DE102008002098A1

DE102008002098A1 - Engagement relay for starters of internal combustion engines

Info

Publication number: DE102008002098A1
Application number: DE102008002098A
Authority: DE
Inventors: Thomas Majer; Jochen Kuch; Oliver Neumann; Heinz-Christian Wagner; Uwe Ehrenwall; Viktor Rill
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009144185A1; EP2286429A1; CN102113078A; EP2286429B1; PL2286429T3; CN102113078B; JP5254434B2; JP2011523761A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einstückrelais (10) für Starter von Brennkraftmaschinen, bei denen ein Starterritzel durch Bestromen einer Relaiswicklung (11) in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt und danach vom Startermotor mit voller Kraft angetrieben wird, wobei das Einrückrelais mit einem Umschaltkontakt (20) ausgebildet ist, der im ersten Teil des Einrückweges den Startermotor zum langsamen Drehen über ein Widerstandselement (26) und am Ende des Einrückweges direkt an die elektrische Stromversorgung schaltet. Zu einer von einander unabhängigen Optimierung der Dynamik des Einrückrelais (10) und dem gleichzeitigen langsamen Drehen des Startermotors wird vorgeschlagen, dass das Widerstandselement (26) als weitgehend elektromagnetisch neutrale Wicklung mit zwei zueinander parallel verlaufenden Leitern (27a, 27b) um die Längsachse (x) des Relais (10) herum angeordnet ist, wobei die Enden der zwei Leiter (27a, 27b) miteinander verbunden sind.The invention relates to a one-piece relay (10) for starters of internal combustion engines, in which a starter pinion by energizing a relay winding (11) einspurt in a ring gear of the internal combustion engine and then driven by the starter motor with full force, wherein the engagement relay with a changeover contact (20) is that in the first part of the Einrückweges the starter motor for slowly turning over a resistance element (26) and at the end of the Einrückweges directly to the electrical power supply. For an independent optimization of the dynamics of the engagement relay (10) and the simultaneous slow rotation of the starter motor is proposed that the resistance element (26) as largely electromagnetic neutral winding with two mutually parallel conductors (27a, 27b) about the longitudinal axis (x ) of the relay (10) is arranged around, wherein the ends of the two conductors (27a, 27b) are interconnected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einrückrelais für Starter von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a starter relay of internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Einrückrelais haben üblicherweise eine Einzugswicklung und eine Haltewicklung. Gemäß der DE 10 2004 032 373 A1 wird dabei zunächst durch Bestromen der beiden Wicklungen das Starterritzel axial verschiebbar bei gleichzeitiger langsamer Drehung durch den Startermotor in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt. Am Ende des Einzugsweges betätigt dann der Relaisanker einen Umschaltkontakt, mit dem die Einzugswicklung abgeschaltet und der Startermotor direkt an die elektrische Stromversorgung angeschaltet wird.Such contact relays usually have a pull-in winding and a holding winding. According to the DE 10 2004 032 373 A1 In this case, the starter pinion is first axially slidably meshed by energizing the two windings while simultaneously being slowly rotated by the starter motor into the ring gear of the internal combustion engine. At the end of the feed path, the relay armature then actuates a changeover contact, with which the pull-in winding is switched off and the starter motor is connected directly to the electrical power supply.

Hierbei ist nachteilig, dass das dynamische Verhalten des Einrückrelais beim Einspuren des Starterritzels von der Haltewicklung des Relais mit beeinflusst wird. Das kann zu Einspurproblemen am Starterritzel führen, indem bei einem zu schnellen Vorspuren das Ritzel zu wenig verdreht oder bei einem zu langsamen Vorspuren das Ritzel zu viel verdreht wird, was sodann am Zahnkranz der Maschine zu einer Zahn-Auf-Zahn-Stellung führt. Erst mit dem vollen Drehmoment des Startermotors schießt danach das Ritzel in den Zahnkranz mit entsprechend hohen Verschleiß und lautem Geräusch ein.in this connection is disadvantageous that the dynamic behavior of the engagement relay when the starter pinion meshes with the holding winding of the relay is influenced by. This can lead to Einspurproblemen the starter pinion lead by the pinion in too fast toads too little twisted or too slow toads the pinion Too much twisting, which then on the sprocket of the machine to a Tooth-to-tooth position guides. Only with the full torque of the starter motor then shoots the pinion in the sprocket with correspondingly high wear and loud noise one.

