WO2017102403A1 - Mit einem ntc widerstand ausgestattete startvorrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2017102403A1
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electrically conductive
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section
heat
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Nico Weller
Harun Erismis
Jose Antonio URBANO COIN
Rene Deponte
Gerhard Braun
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Robert Bosch GmbH
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    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
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    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature

Definitions

  • the invention relates to a starting device for an internal combustion engine with an electric starter motor for driving a starter pinion, which is brought into engagement with a ring gear of the internal combustion engine to start them.
  • adjustable starter pinion on a driven shaft, which is driven by an electric starter motor.
  • the starter pinion is backed by an electromagnetic starter relay
  • Dislocated disengaged position in an advanced engagement position with a ring gear of the internal combustion engine Dislocated disengaged position in an advanced engagement position with a ring gear of the internal combustion engine.
  • Circuit of the starter relay is arranged.
  • the NTC resistance element which has a higher electrical resistance at low temperatures and a lower resistance with increasing temperature, it is possible to limit the starting current at the start of the internal combustion engine.
  • the current-reducing effect of the NTC resistance element the voltage drop in the vehicle electrical system can be reduced.
  • the starting device according to the invention serves to start a
  • Internal combustion engine in particular in a motor vehicle, and has as electrical actuatable devices a starter motor and a
  • Out of function position and an advanced engagement position can be adjusted with a ring gear of the internal combustion engine.
  • the starter motor rotatably drives the starter pinion meshing with the ring gear of the engine.
  • the electrical resistance decreases with increasing temperature.
  • the NTC resistance element is located on a resistor assembly which is integrated into the circuit and has an electrically insulating carrier layer and an electrically conductive layer which is applied to the carrier layer.
  • This electrically conductive layer comprises a contact portion on which the NTC resistance element is arranged.
  • the contact section of the electrically conductive layer is connected in the direction of a first connection point with an electrically conductive heat-conducting section, the NTC-resistance element is connected in the direction of a second connection side with an electrically conductive connection element. Via the first and the second terminal side, the resistor assembly is connected to line sections in the circuit.
  • the NTC resistance element which is integrated into the resistor assembly, has an increased electrical resistance when starting the engine for the first time due to the low temperature and can limit the electric current and avoid current spikes. Since the starting device is connected to the power supply of the vehicle electrical system, a voltage drop in the vehicle electrical system is reduced by means of the NTC resistance element.
  • the heat-throttling section which adjoins the contact section with the NTC resistance element, ensures only slow
  • the heat-restricting portion adjacent to the NTC-resistance element is preferably formed as a meander-shaped path of reduced cross-section.
  • the electrical conductivity remains unaffected.
  • the heat dissipation is improved over the increased track length in a relatively small space.
  • connection side Heat flow towards the connection side and electrical connection cable guaranteed.
  • the heat flow to the respective connection side can be reduced to a minimum, both via the heat-conducting section and via the connecting element.
  • the heat from the NTC resistance element can be transferred via the
  • Heat-restricting section and the connecting element are derived to the environment.
  • connection portion Terminal side of each formed a connection portion which is arranged on the carrier layer and is part of the electrically conductive layer on the carrier layer. At the connection section is the respective electrical connection line. The terminal portion adjacent to the
  • Heat-restricting portion is advantageously formed integrally therewith, whereas the opposite terminal portion may also consist of the same electrically conductive material, but is formed separately from the contact portion and is electrically coupled via the connecting element with the NTC resistor element.
  • the terminal portions, the contact portion and the heat-throttling portion are preferably made of made of the same electrically conductive material.
  • As a material for the electrically conductive layer on the carrier layer is, for example, copper into consideration.
  • the carrier layer is made of an electrically insulating material.
  • the connecting element via which the electrically conductive contact between the NTC resistance element and the terminal side of the resistance module is produced, is formed as a contact clip, which rests on the NTC resistance element and points to the adjacent connection side.
  • Connecting portion is an area of the connecting element on the
  • Connection portion and is in particular cohesively with the
  • Connected connecting portion for example by soldering.
  • Achieved heat-sealing portion which is part of the electrically conductive layer and extends to the opposite terminal side.
  • Carrier layer on the NTC resistive element side facing away from another electrically conductive layer is preferably composed of a plurality of individual sections which are not connected to each other, wherein each individual section is assigned to a section on the side having the NTC resistance element.
  • each individual section is assigned to a section on the side having the NTC resistance element.
  • the heat-restricting section is assigned no or only a partially overlapping individual section on the opposite side.
  • the electrically conductive layer on the opposite side improves heat dissipation from the resistor assembly.
  • the heat-conducting portion is formed in the form of one or more recesses in an electrically conductive plate of the electrically conductive layer. This plate can in particular be integral with the contact section as well
  • connection portion optionally be formed with a connection portion, wherein only in the region of the heat-throttling section, the recess or recesses for implementing a reduced heat flow are introduced.
