WO1999065047A1 - Batterie-hauptschalter, insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO1999065047A1
WO1999065047A1 PCT/DE1999/001619 DE9901619W WO9965047A1 WO 1999065047 A1 WO1999065047 A1 WO 1999065047A1 DE 9901619 W DE9901619 W DE 9901619W WO 9965047 A1 WO9965047 A1 WO 9965047A1
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contact
battery
main switch
switch according
spring
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PCT/DE1999/001619
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Josef Kern
Original Assignee
Siemens Electromechanical Components Gmbh & Co. Kg
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
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    • H01H71/56—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by rotatable knob or wheel
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    • H01H2001/5877—Electric connections to or between contacts; Terminals with provisions for direct mounting on a battery pole

Definitions

  • Main battery switch in particular for motor vehicles
  • the invention relates to a main battery switch which is arranged directly in the region of a battery pole and which causes the battery pole to be disconnected from the vehicle circuit. If a motor vehicle is not driven for a long time, there is a risk that the battery will slowly discharge through leakage currents. In order to avoid this, it has hitherto been customary to manually interrupt the battery circuit by loosening a pole terminal. This requires a specific tool and there is also a risk of a short circuit if the pole terminals are handled carelessly.
  • a load break switch in particular for the load circuit of a vehicle battery, is already known, in which a contact arrangement is connected between a pole terminal and a main circuit. When a fault occurs, the contact arrangement is unlocked via an electromagnetic system and the circuit is interrupted.
  • This known switch disconnector has a toggle clamp with a relatively large number of individual parts, which require a corresponding effort in production and in volume.
  • the aim of the present invention is to provide a main battery switch which is simple in construction and easy to handle and can be arranged directly on a battery pole, generally on the positive pole, without significantly increasing the circumferential contours of the battery .
  • This main switch should be designed so compact that if necessary it can also be equipped with an additional automatic disconnector for the generator / starter circuit.
  • a pole clamp arranged inside the housing and clampable on the battery pole
  • a movable contact opposite the fixed isolating contact and fastened on a contact carrier, the contact carrier preferably being spring-biased relative to the fixed contact,
  • the main battery switch according to the invention is thus of extremely simple construction with a fixed and a movable isolating contact which are biased against one another in the normal operating state and are separated from one another when necessary, that is to say when the vehicle is shut down for a prolonged period, with a disconnecting device.
  • the contact carrier is anchored on one side in a preferred embodiment in the form of a busbar in the housing, wherein it carries the movable contact at its free end and is preloaded against the fixed contact by its own spring stiffness.
  • the contact carrier must not only have a large cross section made of a highly conductive material, preferably a copper alloy, but also have resilient properties in order to keep the isolating contact closed with sufficient contact force even over long operating times. If necessary, the contact carrier can also be biased against the fixed isolating contact by an additional pressure spring.
  • a camshaft which acts on the contact carrier against its pretension and rotates about an axis perpendicular to the direction of movement of the movable contact, preferably serves as the separating device.
  • Such a camshaft can, for example, be guided outside through the housing cover of the main switch and have a slot on its front side which can be turned, for example, with a screwdriver, a coin or some other simple aid.
  • camshaft with a ring gear and to drive it by an electric motor via a reduction gear.
  • Such a drive could also be operated from the inside of the vehicle with a switch, for example. It must of course be ensured that when the battery circuit is disconnected, the drive motor for the main switch remains connected to the battery via a secondary connection.
  • this can be provided with an additional automatic release switch for the battery / starter circuit, in which case it has the following additional features: -
  • the housing has a second one connected to a generator / starter line Connection conductor attached, - one of the connection conductors carries a fixed contact, while the other connection conductor is electrically connected to a movable contact connected to a one-sided clamped contact spring,
  • an electromagnet system with an armature and a locking pawl connected to the armature which, in a normal operating state, locks the contact spring against its bias in the closed position and releases it when the magnet system responds, and
  • a manually operated reset element for tensioning and locking the contact spring in the closed state when the electromagnet system is not energized.
  • a particularly simple construction of the battery isolating switch is obtained if the locking pawl in a preferred embodiment lies with a nose in a recess of the contact spring and engages in the locked state with a shoulder on the edge of the recess.
  • the configuration is particularly advantageous if the locking clip is designed as an extension of the armature beyond its mounting and forms a rocker with it.
  • a return spring can engage the locking clamp and on the one hand bias it against the edge of the recess m of the contact spring and on the other hand the armature m its rest position.
  • the restoring element is preferably a button guided perpendicular to the longitudinal extension of the contact spring, the longitudinal movement of which is deflected via a sloping surface, a restoring force switching direction of the contact spring.
