsicherung offenbart.
  • Ein Nachteil von Schmelzsicherungen besteht in ihrer Irreversibilität.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß dem vorgeschlagenen System wird ein rückstellbarer Schalter vorgeschlagen, mit dem bei Erwärmung eines Schalters ein Strompfad geöffnet wird. Dabei kann die Kohlenlitze thermisch getrennt und mechanisch fixiert werden. Der Strompfad kann an verschiedenen Stellen mit dem Schalter versehen und geöffnet werden. Beispielsweise kann dies zwischen der Stromschiene der sogenannten Klemme 45 (Normbezeichnung), d. h. dem äußeren Anschluss der eigentlichen elektrische Maschine, und der inneren Stromschiene, welche typischerweise unmittelbar als Kontaktelement für die sogenannten Plusbürsten dient, angeordnet sein. Der Schalter trennt dabei thermisch und mechanisch. Der vorzugsweise mit einem Bimetallelement schaltende Schalter verformt sich so stark und rastet dabei mechanisch dauerhaft in einem nicht leitenden Rastelement ein. Zusätzlich kann der Starter nach der Demontage wieder eingesetzt werden, durch das Entrasten des Bimetallelements aus dem Rastelement.
  • In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele gezeigt.
  • 1 und
  • 2 zeigen eine Startvorrichtung mit verschiedenen Einzelheiten,
  • 3 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele,
  • 9 bis 11 im Einzelnen, wie der Schalter funktioniert.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • In 1 und 2 ist eine Startvorrichtung 10 mit einer elektrische Maschine 13 dargestellt, mit einem Strompfad 16 zwischen einem Anschlussstück 19, welches für den elektrischen und mechanischen Anschluss an einem Stromzufuhrkontakt 22 (Relaisbolzen) bestimmt ist und einer Bürstenplatte 23, die unmittelbar mit einem Minusanschluss 24 der elektrischen Maschine 13 verbunden ist. In dem Strompfad 16 zwischen dem Anschlussstück 19 und der Bürstenplatte 23 ist ein Schalter 26 angeordnet, der bei Erwärmung den Strompfad 16 öffnet.
  • Insbesondere ist nach 3 vorgesehen, dass der Schalter 26 zwischen dem Anschlussstück 19 und einer Zuleitung 29 (Litze K 45) zum Anschlussbereich 32 der elektrischen Maschine 13 angeordnet ist.
  • Weitere Ausführungsbeispiele
  • Alternativ zu der Ausführung gemäß 1 bis 3 ist nach 4 vorgesehen, dass der Schalter 26 zwischen der Zuleitung 29 (Litze K 45) und dem Anschlussbereich 32 der elektrischen Maschine 13 angeordnet ist. Dabei ist besonders vorgesehen, dass das Anschlussstück 19 und die Zuleitung 29 einteilig sind.
  • Alternativ kann bei einer elektrisch erregbaren Startvorrichtung 10 der Schalter 26 zwischen Wicklungen 35 (Wickelelementen) des Stators 38 angeordnet sein, 5.
  • Alternativ können bei einer elektrisch erregbaren Startvorrichtung 10 die Wicklungen 35 des Stators 38 durch einen Anschlussring 41 kontaktiert sein, wobei der Schalter 26 im Anschlussring 41 angeordnet ist, 6.
  • Alternativ kann bei einer elektrisch erregbaren Startvorrichtung 10 der Schalter 26 in einer Bürstenlitze 42, welche eine Bürste bzw. Gleitkontakt 49 mit dem Pluspotential versorgt oder an Masse bzw. einen Minusanschluss verbindet, angeordnet sein, 7.
  • Alternativ kann der Schalter 26 in einer Bürstenplatte 23 angeordnet sein, 8
  • Grundsätzlich ist der Schalter 26 in allen Ausführungsbeispielen rückstellbar. An Hand der 9 bis 11 ist dargestellt, wie der Schalter 26 an sich funktioniert: Ein Bimetallelement 49 als Teil eines Schaltelements 46 ist Teil des Strompfades 16. Bei hoher Strombelastung erwärmt sich das Bimetallelement 49 und verbiegt bzw. verformt sich dabei derart, dass es den Strompfad 16 auftrennt bzw. öffnet. Die Verbiegung ist so stark, dass das Bimetallelement 49 nach einer starken Auslenkung ein Rastelement 48 hintergreift. Ein selbsttätiges Lösen aus dieser Rastposition ist nicht vorgesehen. Im Rahmen einer Wartung kann die Startvorrichtung 10 auseinandergenommen werden und das Bimetallelement 49 aus dieser Rastposition gelöst werden.
  • Die Anzahl der Gleitkontakte 29 kann bevorzugt vier oder sechs betragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1313946 B1 [0002]

Claims (11)

  1. Startvorrichtung (10) mit einer elektrische Maschine (13), mit einem Strompfad (16) zwischen einem Anschlussstück (19), welches für den elektrischen Anschluss an einem Stromzufuhrkontakt (22) bestimmt ist und einer Bürstenplatte (23), die unmittelbar mit einem Minusanschluss (24) der elektrischen Maschine (13) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strompfad (16) zwischen dem Anschlussstück (19) und der Bürstenplatte (23) ein rückstellbarer Schalter (26) angeordnet ist, der bei Erwärmung den Strompfad (16) öffnet.
  2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (26) zwischen dem Anschlussstück (19) und einer Zuleitung (29) zum Anschlussbereich (32) der elektrischen Maschine (13) angeordnet ist.
  3. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (26) zwischen einer Zuleitung (29) und dem Anschlussbereich (32) der elektrischen Maschine (13) angeordnet ist.
  4. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (13) eine elektrisch erregbare Startvorrichtung (10) ist und der Schalter (26) zwischen Wicklungen (35) des Stators (38) angeordnet ist.
  5. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (13) eine elektrisch erregbare Startvorrichtung (10) ist und die Wicklungen (35) des Stators (38) durch einen Anschlussring (41) kontaktiert sind, wobei der Schalter (26) im Anschlussring (41) angeordnet ist.
  6. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (26) in einer Bürstenlitze (42) angeordnet ist.
  7. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (26) in einer Bürstenplatte (23) angeordnet ist.
  8. Startvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (26) rückstellbar ist.
  9. Startvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (46) des Schalters (26) ein Bimetallelement (49) aufweist, welches bei Erwärmung verformbar ist und dadurch der Strompfad (16) zu öffnen ist.
  10. Startvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, ein Rastelement vorhanden ist, welches durch das Bimetallelement (49) hintergreifbar ist.
  11. Startvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (19) und die Zuleitung (29) einteilig sind.
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