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Die Erfindung bezieht sich auf ein NTC (Negative Temperature Coefficient)-Widerstandsmodul im Stromkreis einer elektrisch betätigbaren Einrichtung, beispielsweise im Stromkreis einer elektrischen Maschine, zum Beispiel einem elektrischen Antriebsmotor oder einem elektrischen Startermotor in einer Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
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Stand der Technik
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Bekannt sind Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, die ein axial verstellbares Starterritzel auf einer antreibbaren Welle aufweisen, welche von einem elektrischen Startermotor angetrieben wird. Das Starterritzel wird von einem elektromagnetischen Starterrelais von einer zurückgezogenen Außereingriffsposition in eine vorgerückte Eingriffsposition mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine verstellt.
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Aus der
DE 10 2007 036 789 A1 ist eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der ein NTC-Widerstandselement (Negative Temperature Coefficient) im Stromkreis einer Wicklung des Starterrelais angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2016 215 142 A1 ist eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der in den Stromkreis des elektrischen Startermotors ein NTC-Widerstandselement integriert ist.
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Mithilfe des NTC-Widerstandselements, das bei tiefen Temperaturen einen höheren elektrischen Widerstand und mit zunehmender Temperatur einen geringeren Widerstand aufweist, ist es möglich, den Starterstrom beim Start der Brennkraftmaschine zu begrenzen. Aufgrund der stromreduzierenden Wirkung des NTC-Widerstandselements kann der Spannungseinbruch im Bordnetz reduziert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße NTC (Negative Temperature Coefficient)-Widerstandsmodul kann im Stromkreis einer elektrisch betätigbaren Einrichtung, beispielsweise im Stromkreis einer elektrischen Maschine eingesetzt werden. Es kommt zum Beispiel eine Verwendung des NTC-Widerstandsmoduls in einem elektrischen Antriebsmotor für ein Fahrzeug in Betracht. In einer weiteren Anwendungsmöglichkeit wird das NTC-Widerstandsmodul in einer elektrisch betätigbaren Einrichtung einer Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine verwendet, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei die Startvorrichtung als elektrisch betätigbare Einrichtungen einen Startermotor sowie ein elektromagnetisches Starterrelais aufweist. Über das Starterrelais kann das Starterritzel der Startvorrichtung zwischen einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition verstellt werden, in der das Starterritzel in Eingriff mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine steht. Der Startermotor treibt das Starterritzel drehend an.
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Im Stromkreis einer elektrisch betätigbaren Einrichtung ist ein NTC-Widerstandsmodul mit einer NTC-Schicht aus einem NTC-Material angeordnet, dessen elektrischer Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt. Die NTC-Schicht in dem NTC-Widerstandsmodul weist beispielhaft bei einer Verwendung in einem elektrischen Antriebsmotor oder in einer Startvorrichtung beim erstmaligen Starten der Brennkraftmaschine aufgrund der niedrigen Temperatur einen erhöhten elektrischen Widerstand auf, wodurch der elektrische Strom begrenzt und Stromspitzen vermieden werden. Da die elektrische Einrichtung, in deren Stromkreis das NTC-Widerstandsmodul integriert ist, an der Spannungsversorgung des Bordnetzes hängt, wird mithilfe des NTC-Widerstandsmoduls ein Spannungseinbruch im Bordnetz vermieden, zumindest aber reduziert.
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Das NTC-Widerstandsmodul ist mehrschichtig aufgebaut und umfasst zusätzlich zu der NTC-Schicht zwei Metallisierungsschichten, die auf gegenüberliegenden Seiten der NTC-Schicht angeordnet sind und auf Kontakt zu jeweils einer Seite der NTC-Schicht liegen. Jede Metallisierungsschicht ist auf der der NTC-Schicht abgewandten Seite direkt oder indirekt mit einem Stromleiter verbunden, insbesondere einer Elektrode. Die Metallisierungsschicht weist elektrisch leitende Metallpartikel auf, die in ein Trägermaterial eingebracht sind.