  • FIG. 1 shows a battery isolating switch with an open cover in a perspective view
  • FIG. 2 shows the battery isolating switch from FIG. 1 with the housing closed
  • FIG. 3 shows the open battery disconnector from FIG. 1, top view
  • FIG. 4 shows the open battery disconnector from FIG. 1 in a rotated view with a partially cut side wall
  • Figure 5 shows the battery disconnect switch of Figure 2 m installed state on a vehicle battery
  • Figure 6 is a circuit diagram of a battery disconnector in the circuit of a motor vehicle.
  • the m battery disconnector shown in the drawing has a housing with a basic body 1 with raised rare walls and a flat lid 2.
  • the basic body has a round, invisible recess in the bottom, which is adapted to the diameter of a battery pole with an elastic sealing ring and a plug Housing on a pole of a vehicle battery, m usually to the positive pole 3, allows.
  • a battery clamp 4 can be clamped on the pole 3 in the usual way by means of a fastening screw 5.
  • An isolating contact carrier 6 m in the form of a busbar made of a highly conductive material (copper or copper alloy) supports a movable isolating contact 7 and, owing to its own biasing force, presses it against a stationary isolating contact 8 which is attached directly to the pole terminal 4.
  • the contact carrier 6 receives its pretension through a covering 9 with the material of the basic housing body 1. If the own pretension is not sufficient, the free end of the contact carrier 6 could be pretensioned against the pole terminal by an additional compression spring, indicated by an arrow 6a.
  • a generator connecting conductor 11 emerges on the same side of the housing and is provided as a connection for the battery cable to the starter and to the generator.
  • the two connecting conductors 10 and 11 can have any shape for the connection of cables; for example, they can be designed as crimp, screw or weld connections.
  • the two connections 10 and 11 consist of a highly conductive copper material with a large cross section and are encapsulated in the housing base body 1, that is to say embedded free of play and tightly with a large tight fit in the housing.
  • An arm 12 of the generator connecting conductor 11 bent at a right angle bears a fixed contact 13 in the form of a precious metal contact piece, which preferably consists of silver and interacts with one or preferably two movable contacts 14, which in turn are fastened to a contact spring 15.
  • This contact spring 15 is clamped on one side in the housing, in the present case attached to a bent angle piece 16 of a magnet 17 by welding or riveting.
  • the movable contact 14 is (or the movable contacts 14 are) welded directly via a hole m in the contact spring to a flat copper wire 18, which is attached at its other end to an exposed area 19 of the first connecting conductor 10 by welding or brazing is.
  • the contact spring 15 itself can therefore consist of a less conductive material, preferably spring steel.
  • a locking pawl 20 which engages the movable end section of the contact spring 15, the latter is pressed with its movable contacts 14 against the fixed contact 13 and locked in this closed state.
  • the clamp 20 engages with a nose 21 m in a recess 22 (FIG. 4) of the contact spring 15, wherein it engages with a shoulder 23 on an edge of the recess 22 and the Spring locked.
  • the pawl 20 is pulled with egg ⁇ ner tension spring 24 against the edge of the recess 22nd
  • the closed state of the contacts shown in the figures represents the normal operating state of the disconnector, in which all the circuits of the vehicle are connected to the battery.
  • an electromagnetic system 25 with the yoke 17 already mentioned, a core 26, a coil 27 and an armature 28 is provided.
  • the electromagnetic system is excited via a control line (not shown), wherein a control signal can come, for example, from a short-circuit sensor KS or a crash sensor CS (FIG. 6).
  • a short-circuit sensor could, for example, also be arranged in the housing 1, but is not shown in the present example.
  • Sensor signals can be evaluated via an electronic control circuit 29 m in the housing.
  • the armature 28 is integral with the pawl 20 and forms with it a rocker which is mounted approximately m in the middle between the pole face of the core 26 and the pawl nose 21 on the end of the soft magnetic yoke 17. Due to this central storage, the system is not very sensitive to impact.
  • the armature 28 is opened by the torque of the tension spring 24 and the pawl 20 is locked with the contact spring 15.
  • a slide or a button 30 is used, which is guided perpendicular to the floor surface in the basic body 1 and in the cover 2.
  • slides em slide cam 31 with a slope 31a over a slope 15a on an extension of the contact spring 15 and thereby presses the contact spring m the closed position.
  • the contacts are closed and the pawl 20 engages under the influence of the tension spring 24 again at the edge of the opening 22 em, so that the contact spring 15 is locked (see Figure 3).
  • an invisible compression spring can be provided under the slide cam 31
  • a passage for the button 30 is provided in the cover 2. This bushing is sealed from the outside with a sealing plug 32.
  • a bellows-like cover made of elastic plastic would also be possible using the two-component injection molding process.
  • the above-mentioned isolating contacts, the movable isolating contact 7 on the contact carrier 6 and the fixed isolating contact 8 on the pole terminal 4 form a main battery switch with which not only the generator / starter circuit, but the entire vehicle including the electrical system from the battery can be separated.