  • two or more than two NTC resistor elements arranged in parallel are arranged on the resistor assembly.
  • Each NTC resistance element is located on a contact portion, wherein each contact portion has a heat-throttling portion and a connection member to the connection side.
  • Heat-throttling sections and the electrically conductive connecting elements are constructed the same. It can be advantageous to have common connection sections for the two or more heat-conducting sections on the one hand and
  • the resistor assembly on two separate carrier layers, which are each provided with at least one electrically conductive layer.
  • the carrier layers and the electrically conductive layers arranged thereon are arranged mirrored to one another, such that between the electrically conductive layers
  • At least one NTC resistor element is arranged.
  • This embodiment has the advantage that the two carrier layers with the electrically conductive layer can be made identical in construction and only by the mirrored arrangement of the two carrier layers with the electrically conductive layers, including intermediate NTC resistor element, the resistor assembly is formed. Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
  • 1 is a schematically illustrated starting device with an NTC resistor element in the circuit of the starting device
  • FIG. 2 is a plan view of a resistor assembly with an NTC resistor element
  • Fig. 4 is a perspective view of the carrier layer and the electrical
  • FIG. 7 is a perspective detail view of a connecting element of
  • Fig. 10 is a part of a resistor assembly in another
  • Fig. 11 is a resistance assembly, which is composed of two parts of FIG. 10 in a mirrored manner.
  • a starting device 1 for starting an internal combustion engine is shown in a schematic manner.
  • the starting device 1 has an electrical device, which is an electromagnetic starter relay 2a for adjusting the starter pinion and an electric starter motor 2b for
  • the electrical device 2 is located in a circuit 3, which is part of a vehicle electrical system 4 of a motor vehicle, wherein in the electrical system 4 more consumers 5, 6 are.
  • the electrical system 4 is powered by a battery 7, which provides a battery voltage U.
  • the battery 7 has an internal resistance F.
  • the line resistance in the electrical system 4 is marked with letter.
  • the circuit 3 in which the electrical device 2 a, 2 b of the
  • Starting device 1 is arranged, is closed by a switch 8, which is in particular the ignition lock in the vehicle.
  • Circuit 3 is an NTC resistor element 9, whose electrical resistance decreases with increasing temperature.
  • NTC material for the NTC resistor element 9 is also a CT R material into consideration, which is characterized by a modified compared to the NTC material characteristic, but in principle has the same temperature-dependent resistance behavior.
  • the NTC resistor element ensures that when starting the starting device due to the increased electrical resistance in the NTC resistor element, the current I in the circuit is limited.
  • FIG. 2 shows a resistor assembly 10 into which an NTC
  • the resistor assembly 10 has two opposite terminal sides, at which the resistor assembly is contacted via a respective electrode 11, 12 for integration into the
  • the resistor assembly 10 comprises a carrier layer 13 of an electrically insulating material, for example of ceramic, on which an electrically conductive layer 14 is composed of a plurality of sections 15, 16, 17, 18 is composed (see also Fig. 4).
  • the electrically conductive layer 14 is made of copper, for example.
  • a contact portion 15 of the electrically conductive layer 14 is a carrier of the NTC resistance element 9, which is plate-shaped and rests flat on the rectangular contact portion 15.
  • Adjoining the contact section 15 is a heat-conducting section 16 of the electrically conductive layer, which is designed as a meander-shaped path with a reduced cross-section and the centrally arranged contact section 15 with an edge-side
  • Connecting portion 17 connects electrically, which forms a connection side of the resistor assembly 10. On the rectangular connection portion 17, the electrode 11 is located.
  • the heat-throttling section 16 has the task of throttling the heat flow, starting from the NTC resistance element 9, in the direction of the connection side.
  • a further connection side is located on the side opposite the connection section 17 on the carrier layer 13 and is designed as a likewise rectangular connection section 18, on which the second electrode 12 rests.
  • the terminal portion 18 is not directly connected to the adjacent contact portion 15. Rather, the electrical connection via a connecting element 19 which rests flat on the top of the NTC resistor element 9 and the section
  • Connection section 18 contacted.
  • Fig. 5 the bottom of the resistor assembly 10 is shown, which is opposite to the side with the NTC resistor element. Also on this side is located on the carrier layer 13, an electrically conductive layer 20, which is preferably formed of the same material, in particular copper as the electrically conductive layer 14 with the NTC resistor element.
  • the electrically conductive layer 20 has three respective rectangular sections 21, 22, 23, which are assigned to the different sections on the opposite side.
  • FIG. 6 shows the direct assignment of the different sections of the two electrically conductive layers 14 and 20 arranged on different sides of the carrier layer.
  • the carrier layer itself is not shown.
