DE102017201381A1

DE102017201381A1 - Starter und dessen elektromagnetischer Schalter

Info

Publication number: DE102017201381A1
Application number: DE102017201381.8A
Authority: DE
Inventors: Zhijan Liu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN205564655U

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Starter und dessen elektromagnetischen Schalter. Dabei umfasst die Kernsäule des elektromagnetischen Schalters eine axial durchgehende Kavität und der Druckbolzen ist axial in der Kavität eingesteckt und somit von dem Anschlag beabstandet in der Kavität befestigt, so dass der Kopfteil axial zwischen dem Druckbolzen und dem Anschlag hin und her bewegbar in der Kavität begrenzt ist. Wenn die Kernsäule von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition bewegt wird, ist der Kopfteil sich von dem Anschlag wegbewegt und verschiebt der Druckbolzen den Kopfteil. Wenn die Kernsäulen von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition bewegt wird, stoßt der Anschlag den Kopfteil und treibt derart den Kontaktierungsteil an, dass der Kontaktierungsteil nicht mehr mit dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt elektrisch kontaktieren kann. Der elektromagnetische Schalter ist leicht herzustellen und hat sich zuverlässig bewährt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Starter, insbesondere einen elektromagnetischen Schalter des Starters.
Stand der Technik
Heutzutage werden die elektrisch angetriebene Starter oft im Gebiet des Kraftfahrzeugs verwendet, um den Motor zu starten. Der Starter weist einen elektrisch einschaltbaren oder abschaltbaren elektromagnetischen Schalter auf. Wegen des großen Betriebsstroms des Starters kann zwischen der Kontaktierungsbrücke und dem Kontakt bereichsweise so hohe Temperatur auftreten, dass die Kontaktierungsbrücke und der Kontakt miteinander verschmelzen und schwierig voneinander zu trennen sind. Somit kommt es zu Durchbrennen des Starters durch den beständigen großen Strom. Hierfür wird vorgeschlagen, dass die Schlagkraft erhöht werden soll, um die Kontaktierungsbrücke und den Kontakt zu trennen. Aber diese Lösung ist zu kompliziert umzusetzen.
Deshalb ist es notwendig, die technische Probleme im Stand der Technik zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Elektromagnetischen Schalter des Starters anzugeben, bei dem die Anfälligkeit für die Beschädigung verbessert wird.
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, zum einen stellt die Erfindung einen Elektromagnetischen Schalter bereit, der ein Gehäuse und eine an dem Gehäuse angeordnete Spule, die bei Bestromen ein Magnetfeld erzeugt, umfasst. Dazu besitzt der elektromagnetische Schalter auch:
eine Kernsäule, die in dem Wirkungsbereich des Magnetfeldes in axialer Richtung zwischen einer Außerbetriebsposition und einer Betriebsposition bewegbar in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Kernsäule eine axial durchgehende Kavität umfasst, in welcher ein Anschlag vorgesehen ist;
einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt, die voneinander beabstandet gegenüber dem Gehäuse befestigt sind;
eine Kontaktierungsbrücke, die einen Schaft und einen Kontaktierungsteil umfasst, die beide miteinander befestigt sind, wobei der Schaft in Spielpassung durch die Kavität hindurch durchgeht, und wobei der Schaft einen Körperteil, der aus der Kavität herausragt, und einen in der Kavität befindlichen Kopfteil aufweist, wobei der Kontaktierungsteil an dem außerhalb der Kavität befindlichen Körperteil befestigt ist; und
einen Druckbolzen, der axial in der Kavität eingesteckt und somit befestigt ist, wobei der Druckbolzen derart von dem Anschlag beabstandet angeordnet ist, dass der Kopfteil axial zwischen dem Druckbolzen und dem Anschlag hin und her bewegbar in der Kavität begrenzt ist. Wenn die Kernsäule von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition bewegt wird, ist der Kopfteil sich von dem Anschlag wegbewegt und verschiebt der Druckbolzen den Kopfteil und treibt die Kontaktierungsbrücke derart an, dass die Kontaktierungsbrücke sich dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt nähert, sodass der Kontaktierungsteil in der Betriebsposition den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt zugleich elektrisch kontaktiert, und falls der Kontaktierungsteil in einer Position bleibt, in der der Kontaktierungsteil den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt zugleich kontaktiert, stoßt der Anschlag den Kopfteil bei der Bewegung der Kernsäule von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition, bevor die Kernsäule die Außerbetriebsposition erreicht.