  • This main battery switch serves as a so-called transit switch or shutdown switch, which is opened to prevent the battery from being drained by leakage currents if the vehicle is taken out of operation for a long period.
  • An eccentric or cam shaft 33 is used to actuate this main switch, which is guided in the cover 2 and partly in a recess in the pole terminal 4 and is rotatably mounted in the latter.
  • the camshaft lifts the contact carrier 6 from the pole terminal 4 when it rotates through a certain angle, so that the isolating contacts 7 and 8 open.
  • the upper end of the camshaft 33 is circular and extends through the cover 2 so that it is accessible from the outside (see Figure 2).
  • it has a slot 36, with the aid of which the camshaft is actuated, for example, with a coin or a screwdriver can be.
  • the passage of the camshaft in the cover is sealed with an elastomer seal 37.
  • the main switch can also be driven electrically.
  • a small motor 38 can be provided in the housing, which acts via a reduction gear 39 (only shown schematically) on a ring gear (not shown) connected to the camshaft.
  • This motor for opening and closing the main switch can also be operated via the control circuit 29, for example with a switch in the vehicle interior. If the operation of the main switch, as described, is to be carried out with a motor, it must of course be ensured that even when the isolating contacts 7 and 8 are opened, the power supply to the motor from the battery is provided by its own (only shown in the circuit diagram in FIG. 6) Line is maintained.
  • plug contacts are used in a sealable collar 40 on the base body 1.
  • the fastening screw 5 for the pole terminal 4 is designed as an internal hexagon screw to enclose a cylindrical outer surface of the screw head for an elastomer seal 41 To reach the lid.
  • FIG. 5 shows the arrangement of a battery disconnector according to the invention on the (not visible) positive pole of a normal vehicle battery 42.
  • the negative pole 43 is connected to the ground of the vehicle in the usual way.
  • FIG. 6 shows the circuit diagram of a battery disconnector according to the invention. It can be seen that the line from the positive pole 3 of the battery is first led to the main switch with the isolating contacts 7 and 8 and the actuating element 33. This actuating element 33, which corresponds to the camshaft, can be actuated either by hand or by the motor 38, which in turn is operated via the control circuit 29 is controlled. From the main switch go two parallel circuits, namely the generator / starter circuit via the contacts 13 and 14 and the connecting conductor 11 to the generator 44 and the starter 45 and the on-board electrical circuit via the connecting conductor 10 in the vehicle electrical system 46.
  • Im Generator / starter circuit is the battery isolator switch with contacts 7 and 8, which are actuated by the magnet system 25. This magnet system 25 is also controlled by the control circuit 29.
  • the isolating contact has been described above as an opener contact, the invention also includes the reverse case of a normally open contact.
  • the isolating contact carrier would be pretensioned away from the pole terminal, and it was pressed by the camshaft onto the pole terminal or the fixed isolating contact.
  • the claims are therefore to be understood to include such an embodiment.

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Abstract

Der Batterie-Hauptschalter besitzt ein auf den Pluspol der Batterie aufsetzbares Schaltergehäuse und eine innerhalb des Gehäuses (1, 2) an dem Pluspol festklemmbare Polklemme (4). Unmittelbar an der Polklemme (4) ist ein feststehender Trennkontakt (8) befestigt, der mit einem beweglichen Trennkontakt (7) zusammenwirkt. Letzterer ist an einem Kontaktträger (6) befestigt, der durch Federkraft gegen den feststehenden Trennkontakt vorgespannt ist und im Normalbetriebszustand den Kontakt geschlossen hält. In Verlängerung des Kontaktträgers ist ein Anschlußleiter ausgebildet, der die Batterie mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbindet. Zum Auftrennen des Batteriestromkreises dient eine Trennvorrichtung, vorzugsweise in Form einer Nockenwelle (33), welche entweder von Hand oder durch einen Motor (38) betätigbar ist. Der Hauptschalter dient als Transitschalter oder Stillegungsschalter, um bei längerem Stillstand des Fahrzeugs die Batterie von dem Bordnetz abzutrennen und eine Entladung der Batterie zu verhindern.

Description

Beschreibung
Batterie-Hauptschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Batterie-Hauptschalter, der unmittelbar im Bereich eines Batteriepols angeordnet wird und der eine Abtrennung des Batteriepols von dem Fahrzeugstromkreis bewirkt. Wenn ein Kraftfahrzeug für längere Zeit nicht gefahren wird, besteht die Gefahr, daß sich die Batterie über Leckströme langsam entlädt. Um dies zu vermeiden, ist es bisher üblich, den Batteriestromkreis manuell durch Lösen ein Polklemme zu unterbrechen. Dies erfordert ein bestimmtes Werkzeug, und außerdem besteht bei unvorsichtiger Handhabung der Polklemmen die Gefahr eines Kurzschlusses.
