DE4244118C1 - Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen Überlastung - Google Patents
Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen ÜberlastungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schützen von
Relaiskontakten gegen Überlastung, insbesondere in einem
Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Last, welche über
Relaiskontakte an eine Spannungsquelle angeschaltet werden
kann, mit einer Ansteuerungselektronik zur Ansteuerung eines
Relais sowie mit einem Stromsensor und einer
Schmelzsicherung im Laststromkreis.
Eine Schaltungsanordnung, bei der hohe elektrische
Stromstärken über ein Relais geschaltet werden, ist aus der
DE 40 04 400 A1 bekannt. Hierbei werden die Glühkerzen eines
Dieselmotors über die Kontakte eines Relais an eine
Spannungsquelle angeschaltet. In Reihe mit jeder Glühkerze
liegt eine Schmelzsicherung, die bei überhöhten Lastströmen,
insbesondere bei einem Kurzschluß, in einem Laststromkreis
den jeweiligen Laststromkreis unterbrechen soll. Parallel zu
jeder Schmelzsicherung sind jeweils die Eingänge eines
Komparators geschaltet, welcher als Stromsensor fungiert und
Kurzschlüsse oder Leitungsunterbrechungen in den jeweiligen
Laststromkreisen erkennen und einer Steuerschaltung
signalisieren kann.
Nachteilig an einer solchen Schaltungsanordnung ist, daß die
Relaiskontakte im Fall von überhöhten Lastströmen nur
unzureichend gegen Überlastung geschützt sind.
Tritt bei dieser Schaltungsanordnung in einem der
Laststromkreise eine überhöhte Stromstärke auf, so wird die
Ansteuerung der Laststromkreise über das Relais unverändert
fortgesetzt, während der überlastete Stromkreis durch das
Auslösen der Schmelzsicherung unterbrochen werden soll.
Hierbei können sich folgende Probleme ergeben:
Liegt die überhöhte Laststromstärke nicht deutlich oberhalb
der Ansprechstromstärke der Schmelzsicherung, so kann das
Durchschmelzen der Schmelzsicherung eine relativ lange Zeit
in Anspruch nehmen. Bei einer solchen leicht überhöhten
Stromstärke sind zwar die geschlossenen Relaiskontakte nur
wenig durch die erhöhte Strombelastung gefährdet, es kommt
aber, sofern das Relais vor dem Durchschmelzen der Sicherung
wieder geöffnet wird, zu einer verstärkten Funkenbildung an
den Relaiskontakten, die bis hin zur Ausbildung eines
Lichtbogens führen kann, welcher die Relaiskontakte
zerstören kann.
Ebenso problematisch können aber auch die im Kurzschlußfall
auftretenden, hohen Stromstärken sein. Ein über die
Relaiskontakte fließender, hoher Kurzschlußstrom erzeugt im
Relais ein Magnetfeld, welcher bei ungünstiger Verschaltung
des Relais das von der Relaisspule erzeugte Magnetfeld
abschwächt. Hierdurch kommt es zu einem Abheben des Ankers
von dem Relaisspulenkern, wodurch sich die Relaiskontakte
öffnen und sich an den Kontakten ein Lichtbogen ausbildet,
der wiederum die Relaiskontakte zerstören kann. Hinzu kommt,
daß sich durch den Lichtbogen, die an der Schmelzsicherung
abfallende Spannung soweit erniedrigen kann, daß die
Ansprechstromstärke der Schmelzsicherung nicht mehr erreicht
wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine einfache und
kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, die beim Auftreten
eines überhöhten Laststromes, die den Laststrom schaltenden
Relaiskontakte wirkungsvoll gegen Überlastung schützt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Ansteuerungselektronik beim Auftreten überhöhter Lastströme
das Relais zumindest solange im eingeschalteten Zustand
beläßt, bis die Schmelzsicherung auslöst und daß
Schaltungsmaßnahmen vorgesehen sind, um beim Auftreten von
überhöhten Lastströmen eine besonders gute Kontaktgabe der
Relaiskontakte zu gewährleisten.