Zum anderen stellt die Erfindung einen Starter bereit, der einen elektrischen Motor und den vorgenannten elektromagnetischen Schalter umfasst, wobei der Elektromagnetischer Schalter elektrisch verbunden zwischen dem elektrischen Motor und einer Spannungsquelle angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung ist der Druckbolzen axial in der die Kontaktierungsbrücke aufnehmenden Kavität eingesteckt und der Kopfteil axial zwischen dem Druckbolzen und dem Anschlag hin und her bewegbar in der Kavität begrenzt ist. Dieser hat einen einfachen Aufbau und somit ist leicht herzustellen. Bei der Außerbetriebsposition stoßt der Anschlag mit einer Schlagkraft den Kopfteil, so dass die elektrische Kontaktierung des Kontaktierungsteils mit dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt abgeschaltet wird, wenn die elektrische Kontaktierung des Kontaktierungsteils mit dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt nicht ausgeschaltet ist. Somit hat der elektromagnetische Schalter sich zuverlässig bewährt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Schaltbild des Starters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines elektromagnetischen Schalters des Starters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Kernsäule in der Außerbetriebsposition steht;
3 eine schematische Darstellung eines elektromagnetischen Schalters des Starters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Kernsäule in der Betriebsposition steht; und
4 eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teils des elektromagnetischen Schalters aus 2.
Ausführungsformen der Erfindung
Im Folgenden wird die Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschreibt.
1 zeigt ein Schaltbild des Starters 800 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Starter 800 umfasst einen elektrischen Motor 8 und den vorgenannten elektromagnetischen Schalter 100, wobei der elektromagnetische Schalter 100 elektrisch verbunden zwischen dem elektrischen Motor 8 und einer Spannungsquelle 7 angeordnet ist. Wenn ein Startschalter 9 eingeschaltet wird, dann wird die Spule 2 des elektromagnetischen Schalters 100 bestromt, nachdem der Schalter des elektrischen Motors 8 eingeschaltet wird, wird auf diese Weise der elektrische Motor 8 bestromt, um den Motor (nicht dargestellt) anzutreiben.
2 und 3 zeigen jeweils schematische Darstellungen eines elektromagnetischen Schalters des Starters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Kernsäule in der Außerbetriebsposition und der Betriebsposition steht. Der elektromagnetische Schalter 100 umfasst ein Gehäuse 1, an dem die Spule 2, eine Kernsäule 3, ein erster Kontakt 41 und ein zweiter Kontakt 42 angebracht sind. Bei Bestromen erzeugt die spule 2 ein Magnetfeld. Die Kernsäule 3 in dem Wirkungsbereich des Magnetfeldes in axialer Richtung X zwischen der Außerbetriebsposition und der Betriebsposition bewegbar ist. Das Magnetfeld derart übt eine Anziehungskraft auf die Kernsäule 3 aus, dass die Kernsäule 3 von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition bewegt werden kann. Die Kernsäule 3 weist eine axial durchgehende Kavität 30 auf, in welcher ein Anschlag 34 vorgesehen ist.
Der erste Kontakt 41 und der zweite Kontakt 42 sind gegenüber dem Gehäuse 1 befestigt, und sind voneinander beabstandet und auch gegeneinander elektrisch isoliert angeordnet. Die Kontaktierungsbrücke 4 umfasst einen Schaft 40 und einen Kontaktierungsteil 43, die beide miteinander befestigt sind. Der Schaft 40 geht in Spielpassung durch die Kavität 30 hindurch. Dazu weist der Schaft 40 einen Körperteil 401, der aus der Kavität 30 herausragt, und einen in der Kavität 30 befindlichen Kopfteil 402 auf, wobei der Kontaktierungsteil 43 an dem außerhalb der Kavität 30 befindlichen Körperteil 401 befestigt ist. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Kontaktierungsbrücke 4 ist ein erstes vorgespanntes Federelement 61 angebracht, das eine erste Federkraft, die in eine Richtung ausübt, die der Richtung der Wegbewegung des Kontaktierungsteil 43 von dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 entspricht, auf die Kontaktierungsbrücke 4 beaufschlagt.