  • the contact portion 15 of the upper layer is the portion 21 of associated with lower layer, wherein the portion 21 still partially extends into the region of the heat-throttling section 16.
  • the peripheral terminal portions 17 and 18 on the top are also provided.
  • a connecting element 19 is shown in a perspective view, via which the NTC resistor element is electrically connected to the peripheral terminal portion.
  • the connecting element 19 has a first, plate-shaped portion 19a, which rests flat on the NTC resistance element 9 directly.
  • the section 19a is adjoined by a further section 19b, which has a reduced cross-sectional area and functions as a thermal throttle point in order to prevent or at least reduce heat propagation, starting from the NTC resistance element, in the direction of the edge-side connection point.
  • Adjoining the throttle point 19b is another section 19c, which rests as a contact section on the edge-side connection section of the electrically conductive layer.
  • a resistor assembly 10 is shown in a variant in which the heat-throttling section 16 of the electrically conductive layer 14 is designed in different ways, whereas the other components and sections that of the first embodiment
  • the heat-throttling section 16 is plate-shaped and provided with a total of three rectangular recesses 24, which are parallel to the edge of the NTC-resistance element 9 at the middle
  • Heat-restricting section 16 and the edge-side connection section 17 form a common contact layer with a rectangular outer contour and with the aforementioned recesses 14 in the region of the heat-conducting section 16 in order to control the heat flow from the NTC-resistance element 9
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment with a resistance assembly 10, in which two separate NTC resistance elements 9 are arranged in parallel.
  • the electrically conductive layer 14 on top of the Carrier layer 13 comprises two contact sections 15a, 15b arranged in parallel, to each of which a heat-conducting section 16a, 16b is connected, which are connected to an edge-side connection section 17.
  • On the opposite side is also an edge-side terminal portion 18; in each case only one edge-side connection section 17 or 18 is provided.
  • NTC resistance elements 9 may be provided in the resistance assembly 10.
  • FIGS. 10 and 11 show a further exemplary embodiment with a resistance unit 10 with an NTC resistance element 9.
  • FIG. 10 shows a side of the resistor assembly 10 which is duplicated and placed in a mirrored manner to form the resistor assembly 10 shown in FIG.
  • One half each of the resistor assembly 10 consists of the carrier layer 13 with the electrically conductive layer 14 arranged thereon, which comprises the contact section 15 for the NTC resistance element 9, the heat-conducting section 16 and the peripheral connection section 17, which is contacted by the electrode 11 ,
  • two such halves are placed in a mirror-inverted manner on each other, wherein only a common NTC resistance element 9 is arranged in between, which is contacted both at the bottom and the top of a respective contact portion 15.
  • FIG. 11 further shows that the outer side of each
  • Carrier layer 13 having the additional conductive layer with the sections 21 and 23.

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Abstract

Eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weist im Stromkreis eine Widerstands-Baueinheit mit einem NTC-Widerstandselement auf, das auf einem Kontaktabschnitt liegt, an den sich ein Wärmedrosselabschnitt anschließt.

Description

Beschreibung
IT EINEM NTC WIDERSTAND AUSGESTATTETE STARTVORRICHTUNG FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE
Titel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem elektrischen Startermotor zum Antreiben eines Starterritzels, das in Eingriff mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine gebracht wird, um diese zu starten.
Stand der Technik
Bekannt sind Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, die ein axial
verstellbares Starterritzel auf einer antreibbaren Welle aufweisen, welche von einem elektrischen Startermotor angetrieben wird. Das Starterritzel wird von einem elektromagnetischen Starterrelais von einer zurückgezogenen
Außereingriffsposition in eine vorgerückte Eingriffsposition mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine verstellt.
In den Druckschriften DE 41 06 247 Cl, DE 41 22 252 AI und DE 10 2007 036 789 AI werden Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen beschrieben, bei denen ein NTC-Widerstandselement (Negative Temperature Coefficient) im
Stromkreis des Starterrelais angeordnet ist. Mithilfe des NTC- Widerstandselements, das bei tiefen Temperaturen einen höheren elektrischen Widerstand und mit zunehmender Temperatur einen geringeren Widerstand aufweist, ist es möglich, den Starterstrom beim Start der Brennkraftmaschine zu begrenzen. Mithilfe der stromreduzierenden Wirkung des NTC- Widerstandselementes kann der Spannungseinbruch im Bordnetz reduziert werden.
Offenbarung der Er indung Die erfindungsgemäße Startvorrichtung dient zum Starten einer
Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, und weist als elektrische betätigbare Einrichtungen einen Startermotor sowie ein
elektromagnetisches Starterrelais auf. Über das Starterrelais kann das
Starterritzel der Startvorrichtung zwischen einer zurückgezogenen
Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine verstellt werden. Der Startermotor treibt das in Eingriff mit dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine stehende Starterritzel drehend an.