Aus der DE 198 14 504 A1 ist ein Einrückrelais bekannt, bei dem das Starterritzel von der Relaiswicklung mit optimierter Dynamik vorgespurt wird und bei dem gleichzeitig über den Ruhekontakt des Relais der Startermotor zum sanften Anlaufen über einen Widerstand an die elektrische Versorgung geschaltet wird. Nach dem Einspuren wird dann über den Umschaltkontakt des Relais der Widerstand abgeschaltet und der Startermotor direkt an die elektrische Versorgung geschaltet. Bei dieser bekannten Lösung ist der Widerstand ein meanderförmig gewickelter Widerstandsdraht. Er ist mit seinen Anschlussenden zum Umschaltkontakt hin ausgerichtet und um die Relaiswicklung außen herum gelegt. Durch diese Anordnung des Widerstandes wirkt dieser gleichzeitig wie eine induktive Windung. Dies führt zu einer unerwünschten Beeinflussung der magnetischen Dynamik des Einrückrelais.From the DE 198 14 504 A1 is an engagement relay is known in which the starter pinion is vorgespurt of the relay winding with optimized dynamics and in which is switched simultaneously via the normally closed contact of the relay, the starter motor for smooth start via a resistor to the electrical supply. After meshing, the resistor is then switched off via the changeover contact of the relay and the starter motor is switched directly to the electrical supply. In this known solution, the resistance is a meandering wound resistance wire. It is aligned with its connection ends to the changeover contact and placed around the relay winding outside. By this arrangement of the resistor, this acts at the same time as an inductive winding. This leads to an undesirable influence on the magnetic dynamics of the engagement relay.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Dynamik des Einrückrelais möglichst unabhängig von dem Vorwiderstand des Startermotors zu gestalten, ihn aber dennoch im Einrückrelais zu integrieren.With The aim of the present solution is to increase the dynamics of Release relay as independent as possible from to make the series resistor of the starter motor, but still to be integrated in the engagement relay.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein Einrückrelais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die weitgehend elektromagnetisch neutrale Ausbildung des Widerstandselementes einerseits die Einspurzeit des Starterritzels nur noch durch eine entsprechende Dimensionierung der Relaiswicklung bestimmt beziehungsweise geregelt wird und dass andererseits das sanfte Andrehen des Startermotors beim Einspurvorgang ausschließlich durch die Dimensionierung des Widerstandselements erfolgt. Eine gegenseitige Abstimmung der beiden Bauteile ist dadurch nicht mehr erforderlich. Durch eine geschickte konstruktive Ausbildung und Anordnung des Widerstandselementes am Tragkörper der Relaiswicklung lassen sich ferner größere Außenabmessungen des Relais vermeiden.One Engagement relay with the characterizing features of the claim 1 has the advantage that by the largely electromagnetic neutral training the resistance element on the one hand, the Einspurzeit the starter pinion only determined by a corresponding dimensioning of the relay winding or regulated and that on the other hand, the gentle cranking of the starter motor during Einspurvorgang exclusively by the dimensioning of the resistive element takes place. A mutual Tuning of the two components is therefore no longer necessary. By a clever structural design and arrangement of the resistance element on the supporting body of the relay winding can also be larger Avoid outer dimensions of the relay.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.By the measures listed in the dependent claims arise advantageous embodiments and further developments of specified in claim 1 features.

So sind in einfachster Weise die beiden zueinander parallel verlaufenden Leiter und deren Endverbindung aus einem durchgewickelten und entsprechend gebogenen Widerstansdraht gebildet. Außerdem wird vorzugsweise zur Herstellung des Widerstandselementes ein blanker Widerstansdraht verwendet, dessen zueinander parallel verlaufenden Leiter mit Abstand voneinander am Wicklungsträger der Relaiswicklung fixiert sind. Eine räumlich optimale Anordnung des Widerstandselementes mit möglichst kurzen Anschlussverbindungen ergibt sich durch seine Anordnung auf der den Umschaltkontakten zugewandten Stirnseite des Wicklungsträgers. Um zusätzlichen Platzbedarf zu vermeiden, wird das Widerstandselement konzentrisch innerhalb eines Endbereiches der Relaiswicklung in einer stirnseitig offenen Ringkammer des Wicklungsträgers angeordnet. In zweckmäßiger Weise werden dabei die beiden Leiter des um die Längsachse des Relais herum angeordneten Widerstandselementes konzentrisch zueinander parallel verlaufend durch einen am Boden der Ringkammer axial vorspringenden Steg voneinander beabstandet sowie in einer die Ringkammer ausfüllenden Vergussmasse eingebettet und/oder von einem Deckel verschlossen.So are in the simplest way, the two parallel to each other Ladder and its end connection from a wound and accordingly formed curved resistance wire. In addition, preferably used a bare Widerstansdraht for the preparation of the resistive element, its mutually parallel conductors spaced from each other are fixed to the winding carrier of the relay winding. A spatially optimal arrangement of the resistance element with the shortest possible connection connections results from its arrangement on the switching contacts facing end face of the winding carrier. For additional space To avoid, the resistance element becomes concentric within an end portion of the relay winding in a frontally open Ring chamber of the winding carrier arranged. In more convenient Way are doing the two conductors of the about the longitudinal axis concentric around the relay arranged resistive element parallel to each other through a at the bottom of the annular chamber axially projecting web spaced apart and in a Embedding the annular chamber filling compound and / or of closed a lid.

Alternativ dazu lässt sich das Widerstandselement auch in einem vormontierten Zustand im Einrückrelais integrieren. Zu diesem Zweck wird in Weiterbildung der Erfindung das Widerstandselement unter einem Deckel fixiert, vorzugsweise in Kunststoff zumindest in mehreren Kunststoffabschnitten eingespritzt, der als vorgefertigtes Bauteil in die Ringkammer des Wicklungsträgers einsetzbar ist und der einen die freien Leiterenden aufnehmenden Durchbruch aufweist. Zur Vormontage sind dabei die beiden blanken Leiter des Widerstandselementes auf der Rückseite des Deckels konzentrisch zueinander parallel verlaufend angeordnet und durch einen am Deckel angeformten, axial vorspringenden Steg voneinander beabstandet. Bei den vorerwähnten Ausführungsformen des Widerstandselementes sind die beiden zueinander parallel verlaufenden Leiter zweckmäßigerweise in einem Winkel von α > 180° und vorzugsweise von α < 360° um die Längsachse des Relais herum, insbesondere mit gleichförmiger Krümmung angeordnet.Alternatively, the resistance element can also be integrated in a preassembled state in the engagement relay. For this purpose, the resistance element is fixed in a further development of the invention under a cover, preferably injected into plastic at least in several plastic sections, which can be used as a prefabricated component in the annular chamber of the winding support and having a free conductor ends receiving breakthrough. For pre-assembly are the at the bare conductor of the resistive element on the back of the lid arranged concentrically parallel to each other and spaced apart by an integrally formed on the cover, axially projecting web. In the aforementioned embodiments of the resistance element, the two mutually parallel conductors are expediently arranged at an angle of α> 180 ° and preferably of α <360 ° around the longitudinal axis of the relay, in particular with uniform curvature.

