EP0953200A1 - Einrückrelais für starter - Google Patents

Einrückrelais für starter

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EP0953200A1
EP0953200A1 EP98958193A EP98958193A EP0953200A1 EP 0953200 A1 EP0953200 A1 EP 0953200A1 EP 98958193 A EP98958193 A EP 98958193A EP 98958193 A EP98958193 A EP 98958193A EP 0953200 A1 EP0953200 A1 EP 0953200A1
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resistor
pull
switch
starter motor
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Robert Bosch GmbH
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    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/541—Auxiliary contact devices
    • H01H50/543—Auxiliary switch inserting resistor during closure of contactor

Definitions

  • the invention relates to an engagement relay for starters of an internal combustion engine according to the genus
  • the engagement relay according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the winding, which is required to pull in the relay, is designed as a single winding, ie without holding winding, in order to achieve the highest possible inductance.
  • a specially designed resistor is preferably arranged on the outside around the pull-in winding. In order not to generate a hold circuit, this resistor is electrically isolated via a changeover switch of the engagement relay of the starter switch terminal. It is only in operation during the pull-in phase and is switched off during the start-up process so that it is not thermally damaged.
  • this break contact opens and switches off the resistance before the contact plate hits the main power contacts.
  • the break contact is only closed again when the main current is interrupted.
  • the separate control makes it possible to adapt both the resistance and the pull-in winding to the requirements independently of one another.
  • the resistance wire is wound in a meandering shape, then bent into a ring so that the beginning and end lie side by side, and finally pushed onto the pull-in winding.
  • FIG. 1 a longitudinal section through an engagement relay for starters
  • FIG. 2 a front view of the relay according to FIG. 1 in the direction of arrow P1
  • FIG. 3 a front view with the switch cover removed
  • FIG. 4 a detail according to FIG. 1 (pull-in winding with
  • FIG. 5 a circuit diagram of the relay
  • FIG. 6 again a detail according to FIG. 1 (switching axis with contact plate)
  • FIG. 7 a front view according to FIG. 6 in the direction of arrow P2 and in FIG. 8 the meandering wound resistor.
  • Figures 6 and 7 are shown on an enlarged scale.
  • 10 denotes the substantially cylindrical relay housing of the engagement relay.
  • a pull-in winding 11 is arranged on its inside and sits on a winding support 12.
  • a cylindrical magnet armature 13 is guided in a guide sleeve 15 in the winding carrier.
  • the relay housing 10 is closed on one side by a magnetic core 14, as is also shown in FIG. 6 on an enlarged scale.
  • the magnet armature 13 lies on the opposite side of the magnet core and can be moved axially against the force of an armature return spring 19 by appropriate actuation of the pull-in winding 11.
  • a switch cover 16 connects to the magnetic core 14 and is held in place by a crimp ring 17 of the relay housing 10. Between these two parts there is also a plate spring 18.
  • an insulating sleeve 21 is arranged axially displaceable, in which a so-called switching axis 22 is received, the is guided through the magnetic core 14 and extends into the switch space 38 of the switch cover 16.
  • the bore 20 in the magnetic core 14 has an expanded bore stage 23, in which an Isolierbuch.se 24 is arranged, through which the switching axis penetrates.
  • a contact plate 25 is fastened, which is supported against a shoulder of the insulating bush 24. It is held by an insulating washer 26 and fastening washer 27 at the end of the switching axis 22.
  • One end of a compression spring 28 bears against the end of the insulating sleeve 21 opposite the contact plate 25, the other end of which is supported on the insulating sleeve 21.
  • the contact plate 25 works together with two separate ones
  • Screws 33, 34 each have an insulating bush 35 with a spring washer 36.
  • a shut-off spring 37 extends between the magnetic core 14 and a shoulder of the insulating sleeve 21.
  • resistor 39 wound from resistance wire, as shown in FIG. It is formed in a meandering shape, provided with insulation and wrapped around the pull-in winding 11 in such a way that the start and end lie close together.
  • the resistance ends are denoted by 42, 43
  • the winding ends of the pull-in winding 11 are denoted by 46, 47.
  • FIG. 3 where 43 indicates the end of resistor 39 and 42 indicates the beginning of resistor 39.
  • the end of the feed winding 11 is designated by 47 and connected to ground by being welded to the magnetic core 14 according to FIG. 3.
  • the start of the pull-in winding is labeled 46.
  • connection screws 44, 45 in the switch cover 16 which are fastened with nuts (not designated further) and whose internal contacts 44A, 45A cooperate with the contact plate 25.
  • the connecting screw 45 is in contact with a busbar 41 to which the end 43 of the resistor 39 is soldered.
  • connection screw 45 is shown symbolically, also the connection 50 with a connecting rail 40 for soldering the winding circumference 46 and the contact 29 by means of a conductor 48 according to FIGS. 6 and 7 for a starter switch - see also FIG. 2.
  • the positive terminal 30 for the battery connection is again shown symbolically - see also Figure 2 -, the pull-in winding 11 can also be seen.
  • the changeover contact between terminal 50 and resistor 39 is designated 54. It is implemented in FIG. 1 by the contact plate 25.
  • the pull-in winding 11, which is required for pulling in the magnet armature 13, is designed as a single winding in order to achieve the highest possible inductance.
  • Resistor 39 is provided to generate the limited starter motor twisting current required in the first stage. In order not to generate a holding circuit for the magnet armature 13, this must be electrically isolated from the connecting terminal 50. This is done with the help of the changeover contact 54.
  • the resistor 39 may only be in operation during the pull-in phase and must be during the Be switched off so that it is not thermally damaged. This is achieved with the help of the isolated contact pair 29, 31 (FIG. 7). In the rest position, the contact plate 25 rests on these contacts and thus forms an "opener".
  • this opener opens and switches off the resistor 39 before the contact plate 25 hits the contacts 44A, 45A and fully switches on the starter motor.
  • the break contact is only closed again when the main current at contacts 44A and 45A is interrupted.