Im Stromkreis einer elektrisch betätigbaren Einrichtung - dem Startermotor und/oder dem Starterrelais - ist ein NTC-Widerstandselement angeordnet, dessen elektrischer Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt. Das NTC-Widerstandselement befindet sich auf einer Widerstands-Baueinheit, die in den Stromkreis integriert ist und eine elektrisch isolierende Trägerschicht sowie eine elektrisch leitende Schicht aufweist, die auf die Trägerschicht aufgebracht ist. Diese elektrisch leitende Schicht umfasst einen Kontaktabschnitt, auf dem das NTC-Widerstandselement angeordnet ist. Der Kontaktabschnitt der elektrisch leitenden Schicht ist in Richtung einer ersten Anschlussstelle mit einem elektrisch leitenden Wärmedrosselabschnitt verbunden, das NTC- Widerstandselement ist in Richtung einer zweiten Anschlussseite mit einem elektrisch leitenden Verbindungselement verbunden. Über die erste und die zweite Anschlussseite wird die Widerstands-Baueinheit mit Leitungsabschnitten im Stromkreis verbunden.
Diese Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Das NTC- Widerstandselement, das in die Widerstands-Baueinheit integriert ist, weist beim erstmaligen Starten der Brennkraftmaschine aufgrund der niedrigen Temperatur einen erhöhten elektrischen Widerstand auf und kann den elektrischen Strom begrenzen sowie Stromspitzen vermeiden. Da die Startvorrichtung an der Spannungsversorgung des Bordnetzes hängt, wird mithilfe des NTC- Widerstandselementes ein Spannungseinbruch im Bordnetz reduziert. Der Wärmedrosselabschnitt, der sich an den Kontaktabschnitt mit dem NTC- Widerstandselement anschließt, gewährleistet eine nur langsame
Wärmeübertragung in Richtung der dem Wärmedrosselabschnitt benachbarten Anschlussseite der Widerstands-Baueinheit. Dies verhindert einen signifikanten Wärmefluss von dem NTC-Widerstandselement zu einer elektrischen
Anschlussleitung an der Anschlussseite. Der Wärmedrosselabschnitt benachbart zu dem NTC-Widerstandselement ist vorzugsweise als eine mäanderförmige Bahn mit reduziertem Querschnitt ausgebildet. Die elektrische Leitfähigkeit bleibt unbeeinflusst. Die Wärmeableitung wird über die erhöhte Bahnlänge auf verhältnismäßig kleinem Raum verbessert.
Auch auf der gegenüberliegenden Anschlussseite der Widerstands-Baueinheit erfolgt eine Wärmeübertragung von dem NTC-Widerstandselement zu der Anschlussseite nur mit reduziertem Wärmefluss. Die elektrische Verbindung vom NTC-Widerstandselement zu der benachbarten Anschlussseite erfolgt über das elektrisch leitende Verbindungselement, das ebenfalls einen reduzierten
Wärmefluss in Richtung Anschlussseite und elektrischer Anschlussleitung gewährleistet. Sowohl über den Wärmedrosselabschnitt als auch über das Verbindungselement kann der Wärmefluss zur jeweiligen Anschlussseite auf ein Mindestmaß reduziert werden. Über eine entsprechend konstruktive Auslegung kann die Wärme vom NTC-Widerstandselement über den
Wärmedrosselabschnitt und das Verbindungselement an die Umgebung abgeleitet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die erste und die zweite
Anschlussseite von jeweils einem Anschlussabschnitt gebildet, der auf der Trägerschicht angeordnet ist und Teil der elektrisch leitenden Schicht auf der Trägerschicht ist. An dem Anschlussabschnitt liegt die jeweilige elektrische Anschlussleitung an. Der Anschlussabschnitt benachbart zu dem
Wärmedrosselabschnitt ist vorteilhafterweise einteilig mit diesem ausgebildet, wohingegen der gegenüberliegende Anschlussabschnitt zwar ebenfalls aus dem gleichen elektrisch leitenden Material bestehen kann, jedoch separat von dem Kontaktabschnitt ausgebildet ist und elektrisch über das Verbindungselement mit dem NTC-Widerstandselement gekoppelt ist. Die Anschlussabschnitte, der Kontaktabschnitt und der Wärmedrosselabschnitt sind bevorzugt aus dem gleichen elektrisch leitenden Material gefertigt. Als Material für die elektrisch leitende Schicht auf der Trägerschicht kommt beispielsweise Kupfer in Betracht. Die Trägerschicht ist dagegen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Verbindungselement, über das der elektrisch leitende Kontakt zwischen dem NTC-Widerstandselement und der Anschlussseite der Widerstands-Baueinheit hergestellt wird, als eine Kontaktklammer ausgebildet, die auf dem NTC-Widerstandselement aufliegt und zur benachbarten Anschlussseite weist. In der Ausführung der Anschlussseite als
Anschlussabschnitt liegt ein Bereich des Verbindungselementes auf dem
Anschlussabschnitt auf und ist insbesondere stoffschlüssig mit dem
Anschlussabschnitt verbunden, beispielsweise durch Löten.
