FI101246B - Apukäynnistyskaapeli - Google Patents

Description

1 101246

Apukäynnistyskaapeli

Keksintö kohdistuu apukäynnistyskaapeliin, jossa on ensimmäinen sähköisesti eristetty taipuisa pienjännitejohdin, jonka molemmat pääteosat on kytketty sähköisesti ensimmäisiin sähköisesti eristettyihin napapihteihin ja toinen sähköisesti eristetty taipuisa pienjännitejohdin, jonka molemmat pääteosat on kytketty sähköäjohtavasti toisiin sähköisesti eristettyihin napapihteihin .

Tunnetut tavanomaiset tämänkaltaiset apukäynnistyskaapelit (vrt. esimerkiksi DIN 72 553 helmikuussa 1987 julkaistussa muodossa) on tarkoitettu käytettäväksi polttomoottoreilla varustetuissa moottoriajoneuvoissa ja niitä käytetään käynnistyksessä tarvittavan sähköisen energian tilapäiseen siirtoon ulkoisesta paristosta.

DE-patenttijulkaisuista 27 18 188 ja 32 28 471 tunnetaan yli-jännitesuojalaitteita salamavirtojen poisjohtamiseksi, joissa on varistori ja sen kanssa sähköisesti rinnan kytketty ylijän-nitesuoja, jossa on salamavirran kestävä ilmakipinäväli. DE-hakemusjulkaisusta 29 20 979 on lisäksi tullut julkiseksi ylijän-nitesuojalaite pienjännitelaitosten suojaamiseksi, jossa laitteessa on metallioksidivaristori ja sen rinnalle kytketty yli-jännitesuoja, jossa on ilmakipinäväli. Tällaisia ylijännitesuojalaitteita ei ole tähän mennessä käytetty apukäynnistyskaapelei-den yhteydessä.

Moottoriajoneuvot ovat useiden vuosien ajan sisältäneet elektronisia laitteita ja komponentteja, esimerkiksi sytytyselektronii-kassa ja/tai polttoaineenruiskutuslaitteissa. Myös viimeaikoina kehitetyt lukkiutumisenestojärjestelmät ja luistonestojärjestelmät sisältävät huomattavan paljon elektronisia komponentteja.

2 101246

Esillä olevan keksinnön puitteissa on todettu, että nykyisiä apukäynnistyskaapeleita käytettäessä voi esiintyä huomattavia induktiivisia jännitepiikkejä. Erikoisesti kun ulkoisena paristona on ollut sellaisen moottoriajoneuvon käynnistysparisto, jonka moottori on käynnissä, ja käynnistysaputoimitus on onnistunut ja napapihdit on tämän jälkeen irrotettava akun navoista, ensimmäistä napapihtiä irrotettaessa voi esiintyä lyhytaikaisesti suuria jännitepiikkejä, joihin liittyy huomattavaa kipinän-muodostumista. Mikro- ja millisekuntien aikana voi esiintyä jopa yli 1000 V jännitteitä, jotka edustavat vakavaa vaaraa nykyaikaisen autoelektroniikan arvokkaille rakenneosille ja komponenteille .

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on saada aikaan apukäynnistys-kaapeli, jota voidaan käyttää edelleen yleisesti erilaisissa moottoriajoneuvotyypeissä mutta jolla voidaan välttää luotettavasti apukäynnistystoimitusta suoritettaessa korkeiden huippu-jännitteiden esiintyminen, jotka voisivat vaurioittaa auto-elektroniikkaa .

Lähtökohtana rakenteeltaan tavanomainen apukäynnistyskaapeli, jolla on edellä esitetyt piirteet, tämän tehtävän keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista, että ensimmäisen ja toisen pienjännitejohtimen välillä ja/tai niiden ensimmäisten ja toisten napapihtien välillä on ainakin yksi sähköäjohtava yhteys ja tähän sähköäjohtavaan yhteyteen on sijoitettu ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus, jonka johtavuuskynnysjännite on moottoriajoneuvojen tavanomaisten käynnistysparistojen toiminta jännitteen yläpuolella. Tämä kynnysjännite on edullisimmin ainakin 20-60 V pariston toimintajännitteen yläpuolella.

Sähköäjohtavana yhteytenä voi olla edullisesti kolmas sähköisesti eristetty taipuisa johdin. Sähköäjohtava yhteys voi vaihtoehtoisesti muodostua pelkästään molemmista liitäntäosista, joiden välityksellä jokainen jännitteestä riippuva vastus on yhdistetty sähköäjohtavasti toisaalta ensimmäiseen pien- jännitejohtimeen ja toisaalta toiseen pienjännitejohtimeen.

