DE102007049448A1 - Kraftfahrzeug-Batterieabschalter - Google Patents

Kraftfahrzeug-Batterieabschalter Download PDF

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Wilfried Beyer
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Horst-Dieter Erlhöfer
Ralf Illner
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Abstract

Ein Kraftfahrzeug-Batterieabschalter weist einen ersten und einen zweiten Kontakt auf, von denen der erste Kontakt mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden ist und durch den Anker mit dem zweiten Kontakt in und außer Kontakt bringbar ist. Der Elektromagnet weist zwei Schaltstellungen des Ankers auf, in welchen der Anker durch Permanentmagnet- und/oder Federkraft gehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Batterieobschalter.
  • Die wachsende Zahl der an das elektrische Bordnetz von Kraftfahrzeugen angeschlossenen, auch bei Nichtbenutzung des Kraftfahrzeugs Energie verbrauchender Einrichtungen erhöht die Gefahr einer vollständigen Entladung der Kraftfahrzeug-Batterie bei Nichtbenutzung des Kraftfahrzeugs.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Verfügung zu stellen, mit denen eine derartige Entladung der Kraftfahrzeug-Batterie bei Nichtbenutzung eines Kraftfahrzeugs verhindert werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Kraftfahrzeug-Batterieabschalter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Die Erfindung sieht einen Kraftfahrzeug-Batterieabschalter vor, welcher einen ersten und einen zweiten Kontakt aufweist, von denen der erste Kontakt mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden ist und durch den Anker mit dem zweiten Kontakt in und außer Kontakt bringbar ist. Gemäß der Erfindung weist der Elektromagnet zwei Schaltstellungen auf, in welchen der Anker durch Permanentmagnet- und/oder Federkraft gehalten wird.
  • Der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter dient vorteilhaft dazu, Teile des an die Kraftfahrzeug-Batterie angeschlossenen Bordnetzes, vorzugsweise im Wesentlichen das gesamte Bordnetz eines Kraftfahrzeugs für die Zeit der Nichtbenutzung des Kraftfahrzeugs von der Kraftfahrzeug-Batterie zu trennen und das Bordnetz für die Benutzung des Kraftfahrzeugs wieder mit der Kraftfahrzeug-Batterie zu verbinden. Hierdurch können die auch bei Nichtbenutzung des Kraftfahrzeugs Energieverbrauchenden elektrischen Einrichtungen von der Kraftfahrzeug-Batterie elektrisch getrennt werden, so dass die Kraftfahrzeug-Batterie während der Nichtbenutzung des Kraftfahrzeugs von diesen Einrichtungen nicht entladen werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Batterieabschalter bildet dabei einen zentralen Schalter, welcher direkt oder nahe der Kraftfahrzeugbatterie angeordnet wird und somit an zentraler Stelle das gesamte Bordnetz oder zumindest den größten Teil des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges von der Batterie trennen kann. Auf diese Weise kann auf sehr einfache Weise durch einen zentralen Schalter sichergestellt werden, dass bei Nichtbetrieb des Kraftfahrzeuges alle elektrischen Verbraucher sicher abgeschaltet werden, sodass ein unerwünschtes Entladen der Batterie vermieden werden kann.
  • Der Batterieabschalter weist zum Schalten der elektrischen Verbindung einen ersten und einen zweiten Kontakt auf, von denen ein erster Kontakt mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden ist. Durch Bewegung des Ankers können der erste und zweite Kontakt in Anlage bzw. elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden und auch wieder voneinander getrennt werden, sodass die beiden Kontakte voneinander beabstandet sind und die elektrische Verbindung in dem Schalter getrennt ist.