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Abstract

Es wird ein Einrückrelais für Starter von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, mit dem ein Starterritzel zunächst in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt und danach der Startermotor eingeschaltet wird. Für ein sanftes Eindrehen des Starterritzels in den Zahnkranz mittels des Startermotors wird vorgeschlagen, dass der Schalter des Einrückrelais als Umschaltkontakt (54) ausgebildet ist, der in der Ruhelage den Startermotor über einen Widerstand (39) und in der Arbeitslage direkt an die elektrische Versorgung (Plus 30) schaltet, wobei dann der Widerstand (3) abgeschaltet ist.

Description

Einrückrelais für Starter
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Einrückrelais für Starter einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Die bisher verwendeten Wicklungen bzw. Schaltungen solcher Starter, die zur Vermeidung einer induktiven Haltekraft nach dem Öffnen des Zündschalters durch den über den Relais-Schaltkontakt zur Einzugs- und Haltewicklung fließenden Rückstrom auf Windungsgleichheit zwischen Einzugs- und Haltewicklung ausgelegt sind, führten zu einer erhöhten Einziehgeschwindigkeit des Einrückrelais für das Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine, so daß der Vorteil der Zweistufigkeit teilweise wieder verloren geht.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Einrückrelais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wicklung, die zum Einziehen des Relais benötigt wird, als Einfachwicklung, d.h. ohne Haltewicklung ausgelegt ist, um eine möglichst hohe Induktivität zu erreichen. Zur Begrenzung des in der ersten Stufe zum sanften Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine benötigten Starter-Motor-Verdrehstroms wird vorzugsweise außen um die Einzugswicklung ein besonders ausgebildeter Widerstand angeordnet. Um keine Halteschaltung zu erzeugen, wird dieser Widerstand über einen Umschalter des Einrückrelais der Klemme des Starterschalters galvanisch getrennt. Er ist nur in der Einziehphase in Betrieb und wird während des Startvorgangs abgeschaltet, damit er nicht thermisch geschädigt wird.
Dies wird in vorteilhafter Weise erreicht, indem ein
Kontaktpaar isoliert unter der Kontaktplatte des Relais angeordnet ist. In Ruhelage liegt die Kontaktplatte auf diesem Kontaktpaar auf und bildet somit einen "Öffner" . Nachdem der Relaisanker die Schaltachse berührt, und nachdem das Ritzel des Starters den Zahnkranz an der
Brennkraftmaschine erreicht hat, öffnet dieser Öffner und schaltet den Widerstand ab, bevor die Kontaktplatte auf die HauptStromkontakte trifft. Beim Abschalten wird der Öffner erst dann wieder geschlossen, wenn der Hauptstrom unterbrochen ist.
Durch die getrennte Ansteuerung ist es möglich, sowohl den Widerstand als auch die Einzugswicklung unabhängig voneinander den Erfordernissen anzupassen. Der Widerstandsdraht wird maanderförmig gewickelt, dann zu einem Ring gebogen, so daß Anfang und Ende nebeneinanderliegen, und schließlich auf die Einzugswicklung aufgeschoben.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.
Zeichnung Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Einrückrelais für Starter, in Figur 2 eine Frontansicht des Relais nach Figur 1 in Pfeilrichtung Pl, in Figur 3 eine Frontansicht bei abgenommenem Schalterdeckel, in Figur 4 eine Einzelheit nach Figur 1 (Einzugswicklung mit
Widerstand), in Figur 5 ein Schaltschema des Relais, in Figur 6 wiederum eine Einzelheit nach Figur 1 (Schaltachse mit Kontaktplatte) , in Figur 7 eine Frontansicht nach Figur 6 in Pfeilrichtung P2 und in Figur 8 den maanderförmig gewickelten Widerstand. Die Figuren 6 und 7 sind in vergrößertem Maßstab dargestellt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur l ist mit 10 das im wesentlichen zylindrische Relaisgehäuse des Einrückrelais bezeichnet. An seiner Innenseite ist eine Einzugswicklung 11 angeordnet, die auf einem Wicklungsträger 12 sitzt. Im Wicklungsträger ist in einer Führungshülse 15 ein zylindrischer Magnetanker 13 geführt. Das Relaisgehäuse 10 ist auf der einen Seite durch einen Magnetkern 14 verschlossen, wie er auch in Figur 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Der Magnetanker 13 liegt auf der gegenüberliegenden Seite des Magnetkerns und kann durch entsprechende Ansteuerung der Einzugswicklung 11 axial gegen die Kraft einer Ankerrückstellfeder 19 bewegt werden .
An den Magnetkern 14 schließt sich ein Schalterdeckel 16 an, der durch einen Bördelring 17 des Relaisgehäuses 10 festgehalten wird. Zwischen diesen beiden Teilen liegt noch eine Tellerfeder 18.