3 101246 Jännitteestä riippuvina vastuksina tulevat kysymykseen esimerkiksi varistorit, etenkin metallioksidivaristorit ja analogisesti toimivat piirielementtien järjestelyt. Tällaisiin analogisesti toimiviin piirielementtien järjestelyihin kuuluvat esimerkiksi kaksi vastarinnankytkettyä Z-diodia, tai tyristorit tai laite, jossa on kaksi vastarinnankytkettyä tyristoria (Triac). Jännitteestä riippuvana vastuksena on edullisimmin metallivaristorin ja kaasutäytteisen ylijännitesuojän rinnankytketty järjestely. Metallioksidivaristorin kynnysjännite on edullisimmin alueella noin 40-60 V ja kaasutäytteisen ylijän-nitesuojan kynnys- tai läpilyöntijännite on 90 V tai suurempi, niin että erikoisesti suurten jännitepiikkien esiintyessä kaasu-täytteinen ylijännitesuoja toimii metallioksidivaristorin suojalaitteena.

Keksinnön mukainen elektronisella suojapiirillä varustettu apukäynnistyskaapeli soveltuu hyvin tavanomaisissa otto- ja dieselmoottoreilla varustetuissa moottoriajoneuvoissa tyypillisesti käytetyille 12 ja 24 V käynnistysparistoille.

Apukäynnistyskaapelien turvallisuusteknilliset vaatimukset on esitetty esimerkiksi julkaisussa DIN 72 553 (helmikuussa 1987 julkaistussa muodossa).

Pienjännitejohtimien tyypilliset johdinpoikkileikkaukset ovat 2 16, 25 tai 35 mm . Johdinmateriaaliin ja eristemateriaaliin kohdistuu käyttölämpötila-alue -25°C - +70°C, vielä -25°C lämpötilassa apukäynnistyskaapeli on voitava asettaa renkaan-muotoiseksi kierretystä tilasta käynnistyksen avustamisessa tarpeelliseen suoraan tilaan. Napapihdit ovat edullisimmin täysin eristettyjä, eli suljetun kiinnittämättömän napapihdin tapauksessa ei saa syntyä kontaktia sähköäjohtavia pintoja tai toista napapihtiä kosketeltaessa. Tällaiset täysin eristetyt napapihdit muodostuvat edullisimmin kahdesta muovia olevasta kuoren osasta, joiden puristuskappaleisiin on sijoitettu metallinen puristusleuka, johon pienjännitejohtimen pääte-osa on kytketty sähköäjohtavasti. Vaihtoehtoisesti - erikoisesti 4 101246 vientiin tarkoitetut - napapihdit voivat muodostua teräslevyä tai vastaavaa olevista pihdeistä, joissa vain kahvaosat on eristetty sähköisesti muovivaipalla.

Keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin elektronisessa suoja-piirissä olevan jännitteestä riippuvan vastuksen tehtävänä on toimia "jännitteestä riippuvana kytkimenä". Kynnysjännitteensä alapuolella tämä jännitteestä riippuva vastus tai kytkin estää sähköäjohtavan yhteyden, niin että normaalissa käynnistysapu-toiminnassa, jossa voi tyypillisesti esiintyä enintään noin 30 V jännitteitä, sähköäjohtavan yhteyden kautta ei kulje virtaa ja siten sähköäjohtavasta yhteydestä huolimatta vältetään luotettavasti oikosulku ensimmäisen ja toisen pienjännitejohtimen välillä. Kynnysarvonsa, joka on edullisesti alueella 40-60 V, yläpuolella jännitteestä riippuvan vastuselementin tai analogisesti toimivan piirielementtien järjestelyn sähkövastus pienenee jyrkästi, niin että krokeampien jännitteiden esiintyessä virta voi kulkea sähköäjohtavan yhteyden kautta. Lyhytaikaisia jännitepiikkejä vastaavat virrat oikosulkeutuvat siten sähköä-johtavan yhteyden kautta ensimmäisen ja toisen pienjännitejohtimen välillä eivätkä siten voi vaikuttaa haitallisesti autoelektro-niikan arvokkaisiin komponentteihin.

Keksinnön mukaiseen apukäynnistyskaapeliin kuuluu edullisesti kaksi sähköisesti johtavaa yhteyttä, joissa kummassakin on ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus. Myös tällöin jännitteestä riippuvana vastuksena on edullisesti varistorin, etenkin metallioksidivaristorin, ja kaasutäytteisen ylijännitesuo-jan sähköisesti rinnankytketty järjestely.

Sähköäjohtava yhteys voi olla edullisesti muodostettu kolmanneksi sähköisesti eristetyksi taipuisaksi johtimeksi, joka on kytketty sähköäjohtavasti ensimmäiseen pienjännitejohtimeen ja toiseen pienjännitejohtimeen ja/tai niiden ensimmäiseen napa-pihtiin ja niiden toiseen napapihtiin.

5 101246 Tällaisen kolmannen johtimen johdinpoikkileikkaus on selvästi pienempi kuin pienjännitejohtimien johdinpoikkileikkaus, joi-

O

den johdinpoikkileikkaukset ovat tyypillisesti 16, 25 tai 35 mm .

Yhden tai useamman kolmannen johtimen johdinpoikkileikkaus on * 2 sitä vastoin edullisesti alueella noin 2-8 mm itseinduktion pitämiseksi tässä kolmannessa johtimessa (tai johtimissa) mahdollisimman pienenä käynnistysaputoimituksen päättyessä.

