DE4432297A1

DE4432297A1 - Einrückrelais für Andrehvorrichtung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4432297A1
Application number: DE4432297A
Authority: DE
Inventors: Martin Mayer; Siegfried Dr Ing Dr Schustek; Manfred Dipl Ing Ackermann; Gerd Dipl Ing Kirsten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-09-10
Filing date: 1994-09-10
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2014-09-11
Also published as: FR2724421B1; ITMI951847A0; IT1277529B1; ITMI951847A1; DE4432297C2; FR2724421A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Einrückrelais für Andrehvorrichtungen von Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Einrückrelais ist bereits aus der DE-OS 42 42 930 an sich bekannt. Bei dem bekannten Einrückrelais ist das Hilfsrelais im Kontaktraum des Einrückrelais als Klappankerrelais ausgebildet, bei dem die Abbrandreserve und der Kontaktdruck mittels einer Blattfeder eingestellt wird, welche aufgrund der Einbauverhältnisse eine relativ hohe Federkonstante aufweist. Aufgrund der Fertigungstoleranzen führt ein derartiges Hilfsrelais im Laufe seiner Lebensdauer zu stark unterschiedlichen Kontaktdrücken. Außerdem wirken dort die Einschaltstöße des Einrückrelais der Haltekraft des Hilfsrelais entgegen, was zu Schwingungen an den Kontakten des Hilfsrelais bis hin zu Kontaktprellungen führt, und der Bauraum des Einrückrelais läßt es nicht zu, ein Klappankerrelais darin derart zu integrieren, daß ein sicheres Schließen und Halten der Hilfskontakte gewährleistet ist.

