DE4224999A1 - Einrückrelais für den Starter einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Einrückrelais für eine Andrehvorrichtung (Starter) einer Brennkraft­ maschine, mit einem zwei als Kontaktbolzen ausge­ bildeten Hauptstromkontakten verdrehsicher aufneh­ menden Schalterdeckel.

Derartige Einrückrelais dienen dem Zweck, einen hohen Strom mit einem verhältnismäßig niedrigen Steuerstrom zu schalten. Der hohe Strom (Starterstrom), der für das Andrehen einer Brenn­ kraftmaschine mittels Starter erforderlich ist, beträgt zum Beispiel bei Personenkraftwagen bis zu ca. 1000 Ampere, bei Nutzkraftwagen bis zu ca. 2500 Ampere.

Dieser hohe Starterstrom wird über eine Kontakt­ brücke, die im erregten Zustand des Einrückrelais die Hauptstromkontakte miteinander verbindet, ge­ schaltet.

Um diesen hohen Starterstrom sicher schalten zu können, sind die äußeren Anschlüsse, die einerseits zum Fahrzeugakkumulator und andererseits zum Star­ ter führen, mit einem bestimmten Drehmoment an den Hauptstromkontakten fest angezogen.

Aus der US-PS 4,251,788 ist beispielsweise die Anordnung von Hauptstromkontakten im Schalter­ deckel bekannt.

Hier weisen die bolzenförmigen Hauptstromkontakte relaisseitig sechskantförmige Abschlüsse auf, die in korrespondierende Ausnehmungen des Schalter­ deckels eingreifen. Das Drehmoment, das beim An­ schließen der Anschlußkabel aufgebracht werden muß, wird vollständig in radialer Richtung auf den Schalterdeckel abgeleitet.

Es ist nachteilig, daß die Schalterdeckelgehäuse immer ausreichend groß dimensioniert werden müssen, um das Drehmoment sicher abzuleiten, zumal im Kraftfahrzeug ein immer mehr verkleinerter Einbau­ raum zur Verfügung steht.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, ein Einrückrelais der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem trotz verringertem Einbauraum für den Schalterdeckel die von den Hauptstromkontakten auf­ zunehmenden Drehmomente sicher abgeleitet werden können.

Vorteile der Erfindung

Dies wird beim erfindungsgemäßen Einrückrelais durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt­ anspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet gegenüber dem bekannten Einrückrelais den Vorteil, daß die an den Hauptstromkontakten auftretenden Drehmomente besser abgeleitet werden können. Dazu weisen die Kontakt bolzen an ihrer der Kontaktkammer zugewandten Seite einen durchmesserstärkeren Endbereich auf, der an seiner nicht der Kontaktkammer zugewandten Stirn­ fläche nicht eben ist und in entsprechende Aus­ nehmungen an der Innenseite des Schalterdeckels eingreift, so daß der Einbauraum des Einrückrelais nicht mehr von der Ableitung des Anzugs- Drehmomentes der Kontaktbolzen in radialer Richtung abhängig ist.

Diese formschlüssige, nicht ebene Verbindung zwischen Kontaktbolzen und Gehäusedeckel gewähr­ leistet eine großflächigere Verbindung und damit ein höheres Widerstandsmoment zur Kompensation sowie zur Ableitung des Drehmomentes.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der durchmessergrößere Endbereich an seiner Stirnfläche zahnförmige Vorsprünge auf, die von der Stirnfläche in Richtung Zahnwurzel verlaufende konische Flanken aufweisen. Hier ist in besonders vorteilhafter Weise möglich, das Drehmoment sowohl in radialer als auch in axialer Richtung groß­ flächig abzuleiten. Die zahnförmigen Vorsprünge gestatten eine optimale form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktbolzen und Schalter­ deckel. Dabei haben die Kontaktbolzen an ihren kontaktseitigen Endbereichen einen runden oder vor­ zugsweise sechskantförmigen Querschnitt, so daß hier ggf. das Anzugsdrehmoment zum Teil mit aufgenommen wird.

Zeichnung

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der zugehöri­ gen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Einrückrelais nur im Bereich Hauptstromkontakte im Schalterdeckel;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalterdeckel ohne Hauptstromkontakte aus Richtung der Kontaktkammer;

Fig. 3 eine weitere Draufsicht in einem anderen Beispiel;

Fig. 4 perspektivisch einen Kontaktbolzen mit rundem Kopf und

Fig. 5 perspektivisch einen Kontaktbolzen mit sechskantigem Kopf.

Fig. 1 zeigt im Ausschnitt den Hauptstromkontakt­ bereich eines allgemein mit 10 bezeichneten Ein­ rückrelais. Das Einrückrelais 10 besitzt einen Schalterdeckel 12, in dem die Hauptstromkontakte 14 angeordnet sind. Diese wirken mit einer Kontakt­ brücke 35 zusammen, die über eine Schaltachse 36 vom Anker des Einrückrelais 10 beim Einschalten seiner Erregerwicklung 37 entgegen der Kraft von Rückstellfeder 38 und Kontaktdruckfeder 39 auf die Hauptstromkontakte gedrückt wird. Die Hauptstrom­ kontakte 14 führen durch Durchbrüche 16 des Schalterdeckels 12 nach außen und weisen dort Gewinde 18, die Spannscheiben 19 tragen, auf. Auf der Seite der Kontaktkammer 20 besitzen die Haupt­ stromkontakte 14 an ihrem Ende einen durchmesserstärkeren Bereich 22.