Jokaisen kolmannen johtimen pääteosat tai liitäntäkohdat on kytketty sähköäjohtavasti ensimmäiseen ja toiseen pienjännite-johtimeen. Yhteys on edullisesti ensimmäisen ja toisen pien-jännitejohtimen vierekkäisten pääteosien läheisyydessä. Erityisen edullista on että jokaisen kolmannen johtimen liitäntäkohdat kiinnittyvät välittömästi ensimmäisen ja toisen pienjän-nitejohtimen vierekkäisiin pääteosiin sähköäjohtavasti sovitettujen ensimmäisen ja toisen napapihdin metalliosiin. Myös tämä järjestely vaikuttaa itseinduktion pienenemiseen.

Jokaisen kolmannen johtimen on toisaalta oltava lyhyt itseinduktion pitämiseksi pienenä ja toisaalta riittävän pitkä apukäynnistyskaapelin esteettömän käsittelyn ja yleisen käytön takaamiseksi myös silloin, kun ensimmäisen ja toisen pienjännite-johtimen molemmissa vierekkäisissä päissä olevat ensimmäinen ja toinen napapihti on yhdistetty toisiinsa tällaisen kolmannen johtimen välityksellä. Tällaisessa tapauksessa kunkin kolmannen johtimen edulliseksi pituudeksi on osoittautunut noin 60-lOO cm, etenkin noin 80 cm, ja tätä on edullista käyttää, koska siten myös kuorma-autojen monikennoisten käynnistyspa-ristojen napojen välinen etäisyys voidaan kattaa ja käsittely-mukavuus tulee varmistetuksi.

Yhden tai useamman kolmannen johtimen eristykseen voidaan käyttää tyypillisiä taipuisia eristeaineita, jollaisia käytetään tavanomaisten apukäynnistyskaapeleiden pienjännitejohtimissa. Eristeaineen tulee olla vaikeasti syttyvää ja taipuissaa ainakin lämpötila-alueella -25°C - +70°C. Eristeaineen on siedettävä voitelu- ja polttoaineita.

6 101246 Jännitteestä riippuva vastus sijoitetaan edullisesti likimain keskelle kolmannen johtimen molempien "ulompien" liitäntäkoh-tien väliin. Yhden tai useamman kolmannen johtimen "sisemmät" liitäntäkohdat, jotka ovat vastuksen lähellä, ja jännitteestä riippuva vastus on järjestetty ja kytketty keskenään siten, että kolmannen johtimen kautta kulkevan virran on välttämättä kuljettava jännitteestä riippuvan vastuksen kautta. Jos kolmanteen johtimeen liittyy kaksi tai yksittäistapauksessa myös vielä useampia jännitteestä riippuvia vastuksia, kaikki jännitteestä riippuvat vastukset kytketään tai järjestetään keskenään rinnan, niin että ainakin yksi vastus voi toimia toisen vastuksen suoja-laitteena .

Keksinnön vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaan jokainen ensimmäisen ja toisen pienjännitejohtimen välinen sähköäjohtava yhteys voi muodostua vain niistä molemmista liitäntäosista, joiden välityksellä kukin jännitteestä riippuva vastus on kytketty sähköäjohtavasti toisaalta ensimmäiseen pienjännitejohtimeen ja toisaalta toiseen pienjännitejohtimeen. Ensimmäisen ja toisen pienjännitejohtimen vastaavat osat voi olla esimerkiksi sijoitettu ja kiinnitetty mekaanisesti kotelon sisälle, jossa on ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus, jonka kynnysjännite on tavanomaisten käynnistysparistojen toimintajännitteen yläpuolella. Tämän jännitteestä riippuvan vastuksen ensimmäinen liitäntäosa on kytketty sähköäjohtavasti ensimmäiseen pienjän-nitejohtimeen ja vastuksen toinen liitäntäosa on kytketty sähköä-johtavasti toiseen pienjännitejohtimeen. Nämä liitäntäosat voi olla muodostettu esimerkiksi piirilevyn johdintieosiksi, johon piirilevyyn pienjännitejohtimet on kiinnitetty puristimilla tai vastaavilla ja johon on sijoitettu tai muodostettu ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus. Nämä liitäntäosat voivat lisäksi olla tavanomaisen leikkaavan liitinlaitteen koskettimia, jotka leikkautuvat pienjännitejohtimien eristyksen läpi ja kytkeytyvät niiden kuparisäikeisiin. Jokainen liitäntäosa voi lisäksi olla muodostettu kosketinnastaksi, joka on ruiskupuristettu koteloon ja joka muodostaa koteloa suljettaessa sähköäjohtavan kosketuksen pienjännitejohtimien säikeisiin.