Stromabhängig wirkende Mittel zur Verstärkung des
Kontaktdruckes, z. B. Stromschleifen, sind bereits aus der
DE-AS 10 65 508 bekannt, wobei aber eine Abschaltung des
Laststromkreises nicht vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann so eine einfache
und kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden, die beim
Auftreten überhöhter Lastströme eine sichere Abschaltung des
Laststromkreises ermöglicht, wobei die Belastung des
Relaiskontaktes durch die Ausbildung von Schaltfunken oder
eines Lichtbogens möglichst gering gehalten wird.
Hierzu ist vorgesehen, daß die Auswerteelektronik das Relais
beim Auftreten eines überhöhten Laststromes solange
ansteuert, bis die Schmelzsicherung auslöst und so den
Laststromkreis unterbricht.
Hierdurch wird ein Schaltfunke bzw. die Ausbildung eines
Lichtbogens beim Öffnen des Relaiskontaktes vermieden.
Weiterhin werden Maßnahmen vorgesehen, um am angesteuerten
Relais, und zwar besonders im Überlastfall, eine gute
Kontaktgabe der Relaiskontakte zu gewährleisten und um
Funkenbildung und Kontaktabbrand an den Kontakten zu
verhindern.
Hierzu kann vorgesehen werden, das Relais so zu beschalten,
daß die Stromrichtung des Laststromes parallel zur Richtung
des Spulenstromes fließt, oder daß zumindest die Richtung
des Laststromes eine Komponente in Richtung des
Spulenstromes besitzt, so daß sich das durch den sehr hohen
Laststrom hervorgerufene Magnetfeld zum Magnetfeld der
Relaisspule hinzuaddiert. Hierdurch wird gewährleistet, daß
sich im Überlastfall, das den Anker haltende Magnetfeld
nicht geschwächt, sondern sogar verstärkt wird, wodurch eine
besonders sichere Kontaktgabe erreicht wird.
Um bei der Ansteuerung des Relais die Verlustleistung
möglichst klein zu halten, wird häufig eine getaktete
Ansteuerung der Relaisspule vorgesehen. Es ist vorteilhaft
im Überlastfall statt einer getakteten Ansteuerung eine
Bestromung der Relaisspule durch einen kontinuierlichen
Strom vorzusehen, um ein Öffnen der Relaiskontakte durch das
durch den Laststrom hervorgerufene Magnetfeld zu
unterbinden.
Um eine besonders sichere Kontaktgabe zu erreichen, kann
weiterhin auch vorgesehen werden, den
Spulenansteuerungsstrom im Überlastfall noch zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist als besonderen
Vorteil einen besonders einfachen Aufbau auf. So wird neben
der sehr kostengünstigen Schmelzsicherung nur ein einfacher
Stromsensor benötigt. Auch die Ansteuerungselektronik kann
sehr einfach ausgeführt sein, zum Beispiel durch einen
einfachen Mikrorechnerbaustein.
Da lediglich zwei Signale, nämlich das
Relaisansteuerungssignal und das Überlastsignal miteinander
verknüpft werden müssen, ist aber auch ein Aufbau der
Ansteuerungselektronik mit diskreten Bauelementen ohne
großen Aufwand möglich.
Der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Vorrichtung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 die Skizze eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Ablaufplan zur Verdeutlichung der
Funktionsweise der in der Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung.
In der Fig. 1 ist ein sehr einfach auszuführendes Beispiel
für eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.
Ein Laststromkreis besteht aus einer elektrischen Last (5),
welche beispielsweise als Glühkerze in einem Kraftfahrzeug
mit selbstzündender Brennkraftmaschine ausgeführt sein kann,
einer Spannungsquelle (6), einer Schmelzsicherung (4), einem
Stromsensor (3) sowie aus den Relaiskontakten (2a).
Die Relaiskontakte (2a) gehören zu einem Relais (2), welches
durch eine Ansteuerungselektronik (1) angesteuert wird. Zum
Relais (2) können selbstverständlich weitere in der Fig. 1
nicht dargestellte Komponenten mit bekannter Funktion, wie
zum Beispiel ein Schaltverstärker oder eine Freilaufdiode
gehören.