Die Größe des Widerstandselements ist in erster Linie abhängig vom Startermotor. So kann es notwendig sein, dass die beiden Leiter des Widerstandselementes mit mehr als einer vollständigen Windung um die Längssachse des Relais herum angeordnet werden müssen. Für diesen Fall sind in einfachster Weise die beiden Leiter bei einem Winkel von α < 360° im Bereich ihrer axial abgewinkelten freien Enden um mehr als eine Leiterdicke, vorzugsweise um mindestens zwei Leiterdicken zu einer axial versetzten Abkröpfung gebogen. Bei ihrer Anordnung an der Stirnseite des Wicklungsträgers ist es ebenso zweckmäßig, wenn die beiden Leiter bei einem Winkel α > 360° in mehreren Windungen spiralig in Abstand zueinander verlaufen. Eine weitere Alternative mit wenig Platzaufwand ergibt sich, indem die beiden zueinander parallel verlaufenden Leiter in einem Winkel α > 180° gewindeartig um die Längsachse des Relais in einer Isolierstoffhülse fixiert bzw. eingespritzt sind, die vorzugsweise an die Innenseite des Wicklungsträgers axial einsetzbar ist.The Size of the resistance element is first and foremost depending on the starter motor. So it may be necessary that the two conductors of the resistive element with more than one complete turn must be arranged around the longitudinal axis of the relay around. In this case, the two conductors are in the simplest way at an angle of α <360 ° in Range of their axially angled free ends by more than one Conductor thickness, preferably by at least two conductor thicknesses to a axially offset bend bent. In their arrangement on the front side of the winding carrier, it is also appropriate if the two conductors at an angle α> 360 ° in several Windings run spirally at a distance from each other. Another Alternative with little space is required by the two mutually parallel conductor at an angle α> 180 ° thread-like around the longitudinal axis of the relay in an insulating sleeve are fixed or injected, preferably to the inside of the Wicklungssträgers is used axially.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen.Brief description of the drawings.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert.The The invention will be described in more detail below by way of example with reference to the figures explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Längsschnitt durch ein Einrückrelais für Starter von Brennkraftmaschinen, 1 a longitudinal section through an engagement relay for starters of internal combustion engines,

2 die Schaltung einer Startanlage mit dem Einrückrelais aus 1, 2 the circuit of a starting system with the contactor 1 .

3 ein ersten Ausführungsbeispiel eines Widerstandselementes in raumbildlicher Darstellung, 3 A first embodiment of a resistive element in a spatial representation,

4 einen vergrößerten Längsschnitt des Wicklungsträgers aus 1 und 4 an enlarged longitudinal section of the winding carrier 1 and

4a eine Variante zu 4 mit Vergussmasse, 4a a variant too 4 with potting compound,

5 einen Deckel mit eingespritztem Widerstandselement nach 3 in raumbildlicher Darstellung, 5 a lid with injected resistance element after 3 in spatial representation,

6 eine Variante des Deckels nach 5 mit dem Widerstandselement, 6 a variant of the lid after 5 with the resistance element,

7 ein am Deckel vormontiertes Widerstandselement nach 2 in raumbildlicher Darstellung, 7 a pre-assembled on the cover resistance element 2 in spatial representation,

8 ein zweites Ausführungsbeispiel des Widerstandselementes in raumbildlicher Darstellung, 8th A second embodiment of the resistance element in a three-dimensional representation,

9 ein drittes Ausführungsbeispiel des Widerstandselementes in schematischer Darstellung, 9 A third embodiment of the resistance element in a schematic representation,

10 ein viertes Ausführungsbeispiel des Widerstandselementes in einer Isolierstoffhülse in raumbildlicher Darstellung, 10 A fourth embodiment of the resistance element in a Isolierstoffhülse in three-dimensional representation,

11 ein Widerstandselement mit U-förmig gebogenen Leitern und 11 a resistor element with U-shaped bent conductors and