Der Druckbolzen 5 ist axial in der Kavität 30 eingesteckt und somit derart von dem Anschlag 34 beabstandet in der Kavität 30 befestigt ist, dass der Kopfteil 402 in der Kavität 30 axial zwischen dem Druckbolzen 5 und dem Anschlag 34 hin und her bewegbar begrenzt ist. Der Druckbolzen 5 und die Kavität 30 in Presspassung miteinander befestigt sind und der die Kavität 30 berührende Umfang des Druckbolzens 5 ist mit einem Profil 50 ausgebildet. Der Druckbolzen 5 ist axial in der den Schaft 40 aufnehmenden Kavität 30 eingesteckt und somit der Kopfteil 402 ist in der Kavität 30 axial zwischen dem Druckbolzen 5 und dem Anschlag 34 hin und her bewegbar begrenzt. Dieser hat einen einfachen Aufbau und somit ist leicht herzustellen.
Es ist möglich, dass zwischen der Kernsäule 3 und der Kontaktierungsbrücke 4 ein zweites vorgespanntes Federelement 62 angebracht ist, das eine zweite Federkraft auf die Kernsäule 3 beaufschlagt, so dass die Kernsäule 3 von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition bewegt wird. Das zweite Federelement 62 ist als Schraubenfeder ausgebildet und die Kontaktierungsbrücke 4 geht in Axialrichtung des Schraubenfeders durch das zweite Federelement 62 hindurch. Bei der Betriebsposition der Kernsäule 3 ist die erste Federkraft größer als die zweite Federkraft.
In der Außerbetriebsposition ist die Kernsäule 3 unter der zweiten Federkraft des zweiten vorgespannten Federelements 62 gegenüber dem Gehäuse 1 an der Linksseite des Axialweg gehalten. Bei Bestromen der Spule 2 übt das elektrische Magnetfeld von der Spule 2 eine nach rechts weisende Anziehungskraft auf die Kernsäule 3 aus, unter welcher die Kernsäule 3 axial nach rechts bewegt wird. Auf diese Weise ist der Kopfteil 402 sich von dem Anschlag 34 wegbewegt und verschiebt der Druckbolzen 5 den Kopfteil 402 und treibt die Kontaktierungsbrücke 4 derart an, dass sie sich dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 nähert, sodass der Kontaktierungsteil 43 zugleich den ersten Kontakt 41 und den zweiten Kontakt 42 elektrisch kontaktiert, wenn die Betriebsposition erreicht wird. In Verbindung mit 4 ist gezeigt, dass in der Außerbetriebsposition der erste Axialweg D1, um welchen der Kopfteil 402 nach rechts zur Kontaktierung mit dem Anschlag 4 bewegt wird, kleiner als der zweite Axialweg D2 ist, um welchen der Kontaktierungsteil 43 nach rechts zur gleichzeitiger elektrischer Kontaktierung mit dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 bewegt wird. Wenn die Spule 2 nicht bestromt ist, dann übt das erste Federelement 61 die erste Federkraft auf die Kontaktierungsbrücke 4 aus und übt das zweite Federelement 62 die zweite Federkraft auf die Kernsäule 3 aus. Weil die erste Federkraft größer als die zweite Federkraft ist und auch die Kernsäule 3 schwerer als die Kontaktierungsbrücke 4 ausgebildet ist, kann die Kontaktierungsbrücke 4 schneller angetrieben werden als die Kernsäule 3, wenn zwischen dem Kontaktierungsteil 43 und dem ersten Kontakt 41 und auch dem zweiten Kontakt 42 keine Adhäsion, die durch ein Schmelzen verursacht, auftritt. Somit wird die Kontaktierungsbrücke 4 zuerst einen Unterbrechungsweg durchführt und dann wird die Kernsäule 3 von Betriebsposition zur Außerbetriebsposition bewegt. Darüber hinaus gibt es bei der Außerbetriebsposition der erste Weg D1 von dem Anschlag 43 bis zu dem Kopfteil 402. Damit würde der Anschlag 34 bei dem Weg der Kernsäule 3 von Betriebsposition zur Außerbetriebsposition nicht mit dem Kopfteil 402 kontaktieren, wenn die Kontaktierungsbrücke 4 zuerst einen Unterbrechungsweg durchführt. Wenn in der Betriebsposition der Kernsäule 3 einen durch Schmelzen verursachten Adhäsion an der elektrisch kontaktierenden Stellen auftritt, sodass der Kontaktierungsteil 43 noch mit dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 elektrisch Kontaktiert, dann wird die Kernsäule 3 mit einer bestimmten Geschwindigkeit über einen gewissen Abstand bewegt ohne die Kontaktierungsbrücke 4 anzutreiben. Dies kann auftreten, weil der Anschlag 34 bei der Betriebsposition weit entfernt von dem Kopfteil 