In einer durchgehenden Bohrung 20 des Magnetkerns 14 ist axial verschiebbar eine Isolierhülse 21 angeordnet, in welche eine sogenannte Schaltachse 22 aufgenommen ist, die durch den Magnetkern 14 geführt ist und bis in den Schalterraum 38 des Schalterdeckels 16 hineinreicht. Die Bohrung 20 im Magnetkern 14 weist eine erweiterte Bohrungsstufe 23 auf, in welcher eine Isolierbuch.se 24 angeordnet ist, durch welche die Schaltachse hindurchdringt. Am außenliegenden Ende der Isolierbuchse 24 ist eine Kontaktplatte 25 befestigt, die sich gegen eine Schulter der Isolierbuchse 24 abstützt. Sie ist durch eine Isolierscheibe 26 und Befestigungsscheibe 27 am Ende der Schaltachse 22 festgehalten. An das der Kontaktplatte 25 gegenüberliegende Ende der Isolierhülse 21 legt sich das eine Ende einer Druckfeder 28 an, deren anderes Ende sich an der Isolierhülse 21 abstützt.
Die Kontaktplatte 25 wirkt zusammen mit zwei getrennten
Kontakten 29, 31 - siehe hierzu Figuren 3, 6 und 7 - die an der Außenseite des Magnetkerns 14 auf einer Isolierplatte 32 befestigt sind, wobei die Isolierplatte 32 auf dem Magnetkern 14 angeordnet ist. Diese Teile sind durch Schrauben 33, 34 befestigt. Zwischen den Köpfen der
Schrauben 33, 34 liegt jeweils eine Isolierbuchse 35 mit Federscheibe 36. Außen auf der Schaltachse 22 erstreckt sich zwischen dem Magnetkern 14 und einer Schulter der Isolierhülse 21 eine Abschaltfeder 37.
Außen auf der Einzugswicklung 11 befindet sich ein aus Widerstandsdraht gewickelter Widerstand 39, wie er in Figur 8 dargestellt ist. Er ist maanderförmig ausgebildet, mit einer Isolierung versehen und um die Einzugswicklung 11 so herumlegt, daß Anfang und Ende dicht nebeneinander liegen. Die Widerstandsenden sind mit 42, 43 bezeichnet, die Wicklungsenden der Einzugswicklung 11 sind mit 46, 47 bezeichnet. Es sei nun auf die Figur 3 verwiesen, wo mit 43 das Ende des Widerstands 39 und mit 42 der Anfang des Widerstands 39 erkennbar ist. Das Ende der Einzugswicklung 11 ist mit 47 bezeichnet und auf Masse gelegt, in dem es am Magnetkern 14 gemäß Figur 3 festgeschweißt ist. Der Anfang der Einzugswicklung ist mit 46 bezeichnet.
Es wird nun nochmals auf Figur 1 verwiesen. Dort befinden sich im Schalterdeckel 16 zwei Anschlußschrauben 44, 45, die mit nicht weiter bezeichneten Muttern befestigt sind und deren innenliegende Kontakte 44A, 45A mit der Kontaktplatte 25 zusammenwirken. Die Anschlußschraube 45 ist mit einer Stromschiene 41 in Kontakt, an der das Ende 43 des Widerstands 39 angelötet ist.
Es wird nun Bezug genommen auf das Schaltbild nach Figur 5. Dort ist der Widerstand 39 zu erkennen. Die Anschlußschraube 45 ist symbolisch dargestellt, ebenfalls der Anschluß 50 mit einer Verbindungsschiene 40 für das Anlöten des Wicklungsumfanges 46 und des Kontaktes 29 mittels eines Leiters 48 gemäß Figur 6 und 7 für einen Starterschalter - siehe hierzu auch Figur 2. Die Plusklemme 30 für den Batterieanschluß ist wiederum symbolisch dargestellt - siehe ebenfalls Figur 2 - , weiterhin ist die Einzugswicklung 11 zu erkennen. Der Umschaltkontakt zwischen Anschlußklemme 50 dem Widerstand 39 ist mit 54 bezeichnet. Er ist in Figur 1 durch die Kontaktplatte 25 realisiert.
Die Einzugswicklung 11, die zum Einziehen des Magnetankers 13 benötigt wird, ist als Einfachwicklung ausgelegt, um eine möglichst hohe Induktivität zu erreichen. Zur Erzeugung des in der ersten Stufe benötigten begrenzten Startermotor- Verdrehstroms ist der Widerstand 39 vorgesehen. Um keine Halteschaltung für den Magnetanker 13 zu erzeugen, muß dieser iderstand von der Anschlußklemme 50 galvanisch getrennt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Umschaltkontakts 54. Der Widerstand 39 darf nur in der Einziehphase in Betrieb sein und muß während des Startvorgangs abgeschaltet werden, damit er nicht thermisch geschädigt wird. Dies wird erreicht mit Hilfe des isoliert angeordneten Kontaktpaares 29, 31 (Figur 7) . In Ruhelage liegt die Kontaktplatte 25 auf diesen Kontakten auf und bildet somit einen "Öffner" . Nachdem der Magnetanker 13 die Schaltachse 22 berührt, also nachdem das Ritzel des Anlassers den Zahnkranz an der Brennkraftmaschine erreicht hat, öffnet dieser Öffner und schaltet den Widerstand 39 ab, bevor die Kontaktplatte 25 auf die Kontakte 44A, 45A trifft und den Startermotor voll einschaltet. Beim Abschalten wird der Öffner erst dann wieder geschlossen, wenn der Hauptstrom an den Kontakten 44A und 45A unterbrochen ist.
Durch diese getrennte Ansteuerung ist es möglich, sowohl den Widerstand 39 als auch die Einzugswicklung 11 unabhängig voneinander den Erfordernissen anzupassen. Beim maanderförmig vorgewickelten und zu einem Ring gebogenen Widerstand 39 liegen Anfang und Ende der Wicklungen wie oben beschrieben, beieinander.

