CN108603479A - 用于内燃机的配备有ntc电阻的起动装置 - Google Patents

用于内燃机的配备有ntc电阻的起动装置 Download PDF

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Abstract

一种用于内燃机的起动装置，其在电流回路中具有带NTC电阻元件的电阻‑结构单元，该NTC电阻元件靠置在接触部段上，在该接触部段上连接着阻热部段。

Description

用于内燃机的配备有NTC电阻的起动装置
本发明涉及一种用于内燃机的起动装置，带有用于驱动起动小齿轮的电的起动电机，该起动小齿轮与内燃机的齿圈啮合，以便起动该内燃机。
背景技术
用于内燃机的起动装置是已知的，这些起动装置在可驱动的轴上具有可轴向移调的起动小齿轮，该轴被电的起动电机驱动。起动小齿轮被电磁的起动继电器从缩进的非啮合位置移调到前伸的与内燃机齿圈啮合的位置。
在出版文献DE 41 06 247 C1、DE 41 22 252 A1和DE 10 2007 036 789 A1中记载了用于内燃机的起动装置，就其而言，在起动继电器的电流回路中设置了NTC电阻元件(负温度系数)。借助于该NTC电阻元件，可行的是，限制内燃机起动时的起动电流，该电阻元件在低温时具有较大的电阻，而随着温度的升高具有较小的电阻。借助于NTC电阻元件的减小电流的效果，可以减少车载电网中的电压干扰。
发明内容
本发明的起动装置用于起动特别是汽车中的内燃机，且具有起动电机以及电磁的起动继电器作为可电操纵的机构。通过起动继电器可以在缩进的非工作位置与前伸的与内燃机齿圈啮合的位置之间移调起动装置的起动小齿轮。起动电机驱动与内燃机齿圈处于啮合中的起动小齿轮转动。
在可电操纵的机构的电流回路—起动电机和/或起动继电器—中，设置了NTC电阻元件，其电阻随着温度的升高而减小。该NTC电阻元件位于电阻-结构单元上，该电阻-结构单元集成到电流回路中并且具有电绝缘的承载层以及导电层，该导电层覆设到承载层上。所述导电层包括接触部段，在该接触部段上设置着NTC电阻元件。导电层的接触部段在第一连接部位的方向上与导电的阻热部段连接，NTC电阻元件在第二连接侧面的方向上与导电的连接元件连接。通过第一和第二连接侧面，电阻-结构单元与电流回路中的导电部段连接。
该设计具有不同的优点。集成到电阻-结构单元中的NTC电阻元件，在内燃机第一次起动时，由于温度低而具有增大的电阻，且可以限制电流以及避免电流峰值。由于起动装置挂在车载电网的电源上，所以借助于NTC电阻元件将减小车载电网中的电压干扰。
与带有NTC电阻元件的接触部段连接的阻热部段，保证了热量只是缓慢地朝向电阻-结构单元的与阻热部段相邻的连接侧面传递。这防止了从NTC电阻元件到连接侧面上的电的连接导线的显著的热流。与NTC电阻元件相邻的阻热部段优选设计成横截面减小的蜿蜒的线带。导电能力保持不受影响。在狭小的空间上通过延长的线带长度改善了散热。
在电阻-结构单元的相对的连接侧面上，也进行从NTC电阻元件到连接侧面的热传递，只是伴随着减小的热流。从NTC电阻元件到相邻的连接侧面的电连接通过导电的连接元件进行，该连接元件同样保证了朝向连接侧面和电的连接导线的减小的热流。无论通过阻热部段还是通过连接元件，都可以把朝向相应的连接侧面的热流减小到最小程度。通过相应地构造的设计，可以把热量从NTC电阻元件通过阻热部段和连接元件排放到外界。
根据一种有利的设计，第一和第二连接侧面分别由连接部段构成，所述连接部段设置在承载层上，并且是承载层上的导电层的一部分。在连接部段上贴靠着相应的电的连接导线。与阻热部段相邻的连接部段有利地与其一体地构造，而相对的连接部段虽然同样可以由相同的导电的材料构成，但与接触部段分开地构造，并通过连接元件与NTC电阻元件电耦接。连接部段、接触部段和阻热部段优选由相同的导电的材料制成。作为用于承载层上的导电层的材料，例如考虑采用铜。而承载层则由电绝缘的材料制成。
根据另一种有益的设计，连接元件被构造成接触卡夹，该接触卡夹靠置在NTC电阻元件上并且指向相邻的连接侧面，通过连接元件在NTC电阻元件与电阻-结构单元的连接侧面之间产生导电的接触。在连接侧面作为连接部段的设计中，连接元件的一个区域靠置在连接部段上，并且特别是材料配合地与连接部段例如通过焊接而连接。