Andererseits sind in Kraftfahrzeugen normalerweise die Einzelstromkreise des Bordnetzes zu den verschiedenen Verbrauchern, wie Lampen oder Aktoren, mit Einzelsicherungen abgesichert, während die Generator/Anlasser-Leitung zur Batterie in der Regel nicht abgesichert ist. In kritischen Situationen, zum Beispiel im Crash-Fall oder bei einem Kurzschluß im Generator/Anlasser-Kabel besteht deshalb erhöhte Brandgefahr, die bisher ebenfalls lediglich durch manuelles Abklemmen der Batterie beseitigt werden konnte.
Aus der DE 197 01 933 Cl ist bereits ein Lasttrennschalter, insbesondere für den Laststromkreis einer Fahrzeugbatterie, bekannt, bei dem eine Kontaktanordnung zwischen einer Polklemme und einem Hauptstromkreis geschaltet ist. Beim Auftre- ten eines Störungszustandes wird über ein Elektromagnetsystem die Kontaktanordnung entriegelt und der Stromkreis unterbrochen. Dieser bekannte Lasttrennschalter besitzt ein Kniehebelspannwerk mit verhältnismäßig vielen Einzelteilen, die einen entsprechenden Aufwand in der Herstellung und im Volumen benötigen. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Batteπehaupt- schalter zu schaffen, der einfach im Aufbau und einfach zu handhaben ist und unmittelbar an einem Batteriepol, m der Regel an dem Pluspol, angeordnet werden kann, ohne die Um- fangskonturen der Batterie wesentlich zu vergrößern. Dieser Hauptschalter soll so kompakt gestaltet sein, daß er im Bedarfsfall auch mit einem zusätzlichen automatischen Trennschalter für den Generator/Anlasser-Stromkreis ausgestattet werden kann.
Erfmdungsgemaß wird dieses Ziel mit einem Batteriehauptschalter erreicht, der folgende Merkmale aufweist:
- e n auf einen Batteriepol aufsetzbares Schaltergehause,
- eine innerhalb des Gehäuses angeordnete, an dem Batteriepol festklemmbare Polklemme,
- einen unmittelbar an der Polklemme befestigten, feststehenden Trennkontakt,
- einen dem feststehenden Trennkontakt gegenüberliegenden, auf einem Kontakttrager befestigten beweglichen Kontakt, wobei der Kontakttrager gegenüber dem feststehenden Kontakt vorzugsweise federnd vorgespannt ist,
- einen mit dem Kontakttrager elektrisch verbundenen Bord- netz-Anschlußleiter, und
- eine an dem Kontakttrager angreifende und diesen zwischen einer Schließposition und einer Offnungsposition umschaltende Trennvorrichtung.
Der erfmdungsgemaße Batteriehauptschalter ist also äußerst einfach aufgebaut mit einem feststehenden und einem bewegli- chen Trennkontakt, die im Normalbetriebszustand gegeneinander vorgespannt sind und im Bedarfsfall, das heißt bei längerer Stillegung des Fahrzeuges, mit einer Trennvorrichtung voneinander getrennt werden. Dabei ist der Kontakttrager m einer bevorzugten Ausfuhrungsform m Form einer Stromschiene m dem Gehäuse einseitig verankert, wobei er an seinem freien Ende den beweglichen Kontakt tragt und mit diesem Ende durch -eigene Federsteiflgkeit gegen den Festkontakt vorgespannt ist. Der Kontakttrager muß also in diesem Falle nicht nur einen großen Querschnitt aus gut leitenden Material, vorzugsweise einer Kupferlegierung, besitzen, sondern auch federnde Eigenschaften aufweisen, um auch über lange Betriebszeiten hinweg den Trennkontakt standig mit ausreichender Kontaktkraft geschlossen zu halten. Falls notig, kann der Kontakttrager auch durch eine zusätzliche Druckfeder gegen den feststehenden Trennkontakt vorgespannt sein.
Als Trennvorrichtung dient vorzugsweise eine am Kontakttrager entgegen dessen Vorspannung angreifende, um eine zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktes senkrechte Achse drehbare Nockenwelle. Eine solche Nockenwelle kann beispielsweise durch die Gehauseabdeckung des Hauptschalters nach au- ßen gefuhrt werden und an ihrer Stirnseite einen Schlitz aufweisen, der beispielsweise mit einem Schraubendreher, einer Münze oder einem sonstigen einfachen Hilfsmittel verdreht werden kann.
Es ist aber auch möglich, die Nockenwelle mit einem Zahnkranz zu versehen und sie von einem Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe anzutreiben. Ein derartiger Antrieb konnte beispielsweise auch vom Fahrzeuginneren aus mit einem Schalter betätigt werden. Dabei muß natürlich sichergestellt werden, daß bei Auftrennung des Batteriestromkreises der Antriebsmotor für den Hauptschalter über einen Nebenanschluß an der Batterie angeschlossen bleibt.