12 zeigt ein Flussdiagramm für den Magnetfluss im Einrückrelais bei einem Startvorgang. 12 shows a flow chart for the magnetic flux in the engagement relay at a startup.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt den konstruktiven Aufbau eines mit 10 bezeichneten Einrückrelais für die Startanlage einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen. Das Einrückrelais 10 hat eine Relaiswicklung 11 auf einem aus Kunststoff hergestellten Wicklungsträger 12, der auf einem Magnetkern 13 befestigt ist. Die Relaiswicklung 11 ist dabei in einem metallischen Gehäuse 14 eingesetzt, in dessen vorderes, offenes Ende der Magnetkern 13 aufgenommen ist. Am Boden des Gehäuses 14 ist in einer Öffnung ein Anker 15 des Relais axial geführt, der in die Relaiswicklung 11 eintaucht. In einer zentrischen Bohrung des Ankers 15 ist ein Stössel 16 befestigt, dessen kopfseitiges Ende ein so genanntes Paddel 17 zur Aufnahme eines Einrückhebels für ein nicht dargestellt Starterritzel aufweist. In einer Durchgangsöffnung des Magnetkerns 13 ist eine Schaltstange 18 mittels einer Isolierhülse 19 geführt, wobei das vordere Ende der Schaltstange 18 mit Abstand dem Ende des Stössels 16 gegenüber steht. Am hinteren Ende der Schaltstange 18 ist eine als Umschaltkontakt 20 wirkende Kontaktbrücke axial verschiebbar aufgenommen, die einerseits mit nicht erkennbaren Ruhekontakten auf einer Isolierplatte an der Rückseite des Magnetkerns 13 zusammen wirkt und andererseits zwei Gegenkontakten 20a gegenüber steht, welche in einem Schalterdeckel 21 befestigt sind, der auf dem Magnetkern 13 durch einen Gehäuserand 14a am oberen, offenen Ende des Gehäuses 14 befestigt ist. Die beiden Gegenkontakte 20a sind als Anschlussklemmen 30 und 45 im Schalterdeckel 21 festgeschraubt. In einer axialen Ausnehmung 15a des Ankers 15 ist eine Ankerrückstellfeder 23 angeordnet, die in bekannter Weise mit einer Kontaktrückstellfeder 24 und einer Kontaktdruckfeder 25 zusammen wirkt. Alle drei Federn sind derart vorgespannt, dass sich die in 1 dargestellte Ruhelage ergibt. 1 shows the structural design of a 10 designated engagement relay for the starting system of an internal combustion engine in motor vehicles. The engagement relay 10 has a relay winding 11 on a winding carrier made of plastic 12 standing on a magnetic core 13 is attached. The relay winding 11 is in a metallic housing 14 used, in the front, open end of the magnetic core 13 is included. At the bottom of the case 14 is an anchor in an opening 15 the relay is led axially into the relay winding 11 dips. In a centric bore of the anchor 15 is a pestle 16 attached, the head end of which is a so-called paddle 17 for receiving a Einrückhebels for an unillustrated starter pinion has. In a through hole of the magnetic core 13 is a shift rod 18 by means of an insulating sleeve 19 guided, with the front end of the shift rod 18 by far the end of the plunger 16 opposite. At the rear end of the shift rod 18 is one as a changeover contact 20 acting contact bridge axially slidably received, on the one hand with unrecognizable rest contacts on an insulating plate on the back of the magnetic core 13 works together and on the other hand two mating contacts 20a opposite, which is in a switch cover 21 are fixed on the magnetic core 13 through a casing edge 14a at the upper, open end of the housing 14 is attached. The two mating contacts 20a are as terminals 30 and 45 in the switch cover 21 screwed. In an axial recess 15a of the anchor 15 is an armature return spring 23 arranged in a known manner with a contact return spring 24 and a contact pressure spring 25 works together. All three springs are biased so that the in 1 shown rest position.

Bei einem Startvorgang wird beim Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine der Startermotor über ein Widerstandselement 26 leicht gedreht. Dieses Widerstandselement 26 ist im Einrückrelais 10 integriert, indem es unter dem Magnetkern 13 auf der dem Umschaltkontakt 20 zugewandten Stirnseite des Wicklungsträgers 12 fixiert ist.During a starting process, when the starter pinion meshes with the ring gear of the internal combustion engine, the starter motor is activated via a resistance element 26 slightly turned. This resistance element 26 is in the engagement relay 10 integrated by putting it under the magnetic core 13 on the changeover contact 20 facing end face of the winding carrier 12 is fixed.

2 zeigt den Schaltungsaufbau einer Startanlage mit dem Einrückrelais 10. Ein Startermotor 31 wird von einer Fahrzeugbatterie 32 als elektrische Stromversorgung über die Anschlussklemmen 30 und 45 des Einrückrelais 10 direkt vom Umschaltkontakt 20 des Einrückrelais 10 auf Pluspotential geschaltet. Das Pluspotential der Fahrzeugbatterie 32 liegt ferner an einem Startschalter 33, dem ein Startrelais 34 nachgeschaltet ist. Über den Schaltkontakt 34a des Startrelais 34 wird das Pluspotential der Fahrzeugbatterie 32 auf das Einrückrelais 10 geschaltet. Im Einrückrelais 10 gelangt das Pluspotential einerseits zu der auf Masse liegenden Relaiswicklung 11 und andererseits über den Ruhekontakt 20b zum Widerstandselement 26 und von dort über die Anschlussklemme 45 zum Startermotor 31. Am Ende des Ankerweges wird über die Schaltstange 18 des Einrückrelais 10 der Ruhekontakt 20b von der Kontaktbrücke 20 des Umschaltkontaktes geöffnet und der Gegenkontakt 20a wird geschlossen. Dadurch wird das Widerstandselement 26 abgeschaltet und der Startermotor 31 am Ende des Einrückweges direkt an die elektrische Versorgung geschaltet. 2 shows the circuit structure of a starting system with the engagement relay 10 , A starter motor 31 is from a vehicle battery 32 as electrical power supply via the terminals 30 and 45 the engagement relay 10 directly from the changeover contact 20 the engagement relay 10 switched to positive potential. The positive potential of the vehicle battery 32 is also located at a start switch 33 which is a starting relay 34 is downstream. About the switching contact 34a the start relay 34 becomes the positive potential of the vehicle battery 32 on the engagement relay 10 connected. In the engagement relay 10 On the one hand, the positive potential reaches the grounded relay winding 11 and on the other hand via the normally closed contact 20b to the resistance element 26 and from there via the terminal 45 to the starter motor 31 , At the end of the anchor path is over the shift rod 18 the engagement relay 10 the normally closed contact 20b from the contact bridge 20 the changeover contact open and the mating contact 20a will be closed. This will be the resistance element 26 shut off and the starter motor 31 connected directly to the electrical supply at the end of the Einrückweges.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist in 3 das Widerstandselement 26 als weitgehend elektromagnetisch neutrale Wicklung dargestellt. Es besteht aus zwei zueinander parallel verlaufenden Leitern 27a, 27b, die um die Längsachse x des Einrückrelais 10 herum angeordnet ist und deren Enden durch eine Endverbindung 27c miteinander in Reihe geschaltet sind. Die beiden Leiter 27a, 27b des Widerstandselementes 26 sowie deren Endverbindung 27c bestehen aus einem durchgehenden und entsprechend gebogenen Widerstansdraht, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 2 mm und Widerstand R von circa 1,5 Ω hat. Der aus einer Kupfer-Nickel-Legierung hergestellt Widerstandsdraht hat zwei in Achsrichtung des Einrückrelais 10 abgewinkelte freie Anschlussenden 27d. Die beiden zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b sind hier mit einer gleichförmigen Krümmung in einem Winkel α von circa 350° um die Längsachse x des Einrückrelais 10 herum angeordnet.In a first embodiment is in 3 the resistance element 26 shown as largely electromagnetic neutral winding. It consists of two parallel conductors 27a . 27b around the longitudinal axis x of the engagement relay 10 is arranged around and their ends by an end connection 27c connected in series with each other. The two leaders 27a . 27b of the resistance element 26 as well as their final connection 27c consist of a continuous and correspondingly bent Widerstansdraht which has a diameter of 2 mm and resistance R of about 1.5 Ω in the present embodiment. The resistance wire made of a copper-nickel alloy has two in the axial direction of the engagement relay 10 Angled free connection ends 27d , The two mutually parallel conductors 27a . 27b are here with a uniform curvature at an angle α of about 350 ° about the longitudinal axis x of the engagement relay 10 arranged around.