101246

Myös tässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa on edullisesti kaksi koteloa, jotka ovat noin 40-60 cm päässä asianomaisista napapihdeistä, jolloin molemmat pienjännitejohtimet menevät näihin koteloihin ja ovat niihin mekaanisesti kiinnitettyjä ja näiden koteloiden sisälle on sijoitettu esimerkiksi varistori, etenkin metallioksidivaristori, ja kaasutäytteinen ylijännite-suoja, jotka on yhdistetty sähköäjohtavasti - sähköisenä rinnak-kaispiirinä - vastaavien liitäntäosien välityksellä sekä ensimmäiseen että toiseen pienjännitejohtimeen.

Keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin suojapiiriin kuuluu ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus, jonka kynnysjännite on noin 20-60 V moottoriajoneuvojen tavanomaisten käynnistys-paristojen toimintajännitteen yläpuolella. Jännitteestä riippuvan vastuksen kynnysjännite on edullisesti noin 40-60 V, erityisen edullisesti kynnysjännite on noin 40 V. Tällaisella vastuksella on oltava lyhyt reaktioaika, niin että myös lyhytaikaiset jännitepiikit, joiden kesto on ainoastaan joitakin mikro-sekunteja, tulevat varmasti johdetuksi pois tämän vastuksen kautta. Jännitteestä riippuvan vastuksen reaktioajan on tämän vuoksi oltava mikrosekuntialueella ja edullisesti nanosekuntialueella.

Apukäynnistyskaapelit ovat käytössä pitkän käyttöiän, kymmenen vuotta tai enemmän. Jännitteestä riippuvan vastuksen on oltava kuormitettavissa toistuvasti, jolloin voi esiintyä yli 1000 V jännitteitä. Virrat eivät yleensä ole 1 mA suurempia. Myöskään useampikertainen kuormitus ei saa muuttaa vastuksen virta-jänniteominaiskäyrää eikä vastus saa erikoisesti tulla pienohmi-semmaksi, jotta voitaisiin estää luotettavasti vuotovirtojen esiintyminen jo tavanomaisen 24 V käynnistyspariston tyypillisellä toimintajännitteellä. Tavanomaiset kaupallisesti saatavat varistorit, etenkin metallioksidivaristorit tyydyttävät nämä vaatimukset tai ne voidaan valita näiden vaatimusten mukaisesti .

Keksinnön mukaisessa suojapiirissä voi olla varistorin tilalla ’ myös muita elektronisista rakenneosista ja komponenteista 101246 muodostuvia analogisesti toimivia järjestelyjä. Näihin kuuluu esimerkiksi kahden Z-diodin vastarinnankytkentä. Tällaisia Z-diodeja on saatavilla tarkasti määrätylle kynnysjännitteelle ja niillä on erittäin nopeat reaktio-ominaisuudet nanosekunti-alueella. Lisäksi jännitteestä riippuvina vastuksina tai "jännitteestä riippuvina kytkiminä" voidaan käyttää tyristoreja. Tällaiset tyristorit voivat verrattain pienikokoisina vastaanottaa erittäin suuria tehoja. Riittävästi mitoitetun tyristorin tapauksessa voidaan luopua lisäsuojalaitteesta. Tyristorin lisapiirin ohjausvirta voidaan ottaa jännitepulssista. Edullisesti voidaan käyttää myös laitetta, jossa on kaksi vastarinnan-kytkettyä tyristoria, ns. triac-piiriä.

Keksinnön mukaisessa suojapiirissä voi olla edellä määritellyn jännitteestä riipuvan vastuksen, jonka kynnysarvo on noin 40-60 V ja jolla on nopeat reagointiominaisuudet nano- tai mikrosekuntialueella, lisäksi olla suojalaite, joka suojaa tätä vastusta suuremmilta virta-/jännitevaikutuksilta. Tällaisena suojalaitteena tulee kysymykseen etenkin kaasutäytteinen ylijännitesuoja. Ylijännitesuojän kynnys- tai läpilyöntijännite on suurempi kuin jännitteestä riippuvan vastuksen, erikoisesti metallioksidivaristorin, kynnysarvo ja sen tulee olla edullisesti ainakin 90 V. Myös ylijännitesuojalla tulee olla nopeat reaktio-ominaisuudet, jotka ovat ainakin mikrosekuntialueella.

Keksinnössä voidaan käyttää tällaisen jännitteestä riippuvan vastuksen ja sen suojapiirin rinnankytkentää eli esimerkiksi metallioksidivaristorin ja kaasutäytteisen ylijännitesuojän rinnankytkentää. Tällaisten ylijännitesuojalaitteiden, joissa on varistorin ja kipinävälin rinnankytkentä, edut ovat ammattimiehelle tunnettuja ja ne on esitetty myös johdannossa mainituissa patenttijulkaisuissa - kuten DE-hakemusjulkaisussa 29 20 979, DE-patenttijulkaisussa 27 18 188 tai DE-patenttijulkaisussa 32 28 471 - joten yksityiskohtaisempi käsittely ei ole tässä tarpeellista.