Die Verwendung von Klappankermagneten hat den weiteren Nachteil, daß schon bei kleinsten Luftspalten im magnetischen Kreis diese zu einem großen Kraftverlust und damit zu einem starken Abfall des Kontaktdrucks führen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Einrückrelais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Hilfsrelais nunmehr mit einem Tauchanker versehen ist, der von dem Schaltbolzen des Einrückrelais durchsetzt als Hülsenanker ausgebildet ist und der von einer vorgespannten Schraubendruckfeder mit weicher Kennlinie in seiner Ruhelage gehalten wird. Dabei ist am unteren Ende des Hülsenankers eine Kontaktplatte angeordnet, die mit zwei festen, sich gegenüberliegenden Schaltkontakten zusammenwirkt, wobei die Kontakte des Hilfsrelais im ausgeschalteten Zustand geöffnet sind. Aufgrund der weichen Rückstellfeder bleibt im Gegensatz zum Klappankerrelais der Kontaktdruck weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen und von Temperaturänderungen sowie vom Kontaktabbrand im Laufe der Lebensdauer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein derart ausgebildetes und angeordnetes Hilfsrelais im eingeschalteten Zustand von dem Haupteinrückrelais derart entkoppelt ist, daß mechanische Einflüsse wie Schwingungen des Haupt- und Hilfsrelais auf die Hilfskontakte minimiert werden, zumal die vom Hauptrelais verursachten Einschalt- und Abschaltstöße jeweils mit der Einzugskraft bzw. Abschaltkraft des Hilfsrelais in gleicher Richtung wirken.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn sich im Ausschaltzustand der Hülsenanker mit der Rückstellkraft einer ersten Schraubendruckfeder am Magnetkern des Einrückrelais abstützt. Mit einer zweiten, schwächeren Schraubendruckfeder, die zwischen dem Magnetkern des Einrückrelais und der Kontaktplatte des Hilfsrelais eingesetzt ist, läßt sich der Kontaktdruck des Hilfsrelais bestimmen, indem der Hülsenanker in eingeschaltetem Zustand einen größeren Hub zurücklegt als die Kontaktplatte, wodurch die beiden Schraubendruckfedern voneinander entkoppelt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Einrückrelais mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten und angeordneten Hilfsrelais im Längsschnitt und Fig. 2 das Hilfsrelais im Längsschnitt im vormontierten Zustand in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Einrückrelais für die Andrehvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. In einem magnetisch leitenden, topfförmigem Gehäuse 11 des Einrückrelais 10 ist ein zylindrischer Anker 12 axial verschiebbar angeordnet, an dessen unterem Ende eine Schraube 13 mit einer Isolierstoffbuchse 14 eingeschraubt ist. Über diese Schraube spurt der Anker 12 in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise über ein klauenförmiges Hebelgestänge ein Ritzel der Andrehvorrichtung in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine ein bzw. aus diesem Zahnkranz aus. Der Anker 12 ist mit seinem oberen Abschnitt konzentrisch von einer Einzugswicklung 15 und einer Haltewicklung 16 umgeben, die im Gehäuse 11 auf einem Spulenkörper 17 sitzen. Oberhalb des Spulenkörpers 17 ist ein Magnetkern 18 in das Relaisgehäuse 11 eingesetzt, der über eine Federplatte zusammen mit einem Schalterdeckel 19 das Einrückrelais 10 vom oberen Gehäuserand 11a am Gehäuse 11 festgebördelt ist. In einer zentralen Bohrung des Magnetkerns 18 wird ein Schaltbolzen 20 mit einer darauf angeordneten Distanzbuchse 21 geführt, wobei der Kopf 20a des Schaltbolzens 20 mit dem Kopfbereich der Distanzbuchse 21 in ein zentrisches Sackloch 22 des Ankers 12 eintaucht. Der Kopf 20a des Schaltbolzens 20 wird dabei einerseits durch eine im Sackloch 22 eingesetzte Druckfeder 23 an seiner Unterseite beaufschlagt und andererseits durch eine weitere, zwischen dem Anker 12 und dem Kopf des Schaltbolzens 20 eingesetzte Schraubendruckfeder 24 in der dargestellten Ruhelage gehalten. Das obere Ende des Schaltbolzens 20 ragt oberhalb des Ankers 12 in einen Kontaktraum 25 des Schalterdeckels 19. Der obere Abschnitt des Schaltbolzens 20 trägt eine Isolierstoffbuchse 26 mit einer darauf vorn aufgesetzten Kontaktbrücke 27. Die Kontaktbrücke 27 liegt auf einer Ringschulter 28 der im unteren Abschnitt konzentrisch verstärkten Isolierstoffbuchse 26 auf. Unterhalb der Isolierstoffbuchse 26 ist eine Blechhülse 29 angeordnet, deren oberes Ende mit einem ringförmig nach innen gerichteten Kragen einerseits an der Isolierstoffbuchse 26 anliegt und andererseits eine Kontaktdruckfeder 30 aufnimmt, die sich einerseits über den Kragen gegen die Isolierstoffbuchse 26 und andererseits gegen das Ende der den Schaltbolzen 20 umgebenden Distanzbuchse 21 abstützt. Anstelle der Blechhülse 29 kann auch die Isolierstoffbuchse 26 mit einem entsprechenden Hülsenansatz zur Aufnahme der Kontaktdruckfeder 30 ausgebildet werden. Durch eine am oberen Ende des Schaltbolzens 20 aufgeschraubte Mutter 31 sind Isolierstoffbuchse 26 und Kontaktbrücke 27 elektrisch isoliert am Schaltbolzen 20 gesichert. Die Kontaktbrücke 27 wirkt mit zwei Schaltkontakten des Einrückrelais zusammen, die als Kontaktschrauben 32, 33 in die Stirnseite des Schalterdeckels 19 mit Abstand voneinander in bekannter Weise eingesetzt sind.