In einer Weiterbildung des erfmdungsgemaßen Hauptschalters kann dieser mit einem zusätzlichen automatischen Ausloseschalter für den Batterie/Anlasser-Stromkreis versehen sein, wobei er dann die folgenden zusätzlichen Merkmale aufweist: - m dem Gehäuse ist ein zweiter, mit einer Generator/Anlas- ser-Leitung verbundener Anschlußleiter befestigt, - einer der Anschlußleiter tragt einen feststehenden Kontakt, wahrend der andere Anschlußleiter elektrisch mit einem be- weglichen, an einer einseitig eingespannten Kontaktfeder befestigten Kontakt verbunden ist,
- ein Elektromagnetsystem mit einem Anker und einer mit dem Anker verbundenen Verriegelungsklinke, welche m einem Nor- malbetπebszustand die Kontaktfeder entgegen ihrer Vorspannung m der Schließstellung verriegelt und sie beim Ansprechen des Magnetsystems freigibt, und
- ein manuell betatigbares Ruckstellorgan zum Spannen und Verriegeln der Kontaktfeder im Schließzustand bei nicht er- regtem Elektromagnetsystem.
Ein besonders einfacher Aufbau des Batterietrennschalters ergibt sich, wenn die Verriegelungsklinke m bevorzugter Ausgestaltung mit einer Nase m einer Ausnehmung der Kontaktfeder liegt und im Verriegelungszustand mit einer Schulter an dem Rand der Ausnehmung angreift. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung dann, wenn die Verriegelungsklmke als Verlängerung des Ankers jenseits von dessen Lagerung ausgebildet ist und mit diesem eine Wippe bildet. Eine Ruckstellfeder kann an der Verriegelungsklmke angreifen und einerseits diese gegen den Rand der Ausnehmung m der Kontaktfeder und andererseits den Anker m seine Ruheposition vorspannen.
Das Ruckstellorgan ist vorzugsweise eine senkrecht zur Langs- ausdehnung der Kontaktfeder geführte Taste, deren Langsbewe- gung über eine schräge Flache eine Ruckstellkraft Schaltrichtung der Kontaktfeder umgelenkt wird.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteranspruchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfuhrungsbeispiel anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigt
Figur 1 einen Batteπetrennschalter mit offenem Deckel m perspektivischer Darstellung, Figur 2 den Batterietrennschalter von Figur 1 mit geschlossenem Gehäuse,
Figur 3 den offenen Batterietrennschalter von Figur 1 Draufsicht,
Figur 4 den offenen Batterietrennschalter von Figur 1 einer gedrehten Ansicht mit teilweise aufgeschnittener Seitenwand,
Figur 5 den Batterietrennschalter von Figur 2 m eingebautem Zustand auf einer Fahrzeugbatterie und
Figur 6 ein Schaltschema eines Batterietrennschalters im Stromkreis eines Kraftfahrzeuges.
Der m der Zeichnung dargestellte Batterietrennschalter besitzt ein Gehäuse mit einem Grundkorper 1 mit hochgezogenen Seltenwanden sowie einem flachen Deckel 2. Der Grundkorper besitzt eine runde, nicht sichtbare Ausnehmung im Boden, die an den Durchmesser eines Batteriepols mit einem elastischen Dichtring angepaßt ist und ein Aufstecken des Gehäuses auf einen Pol einer Fahrzeugbatterie, m der Regel auf den Pluspol 3, ermöglicht. Eine Batterieklemme 4 ist m üblicher Weise mittels einer Befestigungsschraube 5 auf dem Pol 3 fest- klemmbar.
Ein Trennkontakttrager 6 m Form einer Stromschiene aus gut leitendem Material (Kupfer oder Kupferlegierung) tragt einem beweglichen Trennkontakt 7 und druckt diesen aufgrund der ei- genen Vorspannkraft gegen einen feststehenden Trennkontakt 8, der unmittelbar auf der Polklemme 4 befestigt ist. Der Kontakttrager 6 erhalt seine Vorspannung durch eine Umspπtzung 9 mit dem Material des Gehausegrundkorpers 1. Soweit die eigene Vorspannung nicht ausreicht, konnte das freie Ende des Kontakttragers 6 durch eine zusatzliche Druckfeder, durch einen Pfeil 6a angedeutet, gegen die Polklemme vorgespannt werden. Emstuckig mit dem Kontakttrager 6 verbunden ist em Bord- netz-Anschlußleiter 10, der mit dem Bordnetz des Fahrzeuges verbunden wird. An der gleichen Gehauseseite tritt em Gene- rator-Anschlußleiter 11 aus, der als Anschluß für das Batte- πekabel zum Anlasser und zum Generator vorgesehen ist. Die beiden Anschlußleiter 10 und 11 können eine beliebige Form für die Anschlüsse von Kabeln haben; sie können beispielsweise als Crimp-, Schraub- oder Schweißanschlusse ausgebildet sein. Die beiden Anschlüsse 10 und 11 bestehen aus einem hochleitfahigen Kupferwerkstoff mit großem Querschnitt und sind im Gehausegrundkorper 1 umspritzt, also spielfrei und dicht mit großem Festsitz m dem Gehäuse eingebettet.
