DE3726194A1 - Elektromagnetische vorrichtung zur steuerung der stromspeisung eines elektrischen startermotors einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektro­ magnetische Vorrichtung zur Steuerung der Stromspeisung eines elektrischen Startermotors einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.

Die Erfindung ist auf eine derartige Vorrichtung, welche gattungsgemäß ein Trägergehäuse aufweist, das ein Paar feststehender Kontakte zum Anschluß einerseits an eine Spannungsquelle und andererseits an einen Startermotor trägt.

An dem Trägergehäuse ist ein Elektromagneten befestigt, der aus einer Erregerspule und einem verschiebbaren Kern besteht, wobei dieser einen Kontakt trägt, der durch Zusammenwirken mit ortsfesten Kontakten die Stromein­ speisung für den Startermotor bewirkt, wenn an die Spule Spannung angelegt wird.

Elastische Vorspannvorrichtungen dienen zum Wegdrücken des verschieblichen Kontakts von den feststehenden Kon­ takten, wenn die Spannung von der Spule genommen wird.

Diese Vorrichtungen entsprechen der üblichen Bauart und der bewegliche Kontakt besteht üblicherweise aus einer Metallplatte, die in ihrem Mittelpunkt an dem bewegli­ chen Teil des Elektromagneten fixiert ist. Die fixierten Kontakte sind üblicherweise symmetrisch zu der Achse des beweglichen Teils in gleichen Abständen von den sich entsprechenden Teilen des beweglichen Teils in der Ruheposition ausgerichtet. In bekannten Vorrichtungen ist daher die Anordnung der fixierten Kontakte und des beweglichen Kontakts vollständig symmetrisch und der bewegliche Kontakt kann, wenn die Spule des Elektromag­ neten unter Spannung gesetzt wird, mehrfach "springen", bevor er an den fixierten Kontakten zur Ruhe kommt. Die Sprünge ziehen unerwünschte Lichtbögen mit sich. Dadurch kommen die Kontakte in die Gefahr, daß die beiden Enden des fixierten und des beweglichen Kontakts miteindander verschweißen. Wenn das eintritt, ist die elastische Vorspannvorrichtung unter Umständen nicht in der Lage, ein Abkleben des beweglichen Kontaktes vom fixierten Kontakt zu bewirken und in diesem Fall bleibt der Startermotor im Betrieb, oder eingeschaltet, obwohl die Spule des Elektromagneten nicht mehr unter Spannung steht und der Startermotor abgeschaltet sein sollte.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der zuvor beschriebenen Gattung verfügbar zu machen, bei dem die Gefahr hängender oder klebender Kontakte vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elektromagnetische Steuervorrichtung der zuvorge­ nannten Gattung die sich im wesentlichen dadurch auszeichnet, daß sie weitere elektrische Verbindungsvor­ richtungen aufweist, um eine Verbindung mit dem selben Potential zwischen dem beweglichen Kontakt und einem der fixierten Kontakte herzustellen, bevor der bewegliche Kontakt den fixierten Kontakt in Folge des Spannungan­ legens an die Spule berührt.

Wie aus der folgenden Beschreibung noch deutlicher werden wird, schließt die erfindungsgemäße Vorrichtung infolge der elektrischen Verbindungsvorrichtung die Gefahr aus, daß Lichtbögen zwischen dem beweglichen und dem fixierten Kontakt dadurch gezündet werden, daß die Kontakte über die elektrische Ausgleichsverbindungsvor­ richtung verbunden werden. Die Gefahr, daß der beweg­ liche Kontakt an dem fixierten Kontakt festklebt, wird dadurch verhindert, daß selbst wenn der bewegliche Kontakt am anderen festen Kontakt haften bleibt, die elastische Vorspannvorrichtung auch ein Drehmoment auf den beweglichen Kontakt um den Punkt des "Festklebens" erzeugt und dadurch leicht dessen Loslösung von dem fixierten Kontakt bewirkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der ausführlichen Be­ schreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte zeichnerische Darstellung folgt, wobei diese als nicht einschränkendes Beispiel zu verstehen ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Frontalansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung des Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das in Fig. 2 gezeigt ist,