Es kann zweckmäßig sein, in das Verbindungselement eine Drosselstelle mit reduziertem Querschnitt einzubringen, die als Wärmedrossel fungiert, um den Wärmefluss von dem NTC-Widerstandselement zur Anschlussstelle zu minimieren. Hierdurch wird ein vergleichbarer Effekt wie in dem
Wärmedrosselabschnitt erzielt, der Teil der elektrisch leitenden Schicht ist und sich zu der gegenüberliegenden Anschlussseite erstreckt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung befindet sich auf der
Trägerschicht auf der dem NTC-Widerstandselement abgewandten Seite eine weitere elektrisch leitende Schicht. Diese setzt sich vorzugsweise aus mehreren Einzelabschnitten zusammen, die nicht miteinander verbunden sind, wobei jeder Einzelabschnitt einem Abschnitt auf der das NTC-Widerstandselement aufweisenden Seite zugeordnet ist. So ist es insbesondere zweckmäßig, drei Einzelabschnitte vorzusehen, die den randseitigen Anschlussabschnitten und dem zentralen, mittleren Kontaktabschnitt als Träger des NTC- Widerstandselementes zugeordnet sind. Dem Wärmedrosselabschnitt ist dagegen kein oder nur ein teilweise überlappender Einzelabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite zugeordnet. Die elektrisch leitende Schicht auf der gegenüberliegenden Seite verbessert die Wärmeableitung von der Widerstands- Baueinheit. Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist der Wärmedrosselabschnitt in Form einer oder mehrerer Ausnehmungen in einer elektrisch leitenden Platte der elektrisch leitenden Schicht ausgebildet. Diese Platte kann insbesondere einteilig mit dem Kontaktabschnitt sowie
gegebenenfalls mit einem Anschlussabschnitt ausgebildet sein, wobei lediglich im Bereich des Wärmedrosselabschnittes die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen zur Realisierung eines reduzierten Wärmeflusses eingebracht sind.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind zwei oder mehr als zwei parallel angeordnete NTC-Widerstandselemente auf der Widerstands- Baueinheit angeordnet. Jedes NTC-Widerstandselement befindet sich auf einem Kontaktabschnitt, wobei jeder Kontaktabschnitt einen Wärmedrosselabschnitt sowie ein Verbindungselement zur Anschlussseite aufweist. Zwei oder mehr NTC-Widerstandselemente vorzusehen hat den Vorteil, dass in einfacher Weise eine Skalierbarkeit realisiert werden kann und damit eine Anpassung an unterschiedliche Startergrößen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die NTC- Widerstandselemente, die zugehörigen Kontaktabschnitte, die
Wärmedrosselabschnitte und die elektrisch leitenden Verbindungselemente gleich aufgebaut sind. Es kann vorteilhaft sein, gemeinsame Anschlussabschnitte für die zwei oder mehr Wärmedrosselabschnitte einerseits und
Verbindungselemente andererseits vorzusehen.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weist die Widerstands- Baueinheit zwei separate Trägerschichten auf, die jeweils mit mindestens einer elektrisch leitenden Schicht versehen sind. Die Trägerschichten und die darauf angeordneten, elektrisch leitenden Schichten sind gespiegelt zueinander angeordnet, derart, dass zwischen den elektrisch leitenden Schichten
mindestens ein NTC-Widerstandselement angeordnet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die zwei Trägerschichten mit der elektrisch leitenden Schicht baugleich ausgeführt sein können und lediglich durch die gespiegelte Anordnung der beiden Trägerschichten mit den elektrisch leitenden Schichten einschließlich zwischenliegendem NTC-Widerstandselement die Widerstands-Baueinheit gebildet ist. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch dargestellte Starteinrichtung mit einem NTC- Widerstandselement im Stromkreis der Startvorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Widerstands-Baueinheit mit einem NTC- Widerstandselement,
Fig. 3 in Einzeldarstellung zwei Elektroden, die an Anschlussabschnitten der Widerstands-Baueinheit angeordnet sind,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Trägerschicht und der elektrisch
leitenden Schicht der Widerstands-Baueinheit,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Widerstands-Baueinheit,
Fig. 6 zur Verdeutlichung die elektrisch leitende Schicht auf der Oberseite
sowie die elektrisch leitende Schicht auf der Unterseite der
Trägerschicht,
Fig. 7 in perspektivischer Einzeldarstellung ein Verbindungselement der
Widerstands-Baueinheit,
Fig. 8 eine Widerstands-Baueinheit in einer Ausführungsvariante,
Fig. 9 eine Widerstands-Baueinheit in einer weiteren Ausführungsvariante,
Fig. 10 ein Teil einer Widerstands-Baueinheit in einer weiteren
Ausführungsvariante,
Fig. 11 eine Widerstands-Baueinheit, die sich aus zwei Teilen gemäß Fig. 10 in gespiegelter Weise zusammensetzt.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist in schematischer Weise eine Startvorrichtung 1 zum Starten einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Startvorrichtung 1 weist eine elektrische Einrichtung auf, bei der es sich um ein elektromagnetisches Starterrelais 2a zum Verstellen des Starterritzels und einen elektrischen Startermotor 2b zum
Antreiben des Ritzels handelt. Die elektrische Einrichtung 2 liegt in einem Stromkreis 3, der Teil eines Bordnetzes 4 eines Kraftfahrzeuges ist, wobei im Bordnetz 4 weitere Verbraucher 5, 6 liegen. Das Bordnetz 4 wird von einer Batterie 7 gespeist, die eine Batteriespannung U bereitstellt. Die Batterie 7 weist einen internen Widerstand F auf. Der Leitungswiderstand im Bordnetz 4 ist mit ßord gekennzeichnet.