  • Das In- bzw. Außerkontaktbringen von erstem und zweitem Kontakt erfolgt durch Bestromen zumindest einer Spule des Elektromagneten. Die Bewegungsrichtung des Ankers kann dabei durch die Bestromungsrichtung der Spule geändert werden. Alternativ ist es auch möglich mehrere Spulen vorzusehen, welche so gewickelt bzw. bestromt sind, dass sie magnetische Kräfte in unterschiedlichen Richtungen auf den Anker ausüben. Auf diese Weise kann durch entsprechende Bestromung der Spule bzw. der Spulen der Anker aus einer ersten Schaltstellung, in welcher der erste Kontakt mit dem zweiten Kontakt in Anlage ist, in eine zweite Schaltstellung bewegt werden, in der die beiden Kontakte voneinander räumlich getrennt sind. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalters ist, dass die Spule oder Spulen des Elektromagneten nur während des Umschaltens von der ersten zu der zweiten Schaltstellung des Ankers und umgekehrt bestromt werden müssen, da der Anker in den beiden Schaltstellungen allein durch einen Permanentmagneten und/oder ein Federelement gehalten wird. D. h., der erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Batterieabschalter verbraucht selbst nur während des Abschaltens des Stromkreises von der Kraftfahrzeugbatterie und während des Anschließens des Stromkreises an die Kraftfahrzeug-Batterie elektrische Energie. Ansonsten wird er sowohl bei Nutzung als auch Nichtnutzung des Kraftfahrzeugs stromlos gehalten, wobei der Anker oder ein mit dem Anker verbundenes Bauteil in den beiden Schaltstellungen an jeweils einem Anschlag zur Anlage gebracht und dort von einem Permanentmagneten oder einem Federelement kraftschlüssig gehalten werden. Hierbei bildet in der Schaltstellung, in der der erste und der zweite Kontakt einander kontaktieren, zweckmäßigerweise der zweite Kontakt den Anschlag für den ersten, mit dem Anker verbundenen Kontakt.
  • Die Bauform des in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalter verwendeten Elektromagneten ist weitestgehend beliebig. So kann der Elektromagnet beispielsweise als Dreh- oder Hubmagnet ausgebildet sein. Hierbei ist allerdings sicherzustellen, dass der Anker des Magneten in zwei solche Schaltstellungen bewegbar ist, in denen der erste Kontakt in einer ersten Schaltstellung in Kontakt mit dem zweiten Kontakt ist und in einer zweiten Schaltstellung außer Kontakt mit dem zweiten Kontakt ist. Der mit dem Anker des Elektromagneten verbundene erste Kontakt kann direkt an dem Anker des Elektromagneten oder an einem mit dem Anker bewegungsgekoppelten Bauteil angeordnet sein.
  • Ein zur Erzeugung der permanentmagnetischen Kraft vorgesehener Permanentmagnet kann an jedem mit dem Anker einen permanentmagnetischen Wirkkreis bildenden Bauteil angeordnet sein. Darüber hinaus weist der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter typischerweise zumindest eine ferromagnetische Haftfläche auf, die in dem Kraftfahrzeug-Batterieabschalter derart angeordnet ist, dass der Anker oder ein mit dem Anker verbundenes Bauteil an ihr in einer Schaltstellung des Ankers haftend zur Anlage kommt.
  • Ein die Federkraft in einer Schaltstellung ausübendes Federelement ist in dem Kraftfahrzeug-Batterieabschalter derart angeordnet, dass es den Anker unter einer Federspannung in dieser Schaltstellung halten kann. Die Bauart des Federelements ist weitestgehend beliebig. So kann es sich bei dem Federelement z. B. um eine Zug-, Druck- oder Biegefeder handeln, wobei eine Ausbildung des Federelements als Druckfeder bevorzugt wird.
  • Grundsätzlich ist es möglich, dass der Anker des Elektromagneten in seinen beiden Schaltstellungen jeweils von einem Permanentmagneten oder in beiden Schaltstellungen jeweils von einem Federelement gehalten wird. Bevorzugt wird der Anker allerdings in der Schaltstellung, in der der erste und der zweite Kontakt einander kontaktieren von einem Federelement gehalten und in der Schaltstellung, in der der erste und der zweite Kontakt einander nicht kontaktieren, von einem Permanentmagneten gehalten.