Em rechtwinkelig abgebogener Arm 12 des Generator- Anschlußleiters 11 tragt einen feststehenden Kontakt 13 Form eines Edelmetall-Kontaktstuckes, das vorzugsweise aus Silber besteht und mit einem oder vorzugsweise zwei beweglichen Kontakten 14 zusammenwirkt, die ihrerseits an einer Kon- taktfeder 15 befestigt sind. Diese Kontaktfeder 15 ist einseitig im Gehäuse eingespannt, im vorliegenden Fall an einem abgebogenen Winkelstuck 16 eines Magnet] oches 17 durch Schweißen oder Nieten befestigt. Der bewegliche Kontakt 14 ist (bzw. die beweglichen Kontakte 14 sind ) über eine Boh- rung m der Kontaktfeder unmittelbar mit einer Kupferflachlitze 18 verschweißt, die mit ihrem anderen Ende an einem freiliegenden Bereich 19 des ersten Anschlußleiters 10 durch eine Schweißung bzw. Hartlotung befestigt ist. Die Kontaktfeder 15 selbst kann deshalb aus einem weniger gut leitenden Material, vorzugsweise aus Federstahl bestehen.
Durch eine Verriegelungsklmke 20, die am beweglichen Endabschnitt der Kontaktfeder 15 angreift, wird diese mit ihren beweglichen Kontakten 14 gegen den feststehenden Kontakt 13 gedruckt und m diesem Schließzustand verriegelt. Zu diesem Zweck greift die Klmke 20 mit einer Nase 21 m eine Ausnehmung 22 (Figur 4) der Kontaktfeder 15, wobei sie mit einer Schulter 23 an einem Rand der Ausnehmung 22 angreift und die Feder verriegelt. Zu diesem Zweck wird die Klinke 20 mit ei¬ ner Zugfeder 24 gegen den Rand der Ausnehmung 22 gezogen. Der m den Figuren dargestellte Schließzustand der Kontakte stellt den normalen Betπebszustand des Trennschalters dar, bei dem alle Stromkreise des Fahrzeuges an die Batterie angeschlossen sind.
Zur Auslosung des Batterietrennschalters ist em Elektromagnetsystem 25 mit dem bereits erwähnten Joch 17, einem Kern 26, einer Spule 27 und einem Anker 28 vorgesehen. Das Elek- tromagnetsystem wird über eine nicht gezeigte Steuerleitung erregt, wobei em Steuersignal beispielsweise von einem Kurzschlußsensor KS oder einem Crashsensor CS ( Fig 6) kommen kann. Em Kurzschlußsensor konnte beispielsweise auch dem Gehäuse 1 angeordnet sein, ist aber im vorliegenden Beispiel nicht gezeigt. Die Auswertung von Sensorsignalen kann über eine elektronische Steuerschaltung 29 m dem Gehäuse erfolgen.
Der Anker 28 ist mit der Klinke 20 emstuckig und bildet mit dieser eine Wippe, welche etwa m der Mitte zwischen der Polflache des Kerns 26 und der Klinkennase 21 auf dem Ende des weichmagnetischen Joches 17 gelagert ist. Durch diese mittige Lagerung ist das System wenig stoßempfindlich. Durch das Drehmoment der Zugfeder 24 wird der Anker 28 geöffnet und die Klinke 20 mit der Kontaktfeder 15 verrastet.
Bei Erregung des Magnetsystems 25 wird der Anker 28 an die Polflache des Kerns 26 angezogen. Dadurch gibt die Klinke 20 die m den Offnungszustand vorgespannte Kontaktfeder 15 frei, und die Kontakte 13, 14 werden geöffnet. Auf diese Weise wird der Generator/Anlasser-Stromkreis am Anschlußleiter 11 von der Batterie abgetrennt.
Zum manuellen Wiederemschalten des Auslosesystems dient e Schieber bzw. eine Taste 30, die senkrecht zur Bodenflache im Grundkorper 1 und im Deckel 2 gefuhrt ist. Beim Eindrucken gleitet em Schiebernocken 31 mit einer Schräge 31a über eine schräge Flache 15a an einer Verlängerung der Kontaktfeder 15 und druckt dabei die Kontaktfeder m die Schließposition. Die Kontakte werden geschlossen, und die Klinke 20 rastet unter dem Einfluß der Zugfeder 24 wieder an dem Rand der Öffnung 22 em, so daß die Kontaktfeder 15 verriegelt wird (siehe Figur 3) . Zur Ruckstellung der Taste 30 kann unter dem Schiebernok- ken 31 eine nicht sichtbare Druckfeder vorgesehen werden
Im Deckel 2 ist eine Durchfuhrung für die Taste 30 vorgesehen. Diese Durchfuhrung ist von außen mit einem Dichtstopfen 32 abgedichtet. Möglich wäre auch eine faltenbalgahnliche Abdeckung aus elastischem Kunststoff im Zwei-Komponenten- Spπtzgießverfahren.
