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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser für einen Verbrennungsmotor,
insbesondere von Kraftfahrzeugen.
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Im
einzelnen betrifft die Erfindung die Art der Anbringung des beweglichen
Kontakts des Anlasserrelais.
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Nach
einer bekannten Gestaltung umfaßt
ein Anlasserrelais an der vorderseitige Fläche des Anlasserrelais angeordnete
ortsfeste elektrische Kontaktklemmen, die mit dem elektrischen Leistungsstromkreis,
mit der Batterie bzw. mit dem Elektromotor der Einspurvorrichtung
des Anlassers verbunden sind und die jeweils einen Kontaktkopf umfassen.
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Außerdem umfaßt das Anlasserrelais
einen beweglichen Kern, dessen axiale Verschiebungen entlang einer
zur Ebene der Kontaktköpfe
senkrechten Ebene durch eine Spule betätigt werden. Der bewegliche
Kern ist an seinem hinteren Ende mit einem Schwenkhebel verbunden,
der mit dem Mitnehmer des Anlassers zusammenwirkt, und er betätigt die axialen
Verschiebungen eines Betätigungsstifts,
dessen rückseitige
Fläche
durch den beweglichen Kern betätigt
wird. Der Betätigungsstift trägt an seinem vorderen
Ende einen beweglichen Kontakt in Form einer Platte.
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Bei
der Einschaltung des elektrischen Leistungsstromkreises treibt die
Spule des Einrückrelais den
beweglichen Kern axial nach vorne an, wobei der bewegliche Kern
die Verschiebung des Betätigungsstifts
bewirkt, und der bewegliche Kontakt wirkt mit den Klemmenköpfen zusammen,
um einen elektrischen Kontakt zwischen den Klemmen herzustellen und
die Stromversorgung des Anlassermotors herbeizuführen.
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Wie
dies ebenfalls bekannt ist, ist der bewegliche Kontakt gleitend
verschiebbar am Betätigungsstift
gelagert, wobei er zur Vorderseite dieses Betätigungsstifts hin durch eine
Haltefeder gehalten wird, deren hinteres Ende an einer hinteren
axialen Schulter des Betätigungsstifts
anliegt und deren vorderes Ende an der rückseitigen Fläche des
beweglichen Kontakts anliegt. Der bewegliche Kontakt befindet sich
dabei durch seine vorderseitige Fläche in axialer Anlage an vorderen
axialen Anschlagmitteln.
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Diese
vorderen axialen Anschlagmittel umfassen im allgemeinen angefügte Teile,
beispielsweise eine Anschlagscheibe aus Stahl, die mit dem Betätigungsstift
durch formschlüssige
Befestigungsmittel axial fest verbunden ist, die aus einer Krallenscheibe
bestehen, welche am vorderen axialen Ende des Betätigungsstifts
fest eingefügt
ist und die Anschlagscheibe sichert.
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Darüber hinaus
umfaßt
das Anlasserrelais, wie dies ebenfalls bekannt ist, eine Rückstellfeder, deren
Aufgabe darin besteht, den Betätigungsstift nach
hinten zurückzustellen,
um den Kontakt zwischen den elektrischen Klemmen abrupt zu unterbrechen.
Die Rückstellfeder
befindet sich daher in rückseitiger
Anlage an einem angefügten
Teil, das axial fest mit dem Betätigungsstift
verbunden ist, um diesen nach hinten zurückzuschieben.
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Diese
Vorrichtung weist jedoch ein Problem auf. Denn die Anordnung des
beweglichen Kontakts am Betätigungsstift
ist ziemlich komplex und umfaßt eine
bestimmte Anzahl von Teilen, die zusammengebaut werden müssen. Diese
Zusammenbauvorgänge sind
unpraktisch und erfordern eine gewisse Genauigkeit.