Der Stromkreis 3, in welchem die elektrische Einrichtung 2a, 2b der
Startvorrichtung 1 angeordnet ist, wird über einen Schalter 8 geschlossen, bei dem es sich insbesondere um das Zündschloss im Fahrzeug handelt. In dem
Stromkreis 3 befindet sich ein NTC-Widerstandselement 9, dessen elektrischer Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt. Als NTC-Material für das NTC-Widerstandselement 9 kommt auch ein CT R- Material in Betracht, das sich durch eine im Vergleich zum NTC-Material geänderte Kennlinie auszeichnet, jedoch prinzipiell das gleiche temperaturabhängige Widerstandsverhalten aufweist. Das NTC-Widerstandselement stellt sicher, dass beim Start der Startvorrichtung aufgrund des erhöhten elektrischen Widerstandes im NTC- Widerstandselement der Strom I im Stromkreis begrenzt ist. In Fig. 2 ist eine Widerstands-Baueinheit 10 dargestellt, in die ein NTC-
Widerstandselement 9 integriert ist. Die Widerstands-Baueinheit 10 weist zwei gegenüberliegende Anschlussseiten auf, an denen die Widerstands-Baueinheit über jeweils eine Elektrode 11, 12 kontaktiert wird zur Integration in den
Stromkreis (siehe auch Fig. 3).
Die Widerstands-Baueinheit 10 umfasst eine Trägerschicht 13 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Keramik, auf der eine elektrisch leitende Schicht 14 liegt, die aus mehreren Abschnitten 15, 16, 17, 18 zusammengesetzt ist (siehe auch Fig. 4). Die elektrisch leitende Schicht 14 besteht beispielsweise aus Kupfer. Ein Kontaktabschnitt 15 der elektrisch leitenden Schicht 14 ist Träger des NTC- Widerstandselementes 9, das plattenförmig ausgebildet ist und flächig auf dem rechteckförmigen Kontaktabschnitt 15 aufliegt. An den Kontaktabschnitt 15 schließt sich ein Wärmedrosselabschnitt 16 der elektrisch leitenden Schicht an, der als mäanderförmige Bahn mit reduziertem Querschnitt ausgebildet ist und den mittig angeordneten Kontaktabschnitt 15 mit einem randseitigen
Anschlussabschnitt 17 elektrisch verbindet, welcher eine Anschlussseite der Widerstands-Baueinheit 10 bildet. Auf dem rechteckförmigen Anschlussabschnitt 17 liegt die Elektrode 11 auf. Der Wärmedrosselabschnitt 16 hat die Aufgabe, den Wärmefluss, ausgehend von dem NTC-Widerstandselement 9, in Richtung der Anschlussseite zu drosseln.
Eine weitere Anschlussseite befindet sich auf der dem Anschlussabschnitt 17 gegenüberliegenden Seite auf der Trägerschicht 13 und ist als ebenfalls rechteckförmiger Anschlussabschnitt 18 ausgeführt, auf der die zweite Elektrode 12 aufliegt. Der Anschlussabschnitt 18 ist nicht direkt mit dem benachbarten Kontaktabschnitt 15 verbunden. Vielmehr erfolgt die elektrische Verbindung über ein Verbindungselement 19, das flächig auf der Oberseite des NTC- Widerstandselementes 9 aufliegt und mit einem Abschnitt den
Anschlussabschnitt 18 kontaktiert.