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Diese Ausführung hat den Vorteil, dass in dem NTC-Widerstandsmodul eine homogene Stromverteilung gewährleistet ist. Der Strom fließt von einer Metallisierungsschicht über die zwischenliegende NTC-Schicht zur gegenüberliegenden Metallisierungsschicht, wobei eine homogene Stromverteilung über die gesamte Fläche des NTC-Elementes, welche auf Kontakt zu der Metallisierungsschicht liegt, gewährleistet ist. In dieser Ausführung ist die NTC-Schicht auf ihren beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils mit der Metallisierungsschicht versehen und besitzt eine hohe elektrische und mechanische Stabilität, die insbesondere bei unterschiedlichen Temperaturen sowie Temperaturwechseln und bei hoher Strombelastung gewährleistet ist.
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Jede Metallisierungsschicht wird vorzugsweise als eine Beschichtung auf eine Seite der NTC-Schicht aufgebracht. Dies erfolgt bevorzugt in einem kommerziellen Beschichtungsverfahren und die Stabilisierung erfolgt vorzugsweise durch Einbrennen im Sinterverfahren. Die Versinterung bewirkt eine sichere elektrische und mechanische stabile Anbindung der Metallisierungsschicht auf die NTC-Schicht.
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Die Metallpartikel in der Metallisierungsschicht bestehen vorzugsweise aus Silber. Das Träger- bzw. Stabilisierungsmaterial in der Metallisierungsschicht kann ein Glasmaterial sein. Es ist aber auch möglich, alternative Metallpartikel und/oder ein alternatives Trägermaterial einzusetzen.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausbildung liegen auf mindestens einer Seite der NTC-Schicht zwei in Reihe angeordnete Metallisierungsschichten, die sich entweder in ihrem Trägermaterialgehalt und/oder in den Metallpartikeln voneinander unterscheiden. Bevorzugt befinden sich auf beiden Seiten der NTC-Schicht jeweils zwei hintereinanderliegende Metallisierungsschichten mit unterschiedlichem Trägermaterialgehalt und/oder unterschiedlichen Metallpartikeln bzw. unterschiedlicher Konzentration an Metallpartikeln. Bezogen auf eine Mittelebene der NTC-Schicht ist das NTC-Widerstandsmodul vorteilhafterweise spiegelsymmetrisch aufgebaut.
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Zwei hintereinanderliegende Metallisierungsschichten vorzusehen hat den Vorteil, dass die Metallisierungsschichten an die Verbindung einerseits mit der NTC-Schicht und andererseits mit dem Stromleiter angepasst werden können. Die unmittelbar an der NTC-Schicht anliegende Metallisierungsschicht dient als Grundmetallisierungshaftschicht, deren Trägermaterialgehalt vorzugsweise höher ist als in der sich hieran anschließenden Metallisierungsschicht, die eine Deckmetallisierungsschicht bildet. Der Unterschied in dem Trägermaterialgehalt liegt beispielsweise bei mindestens 10 % oder bei mindestens 20 %.
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Die beiden Metallisierungsschichten werden vorteilhafterweise zeitlich nacheinander auf die NTC-Schicht aufgebracht. Zunächst wird die Grundmetallisierungshaftschicht auf die NTC-Schicht aufgebracht, vorzugsweise mittels Siebdruck, gegebenenfalls durch ein anderes Druckverfahren, und bei einer Temperatur von 400° bis 750°, vorzugsweise bei 550° bis 730°C auf die NTC-Schicht eingebrannt. Die Grundmetallisierungshaftschicht stellt eine elektrisch gut leitende und mechanisch stabile Anbindungsschicht dar.
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In einem darauffolgenden Schritt wird die weitere Metallisierungsschicht - die Deckmetallisierungsschicht - vorzugsweise ebenfalls im Druckverfahren mittels Siebdruck oder einem sonstigen Druckverfahren auf die bereits aufgesinterte Grundmetallisierungshaftschicht aufgebracht und insbesondere bei einer niedrigeren Sintertemperatur von 400° bis 650°C, bevorzugt bei 450° bis 600°C aufgesintert. Die Deckmetallisierungsschicht ist eine elektrisch leitende Schicht, die einen guten Haftverbund zur Grundmetallisierungshaftschicht aufweist. Die Deckmetallisierungsschicht weist einen erhöhten Anteil an Metallpartikeln bzw. einem reduzierten Anteil an Trägermaterial, insbesondere Glasmaterial auf und verbessert das Benetzungsverhalten für ein weiteres, auf ihre Außenseite aufzubringendes Fügematerial wie beispielsweise Lot zur Verbindung mit dem Stromleiter, insbesondere einer Elektrode.