Claims

Ansprüche
1. Einrückrelais für Starter von Brennkraftmaschinen, bei denen ein Starterritzel durch Einschalten einer Einzugswicklung zunächst zum Einspuren in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine axial verschoben und danach durch Einschalten des Startermotors über einen Schalter des Einrückrelais mit voller Kraft angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als Umschaltkontakt (54) ausgebildet ist, der in der Ruhelage den Startermotor zum sanften Anlaufen über einen Widerstand (39) und in der Arbeitslage direkt an die elektrische Versorgung (+, 30) schaltet, wobei dann der Widerstand (39) abgeschaltet ist.
2. Einrückrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugswicklung (11) den an ihrer Außenseite liegenden Widerstand (39) trägt, der aus einem maanderförmig gewickelten Widerstandsdraht besteht.
3. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (39) als maanderförmig gewickelter Widerstandsdraht so zu einem Ring gebogen und auf die Einzugswicklung (11) aufgeschoben ist, daß der
Anfang (49) und das Ende (48) der Widerstandswicklung (39) nahe beieinander liegen.
4. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem mit der Einzugswicklung (11) zusammenwirkenden, zylindrischen Magnetanker (13), der eine federbelastete Schaltachse (22) betätigt und mit einem etwa scheibenförmigen, das Gehäuse teilweise verschließenden Magnetkern (14) zusammenwirkt und wobei an der Schaltachse eine Kontaktplatte (25) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte einerseits in der Arbeitslage mit einem Kontaktpaar (44A, 45A) zum Einschalten des Startermotors zusammenwirkt, andererseits in der Ruhelage mit zwei Kontakten (29, 31) von denen einer über eine Klemme (50) mit einem Startschalter und der andere mit einer Klemme (45) für den Startermotor zusammenwirkt und welche an einem Schalterdeckel (16) des Einrückrelais angeordnet sind.
5. Einrückrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kontakte (29, 31) des Umschaltkontaktes (54) unter der axial verschiebbaren Kontaktplatte (25) mit Abstand voneinander angeordnet und isoliert auf dem Magnetkern (14) befestigt sind.
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