Fig. 4 eine teilweise Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene perspektivi­ sche Ansicht einer Variante der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung und

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Vorrichtungsteils gemäß Fig. 5.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung all­ gemein mit 1 bezeichnet. Sie umfaßt gemäß bekannter Bauart ein Trägergehäuse 2, an welchem ein Elekromagnet 3 auf nicht dargestellte Art und Weise angebracht ist. Das Trägergehäuse 2 weist eine Ausnehmung 4 an seiner Oberfläche, die dem Elektromagneten 3 gegenüberliegt, auf. Schrauben aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, sind mit 5 und 6 bezeichnet und ragen durch parallelverlaufende Durchführungen 7 und 8, die in dem Trägergehäuse 2 ausgenommen sind. Zwei Sitze 9 und 10 sind auf der Grundplatte der Ausnehmung 4 vorgesehen, in welche die sechseckigen Köpfe 5 a und 6 a der Schrauben 5 und 6 mit einem prismatischen Kupplungs­ stück eingeführt sind. Diese Schrauben sind mit dem Trägergehäuse 2 mit Unterlegscheiben 11 über die entsprechenden Gewindeschäfte kraftschlüssig verbunden. Eine im wesentlichen zylindrische Ausnehmung 12 ist auf dem Boden der Ausnehmung 4 im Trägergehäuse 2 ausge­ formt, wobei deren Achse parallel zu den Achsen der Schrauben 5 und 6 ausgerichtet ist.

In bekannter Art und Weise beinhaltet der Elektromagnet 3 ein röhrenförmiges Gehäuse 14, in welchem eine ringförmige Erregerspule 13 eingeschlossen ist. Der bewegliche Kern 15 des Elektromagneten weist einen Abschlußkopf 15 a auf, der in die Ausnehmung 4 des Trägergehäuses 2 ragt. Eine Platte aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, welches beispielsweise rechteckig ausgeformt ist, ist mit 16 bezeichnet.

Am Ende des Kerns 15 ist mit der Spule 13 ein Auflage­ teil 18 verbunden. Ein zweites Auflageteil 19 ist mit geringem Spiel auf dem Kern (15) befestigt und weist ein Teil auf, welches in eine zentrale Öffnung der Platte 16 eingreift. Eine ziemlich harte Feder 17 ist zwischen den Auflageteilen 18 und 19 vorgesehen und hält die Platte 16 gegen den Kopf 15 a. Eine Vorspannfeder 20 ist zwischen dem Kopf 15 a und dem Boden der Ausnehmung 12 im Trägergehäuse eingefügt. Diese Feder 20 wirkt so, daß das bewegliche Teil des Elektromagneten 3 und insbeson­ dere die Platte 16 von den Schraubenköpfen 5 und 6 weggehalten werden, die als feststehende Kontakte dienen.

Wie im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wird ein klingenartiges oder blattartiges Verbindungs­ glied 21 beispielsweise durch Annieten an dem Trägerge­ häuse 2 fixiert und wird (in einer nicht in den Zeich­ nungen dargestellten Weise) mit der Schraube 6 verbun­ den. In der dargestellten Ausführungsform ist das Teil 21 in eine L-Form gebogen und mit dem Trägergehäuse 2 nahe einer Durchführung 22 verbunden, die in dem Trägergehäuse 2 parallel zu den Achsen der Schrauben 5 und 6 ausgeformt ist. Eine Litze 23 aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, erstreckt sich durch diese Durchführung 22 und ist mit einem Ende an die Platte 6 geschweißt, die als beweglicher Kontakt dient, und das andere Ende ist mit dem Teil 21 ver­ schweißt. Die Litze 23 bildet als solche eine permanent wirkende elektrische Ausgleichsverbindungsvorrichtung (äquipotentiale elektrische Verbindung) zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und dem feststehenden (fi­ xierten) Kontakt, der durch die Schraube 6 gebildet wird. Wie bereits beschrieben, erstreckt sich die Litze 23 durch die Durchführung 22 im Trägergehäuse 2 und durch eine Nut 24 (Fig. 2 bis 4), die in der dem Elektromagneten 3 zugewandten Oberfläche neben den Kanten der Ausnehmung 4 ausgeformt ist.