Der Stromsensor (3) ist ebenfalls über eine Leitung mit der
Ansteuerungselektronik (1) verbunden, über die er beim
Auftreten von überhöhten Lastströmen ein Überlastsignal (U)
an die Ansteuerungselektronik (1) gibt.
Die Funktionsweise der in der Fig. 1 dargestellten
Vorrichtung soll im folgenden anhand der Fig. 2 näher
erläutert werden.
Tritt bei angesteuertem Relais (2) ein überhöhter Laststrom
auf, so gibt der Stromsensor (3) ein Überlastsignal (U) an
die Ansteuerungselektronik (1) (a).
Die Ansteuerungselektronik (1) läßt daraufhin das Relais (2)
im eingeschaltetem Zustand. Eine eventuell getaktete
Ansteuerung der Relaisspule geht in eine kontinuierliche
Ansteuerung über (b).
Das Relais (2) bleibt solange angesteuert, bis die
Schmelzsicherung (4) auslöst. Hierzu gibt die
Ansteuerungselektronik (1) solange ein
Relaisansteuerungssignal (S) an das Relais (2) bis das
Überlastsignal (U) des Stromsensors (3) wegfällt (c).
Der fehlerhafte Laststromkreis ist nun sicher unterbrochen.
Die Ansteuerungselektronik (1) kann nun die Ansteuerung des
Relais (2) beenden (d). Sofern das Relais (2) weitere
Laststromkreise schaltet, kann deren Funktion weiterhin
ordnungsgemäß fortgesetzt werden.
Es ist anzumerken, daß selbstverständlich beim
Funktionsschritt (b) die Relaiskontakte durch den erhöhten
Laststrom thermisch belastet werden. Diese Belastung kann
jedoch durch geeignete Dimensionierung der Schmelzsicherung
(4) in für das Relais (2) ungefährlichen Ausmaßen gehalten
werden. Durch die sehr einfache erfindungsgemäße Vorrichtung
kann jedoch insbesondere der Abbrand der Relaiskontakte (2a)
durch Schaltfunken oder gar eine Zerstörung der
Relaiskontakte (2a) durch einen Lichtbogen wirkungsvoll
verhindert werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen
Überlastung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit
einer elektrischen Last (5), welche über Relaiskontakte
(2a) an eine Spannungsquelle (6) angeschaltet werden
kann, mit einer Ansteuerungselektronik (1) zur
Ansteuerung eines Relais (2), mit einem Stromsensor (3)
und einer Schmelzsicherung (4) im Laststromkreis, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerungselektronik (1) beim
Auftreten überhöhter Lastströme das Relais (2) zumindest
solange im eingeschalteten Zustand beläßt, bis die
Schmelzsicherung (4) ausgelöst hat und daß Schaltungsmaßnahmen
vorgesehen sind, um beim Auftreten von überhöhten
Lastströmen eine besonders gute Kontaktgabe der
Relaiskontakte (2a) zu gewährleisten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Richtung des über die Relaiskontakte (2a) geführten
Laststromes so gewählt ist, daß das durch den Laststrom
hervorgerufene Magnetfeld das Spulenmagnetfeld des Relais
(2) verstärkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerungselektronik (1) beim
Auftreten überhöhter Lastströme einen kontinuierlichen
Spulenansteuerungsstrom an die Relaisspule gibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerungselektronik (1) als Mikrorechner ausgeführt
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Ansteuerung von Glühkerzen in einem
Kraftfahrzeug mit selbstzündender Brennkraftmaschine
Verwendung findet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4244118A DE4244118C1 (de) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen Überlastung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4244118A DE4244118C1 (de) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen Überlastung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4244118C1 true DE4244118C1 (de) | 1994-03-24 |
Family
ID=6476562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4244118A Expired - Fee Related DE4244118C1 (de) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Vorrichtung zum Schützen von Relaiskontakten gegen Überlastung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4244118C1 (de) |
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-
1992
- 1992-12-24 DE DE4244118A patent/DE4244118C1/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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