可以有益的是，在连接元件内开设出横截面减小的阻抑部位，该阻抑部位用作阻热部，以便减小从NTC电阻元件到连接部位的热流。由此实现与阻热部段中相仿的效果，该阻热部段是导电层的一部分并且延伸至相对的连接侧面。
根据另一种有益的设计，在承载层上，在背离NTC电阻元件的一侧，有另一导电层。该另一导电层优选由多个并不相互连接的单一部段组成，其中，每个单一部段都指配给在具有NTC电阻元件的侧面上的一个部段。于是特别有益的是，设置三个单一部段，这些单一部段指配给边缘侧的连接部段和中央的、居中的接触部段，该接触部段作为NTC电阻元件的承载部。但在相对侧并未给阻热部段指配单一部段，或者仅仅指配了一个部分地搭接的单一部段。在相对侧的导电层改善了电阻-结构单元的散热。
根据又一种有益的设计，阻热部段以一个或多个凹缺的形式构造在导电层的导电板中。该板可以特别是与接触部段以及必要时与连接部段一体地构造，其中，仅仅在阻热部段的区域中开设了一个或多个所述凹缺，用于实现减小的热流。
根据又一种有益的设计，在电阻-结构单元上设置两个或多于两个的平行布置的NTC电阻元件。每个NTC电阻元件都位于接触部段上，其中，每个接触部段都具有阻热部段以及用于连接侧面的连接元件。设置两个或更多的NTC电阻元件具有如下优点：能以简单的方式实现调整，进而实现适应于不同的起动器大小。在此有利的是，NTC电阻元件、相关的接触部段、阻热部段和导电的连接元件相同地构造。可以有利的是，一方面为两个或更多的阻热部段，另一方面为连接元件，设置共同的连接部段。
根据又一种有益的设计，电阻-结构单元具有两个分开的承载层，这些承载层分别设置有至少一个导电层。承载层和设置于其上的导电层彼此镜对称地布置，从而在这些导电层之间设置至少一个NTC电阻元件。这种设计具有如下优点：带有导电层的两个承载层可以相同构造地设计，并且仅仅通过镜对称地设置两个承载层而形成电阻-结构单元，所述承载层带有导电层，包括位于其间的NTC电阻元件。
其它优点和有益的设计可由其它权利要求、附图说明和附图得到。其中：
图1示出在起动装置的电流回路中带有NTC电阻元件的示意性地绘出的起动机构；
图2为带有NTC电阻元件的电阻-结构单元的俯视图；
图3为设置在电阻-结构单元的连接部段上的两个电极的详图；
图4为电阻-结构单元的承载层和导电层的立体图；
图5为电阻-结构单元的底面的立体图；
图6为了说明而示出了承载层顶面上的导电层及其底面上的导电层；
图7为电阻-结构单元的连接元件的立体详图；
图8示出在一种设计变型中的电阻-结构单元；
图9示出在另一种设计变型中的电阻-结构单元；
图10示出在另一种设计变型中的电阻-结构单元的一部分；
图11示出一种由根据图10的两个部分以镜对称的方式组成的电阻-结构单元。
在这些图中，相同的构件标有相同的附图标记。
在图1中以示意性的方式示出用于起动内燃机的起动装置1。起动装置1具有电的机构，该机构是用于移调起动小齿轮的电磁的起动继电器2a和用于驱动该小齿轮的电的起动电机2b。该电的机构2位于电流回路3中，该电流回路是汽车的车载电网4的一部分，其中，在车载电网4中存在其它负载5、6。车载电网4被电池7馈电，该电池提供电池电压U。电池7具有内部的电阻R电池。车载电网4中的导线电阻用R车载表示。
电流回路3通过开关器8而闭合，该开关器尤其是车辆中的点火开关，在该电流回路中设置了起动装置1的电的机构2a、2b。在电流回路3中有个NTC电阻元件9，其电阻随着温度的升高而减小。作为用于NTC电阻元件9的NTC材料，也考虑采用CTR材料，这种材料的特点是相比于NTC材料有所改变的特性曲线，但其原则上具有相同的温度相关的电阻特性。NTC电阻元件确保在起动装置起动时基于NTC电阻元件中的增大的电阻而限制电流回路中的电流I。
在图2中示出了一种电阻-结构单元10，NTC电阻元件9集成到该电阻-结构单元中。该电阻-结构单元10具有两个相对的连接侧面，电阻-结构单元在所述连接侧面处分别通过电极11、12被接触，用于集成到电流回路中(也参见图3)。