In 4 ist erkennbar, dass das Widerstandselement 26 aus 3 an der oberen Stirnseite des im Längsschnitt vergrößert dargestellten Wicklungsträgers 12 in einer dort angeformten, stirnseitig offenen Ringkammer 35 des Wicklungsträgers 12 eingesetzt ist. Die beiden konzentrisch zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b sind mit Abstand voneinander in der Ringkammer 35 fixiert, indem sie durch einen am Boden der Ringkammer 35 axial vorspringenden Steg 35a voneinander beabstandet sind. Die Ringkammer 35 wird durch einen Kunststoffdeckel 36 verschlossen und durch eine zur Aufnahme des Ankers 15 dienenden Messinghülse 37 fixiert. Die Anschlussenden 27d des Widerstandselementes 26 sind durch einen axialen Kragen 38 des Wicklungsträgers 12 hindurch geführt.In 4 it can be seen that the resistance element 26 out 3 at the upper end of the illustrated in longitudinal section of the illustrated winding carrier 12 in an integrally formed, open-sided annular chamber 35 of the winding carrier 12 is used. The two concentric parallel conductors 27a . 27b are spaced apart in the annular chamber 35 fixed by passing through one at the bottom of the annular chamber 35 axially projecting web 35a spaced apart from each other. The annular chamber 35 is through a plastic lid 36 closed and by a for receiving the anchor 15 serving brass sleeve 37 fixed. The connection ends 27d of the resistance element 26 are by an axial collar 38 of the winding carrier 12 passed through.

Da das Widerstandselement 26 aus einem blanken Widerstanddraht hergestellt ist, können seine beiden Leiter 27a, 27b alternativ zum Kunststoffdeckel 36 auch in einer die Ringkammer 35 ausfüllenden Vergussmasse 28 eingebettet werden, wie dies in 4a dargestellt ist. Gegebenenfalls kann das Widerstandselement 26 auch zunächst in Vergussmasse eingebettet und dann die Ringkammer 35 durch einen Deckel 36 verschlossen werden.Because the resistance element 26 Made from a bare resistance wire, its two conductors can 27a . 27b alternatively to the plastic lid 36 also in a ring chamber 35 filling compound 28 be embedded, as in 4a is shown. Optionally, the resistance element 26 also initially embedded in potting compound and then the annular chamber 35 through a lid 36 be closed.

5 zeigt in raumbildlicher Darstellung einen Kunststoffdeckel 36a, unter dem das Widerstandselement 26 aus 3 fixiert ist, indem es dort in einem Kunststoffmaterial 39 eingespritzt wurde. Dabei weist das Kunststoffmaterial 39 für ein Haltewerkzeug des Kunststoffdeckels 36a mehrere Aussparung 40 auf. Die freien Leiterenden 27d sind durch einen im Kragen 38 des Kunststoffdeckels 36a angeordneten Durchbruch hindurchgeführt. 5 shows in spatial representation a plastic lid 36a under which the resistance element 26 out 3 is fixed by putting it in a plastic material 39 was injected. In this case, the plastic material 39 for a holding tool of the plastic lid 36a several recess 40 on. The free conductor ends 27d are through one in the collar 38 the plastic lid 36a arranged breakthrough passed.

6 zeigt eine zu 5 alternative Ausführungsform des Kunststoffdeckels 36a in räumlicher Darstellung nach oben gewendet, bei der das Widerstandselement 26 aus 3 an der Unterseite des Kunststoffdeckels 36a lediglich in mehreren, voneinander gleichmäßig beabstandeten Kunststoffabschnitten 39a eingebettet ist. 6 shows one too 5 alternative embodiment of the plastic lid 36a turned upwards in a spatial representation, in which the resistance element 26 out 3 at the bottom of the plastic lid 36a only in several, evenly spaced plastic sections 39a is embedded.