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Die
formschlüssigen
Befestigungsmittel weisen zudem den Nachteil auf, daß Partikel
aus nichtleitendem Material entstehen, die bei der festen Anbringung
der Krallenbefestigungsscheibe anfallen. Diese Partikel aus nichtleitendem
Material können den
Kontakt zwischen den elektrischen Klemmen und dem beweglichen Kontakt
beeinträchtigen,
wenn sie zwischen diesen Elementen angeordnet sind.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen, ist es bereits bekannt, ein Anlasserrelais
für einen
Kraftfahrzeuganlasser zu verwenden, das einen Betätigungsstift
umfaßt,
an dessen vorderem Ende ein beweglicher Kontakt gleitend verschiebbar
gelagert ist, um einen elektrischen Kontakt zwischen ortsfesten
Kontaktklemmen herzustellen, die an einer vorderen Abdeckkappe des
Anlasserrelais angebracht sind, wobei eine Haltefeder am Betätigungsstift
zwischen einem hinteren axialen Anschlag des Betätigungsstifts und einer rückseitigen
Fläche
des beweglichen Kontakts angeordnet ist, um die vorderseitige Fläche dieses
Kontakts zu einem erhabenen Teil, radial nach außen, hin zu beanspruchen, der
als vorderer axialer Anschlag für
den beweglichen Kontakt dient und der am vorderen freien Ende wenigstens
eines axialen Schenkels des Betätigungsstifts
ausgebildet ist, der ausgehend von seinem normalen Ruhezustand,
radial elastisch zur Achse des Betätigungsstifts hin verformt
werden kann, um die radiale Wegbewegung des vorderen Anschlags für die Einpassung
des beweglichen Kontakts am Betätigungsstift
zu ermöglichen,
und wobei eine Rückstellfeder
zwischen der vorderen Abdeckkappe des Anlasserrelais und dem Betätigungsstift
angeordnet ist, um den Betätigungsstift
und den beweglichen Kontakt nach hinten zurückzustellen.
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Eine
derartige Vorrichtung wird insbesondere in der FR-A-2 721 661 beschrieben.
Bei dieser Vorrichtung wird der bewegliche Kontakt direkt an elastischen
Schenkeln des Betätigungsstifts
eingerastet, wobei vordere axiale Anschlagelemente teilweise aus
erhabenen Teilen bestehen, die einstückig mit den elastischen Schenkeln
an deren vorderen Enden ausgeführt
sind. Diese Vorrichtung umfaßt darüber hinaus
ein angefügtes
Teil, und zwar eine Anschlaghülse,
die nach der Anbringung des beweglichen Kontakts elastisch am Betätigungsstift
eingepaßt
wird. Diese Hülse
liegt daher nach vorn an den erhabenen Teilen der elastischen Schenkel
an und dient als vorderer axialer Anschlag für den beweglichen Kontakt,
wobei sich dessen vorderseitige Fläche in Kontakt mit einem radialen
Kragen der Hülse befindet.
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Diese
Vorrichtung weist jedoch ebenfalls andere Nachteile auf. So umfaßt diese,
wenn auch vereinfachte, Vorrichtung ein unabhängiges angefügtes Teil.