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Die Metallisierungsschichten können gegebenenfalls Dotierungen von Pb, La, Bor, Wismut, Alkali oder Erdalkali-Komponenten aufweisen, wobei die Dotierstoffe in den beiden Metallisierungsschichten sich in ihrem Gehalt oder in ihrer Zusammensetzung unterscheiden können. Durch die Unterschiede im Trägermaterial und in den Dotierstoffen in den beiden Metallisierungsschichten kann der Wärmeausdehnungskoeffizient dieser Metallisierungsschichten an die jeweiligen Fügepartner, also die NTC-Schicht einerseits und die Elektrode andererseits, gut angepasst werden.
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Prinzipiell sind auch NTC-Widerstandsmodule mit nur einer Metallisierungsschicht pro Seite der NTC-Schicht möglich.
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Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung ist der Stromleiter, der mit der Metallisierungsschicht in Verbindung steht, als eine Elektrode ausgebildet, die vorzugsweise Teil des NTC-Widerstandsmoduls ist. Die Elektrode ist bevorzugt aus Kupfer gefertigt und kann gegebenenfalls vergoldet sein.
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Vorteilhafterweise ist die Elektrode über eine Verbindungsschicht mit der Metallisierungsschicht verbunden. Die Verbindungsschicht kann als eine Beschichtung auf der Elektrode aufgebracht sein und aus einem Lot oder Sintermaterial als Paste, Folie oder Formteil gebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführung erfolgt das Aufbringen der Verbindungsschicht auf die Außenseite der benachbarten Metallisierungsschicht in einem Lötprozess, insbesondere einem Weichlötprozess, oder einem Sinterprozess, wobei die Verbindungsschicht vorzugsweise vollflächig mit der Metallisierungsschicht verbunden wird. Das Aufbringen auf die Metallisierungsschicht hat den Vorteil, dass eine gute Haftung gegeben ist im Unterschied zu einem unmittelbaren Aufbringen der Verbindungsschicht auf die NTC-Schicht.
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Als Lotpaste kommen beispielsweise Pasten mit einem Zinnanteil, einem Silberanteil, einem Kupferanteil, einem Nickelanteil und/oder einem Antimonanteil bzw. chemische Verbindungen dieser Anteile in Betracht. Es handelt sich bei dem Lotmaterial beispielsweise um ein SnAgCuNiSb-Material, ein SnSb10-Material oder ein SnCu1Sb10-Material.
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Bei einem Sintermaterial in der Verbindungsschicht kann dieses beispielhaft als Silbersintermaterial ausgeführt sein.
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Die Verbindungsschicht weist, gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung, eine Schichtdicke von 10 µm bis 100 µm auf. Die Schichtdicke im Fall einer Lotpaste beträgt nach der Lötung beispielsweise 15 µm bis 50 µm, bevorzugt 20 µm bis 40 µm. Die Schichtdicke einer Sinterschicht, insbesondere einer Silbersinterschicht, beträgt nach der Sinterung beispielsweise 15 µm bis 100 µm, bevorzugt 40 µm bis 75 µm.
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Die NTC-Schicht ist vorteilhafterweise aus Keramik gebildet, das eine hohe Festigkeit aufweist sowie eine geringe Porosität von vorteilhafterweise kleiner 5 %. Eine Diffusion der Metallpartikel aus der Metallisierungsschicht in die Keramik findet in der Regel nicht statt. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der elektrische Widerstand der Metallisierungsschicht vernachlässigbar ist, ebenso die Übergangswiderstände an der Grenzfläche zwischen der NTC-Schicht und der Metallisierungsschicht. Ein weiterer Vorteil liegt in dem guten Benetzungsverhalten der Metallisierungsschicht für die Verbindungsschicht aus einem Lot- oder Sintermaterial zur Elektrode. Aufgrund der möglichen vollflächigen und homogenen Metallisierung in der Metallisierungsschicht wird eine homogene Stromverteilung erreicht und werden lokale Stromspitzen vermieden. Vorteilhaft ist außerdem die hohe Temperaturbeständigkeit.