  • Die Spule bzw. die Spulen des Elektromagneten sind vorzugsweise so angeordnet und elektrisch geschaltet, dass sie bei Bestromung eine magnetische Kraft erzeugen, welche einer in der ersten und/oder der zweiten Schaltstellung auf den Anker wirkenden Haltekraft entgegengesetzt gerichtet sind. Das bedeutet beispielsweise, dass, wenn der Anker sich in einer Schaltstellung befindet, in der er durch den Permanentmagneten gehalten wird, die Spule so bestromt wird, dass das von der Spule erzeugte Magnetfeld das von dem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld aufhebt. So wird ermöglicht, den Anker aus dieser Schaltstellung heraus in die andere Schaltstellung zu bewegen. Diese Bewegung kann entweder dadurch erfolgen, dass die Spule eine zusätzliche Kraft erzeugt, welche den Anker bewegt, oder dass ein zweiter Permanentmagnet bzw. ein Federelement, welches den Anker in der anderen Schaltstellung hält, dann dafür sorgt, dass der Anker in diese andere Schaltstellung bewegt wird. Entsprechend wird die Spule dann, wenn der Anker von einem Federelement in einer Schaltstellung gehalten wird, so bestomt, dass sie eine magnetische Kraft erzeugt, welche der Federkraft entgegengesetzt ist, sodass die Federkraft aufgehoben wird, und der Anker in die andere Schaltstellung bewegt werden kann. Bevorzugt kann hier eine Spule vorgesehen werden, welche in zwei unterschiedlichen Richtungen bestrombar ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalters ist der Elektromagnet als ein Hubmagnet ausgebildet, wobei der erste Kontakt am stirnseitigen Ende des Ankers dieses Hubmagneten angeordnet ist. Hierbei ist der Hubmagnet zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass das Ende des Ankers, an dessen Stirnseite der erste Kontakt angeordnet ist, in beiden Schaltstellungen des Ankers außerhalb eines Jochs bzw. Gehäuse des Hubmagneten angeordnet ist. Durch die Verwendung eines Hubmagneten ist der erste Kontakt mit dem Anker linear bewegbar, wobei der zweite Kontakt dem ersten Kontakt in Bewegungsrichtung des Ankers und damit in Bewegungsrichtung des ersten Kontakts gegenüberliegend angeordnet ist. Auf diese Weise kann der erste Kontakt nach einer geradlinigen Ausfahrbewegung des Ankers aus dem Joch bzw. Gehäuse des Hubmagneten, den zweiten Kontakt kontaktieren und umgekehrt durch eine hierzu entgegengerichtete Linearbewegung des Ankers außer Kontakt mit dem zweiten Kontakt gebracht werden.
  • Vorzugsweise ist der Elektromagnet so ausgebildet, dass er einen Kern und einen beweglichen Anker sowie ein umgebendes Jochelement aufweist, wobei im Inneren des Jochelements zumindest eine Spule und zumindest ein Permanentmagnet angeordnet sind, welche den Kern und den Anker umgeben und axial auf den Anker wirkende Magnetfelder erzeugen. So wird ein permanentmagnetisches Magnetfeld erzeugt, welches den Anker in einer ersten Schaltstellung hält. Bei Bestromung der Spule kann der Wirkkreis des Permanentmagneten mit entgegengesetzt gerichteten Feldlinien überlagert werden, sodass das Magnetfeld des Permanentmagneten aufgehoben wird. Dann kann der Anker beispielsweise durch ein Federelement in eine zweite Schaltstellung bewegt werden und dort gehalten werden. Statt des Federelementes könnte z. B. auch ein zweiter Permanentmagnet vorgesehen sein, welcher ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugt.
  • Ein Federelement greift vorzugsweise an einer Anlageschulter an, welcher an dem Anker ausgebildet ist. So kann sich beispielsweise eine Druckfeder zum Aufbringen der Federkraft an einer solchen Anlageschulter abstützen. Am entgegengesetzten Ende ist die Feder dann vorzugsweise an einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Teil, beispielsweise dem Joch des Elektromagneten abgestützt.
  • Vorteilhaft ist der erste Kontakt des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalters über eine elektrisch leitende Kabelverbindung mit einem elektrischen Anschluss verbunden, welcher zum Anschluss an einen an eine Kraftfahrzeug-Batterie angeschlossenen Stromkreis vorgesehen ist. Hierbei ist bevorzugt ein im Wesentlichen flexibles Kupferkabel vorgesehen, dass den zum Anschluss an die Batterie oder das Bordnetz vorgesehenen Anschluss elektrisch leitend mit dem ersten Kontakt verbindet. Das Kupferkabel ist zweckmäßigerweise so lang ausgebildet, dass es eine Bewegung des ersten Kontakts in eine den zweiten Kontakt kontaktierende Stellung ermöglicht. Der zweite Kontakt des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters ist vorzugsweise direkt an einem zweiten elektrischen Anschluss des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters angeordnet. Befinden sich der erste und der zweite Kontakt in ihrer einander kontaktierenden Stellung, bilden der erste Anschluss, das Kupferkabel, der erste und der zweite Kontakt sowie der zweite Anschluss einen durchgehenden elektrischen Leitungspfad durch den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalter, der dann den an der Kraftfahrzeugbatterie angeschlossenen Stromkreis schließt, wobei dieser Stromkreis durch Trennen des ersten Kontakts von dem zweiten Kontakt infolge entsprechender Bestromung des Elektromagneten wieder unterbrochen werden kann.