In 7 ist in räumlicher Darstellung eine vormontierte Baueinheit aus dem Kunststoffdeckel 36a und dem Widerstandselement 26 erkennbar. Dort sind die beiden blanken Leiter 27a, 27b des Widerstandselementes 26 auf der Rückseite des Kunststoffdeckels 36a konzentrisch zueinander parallel verlaufend durch einen am Deckel angeformten, axial vorspringenden Steg 41 voneinander beabstandet. Dort ist ferner erkennbar, dass die beiden freien Enden 27d der Leiter 27a, 27b des Widerstandselementes 26 im Kragen 38 des Kunststoffdeckels 36a durch einen Durchbruch 42 nach außen geführt sind. Das auf diese Weise vormontierte Widerstandselement 26 wird anschließend gemäß 6 durch die Kunststoffabschnitte 39a oder durch die nahezu vollständige Einbettung im Kunststoffmaterial 39 gemäß 5 fixiert, um schließlich in die Ringkammer 35a des Wicklungsträgers gemäß 1 eingesetzt zu werden.In 7 is in spatial representation a preassembled unit from the plastic lid 36a and the resistance element 26 recognizable. There are the two bare leaders 27a . 27b of the resistance element 26 on the back of the plastic lid 36a concentric with each other running parallel through an integrally formed on the cover, axially projecting web 41 spaced apart. There is also seen that the two free ends 27d the leader 27a . 27b of the resistance element 26 in the collar 38 the plastic lid 36a through a breakthrough 42 are led to the outside. The pre-assembled in this way resistance element 26 is then according to 6 through the plastic sections 39a or by almost complete embedding in the plastic material 39 according to 5 fixed, finally, into the annular chamber 35a of Wicklungsträger according to 1 to be used.

In 8 ist eine weitere Ausführungsform des Widerstandselementes dargestellt und mit 26a bezeichnet. Hierbei sind die beiden konzentrisch zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b in nahezu zwei vollständigen Windungen um die Längsachse x des Einrückrelais 10 mit gleichförmiger Krümmung angeordnet. Am Ende der ersten Windung sind dort die beiden Leiter 27a, 27b im Bereich ihrer axial abgewinkelten freien Enden 27d um mehr als eine Leiterdicke zu einer axial versetzten Abkröpfung 27e gebogen. Die Abkröpfung 27e beträgt hier etwa das 1,5-fache der Leiterdicke, um zwischen den beiden Windungen der blanken Leiter 27a, 27b einen ausreichenden Abstand zu gewährleisten. Die Endverbindung 27c der beiden Leiter 27a, 27b befindet sich dort unterhalb der Abkröpfungen 27e. Dieses Widerstandselement 26a wird in eine entsprechend vertiefte Ringkammer 35 des Wicklungsträgers 12 gemäß 4 eingesetzt oder gemäß 5 und 6 an der Unterseite des Kunststoffdeckels 26a in Kunststoffmaterial 39 beziehungsweise 39a fixiert.In 8th is a further embodiment of the resistive element shown and with 26a designated. Here are the two concentric to each other parallel conductor 27a . 27b in almost two complete turns about the longitudinal axis x of the engagement relay 10 arranged with uniform curvature. At the end of the first turn there are the two ladders 27a . 27b in the region of their axially angled free ends 27d by more than one conductor thickness to an axially offset bend 27e bent. The bend 27e here is about 1.5 times the conductor thickness to between the two turns of the bare conductor 27a . 27b to ensure a sufficient distance. The final connection 27c the two leaders 27a . 27b is there below the offsets 27e , This resistance element 26a gets into a correspondingly recessed annular chamber 35 of the winding carrier 12 according to 4 used or according to 5 and 6 at the bottom of the plastic lid 26a in plastic material 39 respectively 39a fixed.

9 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere, mit 26b bezeichnete Ausführungsform des Widerstandselementes 26. Dort sind die beiden zueinander konzentrisch parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b in nahezu zwei vollständigen Windungen spiralig mit Abstand zueinander angeordnet. Ein solches Widerstandselement 26b lässt sich in einfachster Weise an der oberen Stirnseite des Wicklungsträgers 12 aus 1 anbringen. Wie 9 zeigt, ist dabei eine gleichmäßige Krümmung der Leiter 27a, 27b nicht zwingend erforderlich. 9 shows a schematic representation of another, with 26b designated embodiment of the resistive element 26 , There are the two concentric to each other parallel conductors 27a . 27b arranged in almost two complete turns spirally spaced from each other. Such a resistance element 26b can be in the simplest way at the upper end side of the winding support 12 out 1 Attach. As 9 shows is a uniform curvature of the ladder 27a . 27b not mandatory.

In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Widerstandselement 26c raumbildlich dargestellt. Dort sind die beiden zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b mit axialem Abstand zueinander mit mehr als einer Windung (α > 360°) gewindeartig um die Längsachse x des Einrückrelais 10 in einer Isolierstoffhülse 43 eingespritzt. Folglich ist das Widerstandselement 26c in der Isolierstoffhülse 43 nur gestrichelt erkennbar, da lediglich die freien, axial abgewinkelten Enden 27c an der oberen Stirnseite der Isolierstoffhülse 43 aus dem Isolierstoffmaterial der Hülse austreten. Bei dieser Ausführungsform sind die Abmessungen der Isolierstoffhülse 43 so gewählt, dass sie an der Innenseite des Wicklungsträgers 12 aus 1 axial einsetzbar ist.In 10 is another embodiment of a resistive element 26c shown in three dimensions. There are the two mutually parallel conductors 27a . 27b with axial distance from one another with more than one turn (α> 360 °) thread-like about the longitudinal axis x of the engagement relay 10 in an insulating sleeve 43 injected. Consequently, the resistance element 26c in the insulating sleeve 43 only dashed recognizable, since only the free, axially bent ends 27c at the upper end of the insulating sleeve 43 emerge from the insulating material of the sleeve. In this embodiment, the dimensions of the insulating sleeve 43 chosen so that they are on the inside of the winding carrier 12 out 1 is axially usable.