Die oben bereits erwähnten Trennkontakte, der bewegliche Trennkontakt 7 an dem Kontakttrager 6 und der feststehende Trennkontakt 8 an der Polklemme 4 bilden einen Batterie- Hauptschalter, mit dem nicht nur der Generator/Anlasser- Stromkreis, sondern das gesamte Fahrzeug einschließlich des Bordnetzes von der Batterie abgetrennt werden können. Dieser Batterie-Hauptschalter dient als sogenannter Transitschalter oder Stillegungsschalter, der geöffnet wird, um eine Entleerung der Batterie durch Leckstrome zu vermeiden, wenn das Fahrzeug längere Zeit außer Betrieb genommen wird. Zur Betätigung dieses Hauptschalters dient eine Exzenter- oder Nokkenwelle 33, welche im Deckel 2 sowie teilweise einer Ausnehmung der Polklemme 4 gefuhrt wird und m dieser drehbar gelagert ist. Mit einem Exzenterabschnitt 35 hebt die Nocken- welle bei Drehung um einen bestimmten Winkel den Kontakttrager 6 von der Polklemme 4 ab, so daß die Trennkontakte 7 und 8 offnen. Das obere Ende der Nockenwelle 33 ist kreisförmig ausgeführt und reicht durch den Deckel 2, so daß es von außen zuganglich ist (siehe Figur 2). Es besitzt zu Betätigung ei- nen Schlitz 36, mit Hilfe dessen die Nockenwelle beispielsweise mit einer Münze oder einem Schraubendreher betätigt werden kann. Mit einer Elastomerdichtung 37 ist die Durchfuhrung der Nockenwelle im Deckel abgedichtet.
Der Hauptschalter kann auch elektrisch angetrieben werden. Zu diesem Zweck kann im Gehäuse ein kleiner Motor 38 vorgesehen werden, der über em Untersetzungsgetriebe 39 (nur schematisch gezeigt) auf einen mit der Nockenwelle verbundenen Zahnkranz (nicht dargestellt) wirkt. Auch dieser Motor zum Offnen und Schließen des Hauptschalters kann über die Steuer- schaltung 29 beispielsweise mit einem Schalter im Fahrzeuginneren betätigt werden. Falls die Betätigung des Hauptschalters, wie beschrieben, mit einem Motor vorgenommen werden soll, muß naturlich sichergestellt werden, daß auch bei Öffnung der Trennkontakte 7 und 8 die Stromversorgung des Motors von der Batterie her über eine eigene (nur im Schaltbild von Figur 6 dargestellte) Leitung aufrechterhalten wird.
Für die Ansteuerung des Elektromagnetsystems 25 bzw. der elektronischen Steuereinrichtung 29 dienen Steckkontakte m einem abdichtbaren Kragen 40 am Grundkorper 1. Die Befestigungsschraube 5 für die Polklemme 4 ist als Innen-Sechskant- schraube ausgeführt, um eine zylindrische Außenflache des Schraubenkopfes für eine Elastomerabdichtung 41 zum Deckel zu erreichen.
Figur 5 zeigt die Anordnung eines erfmdungsgemaßen Batterietrennschalters auf dem (nicht sichtbaren) Pluspol einer normalen Fahrzeugbatterie 42. Der Minuspol 43 wird m üblicher Weise mit der Masse des Fahrzeugs verbunden.
Figur 6 zeigt das Schaltschema eines erfmdungsgemaßen Batte- rietrennschalters . Dabei ist ersichtlich, daß die Leitung vom Pluspol 3 der Batterie zunächst zu dem Hauptschalter mit den Trennkontakten 7 und 8 und dem Betatigungselement 33 gefuhrt ist. Dieses Betatigungselement 33, das der Nockenwelle entspricht, kann wahlweise von Hand oder durch den Motor 38 betätigt werden, der seinerseits über die Steuerschaltung 29 angesteuert wird. Von dem Hauptschalter gehen zwei parallele Stromkreise ab, nämlich der Generator/Anlasser-Stromkreis über die Kontakte 13 und 14 und den Anschlußleiter 11 zum Generator 44 sowie zum Anlasser 45 und der Bordnetz-Stromkreis über den Anschlußleiter 10 in das Fahrzeug-Bordnetz 46. Im Generator/Anlasser-Stromkreis befindet sich der Batterietrennschalter mit den Kontakten 7 und 8, die von dem Magnetsystem 25 betätigt werden. Auch dieses Magnetsystem 25 wird von der Steuerschaltung 29 angesteuert.