In Fig. 5 ist die Unterseite der Widerstands-Baueinheit 10 dargestellt, welche der Seite mit dem NTC-Widerstandselement gegenüberliegt. Auch auf dieser Seite befindet sich an der Trägerschicht 13 eine elektrisch leitende Schicht 20, die vorzugsweise aus dem gleichen Material, insbesondere Kupfer wie die elektrisch leitende Schicht 14 mit dem NTC-Widerstandselement ausgebildet ist. Die elektrisch leitende Schicht 20 weist drei jeweils rechteckförmige Abschnitte 21, 22, 23 auf, die den verschiedenen Abschnitten auf der gegenüberliegenden Seite zugeordnet sind.
Fig. 6 zeigt die unmittelbare Zuordnung der verschiedenen Abschnitte der beiden auf unterschiedlichen Seiten der Trägerschicht angeordneten, elektrisch leitenden Schichten 14 und 20. In Fig. 6 ist die Trägerschicht selbst nicht dargestellt. Dem Kontaktabschnitt 15 der oberen Schicht ist der Abschnitt 21 der unteren Schicht zugeordnet, wobei der Abschnitt 21 sich noch teilweise bis in den Bereich des Wärmedrosselabschnittes 16 erstreckt. Den randseitigen Anschlussabschnitten 17 und 18 auf der Oberseite sind die ebenfalls
randseitigen Abschnitte 22 und 23 auf der Unterseite mit annähernd gleicher Querschnittsform und -fläche zugeordnet.
In Fig. 7 ist ein Verbindungselement 19 in perspektivischer Darstellung gezeigt, über das das NTC-Widerstandselement mit dem randseitigen Anschlussabschnitt elektrisch verbunden ist. Das Verbindungselement 19 weist einen ersten, plattenförmigen Abschnitt 19a auf, der unmittelbar auf dem NTC- Widerstandselement 9 flächig aufliegt. An den Abschnitt 19a schließt sich ein weiterer Abschnitt 19b an, der eine reduzierte Querschnittsfläche aufweist und als thermische Drosselstelle fungiert, um eine Wärmeausbreitung, ausgehend von dem NTC-Widerstandselement, in Richtung der randseitigen Anschlussstelle zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. An die Drosselstelle 19b schließt sich ein weiterer Abschnitt 19c an, der als Kontaktabschnitt auf dem randseitigen Anschlussabschnitt der elektrisch leitenden Schicht aufliegt.
In Fig. 8 ist eine Widerstands-Baueinheit 10 in einer Ausführungsvariante dargestellt, bei der der Wärmedrosselabschnitt 16 der elektrisch leitenden Schicht 14 in unterschiedlicher Weise ausgeführt ist, wohingegen die sonstigen Bauteile und Abschnitte denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels
entsprechen. Der Wärmedrosselabschnitt 16 ist plattenförmig ausgebildet und mit insgesamt drei rechteckförmigen Ausnehmungen 24 versehen, die sich parallel zur Kante des NTC-Widerstandselementes 9 am mittleren
Kontaktabschnitt 15 erstrecken. Der Kontaktabschnitt 15, der
Wärmedrosselabschnitt 16 sowie der randseitige Anschlussabschnitt 17 bilden eine gemeinsame Kontaktschicht mit rechteckförmiger Außenkontur und mit den vorgenannten Ausnehmungen 14 im Bereich des Wärmedrosselabschnittes 16, um den Wärmefluss von dem NTC-Widerstandselement 9 zum
Anschlussabschnitt 17 zu reduzieren.
In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer Widerstands-Baueinheit 10 dargestellt, bei der zwei separate NTC-Widerstandselemente 9 parallel angeordnet sind. Die elektrisch leitende Schicht 14 auf der Oberseite der Trägerschicht 13 umfasst zwei parallel angeordnete Kontaktabschnitte 15a, 15b, an die sich jeweils ein Wärmedrosselabschnitt 16a, 16b anschließt, die mit einem randseitigen Anschlussabschnitt 17 verbunden sind. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein ebenfalls randseitiger Anschlussabschnitt 18; es ist jeweils nur ein randseitiger Anschlussabschnitt 17 bzw. 18 vorgesehen. Die elektrische
Verbindung zwischen jedem NTC-Widerstandselement 9a, 9b und dem nächstliegenden Anschlussabschnitt 18 erfolgt über jeweils ein
Verbindungselement 19a, 19b. Diese Ausführung lässt sich leicht skalieren und an unterschiedlich
dimensionierte Startvorrichtungen anpassen. Es können gegebenenfalls mehr als zwei NTC-Widerstandselemente 9 in der Widerstands-Baueinheit 10 vorgesehen sein.