In 11 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Widerstandselement 26d dargestellt, dass aus einem durchgehenden Widerstandsdraht mit rechteckigem Querschnitt in Form einer Drei/Vier-Windung der beiden konzentrisch zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b besteht. Das Widerstandselement 26d ist mit zwei rechtwinkligen Abbiegungen U-förmig ausgebildet, wobei die beiden nackten Leiter 27a, 27b zueinander einen Abstand haben. Dieses Widerstandselement 26d ist ebenfalls in eine entsprechend Ausnehmung auf der oberen Stirnseite des Wicklungsträgers 12 nach 1 einsetzbar.In 11 is a further embodiment, a resistive element 26d illustrated in that of a continuous resistance wire with a rectangular cross-section in the form of a three / four-turn of the two concentrically parallel conductors 27a . 27b consists. The resistance element 26d is formed with two right-angled bends U-shaped, the two bare ladder 27a . 27b have a distance to each other. This resistance element 26d is also in a corresponding recess on the upper end side of the winding support 12 to 1 used.

In 12 ist in einem Zeitdiagramm der magnetische Fluss Φ des Einrückrelais 10 aus 1 während eines mit der Schaltungsanordnung nach 2 durchgeführten Startvorganges dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 wird der Startschalter 33 geschlossen und über das Starterrelais 34 wird die Relaiswicklung 11 des Einrückrelais 10 bestromt. Mit dem dadurch erzeugten Magnetfluss Φ_RW wird der Anker 15 des Einrückrelais 10 eingezogen, bis schließlich zum Zeitpunkt t2 der Umschaltkontakt 20 des Einrückrelais 10 betätigt wird. Dadurch wird der Ruhekontakt 20b geöffnet und der Gegenkontakt 20a wird geschlossen. Bis zu diesem Zeitpunkt fließt ein dosierter Strom über den Ruhekontakt 20b des Einrückrelais 10 und des dazu in Reihe geschaltete Widerstandselement 26 zum Startermotor 31. Dadurch wird der Startermotor 31 beim Vorspuren des Starterritzels leicht gedreht, um das Starterritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine sanft einspuren zu können. Zum Zeitpunkt t3 wird das Widerstandselement 26 abgeschaltet und der Startermotor 31 erhält nun zum Andrehen der Brennkraftmaschine die volle Spannung der Fahrzeugbatterie 32 über die Gegenkontakte 20a des Umschaltkontaktes 20. Nachdem Hochlaufen der Brennkraftmaschine wird zum Zeitpunkt t4 der Startschalter 33 wieder geöffnet und der Startvorgang wird dadurch beendet.In 12 is a time chart of the magnetic flux Φ of the engagement relay 10 out 1 during one with the circuit arrangement 2 performed boot process shown. At time t1, the start switch becomes 33 closed and over the starter relay 34 becomes the relay winding 11 the engagement relay 10 energized. The magnetic flux Φ _RW generated thereby becomes the armature 15 the engagement relay 10 until finally at time t2 the changeover contact 20 the engagement relay 10 is pressed. This will make the normally closed contact 20b open and the mating contact 20a will be closed. Until this time, a metered current flows through the normally closed contact 20b the engagement relay 10 and the resistor element connected in series therewith 26 to the starter motor 31 , This will be the starter motor 31 Slightly turned when the starter pinion touts in order to gently mesh the starter pinion in the ring gear of the internal combustion engine. At time t3, the resistive element becomes 26 shut off and the starter motor 31 Now gets to crank the engine, the full voltage of the vehicle battery 32 about the mating contacts 20a of the changeover contact 20 , After starting up the internal combustion engine, the start switch is activated at time t4 33 opened again and the startup process is terminated.

An den verschiedenen Ausführungsbeispielen des Widerstandselementes 26 gemäß 3, 8, 9, 10 und 11 ist erkennbar, dass die jeweils zueinander parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b und ihren Anschlussenden 27d bis zu ihrer Endverbindung 27c nicht gleich lang sind. Daraus ergibt sich, dass sich die durch den Stromfluss an den beiden Leitern 27a, 27b ausbildenden Magnetfelder des Widerstandselementes 26 nicht vollständig aufheben. Es verbleibt somit ein restlicher Magnetfluss ΔΦ, der jedoch durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Widerstandselementes 26 deutlich geringer ist als bei den Ausführungen nach dem Stand der Technik. Dieser restliche Magnetfluss wird bis zum Öffnen des Ruhekontaktes 20b dem Magnetfluss Φ_RW der Relaiswicklung 11 überlagert. Gemäß 12 ergibt sich dadurch je nach Stromrichtung im Widerstandselement 26 eine leichte Schwächung oder Verstärkung des Magnetflusses Φ_RW um den Betrag ±ΔΦ.In the various embodiments of the resistor element 26 according to 3 . 8th . 9 . 10 and 11 It can be seen that the mutually parallel conductors 27a . 27b and their connection ends 27d until their final connection 27c are not the same length. It follows that by the current flow at the two conductors 27a . 27b forming magnetic fields of the resistive element 26 not completely cancel. Thus, there remains a residual magnetic flux ΔΦ, which, however, by the inventive design of the resistive element 26 is significantly lower than in the embodiments of the prior art. This residual magnetic flux is up to the opening of the normally closed contact 20b the magnetic flux Φ _{RW of} the relay winding 11 superimposed. According to 12 This results depending on the current direction in the resistance element 26 a slight weakening or amplification of the magnetic flux Φ _RW by the amount ± ΔΦ.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, da die Gestaltung und Anordnung des Widerstandselementes 26 zahlreiche Alternativen zulässt. So kann anstelle einer kreisrunden oder u-förmigen Ausbildung des Widerstandselementes ebenso eine ovale, polygone oder ungleichförmige Ausführung verwendet werden. Ebenso ist es möglich, anstelle eines durchgewickelten Widerstandsdrahtes die beiden parallel verlaufenden Leiter 27a, 27b als Einzelleiter mit einer separat hergestellten Endverbindung 27c miteinander zu dem Widerstandselement 26 in Reihe zu schalten. Dabei sind je nach Belastung auch verschiedene bekannte Materialien für das Widerstandselement 26 verwendbar. Durch die Fixierung des Widerstandselements 26 am Wicklungsträger 12 des Einrückrelais 10 wird auf eine Lackisolierung des Widerstandsdrahtes verzichtet. Zusätzlich erhöht eine Steganordnung zwischen den beiden Leitern 27a, 27b des Widerstandselementes 26 die Stoß- und Schüttelfestigkeit des Widerstandsdrahtes und zusätzlich werden beim Einsetzen des Widerstandselementes 26 in die Ringkammer 35 des Wicklungsträgers 12 die Leiter 27a, 27b in der Kammer verklemmt und dadurch für weitere Montageschritte sicher positioniert. Anstelle des Steges 35a in der Ringkammer 35 nach 4 beziehungsweise des Steges 41 am Kunststoffdeckel 36 nach 5 kann das Widerstandselement 26 auch mit separaten Abstandsclips in der Ringkammer 35 beziehungsweise am Kunststoffdeckel 36a vormontiert werden.The invention is not limited to the illustrated embodiments, since the design and arrangement of the resistive element 26 numerous alternatives. So instead of a circular or U-shaped configuration of the resistance element as well as an oval, polygonal or non-uniform design can be used. It is also possible, instead of a wound through resistance wire, the two parallel conductors 27a . 27b as a single conductor with a separately prepared end compound 27c with each other to the resistive element 26 to connect in series. Depending on the load, there are also various known materials for the resistance element 26 usable. By fixing the resistance element 26 on the winding carrier 12 the engagement relay 10 is dispensed with a paint insulation of the resistance wire. In addition, a web assembly increases between the two ladders 27a . 27b of the resistance element 26 the shock and shaking resistance of the resistance wire and in addition, when inserting the resistance element 26 in the ring chamber 35 of the winding carrier 12 the ladder 27a . 27b clamped in the chamber and thus securely positioned for further assembly steps. Instead of the jetty 35a in the annular chamber 35 to 4 or the bridge 41 on the plastic lid 36 to 5 can the resistance element 26 also with separate spacer clips in the annular chamber 35 or on the plastic lid 36a be pre-assembled.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102004032373 A1 [0002]
- DE 19814504 A1 [0004]