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Um zu vermeiden, dass aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten in den verschiedenen Schichten des NTC-Widerstandsmoduls Spannungen entstehen, die zu Rissen im Modul führen können, kann es zweckmäßig sein, Anpassungs- bzw. Optimierungsmaßnahmen bei der Herstellung der verschiedenen Schichten durchzuführen. Beispielsweise kann die Verbindungsschicht zwischen der Metallisierungsschicht und der Elektrode für den Fall einer Ausführung das Silbersintermaterial die Porosität durch Variation des Prozessdrucks während des Sinterns eingestellt werden. Der Prozessdruck liegt hierbei zwischen 0 MPa und 50 MPa, wobei der drucklose Zustand zu einer höheren Porosität der Silbersinterschicht führt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungsschicht kann des Weiteren durch Zusatz von Partikeln mit niedrigerem Wärmeausdehnungskoeffizient optimiert werden, beispielsweise durch den Zusatz von Al2O3-Partikeln. Hierdurch werden mechanische Spannungen im NTC-Widerstandsmodul verringert.
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Anstelle einer Ausführung der Elektroden aus Kupfer kann es auch zweckmäßig sein, alternative Werkstoffe oder Werkstofflegierungen als metallische Elektroden einzusetzen, beispielsweise Molybdän, Wolfram oder Legierungen aus Molybdän- Kupfer oder Wolfram- Kupfer.
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Die Verbindungsschicht als Silbersinterschicht auszuführen hat den weiteren Vorteil im Vergleich zu einem Lötprozess, dass das Sintern unter einer Sauerstoffatmosphäre erfolgt, wodurch eine negative Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften der als Keramik ausgeführten NTC-Schicht während des Verbindungsprozesses vermieden wird.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der verbesserten metallurgischen Verbindung zwischen der gesinterten Verbindungsschicht und der Metallisierungsschicht, insbesondere in der Ausführung der Metallisierungsschicht als Silberbeschichtung auf der aus Keramikmaterial bestehenden NTC-Schicht. Die Verbindungsschicht, bestehend aus Silbersintermaterial, weist eine ähnliche Werkstoffzusammensetzung wie die Metallisierungsschicht mit Metallpartikeln aus Silber auf, was zu einer guten metallurgischen Verbindung führt.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 einen Schnitt längs durch eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei im Stromkreis eines elektrischen Startermotors ein NTC-Widerstandsmodul angeordnet ist,
- 2 einen Schnitt durch das NTC-Widerstandsmodul.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in 1 dargestellte Startvorrichtung 1 wird zum Starten von Brennkraftmaschinen eingesetzt und weist in einem ein Lagerschild bildendes Gehäuse 2 einen elektrischen Startermotor 3 auf, ein Getriebe 4, das als Planetengetriebe ausgeführt ist, eine Antriebswelle 5, eine Freilaufkupplung 6 sowie ein Starterritzel 7, das axial zwischen einer zurückgezogenen Außereingriffsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition (gestrichelt dargestellt) zu verstellen ist, in der das Starterritzel 7 in Eingriff mit einem Zahnkranz 23 der Brennkraftmaschine steht. Die axiale Verstellbewegung des Starterritzels 7 wird mithilfe eines elektromagnetischen Starterrelais 8 durchgeführt, das am Lagerschild 2 der Startvorrichtung 1 gehalten bzw. angeflanscht ist.
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Der Startermotor 3 ist im Ausführungsbeispiel als permanenterregter Gleichstrommotor mit Permanentmagneten 9 an der Innenseite des Motor- bzw. Polgehäuses 10 ausgeführt. Der Startermotor 3 weist einen Anker 11 mit einer rotierend gelagerten Ankerwelle 12 auf, einem auf der Ankerwelle 12 aufsitzenden Ankerpaket 13 mit bestrombaren Wicklungen sowie einer Kommutierungseinrichtung 30 mit einem Kollektor 14 zur Stromübertragung und -wendung an die Wicklungen des Ankerpakets 13.