Was sich besonders ungünstig
auf die Zuverlässigkeit
des Anlasserrelais auswirkt, können
sich außerdem
die elastischen Schenkel im Laufe der Zeit und mit zunehmendem Ermüdungsverschleiß wegbewegen
und sich zur Achse des Betätigungsstifts hin
ausbilden. Wenn sich die elastischen Schenkel dem Betätigungsstift
annähern,
wird die Anschlaghülse
nicht mehr durch die erhabenen Teile in Anlage nach vorn gehalten,
so daß sie
sich unvorhergesehener Weise vom Betätigungsstift ablösen kann.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen, schlägt die vorliegende Erfindung
ein Anlasserrelais für
einen Kraftfahrzeuganlasser vor, umfassend einen Betätigungsstift,
an dessen vorderem Ende ein beweglicher Kontakt gleitend verschiebbar
gelagert ist, um einen elektrischen Kontakt zwischen ortsfesten
Kontaktklemmen herzustellen, die an einer vorderen Abdeckkappe des
Anlasserrelais angebracht sind, wobei eine Haltefeder am Betätigungsstift
zwischen einem hinteren axialen Anschlag des Betätigungsstifts und einer rückseitigen
Fläche
des beweglichen Kontakts angeordnet ist, um die vorderseitige Fläche dieses
Kontakts zu einem erhabenen Teil, radial nach außen, hin zu beanspruchen, der
als vorderer axialer Anschlag für
den beweglichen Kontakt dient und der am vorderen freien Ende wenigstens
eines axialen Schenkels des Betätigungsstifts
ausgebildet ist, der ausgehend von seinem normalen Ruhezustand,
radial elastisch zur Achse des Betätigungsstifts hin verformt
werden kann, um die radiale Wegbewegung des vorderen Anschlags für die Einpassung
des beweglichen Kontakts am Betätigungsstift
zu ermöglichen,
wobei eine Rückstellfeder
zwischen der vorderen Abdeckkappe des Anlasserrelais und dem Betätigungsstift
angeordnet ist, um den Betätigungsstift und
den beweglichen Kontakt nach hinten zurückzustellen, und wobei Arretiermittel
zum Arretieren des Schenkels in seinem Ruhezustand vorgesehen sind, um
eine unvorhergesehene radiale Wegbewegung dieses Schenkels zu vermeiden,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Arretiermittel die Rückstellfeder umfassen,
bei der es sich um eine Schraubenfeder handelt, deren hintere letzte
Windung am Betätigungsstift
angeordnet ist, um jede radiale Verschiebung des elastischen Schenkels
zur Achse des Betätigungsstifts
hin zu verhindern.
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Nach
anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- – Die
hintere letzte Windung der Rückstellfeder
ist in einer axialen Auskehlung aufgenommen, die wenigstens teilweise
im vorderen freien Ende des elastischen Schenkels ausgebildet ist.
- – Die
hintere letzte Windung der Rückstellfeder
ist teilweise radial unter dem vorderen freien Ende des elastischen
Schenkels angeordnet.
- – Der
Betätigungsstift
umfaßt
an seinem vorderen Ende einen axialen Einschnitt, der in etwa entlang einem
Bund der vorderen Abschlußfläche des
Betätigungsstifts
angeordnet ist, der den elastischen Schenkel im Verhältnis zu
einem Mittelteil begrenzt.
- – Die
vordere Abschlußfläche des
Mittelteils des Betätigungsstifts
umfaßt
eine axiale Auskehlung, deren Radius in etwa gleich dem radialen
Abstand des Einschnitts ist und die die hintere letzte Windung der
Feder aufnimmt, von der ein Teilstück unter dem vorderen freien
Ende des elastischen Schenkels angeordnet ist.
- – Der
Mittelteil des Betätigungsstifts
umfaßt
eine axiale Verlängerung,
die sich axial nach vorn, über
die vordere Abschlußfläche hinaus,
im Innern der Rückstellfeder
erstreckt, um diese zu führen.
- – Die
vorderseitige Fläche
des beweglichen Kontakts befindet sich direkt in Anlage an dem erhabenen
Teil des vorderen Endes des elastischen Schenkels, der als vorderer
axialer Anschlag dient.
- – Der
Betätigungsstift
ist symmetrisch bezogen auf eine axiale Mittelebene gestaltet.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen
verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine
Axialschnittansicht eines Anlasserrelais nach dem Stand der Technik,
das in der Kontaktposition veranschaulicht ist;
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2 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht des Betätigungsstifts, des beweglichen Kontakts
sowie der Halte- und Rückhaltemittel
für den
beweglichen Kontakt am Betätigungsstift
gemäß den Lehren
der Erfindung;
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3 eine
Axialschnittansicht des Betätigungsstifts
und des beweglichen Kontakts in der Einbauposition;
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4 eine ähnliche
Ansicht wie 3 mit einem Winkelversatz um
eine Viertelumdrehung; und
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5 eine ähnliche
Ansicht wie 3 zu einer anderen Ausführungsart
gemäß den Lehren
der Erfindung.