Obwohl der Trennkontakt vorstehend als Offnerkontakt beschrieben wurde, umfaßt die Erfindung auch den umgekehrten Fall eines Schließerkontaktes. In diesem Fall wäre also der Trennkontakttrager von der Polklemme weg vorgespannt, und er wurde durch die Nockenwelle an die Polklemme bzw. den feststehenden Trennkontakt angedruckt. Die Patentansprüche sind deshalb so zu verstehen, daß sie auch eine derartige Ausgestaltung umfassen.

Claims

Patentansprüche
1. Batterie-Hauptschalter, der folgende Merkmale aufweist:
- em auf einen Batteriepol (3) aufsetzbares Schaltergehause (1, 2),
- eine innerhalb des Gehäuses (1, 2) angeordnete, an dem Batteriepol (3) festklemmbare Polklemme (4),
- einen unmittelbar an der Polklemme (4) befestigten, feststehenden Trennkontakt (8), - einen dem feststehenden Trennkontakt (8) gegenüberliegenden, auf einem Kontakttrager (6) befestigten beweglichen Trennkontakt (7), wobei der Kontakttrager (6) gegenüber dem feststehenden Trennkontakt (8) vorzugsweise federnd vorgespannt ist, - einen mit dem Kontakttrager (6) elektrisch verbundenen Bordnetz-Anschlußleiter (10), und
- eine an dem Kontakttrager (6) angreifende und diesen zwischen einer Schließposition und einer Offnungsposition umschaltende Trennvorrichtung (33) .
2. Hauptschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakttrager (6) m Form einer Stromschiene dem Gehäuse (1) einseitig verankert ist, an seinem freien Ende den beweglichen Trennkontakt (7) tragt und mit diesem Ende durch eigene Federsteiflgkeit gegen den feststehenden Trennkontakt (8) vorgespannt ist.
3. Hauptschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakttrager (6) durch eine Zusatzfeder (10) gegen den feststehenden Trennkontakt (8) vorgespannt ist.
4. Hauptschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung eine an dem Kontakttrager (6) entgegen dessen Vorspannung angreifende, um eine zur Bewegungs- πchtung des beweglichen Trennkontaktes (7) senkrechte Achse drehbare Nockenwelle (33) aufweist.
5. Hauptschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (33) mit ihrer Achse parallel zur Achse des Batteriepols steht, m der Polklemme (4) gelagert ist und mit einem von außerhalb des Gehäuses (1, 2) Eingriff bringbaren Drehwerkzeug verdrehbar ist.
6. Hauptschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (33) mit einem Zahnkranz versehen ist und von einem Elektromotor (38) über em Untersetzungsgetriebe (39) verdrehbar ist.
7. Hauptschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (38) m dem Schaltergehause angeordnet und von einem entfernt, insbesondere in einem Fahrzeugmnen- raum, angeordneten Handschalter ansteuerbar ist.
8. Hauptschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende zusatzliche Merkmale: - einen dem Gehäuse befestigten Generator/Anlasser-An- schlußleiter (11) ,
- einen mit einem der Anschlußleiter (11) verbundenen feststehenden Kontakt (13) und einem mit dem anderen Anschluß- leiter (10) elektrisch verbundenen, an einer einseitig em- seitig eingespannten Kontaktfeder (15) befestigten beweglichen Kontakt (14) ,
- em Elektromagnetsystem (25) mit einem Anker und einer mit dem Anker verbundenen Verriegelungsklmke (20) , welche m einem Normalbetriebszustand die Kontaktfeder (15) entgegen ihrer Vorspannung m der Schließstellung verriegelt und sie beim Ansprechen des Magnetsystems (25) freigibt, und - ein manuell betätigbares Rückstellorgan (30) zum Spannen und Verriegeln der Kontaktfeder (15) im Schließzustand bei nicht erregtem Elektromagnetsystem (25) .
9. Hauptschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (20) in einer Ausnehmung (22) der
Kontaktfeder (15) geführt ist und im Verriegelungszustand mit einer Schulter (23) an dem Rand der Ausnehmung (22) angreift.
10. Hauptschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (20) als Verlängerung des Ankers (28) jenseits von dessen Lagerung ausgebildet ist und mit diesem eine Wippe bildet.
11. Hauptschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (24) an der Verriegelungsklinke (20) angreift und diese gegen den Rand der Ausnehmung (22) in der Kontaktfeder (15) sowie den Anker (28) in seine Ruheposition vorspannt .
12. Hauptschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellorgan eine senkrecht zur Längsausdehnung der Kontaktfeder (15) geführte Taste (30) ist, deren Längsbewegung über eine schräge Fläche (31a; 15a) in eine Rückstellkraft in Schaltrichtung der Kontaktfeder (15) umgelenkt wird.
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