9 101246 Jännitteestä riippuva vastus ja tämän vastuksen valinnaisesti käytetty suojalaite on edullisimmin sijoitettu pysyvästi piirilevylle, asennusalustalle tai muulle kannatinelimelle, johon myös kolmannen johtimen molempien, ensimmäiseen ja vastaavasti t toiseen pienjännitejohtimeen johtavien johdinosien liitäntäkoh-dat päättyvät. Nämä johdinosat kiinnitetään edullisesti piirilevyyn, asennusalustaan tai muuhun kannatinelimeen mekaanisesti lujasti liitäntäpinteillä, puristimilla tai vastaavilla mahdollisimman paljon vetoa kestävän järjestelyn aikaansaamiseksi .

Jokaisen jännitteestä riippuvan vastuksen viereen voidaan sijoittaa jäähdytyspuristin tai muu lämpöä pois johtava laite, joka on edullisesti samoin kiinnitetty piirilevyyn, asennus-alustaan tai muuhun kannatinelimeen.

Koko järjestely, joka käsittää kannatinelimen, jännitteestä riippuvan vastuksen, kolmannen johtimen liitäntäkohdat tai vastuksen liitäntäosat ja valinnaisen suojalaitteen sekä jäähdy tyspuristimen tai vastaavan, on upotettu tai kapseloitu vettä, polttoainetta ja voiteluaineita kestävään muoviin. Osat molemmista pienjännitejohtimista on kiinnitetty edullisesti mekaanisesti siten muodostuneen kotelon sisälle kannatinelimeen tai vastaavaan. Kotelon muovimateriaali on liitetty, esimerkiksi hitsattu tai liimattu, tiiviisti pienjännitejohtimien ja/tai valinnaisen kolmannen johtimen eristemateriaaliin. Tuloksena saadaan kestävä, luja ja stabiili laite, joka kestää useita vuosia apukäynnistyskaapelin tyypillisesti ankaria käyttöolosuhteita.

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin edullisten suoritusmuotojen avulla viittaamalla piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisena esityksenä tavanomaisen apukäynnistyskaapelin kokoonpanoa, l0 101246 kuvio 2 esittää kaaviollisena esityksenä keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin ensimmäistä suoritusmuotoa, jossa on sähköäjohtava yhteys, jonka muodostaa kolmas johdin, johon on sijoitettu jännitteestä riippuva vastus, kuvio 3 esittää kaaviollisesti ja osittaisesti keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin toista suoritusmuotoa, jossa on kaksi kolmatta johdinta, joihin kumpaankin on sijoitettu jännitteestä riippuvan vastuksen ja kaasutäytteisen ylijännitesuojän rinnankytketty järjestely, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin käytännön toteutusmuotoa, jossa sähköäjohtavat yhteydet muodostuvat pelkästään kunkin jännitteestä riippuvan vastuksen liitäntä-osista, kuvio 5 esittää perspektiivisenä, osiin hajoitettuna osittaisena esityksenä täysin eristettyä napapihtiä, jonka metalliseen leukaan on kiinnitetty sähköäjohtavasti sekä pienjännitejohtimen pääteosa että kolmannen johtimen pääteosa, kuvio 6 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin toista käytännön toteutusesimerkkiä ja kuvio 7 esittää kuvion 6 mukaisen apukäynnistyskaapelin käyttöä käytännössä.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti tavanomaisen apukäynnistyskaapelin kokoonpano. Tähän kokoonpanoon kuuluu ensimmäinen pienjännitejohdin 10, jonka molempiin päihin on kiinnitetty ensimmäiset sähköisesti eristetyt napapihdit 12 ja 14. Lisäksi tähän kokoonpanoon kuuluu toinen pienjännitejohdin 11, jonka molempiin päihin on kiinnitetty toiset sähköisesti eristetyt napapihdit 13 ja 15. Tällaisen tavanomaisen apukäynnistyskaapelin muiden yksityiskohtien ja sen turvallisuusteknisten vaatimusten osalta viitataan standardiin DIN 72 553 helmikuussa 1987 julkaistussa muodossa.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin ensimmäistä suoritusmuotoa. Siinä on edellä mainitun n 101246 kokoonpanon 10-15 lisäksi sähköäjohtava yhteys, joka on esillä olevassa tapauksessa kolmannen johtimen 20 muodossa, johon on sijoitettu jännitteestä riippuva vastus 30, esimerkiksi metalli-oksidivaristori tai tyristorien triac-kytkentä. Tämä kolmas i johdin 20 muodostuu kahdesta johdinosasta 21 ja 25. Toisen johdin-osan 21 pääteosa 22 on kytketty sähköäjohtavasti ensimmäiseen pienjännitejohtimeen 10. Tämän johdinosan 21 liitäntäkohta 23 on kytketty sähköäjohtavasti jännitteestä riippuvan vastuksen 30 toiselle puolelle. Toisen johdinosan 25 liitäntäkohta 27 on kytketty sähköäjohtavasti jännitteestä riippuvan vastuksen 30 toiselle puolelle. Tämän johdinosan 25 pääteosa 26 on kytketty sähköäjohtavasti toiseen pienjännitejohtimeen 11.