电阻-结构单元10包括由电绝缘材料例如陶瓷构成的承载层13，在该承载层上有个导电层14，该导电层由多个部段15、16、17、18组成(也参见图4)。导电层14例如由铜构成。
导电层14的接触部段15是NTC电阻元件9的承载部，该NTC电阻元件为板状构造并且平面地贴靠在矩形的接触部段15上。在接触部段15上连接着导电层的阻热部段16，该阻热部段被设计成横截面减小的蜿蜒的线带，并使得居中地布置的接触部段15与在边缘侧的连接部段17电连接，该连接部段形成了电阻-结构单元10的连接侧面。电极11位于矩形的连接部段17上。阻热部段16的任务是，在连接侧面的方向上阻抑来自NTC电阻元件9的热流。
另一连接侧面在承载层13上位于与连接部段17相对的一侧，并且同样被设计成矩形的连接部段18，第二电极12位于该另一连接侧面上。连接部段18并非直接与相邻的接触部段15连接。确切地说，通过连接元件19进行电连接，该连接元件平面地贴靠在NTC电阻元件9的顶面上，并利用一个部段接触连接部段18。
图5中示出了电阻-结构单元10的底面，该底面与带有NTC电阻元件的侧面相对。也在这个侧面上，在承载层13上有个导电层20，该导电层优选由与带有NTC电阻元件的导电层14相同的材料特别是铜构成。导电层20具有三个分别为矩形的部段21、22、23，这些部段指配给相对侧的不同部段。
图6示出不同的部段直接指配给设置在承载层的不同侧面上的两个导电层14和20。在图6中，承载层本身未示出。上层的接触部段15被指配了下层的部段21，其中，部段21还部分地延伸到阻热部段16的区域中。顶面上的边缘侧的连接部段17和18被指配了在底面上的同样边缘侧的部段22和23，该底面带有近乎相同的横截面形状和横截面积。
在图7中以立体图示出了连接元件19，通过该连接元件使得NTC电阻元件与边缘侧的连接部段电连接。连接元件19具有板形的第一部段19a，该第一部段平面地直接贴靠在NTC电阻元件9上。在部段19a上连接着另一部段19b，该另一部段具有减小的横截面积，并且用作热学的阻抑部位，以便避免或者至少减少热量从NTC电阻元件朝向边缘侧的连接部位传递。在阻抑部位19b上连接着另一部段19c，该另一部段作为接触部段贴靠在导电层的边缘侧的连接部段上。
图8所示为一种设计变型中的电阻-结构单元10，就所述设计变型而言，导电层14的阻热部段16以不同的方式予以设计，而其它构件和部段则相应于第一实施例。阻热部段16为板状构造，并设有总共三个矩形的凹缺24，这些凹缺与在中间接触部段15上的NTC电阻元件9的边缘平行地延伸。接触部段15、阻热部段16以及边缘侧的连接部段17形成了共同的接触层，其带有矩形的外轮廓，且在阻热部段16的区域中带有前述的凹缺14，以便减少从NTC电阻元件9到连接部段17的热流。
在图9中示出了具有电阻-结构单元10的实施例，在该实施例中，两个分开的NTC电阻元件9平行地布置。在承载层13的顶面上的导电层14包括两个平行布置的接触部段15a、15b，在这些接触部段上分别连接着阻热部段16a、16b，这些阻热部段与边缘侧的连接部段17连接。同样是边缘侧的连接部段18位于相对侧；分别仅仅设置一个边缘侧的连接部段17或18。在每个NTC电阻元件9a、9b与最近的连接部段18之间的电连接分别通过连接元件19a、19b进行。
这种设计可以轻易地调整，并适应于不同尺寸的起动装置。必要时可以在电阻-结构单元10中设置多于两个的NTC电阻元件9。
在图10和11中示出了另一实施例，其具有带NTC电阻元件9的电阻-结构单元10。图10示出电阻-结构单元10的一个侧面，所述电阻-结构单元存在两个，并以镜对称的方式叠置，以便形成图11中所示的电阻-结构单元10。电阻-结构单元10的每一半都由承载层13构成，该承载层带有设置于其上的导电层14，该导电层包括用于NTC电阻元件9的接触部段15、阻热部段16和边缘侧的连接部段17，该连接部段被电极11接触。为了形成电阻-结构单元10，把两个这种结构半部以镜面对称的方式叠置，其中，仅仅一个共同的NTC电阻元件9位于其间地布置，该NTC电阻元件无论在底面上还是在顶面上都各被一个接触部段15接触。
由图11还可得知，每个承载层13的位于外部的侧面都具有附加的导电层，所述导电层带有部段21和23。