402 ist. Aufgrund der folgenden Erkenntnis, dass der erste Weg D1 kleiner der zweite Weg D2 ist, so würde die Kernsäule 3 mit einer bestimmten Geschwindigkeit mittels des Anschlags 34 den Kopfteil 402 stoßen, bevor die Kernsäule 3 die Außerbetriebsposition erreicht. Somit übt die Kernsäule 3 eine starke Anziehungskraft auf die Kontaktierungsbrücke 4 aus, so dass der Kontaktierungsteil 43 nicht mit dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 elektrisch Kontaktieren kann. Das Abschalten der elektrischen Kontaktierung kann sichergestellt werden auch bei dem Schmelzen. So hat der elektromagnetische Schalter 100 sich zuverlässig bewährt.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform weist das Gehäuse 1 eine erste Kammer 11, in der die Kernsäule 3 angeordnet ist, und eine zweite Kammer 12 auf, in der der Kontaktierungsteil 43, der erste Kontakt 41 und der zweite Kontakt 42 angeordnet sind. Die beiden Kammern sind durch ein Trennelement 13 getrennt, wobei der Schaft 40 durch das Trennelement 13 hindurch geht und der Kontaktierungsteil 43 in der zweiten Kammer 12 an dem Körperteil 401 befestigt ist.
Es ist auch möglich, dass die Kavität 30 einen ersten Abschnitt 31 und einen zweiten Abschnitt 32 umfasst, wobei das axiale erste Ende des ersten Abschnitts 31 mit einer Öffnung versehen und das gegenüberliegende zweite Ende des ersten Abschnitts 31 an den zweiten Abschnitt 32 angeschlossen ist. Dabei ist die radiale Abmessung des zweiten Endes des ersten Abschnitts größer als die des zweiten Abschnitts 32, so dass zwischen dem zweiten Ende und dem zweiten Abschnitt 32 eine Stufe ausgebildet ist, die als der Anschlag 34 dient. Der Körperteil 401 geht in Spielpassung durch den zweiten Abschnitt 32 durch, und der Kopfteil 402 liegt in dem ersten Abschnitt 31. Die radiale Abmessung des Kopfteils 402 ist größer als die des zweiten Abschnitts 32, so dass der Kopfteil 402 nicht in den zweiten Abschnitt 32 erstrecken kann.
Es versteht sich, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die obige Beschreibung beschränkt ist und dass der Fachmann auf diesem Gebiet verschiedene Modifikationen und Änderungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen durchführen kann, ohne von der technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Modifikationen und Änderungen fallen allesamt in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll von der Ansprüche begrenzt werden.

Claims

Elektromagnetischer Schalter (100), umfassend ein Gehäuse (1) und eine an dem Gehäuse (1) angeordnete Spule (2), die bei Bestromen ein Magnetfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Schalter auch aufweist: eine Kernsäule (3), die in dem Wirkungsbereich des Magnetfeldes in axialer Richtung (X) zwischen einer Außerbetriebsposition und einer Betriebsposition bewegbar in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei die Kernsäule (3) eine axial durchgehende Kavität (30) umfasst, in welcher ein Anschlag (34) vorgesehen ist; einen ersten Kontakt (41) und einen zweiten Kontakt (42), die voneinander beabstandet gegenüber dem Gehäuse (1) befestigt sind; eine Kontaktierungsbrücke (4), die einen Schaft (40) und einen Kontaktierungsteil (43) umfasst, die beide miteinander befestigt sind, wobei der Schaft (40) in Spielpassung durch die Kavität (30) hindurch durchgeht, und wobei der Schaft (40) einen Körperteil (401), der aus der Kavität (30) herausragt, und einen in der Kavität (30) befindlichen Kopfteil (402) aufweist, wobei der Kontaktierungsteil (43) an dem außerhalb der Kavität (30) befindlichen Körperteil (401) befestigt ist; und einen Druckbolzen (5), der axial in der Kavität (30) eingesteckt und somit befestigt ist, wobei der Druckbolzen (5) derart von dem Anschlag (34) beabstandet angeordnet ist, dass der Kopfteil (402) axial zwischen dem Druckbolzen (5) und dem Anschlag (34) hin und her bewegbar in der Kavität (30) begrenzt ist; dass wenn die Kernsäule (3) von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition bewegt wird, ist der Kopfteil (402) sich von dem Anschlag (34) wegbewegt