Claims

Engaging relay ( 10 ) for starters of internal combustion engines, in which a starter pinion by energizing a relay winding ( 11 ) is first axially displaceable and at the same time slow rotation in a ring gear of the internal combustion engine can be tracked to then from the starter motor ( 31 ) to be driven at full power to the end of the starting process, wherein the engagement relay with a changeover contact ( 20 ) is formed, in the first part of the Einrückweges the starter motor for slowly turning over a resistance element ( 26 ) and switched directly to the electrical power supply at the end of the return path, characterized in that the resistance element ( 26 ) as a largely electromagnetic neutral winding with two mutually parallel conductors ( 27a . 27b ) about the longitudinal axis (x) of the relay ( 10 ) and that the ends of the two conductors ( 27a . 27b ) are interconnected.

Engagement relay according to claim 1, characterized in that the two conductors ( 27a . 27b ) and its end connection ( 27c ) consist of a continuous and correspondingly bent resistance wire.

Engagement relay according to claim 2, characterized in that the conductors ( 27a . 27b ) of the preferably bare resistance wire at a distance from one another on the winding carrier ( 12 ) of the relay winding ( 11 ) are fixed.

Engagement relay according to claim 3, characterized in that the resistance element ( 26 ) at the changeover contact ( 20 ) facing end side of the winding carrier ( 12 ) is fixed.

Engagement relay according to claim 4, characterized in that the resistance element ( 26 ) concentrically within the relay winding ( 11 ) in a frontally open annular chamber ( 35 ) of the winding carrier ( 12 ) is arranged.

Contactor relay according to claim 5, characterized in that the two conductors ( 27a . 27b ) of the resistance element ( 26 ) run concentrically parallel to each other, by a at the bottom of the annular chamber ( 35 ) axially projecting web ( 35a ) are spaced apart and in one the annular chamber ( 35 ) filling compound ( 28 ) and / or from a lid ( 36 ) are closed.

Engagement relay according to claim 5, characterized in that the resistance element ( 26 ) under a lid ( 36a ), preferably in plastic material ( 39 ), at least in several plastic sections ( 39a ) and that the lid ( 36a ) in the annular chamber ( 35 ) of the winding carrier ( 12 ) and the free conductor ends ( 27c ) receiving breakthrough ( 42 ) having.

Contactor relay according to claim 7, characterized in that the two bare conductors ( 27a . 27b ) of the resistance element ( 26 ) on the back of the lid ( 36a ) run parallel to each other in parallel and by an integrally formed on the cover, axially projecting web ( 41 ) are spaced from each other.

Contactor relay according to one of the preceding claims, characterized in that the two mutually parallel conductors ( 27a . 27b ) at an angle α> 180 ° and preferably α <360 ° about the longitudinal axis (x) of the relay ( 10 ) are arranged around, in particular with uniform curvature.

Engagement relay according to one of the preceding claims, characterized in that the two conductors ( 27a . 27b ) at an angle α> 360 ° thread-like about the longitudinal axis (x) of the relay ( 10 ) in an insulating sleeve ( 43 ) are preferably injected on the inside of the winding carrier ( 12 ) is inserted axially.

Contactor relay according to one of claims 1 to 9, characterized in that at an angle α> 360 °, the two conductors ( 27a . 27b ) in the region of their axially angled free ends ( 27c ) by more than one conductor thickness, preferably by 1.5 conductor thicknesses to an axially offset bend ( 27e ) are bent.

Contactor relay according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the two conductors ( 27a . 27b ) at an angle α> 360 ° in several turns spirally with distance to each other.