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In
den Figuren werden identische, gleichartige oder ähnliche
Elemente jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
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In 1 ist
ein Anlasserrelais 10 dargestellt, das dem Stand der Technik
entspricht.
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Dieses
Anlasserrelais 10 umfaßt
ein Metallgehäuse 12,
in dem eine Spule 14 angeordnet ist. Diese Spule 14 betätigt die
axiale Verschiebung eines beweglichen Kerns 16, von dem
ein Ende mit einem (nicht dargestellten) Schwenkhebel verbunden ist,
der auf die Einspurvorrichtung des Anlassers einwirkt. Das andere
vordere Ende 18 des beweglichen Kerns wirkt auf einen Betätigungsstift 20 mittels Druck
durch ein Loch 22 eines ortsfesten Kerns 24 hindurch
ein, in dem der hintere Teil des Betätigungsstifts 20 gleitend
verschiebbar gelagert ist.
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Der
Betätigungsstift 20 wird
daher durch sein hinteres Ende 26 gedrückt, während er an einem entgegengesetzten
vorderen Ende 28 einen beweglichen Kontakt 30 trägt, der
gleitend verschiebbar am Betätigungsstift 20 gelagert
ist. Der bewegliche Kontakt 30 ist in etwa in Form einer
Platte ausgeführt,
wobei er sich quer erstreckt, um mit zwei Köpfen 32 und 34 von
elektrischen Klemmen 36 und 38 des elektrischen
Leistungsstromkreises zusammenzuwirken und zwischen ihnen einen
elektrischen Kontakt durch seine vorderseitige Fläche 29 herzustellen.
Die beiden elektrischen Klemmen 36 und 38 sind
ortsfest ausgeführt
und an einer vorderen Abdeckkappe 40 angebracht, die in
einem vorderen Teil des Gehäuses 12 des
Anlasserrelais 10 eingepreßt ist.
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Der
Betätigungsstift 20 trägt eine
axiale Haltefeder 42, die zwischen einer hinteren axialen
Schulter 44 und einer rückseitigen
Fläche 31 des
beweglichen Kontakts 30 angeordnet ist. Die Haltefeder 42 ist
vorgesehen, um den beweglichen Kontakt 30 nach vorn in
Anlage an vorderen axialen Anschlagmitteln 46 zu halten.
Nach dem in 1 veranschaulichten Stand der
Technik bestehen die Anschlagmittel 46 aus einer Anschlagscheibe,
die axial durch eine Krallenscheibe gesichert ist.
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Darüber hinaus
umfaßt
das Anlasserrelais 10, wie dies ebenfalls bekannt ist,
eine Rückstellfeder 48,
die zwischen der vorderen Abdeckkappe 40 und dem Betätigungsstift 20 angeordnet
ist, um diesen, und folglich auch den beweglichen Kontakt 30,
nach hinten zurückzustellen.
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Beim
Einschalten treibt daher die Spule 14 den beweglichen Kern 16 axial
nach vorn an, der dabei den Betätigungsstift 20 und
den beweglichen Kontakt 30 verschiebt, wobei letzterer
in Kontakt mit den Köpfen 32, 34 der
elektrischen Klemmen 36, 38 gebracht wird.
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Beim
Ausschalten wird der bewegliche Kern 16 nicht mehr nach
vorn angetrieben, und die Rückstellfeder 48 drückt den
Betätigungsstift 20 wieder nach
hinten zurück,
bis sich der bewegliche Kontakt 20 im Anschlag am ortsfesten
Kern 24 befindet.
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Gemäß den Lehren
der Erfindung umfaßt das
vordere Ende des Betätigungsstifts 20,
wie dies in den 2 bis 5 zu erkennen
ist, Rückhaltemittel
für den
beweglichen Kontakt 30, die einstückig mit dem vorderen Ende
des Betätigungsstifts
ausgeführt sind.