Claims (15)

1.一种用于内燃机的起动装置，带有用于驱动起动小齿轮的电的起动电机，且带有用于移调所述起动小齿轮的起动继电器，其中，在所述起动装置(1)的可电操纵的机构(2)的电流回路(3)中，设置了NTC电阻元件(9)，其特征在于，电阻-结构单元(10)在承载层(13)上具有带接触部段(15)的导电层(14、20)，在该接触部段上设置着NTC电阻元件(9)，其中，所述接触部段(15)在第一连接侧面的方向上与导电的阻热部段(16)连接，所述NTC电阻元件(9)在第二连接侧面的方向上与导电的连接元件(19)连接。
2.如权利要求1所述的起动装置，其特征在于，第一和第二连接侧面分别由连接部段(17、18)构成，所述连接部段(17、18)设置在所述承载层(13)上。
3.如权利要求2所述的起动装置，其特征在于，与所述NTC电阻元件(9)相邻的连接部段(18)仅通过所述连接元件(19)与所述NTC电阻元件(9)电连接。
4.如权利要求2或3所述的起动装置，其特征在于，所述连接部段(17、18)、所述接触部段(15)和所述阻热部段(16)由相同的导电的材料制成。
5.如权利要求1～4中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述承载层(13)上的导电层(14)被构造成铜层。
6.如权利要求1～5中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述连接元件(19)被构造成分开构造的接触卡夹，该接触卡夹靠置在所述NTC电阻元件(9)上，并使得所述NTC电阻元件(9)与所述连接侧面连接。
7.如权利要求1～6中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述连接元件(19)具有横截面减小的阻抑部位(19b)。
8.如权利要求1～7中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述承载层(13)在背离所述NTC电阻元件(9)的一侧具有另一导电层(20)。
9.如权利要求8所述的起动装置，其特征在于，所述导电层(20)在背离所述NTC电阻元件(9)的一侧具有多个并不相互连接的单一部段(21、22、23)，其中，每个单一部段(21、22、23)都指配给在具有所述NTC电阻元件(9)的侧面上的一个部段(15、17、18)。
10.如权利要求8或9所述的起动装置，其特征在于，在所述承载层(13)的两侧的所述导电层(14、20)由相同的材料构成。
11.如权利要求1～10中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻热部段(16)设计成横截面减小的蜿蜒的线带。
12.如权利要求1～11中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻热部段(16)在导电板中具有一个或多个凹缺(24)。
13.如权利要求1～12中任一项所述的起动装置，其特征在于，在每一个接触部段(15)上设置至少两个平行布置的NTC电阻元件(9)，每个接触部段(15)与阻热部段(16)连接，以及每个NTC电阻元件(9)在所述第二连接侧面的方向上与导电的连接元件(19)连接。
14.如权利要求13所述的起动装置，其特征在于，所述NTC电阻元件(9)、所述接触部段(15)、所述阻热部段(16)和所述导电的连接元件(19)相同地构造。
15.如权利要求1～14中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述电阻-结构单元(10)具有两个承载层(13)，所述承载层分别带有至少一个导电层(14)，所述承载层镜对称地布置，从而在所述导电层(14)之间设置至少一个NTC电阻元件(9)。
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