In den Fig. 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Widerstands- Baueinheit 10 mit einem NTC-Widerstandselement 9 dargestellt. Fig. 10 zeigt eine Seite der Widerstands-Baueinheit 10, die doppelt vorhanden ist und in gespiegelter Weise aufeinander gesetzt wird, um die in Fig. 11 dargestellte Widerstands-Baueinheit 10 zu bilden. Je eine Hälfte der Widerstands-Baueinheit 10 besteht aus der Trägerschicht 13 mit der darauf angeordneten elektrisch leitenden Schicht 14, die den Kontaktabschnitt 15 für das NTC- Widerstandselement 9, den Wärmedrosselabschnitt 16 und den randseitigen Anschlussabschnitt 17 umfasst, der von der Elektrode 11 kontaktiert wird. Um die Widerstands-Baueinheit 10 zu bilden, werden zwei derartige Bauhälften in spiegelverkehrter Weise aufeinander gesetzt, wobei lediglich ein gemeinsames NTC-Widerstandselement 9 zwischenliegend angeordnet ist, das sowohl an der Unterseite als auch der Oberseite von je einem Kontaktabschnitt 15 kontaktiert wird. Fig. 11 ist des Weiteren zu entnehmen, dass die außen liegende Seite jeder
Trägerschicht 13 die zusätzlich leitende Schicht mit den Abschnitten 21 und 23 aufweist.

Claims

Ansprüche
1 . Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem elektrischen
Startermotor zum Antreiben eines Starterritzels und mit einem Starterrelais zur Verstellung des Starterritzels, wobei im Stromkreis (3) einer elektrisch betätigbaren Einrichtung (2) der Startvorrichtung (1 ) ein NTC- Widerstandselement (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Widerstands-Baueinheit (10) auf einer Trägerschicht (13) eine elektrisch leitende Schicht (14, 20) mit einem Kontaktabschnitt (15) aufweist, auf dem ein NTC-Widerstandselement (9) angeordnet ist, wobei der Kontaktabschnitt (15) in Richtung einer ersten Anschlussseite mit einem elektrisch leitenden Wärmedrosselabschnitt (16) verbunden ist und das NTC- Widerstandselement (9) in Richtung einer zweiten Anschlussseite mit einem elektrisch leitenden Verbindungselement (19) verbunden ist.
2. Startvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Anschlussseite von jeweils einem Anschlussabschnitt (17, 18) gebildet sind und die Anschlussabschnitte (17, 18) auf der Trägerschicht (13) angeordnet sind.
3. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem NTC-Widerstandselement (9) benachbarte Anschlussabschnitt (18) nur über das Verbindungselement (19) mit dem NTC-Widerstandselement (9) elektrisch verbunden ist.
4. Startvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussabschnitte (17, 18), der Kontaktabschnitt (15) und der
Wärmedrosselabschnitt (16) aus dem gleichen elektrisch leitenden Material gefertigt sind. Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (14) auf der
Trägerschicht (13) als Kupferschicht ausgebildet ist.
Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (19) als separat
ausgebildete Kontaktklammer ausgebildet ist, die auf dem NTC- Widerstandselement (9) aufliegt und das NTC-Widerstandselement (9) mit der Anschlussseite verbindet.
Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (19) eine Drosselstelle (19b) mit reduziertem Querschnitt aufweist.
Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (13) auf der dem NTC- Widerstandselement (9) abgewandten Seite eine weitere elektrisch leitende Schicht (20) aufweist.
Startvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (20) auf der dem NTC-Widerstandselement (9) abgewandten Seite mehrere Einzelabschnitte (21 , 22, 23) aufweist, die nicht miteinander verbunden sind, wobei jeder Einzelabschnitt (21 , 22, 23) einem Abschnitt (15, 17, 18) auf der das NTC-Widerstandselement (9)
aufweisenden Seite zugeordnet ist.
10. Startvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Schichten (14, 20) auf den beiden Seiten der
Trägerschicht (13) aus dem gleichen Material bestehen.
1 1 . Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wärmedrosselabschnitt (16) als mäanderförmige Bahn mit reduziertem Querschnitt ausgebildet ist.
12. Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Wärmedrosselabschnitt (16) eine oder mehrere Ausnehmungen (24) in einer elektrisch leitenden Platte aufweist.
13. Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens zwei parallel angeordnete NTC- Widerstandselemente (9) auf jeweils einem Kontaktabschnitt (15) angeordnet sind und jeder Kontaktabschnitt (15) mit einem
Wärmedrosselabschnitt (16) sowie jedes NTC-Widerstandselement (9) in Richtung der zweiten Anschlussseite mit einem elektrisch leitenden
Verbindungselement (19) verbunden ist.
14. Startvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die NTC- Widerstandselemente (9), die Kontaktabschnitte (15), die
Wärmedrosselabschnitte (16) und die elektrisch leitenden
Verbindungselemente (19) gleich aufgebaut sind.
15. Startvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Widerstands-Baueinheit (10) zwei Trägerschichten (13) mit jeweils mindestens einer elektrisch leitenden Schicht (14) aufweist, die in der Weise gespiegelt angeordnet sind, dass zwischen den elektrisch leitenden Schichten (14) mindestens ein NTC-Widerstandselement (9) angeordnet ist.
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