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Wie
dies in den 2 bis 4 zu erkennen ist,
weist der Betätigungsstift
eine Konstruktionssymmetrie bezogen auf eine axiale Mittelebene
auf, wobei er elastische Schenkel 50, 52 umfaßt. Diese
elastischen Schenkel 50, 52 sind im Verhältnis zu
einem Mittelteil 54 durch axiale Einschnitte 56 und 58 begrenzt.
Diese Einschnitte 56 und 58 sind in etwa entlang
parallelen Bünden
der vorderen Abschlußfläche des
Betätigungsstifts 20 angeordnet.
Wie dies insbesondere in 2 zu erkennen ist, sind die
Einschnitte 56 und 58 vorteilhafterweise an ihren
seitlichen Enden leicht nach außen
gekrümmt.
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Jeder
so definierte Schenkel 50, 52 bildet einen elastisch
verformbaren Träger,
wobei sich die vorderen axialen Enden 60, 62 der
elastischen Schenkel 50 und 52 durchbiegen und
sich radial zur Achse des Betätigungsstifts 20 hin
wegbewegen können.
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Wie
dies insbesondere in 2 zu erkennen ist, erfolgt die
Anbringung der Bestandteile des beweglichen Kontakts, indem nacheinander
die Haltefeder 42 und der bewegliche Kontakt 30 eingesetzt werden,
die am Betätigungsstift
elastisch eingepaßt werden,
wobei sich die elastischen Schenkel 50 und 52 beim
Durchgang der Feder 42 und des Kontakts 30 radial
zur Achse hin wegbewegen.
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Die
konvex zylindrischen Außenflächen der elastischen
Schenkel 50 und 52 befinden sich in der Verlängerung
des restlichen Körpers
des Betätigungsstifts 20,
wenn sie sich in Ruheposition befinden, wobei sich der bewegliche
Kontakt 30 dann normal auf dem Betätigungsstift 20 gleitend
verschieben kann.
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Die
vorderen axialen Enden 60 und 62 der elastischen
Schenkel 50, 52 umfassen Erhebungen 64 und 66,
die auf ihrer vorderseitigen Fläche abgeschrägte Kanten 61, 63 aufweisen,
die durch Zusammenwirken mit der Feder 42 und den Wänden eines Loches 33 des
Kontakts 30 zu der Wegbewegung der Schenkel 50, 52 beitragen,
um den Durchgang der elastisch einzupassenden Elemente zu erleichtern. Die
Erhebungen 64, 66 weisen radial angeordnete rückseitige
Flächen 68 bzw. 70 auf,
die als vorderer axialer Anschlag für den beweglichen Kontakt 30 dienen.
Denn die vorderseitige Fläche 29 des
beweglichen Kontakts 30 befindet sich unter der Einwirkung der
Feder 42 direkt in vorderer axialer Anlage an den rückseitigen
Flächen 68 und 70 der
Erhebungen 64 und 66. Der bewegliche Kontakt 30 wird
daher axial gleitend verschiebbar auf dem Betätigungsstift 20 zwischen
der Haltefeder 42 und den vorderen Erhebungen 64 und 66 gesichert,
die ihn zurückhalten.
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Beim
Ausschalten ist festgestellt worden, daß die Rückstellfeder 48 den
Betätigungsstift 20 nach
hinten mitnimmt, bis der bewegliche Kontakt 30 am beweglichen
Kern 24 zum Anschlag kommt. Um Lichtbogenprobleme zwischen
den elektrischen Klemmen 36 und 38 und dem beweglichen
Kontakt 30 zu vermeiden, besteht die Notwendigkeit, daß die Rückstellfeder 48 den
Betätigungsstift 20 und
somit auch den beweglichen Kontakt 30 abrupt nach hinten zurückschiebt.
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Der
bewegliche Kontakt 30 wird jedoch bei der Rückstellung
nach hinten abrupt gegen den ortsfesten Kern 24 arretiert,
wobei der Stoß durch
die radialen Anschlagflächen 68 und 70 an
die Erhebungen 64 und 66 weitergeleitet wird.