Der Bereich 22 ist sechskantförmig und weist an seiner der Kontaktkammer 20 abgewandten Stirnfläche 23 zahnförmige Vorsprünge 24 auf, die von der Stirnfläche in Richtung Zahnwurzel 26 konisch verlaufende Flanken 28 besitzen.

Der Schalterdeckel 12 besitzt mit der Formgebung des Bereiches 22 der Hauptstromkontakte 14 kor­ respondierende Ausnehmungen 30.

In Fig. 2 wird verdeutlicht, daß die Ausnehmungen 30 ebenso wie der durchmesserstärkere Bereich 22 der Hauptstromkontakte 14 einen sechskantförmigen Querschnitt 31 aufweisen. Die zahnförmigen Vor­ sprünge 24 sind auf dem gesamten Umfang des Bereiches 22 angeordnet.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß der durchmesserstärkere Bereich 22 der Hauptstromkontakte 14 auch einen runden Querschnitt 32 aufweisen kann, der in einer entsprechenden runden Ausnehmung 30a des Schalter­ deckels 12 zu befestigen ist.

Ein runder Querschnitt 32 bietet den Vorteil eines verringerten werkzeugseitigen Aufwandes bei der Herstellung der korrespondierenden Ausnehmung 30a im Gehäusedeckel 12. In diesem Fall werden die axialen und radialen Komponenten fast ausschließ­ lich über die konischen Flanken 28 abgeleitet und eine Kerbwirkung an den Sechskantecken des Schal­ terdeckels gemäß Fig. 2 entfällt.

In den Fig. 4 und 5 sind die Kontaktbolzen der Hauptstromkontakte 14 zur besseren Verdeutlichung perspektivisch dargestellt.

Fig. 4 zeigt einen Hauptstromkontakt mit einem runden Querschnitt 32 des durchmesserstärkeren Bereiches 22 und Fig. 5 einen sechskantförmigen Querschnitt 31.

Es sind weiterhin deutlich die zahnförmigen Vor­ sprünge 24 an der Stirnfläche 23 zu erkennen, die in Richtung der Zahnwurzel 26 konisch verlaufende Flanken 28 aufweisen.

Die Anzahl und die Höhe der Vorsprünge 24 richtet sich nach den jeweiligen Einbau- und Anschluß­ bedingungen. Sie sind gleichmäßig verteilt auf dem gesamten Umfang des Bereiches 22 beliebig variierbar.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lösungen ist folgende:

Die als Kontaktbolzen ausgebildeten Hauptstrom­ kontakte 14 werden in den Durchbrüchen 16 des Schalterdeckels 12 mit den Spannscheiben 19 fest­ gespannt und bilden durch die korrespondierende Gestaltung der Stirnfläche 23 mit der Ausnehmung 30 eine formschlüssige Verbindung.

Beim Anschließen von Kabelenden an den Kontaktbol­ zen, beispielsweise mittels hier nicht dargestell­ ten, mit Muttern festgeklemmten Kabelschuhen, muß zum sicheren Anschließen eine Mindestkraft für das Anzugsmoment aufgebracht werden, die sich über das Reibmoment auf die Kontaktbolzen überträgt. Dieses Reibmoment wird von dem Schalterdeckel 12 auf­ genommen und als Drehmoment abgeleitet.

Durch die gefundene Lösung erfolgt eine Aufteilung des von dem Drehmoment ausgehenden Kraftpotentials in eine axiale und eine radiale Komponente.

Die radiale Komponente wird einerseits über die Seitenflächen des sechskantförmigen Querschnitts des Bereiches 22 und über die konischen Flanken 28 der Stirnfläche 23 abgeleitet. Über die konischen Flanken 28 wird zusätzlich noch die axiale Komponente abgeleitet.

Da die Anforderung an das Anzugsmoment immer gleich groß ist oder gar noch größer wird, kann durch die Erhöhung bzw. erst durch die Schaffung der axialen Komponente die radiale Komponente verringert werden. Somit ist es möglich, die Dimensionierung des Schalterdeckels 12 entsprechend zu verringern.

Claims (4)

1. Einrückrelais für den Starter einer Brennkraft­ maschine mit einem zwei als Kontaktbolzen ausgebildete Hauptstromkontakte verdrehsicher auf­ nehmenden Schalterdeckel, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbolzen (14) an ihrer der Kontakt­ kammer (20) zugewandten Seite einen durchmesser­ stärkeren Bereich (22) aufweisen, der an seinen nicht der Kontaktkammer (20) zugewandten Stirn­ fläche (23) nicht eben ist und in entsprechende Ausnehmungen (30, 30a) an der Innenseite des Schalterdeckels (12) eingreift.

2. Einrückrelais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnflächen (23) zahnförmige Vorsprünge (24) aufweisen, die von der Stirnfläche (23) in Richtung Zahnwurzel (26) konisch verlaufen­ de Flanken (28) besitzen.

3. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt (32) des durchmesserstärkeren Bereiches (22) am Ende der Kontaktbolzen (14) rund ist.

4. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (31) des Bereiches (22) am Ende der Kontaktbolzen (14) ein Vieleck, vorzugsweise ein Sechseck, ist.