Im Betrieb ist die Schraube 5 mit dem positiven An­ schlußpol (oder negativen Anschlußpol) der Batterie im Kraftfahrzeug verbunden, wobei die Schraube 6 mit dem Versorgungsanschlußpol des elektrischen Startermotors verbunden ist. Der bewegliche Kontakt 16 und die Schrauben 5 und 6 bilden also einen Schalter, durch den die Stromversorgung des Startermotors gesteuert werden kann.

Wenn an die Spule 13 Spannung angelegt wird (z.B. als Ergebnis eines Befehls durch den Zünd- und Starter­ schalter), werden der Kern 15 und der bewegliche Kontakt 16 gegen die fixierten Kontakte, die von den Köpfen 5 a und 6 a der Schrauben 5 und 6 gebildet werden, gedrückt. Die Ausgleichsverbindung, die aus der Litze 23 besteht, verbindet die Bildung eines Lichtbogens zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und der Schraube 6. Es könnten jedoch Lichtbögen zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und dem Kopf 5 a der Schraube 5 entstehen und, sollte der bewegliche Kontakt an dieser Schraube festsitzen, dann übt die Vorspannfeder 20 zusätzlich zum Ausüben eines Druckes auf den beweglichen Kontakt 16 ein zusätzliches Moment um den "Klebepunkt" auf. Dieses Moment, das eine Drehung des beweglichen Kontakts 16 um den "Klebepunkt" bewirkt (eine Rotation ist infolge des Spiels in der Anordnung und durch die Feder 17 möglich), ist in der Lage, den beweglichen Kontakt 16 von dem fixierten Kontakt 5 a zu lösen.

Die Litze 23 muß offensichtlich lang genug sein, um eine Relativbewegung des beweglichen Kontakts 16 zu den fixierten Kontakten 5 und 6 zu ermöglichen. Darüber­ hinaus muß die Litze 23 so bemessen sein, daß sie der dem Startermotor zuzuführenden Stromstärke Stand hält. Im Betrieb wird die Litze 23, wenn auch nur für kurze Augenblicke, von dem Strom, der in den Startermotor gespeist wird, durchflossen, sobald an die Spule 13 Spannung angelegt wird, wenn der bewegliche Kontakt 16 zuerst den feststehenden Kontakt 5 a und dann den Kontakt 6 a berührt.

Die Litze 23 kann trotzdem kleiner ausgelegt werden, wenn die Anordnung und/oder Ausbildung der feststehenden Kontakte und/oder des beweglichen Kontakts so ausgestal­ tet ist, daß der bewegliche Kontakt zunächst mit dem feststehenden Kontakt, der mit der Litze verbunden ist und dann erst auf den anderen feststehenden Kontakt auftrifft, wie es in der prioritätsgleich und im Namen des gleichen Anmelders hinterlegten italienischen Patentanmeldung beschrieben ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante der zuvor beschriebenen Vorrichtung. In dieser Ausbildungsform ist ein zusätzlicher Kontakt 25 in Form einer ausgeformten elastischen Klinge auf der Seite an dem Trägergehäuse 2 befestigt, die dem Elektromagneten 3 gegenüberliegt. Dieser zusätzliche Kontakt ist durch eine Leitung 26 mit einem Metallring 27, der auf dem Schaft einer der Schrauben 5 und 6 aufgelegt ist, verbunden.