Im Laufe der Zeit besteht somit die Gefahr, daß die elastischen Schenkel 50 und 52 absinken
und radial zur Achse zurückgeführt werden,
was zur Folge hätte,
daß sie
den beweglichen Kontakt 30 nicht mehr richtig zurückhalten.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist die Rückstellfeder 48,
bei der es sich um eine Schraubenfeder handelt, vorgesehen, um die
radiale Verschiebung der elastischen Schenkel 50 und 52 zu
sperren.
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Nach
dem Einsetzen der Haltefeder 42 und des beweglichen Kontakts 30 ist
die hintere letzte Windung 49 der Rückstellfeder 48 radial
zwischen den elastischen Schenkeln 50 und 52 und
dem Mittelteil 54 des Betätigungsstifts 20 angeordnet.
Die elastischen Schenkel 50 und 52 können sich
dann nicht mehr zur Achse des Betätigungsstifts 20 hin durchbiegen.
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Wie
dies insbesondere in 4 zu erkennen ist, enthält die vordere
Abschlußfläche des
Mittelteils 54 des Betätigungsstifts 20 eine
axiale Auskehlung 72. Diese axiale Auskehlung 72 hat
einen Durchmesser, der in etwa gleich dem Abstand zwischen der Achse
des Betätigungsstifts 20 und
den Einschnitten 56 und 58 ist. Die Auskehlung 72 ist
daher in unmittelbarer Nähe
der Ränder
des Betätigungsstifts 20 angeordnet
und dazu bestimmt, die hintere letzte Windung 49 der Rückstellfeder 48 aufzunehmen,
um diese axial nach hinten zu arretieren. Die axiale Auskehlung 72 wird
teilweise durch kleinere Absätze
verlängert,
die im Innern der elastischen Schenkel 50 und 52 an
deren vorderem Ende 60 und 62 angeordnet und die
vorgesehen sind, um einen Teil der hinteren letzten Windung der
Feder aufzunehmen.
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Der
Mittelteil 54 des Betätigungsstifts 20 umfaßt eine
axiale Verlängerung 74,
die sich nach vorn über
die vordere Abschlußfläche der
Schenkel hinaus erstreckt. Diese axiale Verlängerung 74 ist im
Innern der Windungen der Rückstellfeder 48 angeordnet,
um eine axiale Führung
dieser Feder zu bewirken.
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In 5 ist
schließlich
eine andere erfindungsgemäße Ausführungsart
zu erkennen, bei der die hintere letzte Windung der Feder 48 in
einer axialen Auskehlung 76 angeordnet ist, die in der
vorderen Abschlußfläche des
Betätigungsstifts 20 ausgebildet
ist. Diese Auskehlung 76 ist sowohl am Mittelteil 54 des
Betätigungsstifts 20 vorhanden
als auch an den Enden 60 und 62 der elastischen
Schenkel. Die hintere letzte Windung 49 der Rückstellfeder 48 bewirkt
auch diesmal die Arretierung der elastischen Schenkel 50 und 52,
die nicht mehr zur Achse des Betätigungsstifts 20 zurückgeführt werden
können.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
daher ein vereinfachtes Anlasserrelais 10 vor, dessen Zusammenbau
dadurch erleichtert wird, daß er
durch Einrasten der Haltefeder 42 und des beweglichen Kontakts 30 mittels
der elastischen Schenkel 50 und 52 erfolgt. Die
Erfindung umfaßt
keine angefügten
Anschlagteile mehr, so daß sich
die Anbringung des Anlasserrelais zuverlässiger und weniger aufwendig ausführen läßt. Darüber hinaus
umfaßt
das Anlasserrelais 10 effiziente und besonders einfache
Arretiermittel zum Arretieren der elastischen Schenkel in der normalen
Ruheposition, in der sie den beweglichen Kontakt zurückhalten.
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Die
Erfindung ist natürlich
nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsarten beschränkt, sondern
sie kommt auch bei verschiedenen Formen von elastischen Schenkeln
oder bei unterschiedlichen Arten von Rückstellfedern und Arretiermitteln
zum radialen Arretieren der elastischen Schenkel zur Anwendung.