und verschiebt der Druckbolzen (5) den Kopfteil (402) und treibt die Kontaktierungsbrücke (4) derart an, dass die Kontaktierungsbrücke (4) sich dem ersten Kontakt (41) und dem zweiten Kontakt (42) nähert, sodass der Kontaktierungsteil (43) in der Betriebsposition den ersten Kontakt (41) und den zweiten Kontakt (42) zugleich elektrisch kontaktiert, und wenn der Kontaktierungsteil (43) in einer Position bleibt, in der der Kontaktierungsteil (43) den ersten Kontakt (41) und den zweiten Kontakt (42) zugleich kontaktiert, stoßt der Anschlag (34) den Kopfteil (402) bei der Bewegung der Kernsäule (3) von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition, bevor die Kernsäule (3) die Außerbetriebsposition erreicht.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) eine erste Kammer (11), in der die Kernsäule (3) angeordnet ist, und eine zweite Kammer (12), in der der Kontaktierungsteil (43), der erste Kontakt (41) und der zweite Kontakt (42) angeordnet sind, umfasst, die beide Kammern durch ein Trennelement (13) getrennt sind, wobei der Schaft (40) durch das Trennelement (13) hindurch durchgeht und der Kontaktierungsteil (43) in der zweiten Kammer (12) an dem Körperteil (401) befestigt ist.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei der Druckbolzen (5) und die Kavität (30) in Presspassung miteinander befestigt sind und der die Kavität (30) berührende Umfang des Druckbolzens (5) mit einem Profil (50) ausgebildet ist.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Gehäuse (1) und der Kontaktierungsbrücke (4) ein erstes vorgespanntes Federelement (61) angebracht ist, das eine erste Federkraft, die in eine Richtung ausübt, die der Richtung der Wegbewegung des Kontaktierungsteil (43) von dem ersten Kontakt (41) und dem zweiten Kontakt (42) entspricht, auf die Kontaktierungsbrücke (4) beaufschlagt.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 4, wobei zwischen der Kernsäule (3) und der Kontaktierungsbrücke (4) ein zweites vorgespanntes Federelement (62) angebracht ist, das eine zweite Federkraft auf die Kernsäule (3) beaufschlagt, so dass die Kernsäule (3) von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition bewegt wird.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeld eine Anziehungskraft auf die Kernsäule (3) beaufschlagt, so dass die Kernsäule (3) von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition bewegt wird.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei die Kavität (30) einen ersten Abschnitt (31) und einen zweiten Abschnitt (32) umfasst, wobei das axiale erste Ende des ersten Abschnitts (31) mit einer Öffnung versehen und das gegenüberliegende zweite Ende des ersten Abschnitts (31) an den zweiten Abschnitt (32) angeschlossen ist, wobei die radiale Abmessung des zweiten Endes des ersten Abschnitts (31) größer als die des zweiten Abschnitts (32) ist, so dass zwischen dem zweiten Ende und dem zweiten Abschnitt (32) eine Stufe ausgebildet ist, die als der Anschlag (34) dient.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 7, wobei der Körperteil (401) in Spielpassung durch den zweiten Abschnitt (32) durchgeht, und wobei der Kopfteil (402) in dem ersten Abschnitt (31) liegt und die radiale Abmessung des Kopfteils (402) größer als die des zweiten Abschnitts (32) ist, so dass der Kopfteil (402) nicht in den zweiten Abschnitt (32) erstrecken kann.
Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, wobei in der Außerbetriebsposition der Kernsäule (3) der Axialweg (D1), um welchen der Kopfteil (402) bewegt wird, um mit dem Anschlag (43) zu kontaktieren, kleiner als der Axialweg (D2) ist, um welchen der Kontaktierungsteil (43) bewegt wird, um zugleich mit dem ersten Kontakt (41) und dem zweiten Kontakt (42) elektrisch zu kontaktieren.
Starter (800), dadurch gekennzeichnet, dass der einen elektrischen Motor (8) und den Elektromagnetischen Schalter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst, wobei der Elektromagnetischer Schalter (100) elektrisch verbunden zwischen dem elektrischen Motor (8) und einer Spannungsquelle angeordnet ist.