Unterhalb der Kontaktbrücke 27 ist auf dem Magnetkern 18 ein Hilfsrelais 34 angeordnet, dessen Relaiskontakte in bekannter Weise, gemäß DE-OS 42 42 930 die Wicklungen 15 und 16 des Einrückrelais 10 einschaltet. Das Hilfsrelais 34 ist konzentrisch um den vom Anker 12 zu betätigenden Schaltbolzen 20 angeordnet und als vormontiertes Bauteil gemäß Fig. 2 mit mehreren Schrauben 35 auf dem Magnetkern 18 des Einrückrelais 10 innerhalb des Kontaktraumes 25 zu montieren.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Aufbau dieses Hilfsrelais 34, wobei in einem topfförmigen Magnetkerngehäuse 36 eine ringförmige Hilfsrelaiswicklung 37 auf einem Spulentragkörper 38 angeordnet ist. Das Magnetkerngehäuse 36 ist oben durch eine Magnetkernplatte 39 abgeschlossen, deren zentrischer Durchbruch 40 im montierten Zustand nach Fig. 1 das Ende des Schaltbolzens 20 mit der Isolierstoffbuchse 26 aufnimmt. Der Boden 36a des Magnetkerngehäuses 36 ist auf einer Grundplatte 41 befestigt, wobei beide Teile 36a, 41 eine zentrische Öffnung aufweisen, in die eine an der Innenwandung des Spulentragkörpers 18 eingesetzte Führungshülse 42 hineinragt. In dieser Führungshülse 42 sitzt unterhalb der Magnetkernplatte 39 ein Stützring 43 für eine Ankerrückstellfeder 44 in Form einer weichen Schraubendruckfeder. Der Stützring 43 wirkt hier zugleich als Anschlagring für einen als Hülsenanker 45 ausgebildeten Tauchanker des Hilfsrelais 34 im Einschaltzustand. Der Hülsenanker 45 ist unterhalb des Stützrings 43 in der Führungshülse 42 angeordnet und hat einen Stützkragen 46 für das untere Ende der Ankerrückstellfeder 44. Am unteren Ende des Hülsenankers 45 ist eine Kontaktplatte 46 angeordnet, die mit ihrer zentrischen Öffnung von einem ringförmig in das untere Ende des Hülsenankers 45 reichenden Halter 47 aus Isolierstoff aufgenommen ist. Die Kontaktplatte 46 wirkt mit zwei aus Stromschienen 48, 49 gebildeten Hilfskontakten des Hilfsrelais 34 zusammen, welche unterhalb der Relais-Grundplatte 41 befestigt sind und durch Isolierteile 50, 51 und 52 sowohl gegenüber der Grundplatte 41, den Schrauben 35 und - im montierten Zustand - gegenüber dem Magnetkern 18 des Einrückrelais 10 elektrisch isoliert sind. Unterhalb des Halters 47 befindet sich eine Kontaktdruckfeder 53, die ebenfalls als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und die sich einerseits gegen die Stirnseite des Halters 47 und andererseits gegen den Boden einer Ausnehmung 54 an der oberen Stirnseite des Magnetkerns 18 - in Fig. 1 erkennbar - abstützt.

Für die Funktion des Hilfsrelais 35 ist wichtig, daß die Ankerrückstellfeder 44 in der Ausschaltstellung des Relais eine größere Rückstellkraft aufweist als die Kontaktfeder 53, so daß sich der Hülsenanker 45 mit der Kraftdifferenz der beiden Federn 44 und 53 mit seiner Kontaktplatte 46 am Magnetkern 18 des Relais abstützt. Die Differenzkraft der Ankerrückstellfeder 44 und der Kontaktfeder 53 halten das System des Hilfsrelais 34 in Ruhestellung, wobei der Luftspalt X zwischen Hülsenanker 45 und Stützring 43 mit ca. 2 mm größer ist als der Kontaktabstand Y der Kontaktplatte 46 zu den Hilfskontakten 48, 49 mit etwa 1,5 mm. Dies hat zur Folge, daß beim Einschalten der Hilfsrelaiswicklung 37 der Hülsenanker 45 einen größeren Weg zurücklegt als die Kontaktplatte 46. Da der Hülsenanker 45 und der Halter 47 der Kontaktplatte 46 zueinander axial beweglich sind, ergibt sich bei eingeschaltetem Hilfsrelais 34 eine mechanische Entkopplung des Hülsenankers 45 vom Kontaktsystem 46, 48, 49. Dieses Kontaktsystem ist ferner derart angeordnet, daß die beim Aufschlag des Hauptrelaisankers 12 auf dessen Magnetkern 18 auftretenden Stoßkräfte in Schließrichtung des Kontaktsystems des Hilfsrelais 34 wirken.