Jännitteestä riippuvan vastuksen 30 kynnysjännite on tyypillisesti 40 V. Jos apukäynnistyskaapelin tyypillisessä käytössä, etenkin napapihtejä pariston navoista irrotettaessa, esiintyy jännitteeltään selvästi suurempia jännitepiikkejä, virta voi kulkea kolmannen johtimen 20 ja jännitteestä riippuvan vastuksen 30 kautta ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 ja toisen pienjännite-johtimen 11 välillä, niin että nämä jännitepiikit tulevat puretuiksi ja tehdyiksi vaarattomiksi ennen kuin ne voivat vaurioittaa arvokkaan autoelektroniikan komponentteja.

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti osaa keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin toisesta suoritusmuodosta. Tässä elektroninen suojapiiri muodostuu kahdesta kolmannesta johtimesta 20, joihin on sijoitettu - rinnan kytkettyinä - jännitteestä riippuva vastus 30 ja kaasutäytteinen ylijännitesuoja 35. Toinen kolmansista johtimista 20 yhdistää ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 toiseen pienjännitejohtimeen 11 näiden johtimien käytön aikana samaan ajoneuvoon tai sen käynnistysparistoon yhdistettyjen -ei esitettyjen - napapihtien lähellä. Toinen kolmansista johtimista 20 yhdistää samoin ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 toiseen pienjännitejohtimeen 11 näiden johtimien toisten, käytettäessä toiseen ajoneuvoon tai sen käynnistysparistoon kiinnitettyjen - ei esitettyjen - napapihtien lähellä. Esitetyssä suoritusesimerkissä molempina jännitteestä riippuvina vastuksina 12 101246 30 on metallioksidivaristorit, joiden kynnysjännite on noin 40 V. Kaasutäytteisen ylijännitesuojän 35 läpilyönti- tai kynnys-jännite on ainakin 90 V ja ylijännitesuoja kestää useiden kilo-ampeerien lyhytaikaisia virtaiskuja. Tämä ylijännitesuoja kytkeytyy toimintaan mikrosekuntialueella olevassa ajassa ja suojaa siten metallioksidivaristoria 30 liian suurilta virtavaikutuk-silta. Rakenteeltaan tämän kaltaisia ylijännitesuojia on saatavana kaupallisesti.

Kuten kuviossa 3 on esitetty kaaviollisesti, metallioksidivaris-tori 30, kaasutäytteinen ylijännitesuoja 35 ja kolmansien johtimien 20 liitäntäkohdat 23 ja 27 voivat olla piirilevyllä asennusalustalla tai muulla kannatinelimellä, jotka on sijoitettu kapseloidun kotelon 40 sisälle, joka on esitetty kaaviollisesti katkoviivoilla.

Kuvio 4 esittää käytännön suoritusmuotoa eräästä keksinnön mukaisesta apukäynnistyskaapelista, jonka elektronisessa suojapii-rissä on kaksi samanlaista laitetta. Kumpikin laite on 40-60 cm etäisyydellä kahdesta vierekkäisestä napapihdistä 12, 13 tai 14, 15 ja niissä on kotelo 40, jonka läpi ensimmäisen pienjänni-tejohtimen 10 ja toisen pienjännitejohtimen 11 osat kulkevat. Kotelon 40 ja molempien pienjännitejohtimien 10 ja 11 osien välille muodostetaan luja mekaaninen liitos - ei esitettyjen -puristimien avulla. Kummankin kotelon 40 sisällä on - ei esitetyllä - piirilevyllä tai muulla kannatinelimellä metallioksidi-varistori 30 ja kaasutäytteinen ylijännitesuoja 35. Sekä metalli-oksidivaristori 30 että ylijännitesuoja 35 on kytketty sähköä-johtavasti liitäntäosien 21 välityksellä ensimmäiseen pienjän-nitejohtimeen 10 ja toisten liitäntäosien 25 välityksellä toiseen pienjännitejohtimeen 11. Tiettyyn jännitteestä riippuvaan vastukseen 30, 35 liittyvät liitäntäosat 21 ja 25 muodostavat yhdessä sähköäjohtavan yhteyden 20, johon tämä vastus 30 tai 35 sisältyy. Liitäntäosat 21, 25 voivat muodostua piirilevyllä olevasta johdintien osasta, leikkaavan puristusliittimen koskettimesta, kosketinnastasta tai muusta puristuselementistä.

13 101246

Kuvio 5 esittää edullisena pidettyä suoritusmuotoa kolmannen johtimen kiinnittämisestä napapihdin puristusleukaan, johon on puristettu kiinni sähköäjohtavasti pienjännite johdin.