Der bewegliche Kontakt 16 weist eine Anformung 16 a entlang seiner Längsseite auf, wobei dieser mit dem zusätzlichen Kontakt 25 eine Funktionseinheit bildet. Der letzte ist so geformt und angeordnet, wie in Fig. 6 gezeigt, daß er, wenn die Spule nicht unter Spannung steht, näher an dem beweglichen Kontakt 16 (und speziell näher zu der Anformung 16 a dieses Kontakts liegt) als an die Köpfe 5 a und 6 a der Schrauben 5 und 6. Folglich berührt das bewegliche Kontaktteil 16 zuerst den zusätzlichen Kontakt 25 und dann die feststehenden Kontakte 5 a und 6 a der Schrauben 5 und 6, wenn die Spule 13 erregt wird. Dadurch bildet das zusätzliche Kontakt­ teil 25 eine elektrische Ausgleichsverbindung zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und dem feststehenden Kontakt 6-6 a, bevor der bewegliche Kontakt 16 den feststehenden Kontakt 6-6 a berührt. Dadurch ist jeglicher Gefahr der Zündung von Lichtbögen zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und dem feststehenden Kontakt 6 a vorgebeugt. Aber auch bei der erfindungsgemäßen Ausbildungsform können unter Umständen meist zwischen dem beweglichen Kontakt 16 und dem feststehenden Kontakt 5 a-5 Lichtbögen enstehen. Für den Fall, daß der bewegliche Kontakt 16 an dem feststehenden Kontakt festsitzt, kann die Vorspann­ feder 20 diesen wieder lösen in Folge des Moments, das sie auf den beweglichen Kontakt 16 um den "Klebepunkt" ausübt.

In Hinsicht auf die Dimensionierung des zusätzlichen Kontakts 25, der Leiterbahn 26 und des Rings 27 gelten die zuvor unter Bezugnahme auf die Litze 23 der ersten Ausführungsform dargelegten Ausführungen.

Selbstverständlich bleibt das Erfindungsprinzip dassel­ be, wenn andere Ausführungsformen in Details abgewandelt werden.

Claims (6)

1. Elektromagnetische Vorrichtung zur Steuerung einer Stromspeisung eines elektrischen Startermotors eine Brennkraftmaschine, bestehend aus:

• - einem Trägergehäuse, das ein Paar feststehender Kontakte zum Anschluß einerseits an eine Span­ nungsquelle und andererseits an den Startermotor trägt,
• - einem an dem Trägergehäuse befestigten Elektro­ magneten, der aus einer Erregerspule und einem verschiebbaren Kern besteht, wobei dieser einen Kontakt trägt, der durch Zusammenwirken mit den ortsfesten Kontakten die Stromeinspeisung für den Startermotor bewirkt, wenn an die Spule Spannung angelegt wird, und
• - elastischen Vorspannvorrichtungen zum Wegdrücken des verschieblichen Kontakts von den feststehen­ den Kontakten, wenn die Spannung von der Spule genommen wird,

dadurch gekennzeichnet,daß zusätzlich elektrische Verbindungsteile (23, 21; 25, 26, 27) vorgesehen und so angeordnet sind, daß eine äquipotentiale elektrische Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt (16) und einem (6) der feststehenden Kontakte (5, 6) gebildet wird, bevor der bewegliche Kontakt (16) den feststehenden Kontakt (6) infolge des Spannungsanlegens an die Spule (13) berührt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindungsvorrichtung, eine flexible Leitung (23) umfaßt, die den beweglichen Kontakt (16) mit einem (6) der feststehenden Kontakte (5, 6) permanent verbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung aus einer Metallitze (23), vorzugsweise aus Kupfer besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindungsvorrichtung einen zusätzlichen Kontakt (25) aufweist, der an dem Trägergehäuse (2) angebracht und so ausgeformt ist, daß im Fall des Spannungsanlegens an die Spule (13) der bewegliche Kontakt (16) den zusätzlichen Kontakt (25) berührt, bevor er einen der feststehenden Kontakte (5, 6) berührt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Kontakt (25) ein elastisches Blech ist und an einen der feststehenden Kontakte (6) mittels einer Leitung (26) und einem Metallring (27), der auf dem feststehenden Kontakt (6) ver­ bunden ist, aufgepaßt ist.