Das Prinzip, beim erfindungsgemäßen Hilfsrelais die Rückstellkraft des Relais durch die Differenzkraft der Ankerrückstellfeder 44 und der Kontaktfeder 53 einzustellen, ermöglicht es, bei gleichgroßen Hilfsrelais die Kennlinien der Kontaktkraft zu variieren.

Claims

1. Einrückrelais für Andrehvorrichtungen von Brennkraftmaschinen, bei denen ein Anker durch Einschalten einer Einzugs- und einer Haltewicklung einerseits über ein Gestänge ein Ritzel der Andrehvorrichtung in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt und andererseits über eine mit Schaltkontakten zusammenwirkende Kontaktbrücke in einem durch einen Schalterdeckel abgeschlossenen Kontaktraum den Hauptstromkreis eines Andrehmotors einschaltet, wobei die Kontaktbrücke am Ende eines Schaltbolzens angeordnet ist, der durch einen den Kontaktraum zur Einzugs- und Haltewicklung abschließenden Magnetkern hindurchtritt, wobei zumindest die Einzugswicklung von einem Hilfsrelais einzuschalten ist, welches im Kontaktraum konzentrisch auf dem Schaltbolzen angeordnet ist und wobei die Schaltkontakte des Hilfsrelais einerseits mit dem einen Schaltkontakt des Hauptstromkreises und andererseits mit dem Ende der Einzugswicklung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsrelaiswicklung (37) ringförmig in einen von dem Schaltbolzen (20) des Einrückrelais (10) durchsetzen vorzugsweise topfförmigen Magnetkerngehäuse (36) angeordnet ist, in dem ein Hülsenanker (45) aufgenommen ist, der an seinem zum Magnetkern (18) des Einrückrelais (10) hin gerichteten Ende eine Kontaktplatte (46) trägt, die mit festen Hilfskontakten (48, 49) zusammenwirkt, wobei die Einzugsrichtung des Hilfsrelais (34) zum Einschalten des Hilfsstromkreises (46, 48, 49) mit der Einzugsrichtung des Einrückrelais (10) zum Einschalten des Hauptstromkreises (31, 27, 32) übereinstimmt.

2. Einrückrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zwischen dem Magnetkern (36, 39) des Hilfsrelais (34) und dem Hülsenanker (45) innerhalb der Hilfsrelaiswicklung (37) angeordnete Ankerrückstellfeder (44) der Hülsenanker (45) mit einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, durch die sich der Hülsenanker im Ausschaltzustand über die Kontaktplatte (46) am Magnetkern (18) des Einrückrelais (10) abstützt.

3. Einrückrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zwischen einem Halter (47) der Kontaktplatte (46) und einer zentrischen Ausnehmung (54) des Magnetkerns (18) des Einrückrelais (10) angeordneten Kontaktfeder (53) der Kontaktdruck der Kontaktplatte (46) auf den Hilfskontakten (48, 49) im Einschaltzustand des Hilfsrelais (34) bestimmt ist.

4. Einrückrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (47) der Kontaktplatte (46) am unteren Ende des Hülsenankers (45) axial beweglich aufgenommen ist.

5. Einrückrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub (X) des Hülsenankers (45) größer ist als der Kontaktabstand (Y) der Kontaktplatte (46) zu den Hilfskontakten (48, 49) im Ausschaltzustand.

6. Einrückrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausschaltzustand des Hilfsrelais (34) die Kontaktplatte (46) mit der Differenzkraft der Ankerrückstellfeder (44) und der Kontaktfeder (53) am Magnetkern (18) des Einrückrelais (10) anliegt.

7. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Einschaltzustand des Hilfsrelais (34) der Hülsenanker (45) von der Kontaktplatte (46) mechanisch entkoppelt ist.