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Das Planetengetriebe 4 wird von der Ankerwelle 12 des Startermotors 3 angetrieben und weist ein gehäusefest gehaltenes Hohlrad 15 mit Innenverzahnung, Planetenräder 17 an einem Planetenträger 18 sowie ein zentrales Sonnenrad 19 auf. Die Getriebeteile sind in einem Getriebegehäusebauteil 16 aufgenommen. Das Sonnenrad 19 sitzt an der Stirnseite der Ankerwelle 12 auf und ist drehfest mit der Ankerwelle 12 verbunden. Das Sonnenrad 19 kämmt mit den Planetenrädern 17, die zugleich an der verzahnten Innenseite des Hohlrades 15 abrollen. Die Planetenräder 17 sind drehbar an Wellen am Planetenträger 18 gelagert, der drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden ist, auf der das Starterritzel 7 aufsitzt. Auf diese Weise wird die Antriebsbewegung der Ankerwelle 12 des Startermotors 3 über das Planetengetriebe 4 in eine Drehbewegung der Antriebswelle 5 umgesetzt. Das Getriebe 4 hat die Funktion eines Untersetzungsgetriebes.
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Die Freilaufkupplung 6 umfasst einen Mitnehmer 20 und sitzt auf der Antriebswelle 5 auf. Der Mitnehmer 20 ist über ein Steilgewinde 21 mit der Antriebswelle 5 gekoppelt. Zur Freilaufkupplung 6 gehört des Weiteren eine Ritzelwelle 22, welche einteilig mit dem Starterritzel 7 ausgebildet und mit dem der Mitnehmer 20 über Wälzkörper drehgekoppelt ist. Die Freilaufkupplung 6 erlaubt eine Momentenübertragung in Dreh- bzw. Antriebsrichtung des Startermotors, wohingegen in Gegenrichtung keine Bewegungs- bzw. Momentenübertragung möglich ist. Damit ist gewährleistet, dass nach dem Starten der Brennkraftmaschine bei einem Überholen des Zahnkranzes gegenüber dem Starterritzel eine Schädigung des Startermotors vermieden wird.
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Die axiale Verstellbewegung des Starterritzels 7 wird durch eine Betätigung des elektromagnetischen Starterrelais 8 erzeugt, das einen axial verstellbaren Hubanker 24 aufweist, welcher über einen Gabelhebel 25 mit dem Mitnehmer 20 gekoppelt ist. Bei Betätigung des Starterrelais 8 wird der Hubanker 24 axial verstellt, diese Stellbewegung wird über den Gabelhebel 25 in eine axiale Auslenkbewegung von Mitnehmer 20 und Starterritzel 7 umgesetzt. Aufgrund der Kopplung des Mitnehmers 20 über das Steilgewinde 21 mit der Antriebswelle 5 führt bei der axialen Vorschubbewegung die Freilaufkupplung 6 einschließlich Starterritzel 7 eine Rotationsbewegung aus, was das Einspuren in den Zahnkranz bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung erleichtert.
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Sobald das Starterritzel 7 seine axial vorgerückte Eingriffsposition mit dem Zahnkranz erreicht hat, wird der elektrische Startermotor 3 gestartet und die Rotationsbewegung der Ankerwelle 12 auf das Starterritzel 7 übertragen.
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Die Startvorrichtung 1 ist frei ausstoßend ausgebildet. Die Antriebswelle 5 ist im Bereich ihrer freien Stirnseite im Gehäuse bzw. Lagerschild 2 in einer offenen Ausnehmung aufgenommen und dort in einem Lager 26 drehbar gelagert. Axial benachbart zum Lager 26 befindet sich auf der Innenseite des Lagerschilds 2 ein Anschlagring 27 auf der Antriebswelle 5, der axial fest mit der Antriebswelle 5 verbunden ist. Die Antriebswelle 5 weist hierzu eine umlaufende Nut auf, in die der Anschlagring 27 oder ein den Anschlagring 27 tragender Sicherungsring eingesetzt ist.
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Die Wicklungen im Ankerpaket 13 werden über die Kommutierungseinrichtung 30 bestromt. In dem Stromkreis, in der die Kommutierungseinrichtung 30 angeordnet ist, liegt ein elektrisches Verbindungskabel 28, das mit einem NTC-Widerstandsmodul (Negative Temperature Coefficient) 29 elektrisch verbunden ist. Der Stromkreis der Kommutierungseinrichtung 30 wird von dem elektrischen Starterrelais 8 bei Auslenkung eines Hubankers des Starterrelais 8 geschlossen. Das NTC-Widerstandsmodul 29 im Stromkreis der Kommutierungseinrichtung 30 des elektrischen Startermotors 3 leitet bei hohen Temperaturen den elektrischen Strom besser als bei tiefen Temperaturen und kompensiert hierdurch ein umgekehrtes Verhalten des elektrischen Startermotors, so dass über einen weiteren Temperaturbereich ein ausgeglichenes Verhalten des Startermotors erreicht wird. Die Kommutierungseinrichtung 30 umfasst den Kollektor 14, der drehfest mit der Ankerwelle 12 des Startermotors 3 verbunden ist, sowie in Bürstenführungen verstellbar gelagerte Bürsten, die in dem Stromkreis liegen.