Kaikilla napapihdeillä 12-15 on samanlainen, edullisimmin täysin eristetty rakenne, jota selitetään seuraavassa kuvioon 5 viitaten napapihdin 50 avulla. Tämä napapihti 50 muodostuu pääasiassa kahdesta kuoriosasta 51 ja 52 ja jousesta 53. Kumpikin kuoriosa 51, 52 muodostuu muotostabiilista sähköäjohtamattomasta muovista, kuten polyeteenistä, polypropeenista tai polyamidista ja niissä on kahvaosa 54, puristuskappale 55 ja kaksi laakerilevyä 56. Molempien laakerilevyjen 56 keskipisteisiin on tehty poraukset, joiden läpi on asetettu kokoonpannussa tilassa pultti 58, joka toimii laakerina ja pitimenä jouselle 53, jonka ulkonevat haarat painautuvat kahvaosan 54 sisällä kumpaakin kuoriosaa 51 ja 52 vastaan ja jonka jousivoima pyrkii painamaan puristuskap-paleita 55 jatkuvasti yhteen.

Kummankin muovia olevan puristuskappaleen 55 sisälle on kiinnitetty metallinen puristusleuka 60. Puristusleuassa 60 on kaksi metallista puristinta 61 ja 62. Ensimmäinen puristin 61 kiinnittyy rinnakkain sijoitettujen pienjännitejohtimen 10, 11 paljaan johtimen 16 ja kolmannen johtimen 20 paljaan liitäntä-kohdan 22 ympärille. Näiden puristimen 61 haarojen mekaanisesti lujalla yhteen puristamisella saadaan hyvä sähköinen kosketus johtimien 17, 22 ja muun metallileuan 60 välille. Toinen puristin 62 kiinnittyy pienjännitejohtimien 10, 11 eristyksen 18 ja kolmannen johtimen 20 eristyksen 29 ympärille. Toisen puristimen 62 haarojen riittävällä yhteen puristamisella saadaan pienjännitejohtimien 10, 11 ja kolmannen johtimen 20 vetoa kestävä kiinnitys metalliseen puristinleukaan 60 ja siten napa-pihtiin 50.

Kolmannen johtimen 20 pääteosan tai liitäntäkohdan 22 suora liitäntä napapihdin 50 metalliseen puristinleukaan 60 pienentää itseinduktion mahdollisimman pieneksi.

14 101246

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukaisen elektronisella suoja-piirillä varustetun apukäynnistyskaapelin vielä eräs käytännön suoritusmuoto.

Molemmat ensimmäiset napapihdit 12 ja 14 on yhdistetty toisiinsa sähköäjohtavasti ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 välityksellä. Molemmat toiset napapihdit 13 ja 15 on yhdistetty toisiinsa sähköäjohtavasti toisen pienjännitejohdon 11 välityksellä. Kolmannet johtimet 20 yhdistävät ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 sähköäjohtavasti toiseen pienjännitejohtimeen 11. Yhdistäminen voi tapahtua edullisesti puristamalla pienjännitejohtimen 10 tai 11 kuparisäikeet ja kolmas johdin 20 yhdessä kiinni metalliseen puristusleukaan jokaisessa napapihdissä 12, 13, 14, 15, kuten edellä on selitetty kuvioon 5 viitaten.

Jokaiseen kolmanteen johtimeen 20 on sijoitettu metallioksidi-varistorin 30 ja kaasutäytteisen ylijännitesuojän 35 rinnakkais-järjestely. Kukin näistä järjestelyistä on kotelon 40 sisällä, joka ympäröi puristaen myös molempien pienjännite johtimien 10 ja 11 vastaavia osia.

Kuvio 7 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen apukäynnistyskaapelin käyttöä, joka ei käytännössä eroa tavanomaisen apukäynnistyskaapelin käytöstä.

Sekä ensimmäinen ajoneuvo 1, jossa on luovuttajaparisto 2, että toinen ajoneuvo 5, jossa on tyhjä paristo 6, on esitetty vain kaaviollisesti ja osittain moottoritilan osalta.

Apukäynnistyskaapelin käyttämiseksi kiinnitetään esimerkiksi ensimmäinen napapuristin 14 tyhjän pariston 6 plusnapaan ja toinen ensimmäinen napapuristin 12 luovuttajapariston 2 plusnapaan. Sitten kytketään toinen napapuristin 13 luovuttaja-pariston 2 miinusnapaan ja tämän jälkeen toinen napapuristin 15 tyhjän pariston 6 sisältävän ajoneuvon 5 miinusnapaa tai maadoitusliitäntään tai moottorilohkon muuhun paljaaseen kohtaan. Molemmat ensimmäiset napapihdit 12 ja 14 on yhdistetty sähköäjohtavasti toisiinsa ensimmäisen pienjännitejohtimen 10 15 101246 välityksellä. Molemmat toiset napapihdit 13 ja 15 on yhdistetty sähköäjohtavasti toisiinsa toisen pienjännitejohtimen 11 välityksellä. Tämän jälkeen käynnistetään luovuttaja-ajoneuvon 1 moottori ja sen kierrosluku asetetaan keskinopeaksi. Tämän jälkeen käynnistetään pysähtyneeksi jääneen ajoneuvon 5 moottori. Kun sen moottori pyörii, apukäynnistyskaapelin napaliit-timet irrotetaan käänteisessä järjestyksessä.