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Ein NTC-Widerstandsmodul kann gegebenenfalls auch in den Stromkreis des Starterrelais 8 integriert sein.
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In 2 ist eine Schnittdarstellung des NTC-Widerstandsmoduls 29 gezeigt. Das NTC-Widerstandsmodul 29 ist mehrschichtig aufgebaut und weist als zentrales Element eine NTC-Schicht 31 auf, durch die der Strom hindurchfließt. Zu beiden Seiten der NTC-Schicht 31 befinden sich in symmetrischem Aufbau weitere Schichten 32 bis 35. Bei der Schicht 32 handelt es sich um eine Metallisierungsschicht, die eine Grundmetallisierungshaftschicht bildet, welche insbesondere im Druckverfahren wie zum Beispiel Siebdruck auf die NTC-Schicht 31 aufgebracht und gesintert wird. Die Grundmetallisierungshaftschicht 32 liegt vor dem Brennen in Form einer Sinterpaste vor, die aus einem Trägermaterial und in dem Trägermaterial aufgenommenen Metallpartikeln besteht. Als Trägermaterial wird vorzugsweise ein Glasmaterial verwendet, die Metallpartikel bestehen insbesondere aus Silber. Gegebenenfalls können Dotierungen von Pb, La, Bor, Wismut oder dergleichen beigefügt werden. Die Grundmetallisierungshaftschicht 32 wird bei einer Temperatur zwischen 400°C und 750°C, vorzugsweise zwischen 550°C und 730°C auf die aus Keramik bestehende NTC-Schicht 31 eingebrannt.
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An die Grundmetallisierungshaftschicht 32 schließt sich eine weitere Metallisierungsschicht 33 an, die eine Deckmetallisierungsschicht bildet und ebenfalls als Sinterpaste aufgebracht wird. Die Deckmetallisierungsschicht 33 weist ebenfalls in einem Trägermaterial, das ein Glasmaterial ist, Metallpartikel auf, die vorzugsweise aus Silber bestehen. Im Unterschied zur Grundmetallisierungshaftschicht 32 ist jedoch der Glasgehalt in der Deckmetallisierungsschicht 33 geringer, so dass der prozentuale Anteil der aus Silber bestehenden Metallpartikel entsprechend höher ist. Die Deckmetallisierungsschicht 33 wird ebenfalls im Wege des Sinterns aufgebracht, die Sintertemperatur ist jedoch im Vergleich zur Grundmetallisierungshaftschicht 32 niedriger und liegt in einem Temperaturbereich zwischen 400° und 650°C, bevorzugt bei 450° bis 600°C. Die Deckmetallisierungsschicht 33 weist einen guten Haftverbund zur Grundmetallisierungshaftschicht 32 auf, außerdem ist durch den höheren Anteil an Silber und reduzierten Anteil an Glas im Trägermaterial das Benetzungsverhalten für die noch aufzubringende Verbindungsschicht 34 verbessert.
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Die Verbindungsschicht 34 liegt als Lot oder Sinterpaste vor und besteht beispielsweise aus einem SnAgCuNiSb-Material, einem SnSb10-Material oder einem SnCu1Sb10-Material.
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Mittels eines Beschichtungsprozesses, bevorzugt eines Siebdruck- oder Schablonendruckverfahrens, wird das Lot bzw. die Sinterpaste auf die Oberfläche der Elektrode 35 aufgebracht. In einem Weichlot- oder Silbersinterprozess erfolgt die vollflächige Verbindung mit der Deckmetallisierungsschicht 33.
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Das Aufbringen der verschiedenen Schichten bzw. die Verbindung der verschiedenen Schichten erfolgt auf beiden Seiten der NTC-Schicht 31 in gleicher Weise.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007036789 A1 [0003]
- DE 102016215142 A1 [0004]