Tavanomaisesta apukäynnistyskaapelista poiketen tässä on lisäksi kolmannet johtimet 20, jotka yhdistävät sähköä johtavasti ensimmäisen napapihdin 12 viereiseen toiseen napapihtiin 13 ja ensimmäisen napapihdin 14 viereiseen toiseen napapihtiin 15. Kumpaankin kolmanteen johtimeen 20 on sijoitettu sähköisesti rinnankytketty metallivaristorin ja kaasutäytteisen ylijännitesuojän - ei esitetty - järjestely, jotka järjestelyt ovat kahden kotelon 40 sisällä.

Claims (10)

16 101246

1. Apukäynnistyskaapeli, jossa on ensimmäinen sähköisesti eristetty taipuisa pienjännitejohdin (10), jonka molem-5 mat pääteosat on kytketty sähköäjohtavasti ensimmäisiin sähköisesti eristettyihin napapihteihin (12, 14), ja toinen sähköisesti eristetty taipuisa pienjännitejohdin (11), jonka molemmat pääteosat on kytketty sähköäjohtavasti toisiin sähköisesti eristettyihin napapihteihin (13, 15), 10 tunnettu siitä, että ensimmäisen pienjännitejohtimen (10) ja toisen pienjännitejohtimen (11) välillä ja/tai niiden ensimmäisten napapihtien (12, 14) ja niiden toisten napa-pihtien (13, 15) välillä on ainakin yksi sähköäjohtava yhteys (20) ja tähän sähköäjohtavaan yhteyteen (20) on 15 sijoitettu ainakin yksi jännitteestä riippuva vastus (30), jonka johtavuuskynnysjännite on moottoriajoneuvojen tavanomaisten käynnistysparistojen toimintajännitteen yläpuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että sähköäjohtava yhteys on kolmas sähköisesti eristetty taipuisa johdin (20).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen apukäynnistyskaapeli, 25 tunnettu siitä, että siinä on kaksi kolmatta johdinta • (20), jotka on yhdistetty ensimmäisten ja toisten napapih tien (12, 14, 13, 15) lähellä ensimmäiseen ja toiseen pienjännitejohtimeen, tai kaksi kolmatta johdinta (20), jotka on yhdistetty suoraan ensimmäiseen napapihtiin (12, 30 14) ja toiseen napapihtiin (13, 15).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että kummankin kolmannen johtimen johdin-poikkileikkaus on 2-8 mm2 ja pituus noin 60-100 cm. 35

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että sähköäjohtava yhteys muodostuu molemmista liitäntäosista (21 ja 25), joiden välityksellä jän 101246 17 nitteestä riippuva vastus (30, 35) on yhdistetty sähköä-johtavasti toisaalta ensimmäiseen pienjännitejohtimeen (10) ja toisaalta toiseen pienjännitejohtimeen (11).

6. Jonkin patenttivatimuksista 1-5 mukainen apukäynnis- tyskaapeli, tunnettu siitä, että jännitteestä riippuvan vastuksen (30) johtavuuskynnysjännite on ainakin noin 20-60 V ajoneuvojen tavanomaisten käynnistysparistojen toimintajännitteen yläpuolella. 10

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen apukäynnis- tyskaapeli, tunnettu siitä, että jokaiseen sähköäjohtavaan yhteyteen (20) on sijoitettu kaksi rinnankytkettyä jännitteestä riippuvaa vastusta (30, 35), joilla on eri suuret 15 johtavuuskynnysjännitteet.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että yksi jännitteestä riippuva vastus on kaasutäytteinen ylijännitesuoja (35), jonka läpilyöntijän- 20 nite on ainakin 90 V.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että toisen jännitteestä riippuvan vastuksen (30) johtavuuskynnysjännite on 40-60 V ja se 25 on muodostettu: * - varistoriksi, etenkin metallioksidivaristoriksi tai - järjestelyksi, jossa on kaksi vastarinnankytkettyä Z-diodia, tai - tyristoriksi tai 30. järjestelyksi, jossa on kaksi vastarinnankytkettyä ty ristoria (Triac).

10. Patenttivaatimuksen l mukainen apukäynnistyskaapeli, tunnettu siitä, että siinä on kaksi kolmatta sähköisesti 35 eristettyä taipuisaa johdinta (20), jotka molemmat on yhdistetty sähköäjohtavasti asianomaisten päissä olevien napapihtien lähellä ensimmäiseen pienjännitejohtimeen (10) ja toiseen pienjännitejohtimeen (11) tai niiden ensimmäi- 101246 18 siin ja toisiin napapihteihin (12 ja 13 tai 14 ja 15), ja jokaiseen kolmanteen johtimeen (20) on sijoitettu metalli-varistorin (30), jonka johtavuuskynnysjännite on noin 40-60 V, ja kaasutäytteisen ylijännitesuojan (35), jonka 5 läpilyöntijännite on ainakin 90 V, rinnankytketty järjes tely.