  • Bevorzugt weist der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter ein Kunststoffgehäuse auf. In diesem Kunststoffgehäuse sind alle Bauteile des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters angeordnet, wobei die beiden zum Anschluss an den Stromkreis vorgesehenen Anschlüsse zweckmäßigerweise aus dem Kunststoffgehäuse herausragen. Vorteilhaft sind die elektrisch leitenden Bauteile des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters durch das Kunststoffgehäuse elektrisch isoliert angeordnet, sodass insbesondere das Kupferkabel keine eigene Isolierung aufweisen muss. Darüber hinaus schützt das Kunststoffgehäuse des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters vor einer Verschmutzung und vor Feuchtigkeit.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 einen Kraftfahrzeug-Batterieabschalter gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht,
  • 2 den Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach 1 in einer Draufsicht und
  • 3 den Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach 1 in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • Der in den Figuren dargestellte Kraftfahrzeug-Batterieabschalter weist eine rechteckige Grundplatte 2 auf, welche Teil eines im übrigen nicht gezeigten Gehäuses ist. Auf dieser Grundplatte 2 sind ein Hubmagnet 4 sowie zwei elektrische Anschlüsse 6 und 8 angebracht. Die beiden Anschlüsse 6 und 8 dienen zum Anschluss des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters an einen Stromkreis, der wiederum an einer Kraftfahrzeug-Batterie angeschlossen ist. Vorzugsweise wird ein Anschluss möglichst direkt mit der Batterie und der andere Anschluss mit dem zu versorgenden Bordnetz verbunden.
  • Der Aufbau des Hubmagneten 4 wird insbesondere aus 3 deutlich. Der Hubmagnet 4 weist ein Joch bzw. Gehäuse 10 aus einem weichmagnetischen Material auf. Das Joch 10 besteht aus einem U-förmigen Teil 10a und einer Platte 10b, welche die offene Stirnseite des U-förmigen Teils 10a des Jochs 10 verschließt.
  • In dem Joch 10 ist eine Spule 12 angeordnet, die über elektrische Anschlüsse 14 (2) bestrombar ist. Die Spule 12 kann über die Anschlüsse 14 mit einem Steuergerät verbunden werden, welches den Batterie abschalter zum Verbinden oder Trennen des Bordnetzes mit oder von der Batterie betätigt. Über eine entsprechend ausgebildete Schaltung ist die Richtung des Stromflusses durch die Spule 12 umkehrbar. Die Spule 12 ist auf einem Spulenkörper 16 aufgewickelt. Dieser Spulenkörper 16 stützt sich in dem Joch 10 an den Innenseiten der freien Schenkel des U-förmigen Teils 10a sowie an der der Platte 10b gegenüberliegenden Innenseite des U-förmigen Teils 10a ab. Der Spulenkörper 16 ist aus einem magnetisch nicht leitenden Material, vorzugsweise Kunststoff, ausgebildet und weist zentrisch eine in Längsrichtung der Spule 12 verlaufende zylindrische Ausnehmung auf.
  • In dieser Ausnehmung ist ein aus einem weichmagnetischen Material ausgebildeter Kern 18 des Hubmagneten 4 bündig angeordnet. Der Kern 18 weist an einem stirnseitigen Ende einen Absatz 20 auf. Dieser Absatz 20 durchgreift eine Durchbrechung, die an der der Platte 10b gegenüberliegenden Seite des U-förmigen Teils 10a des Jochs 10 ausgebildet ist. An seiner dem Absatz 20 abgewandten Stirnseite weist der Kern 18 eine konische Ausnehmung 22 auf.
  • Ein aus einem weichmagnetischen Material ausgebildeter Anker 24 des Hubmagneten 4 ist in dem Joch 10 in Richtung seiner Längsachse A beweglich angeordnet. Hierbei greift ein Endbereich des Ankers 24 mit geringem Spiel teilweise in die Ausnehmung des Spulenkörpers 16 ein, während der andere Endbereich des Ankers 24 durch eine hierfür an der Platte 10b vorgesehene Durchbrechung mit geringem Spiel aus dem Joch 10 herausgeführt ist. Das in die Durchbrechung des Spulenkörpers 16 eingreifende Ende des Ankers 24 verjüngt sich korrespondierend zu der Ausnehmung 22 des Kerns 18 konisch und greift in einer Schaltstellung bzw. Bewegungsendlage des Ankers 24 in die Ausnehmung 22 des Kerns 18 ein, wobei der Kern 18 für den Anker 24 einen Anschlag bildet.
  • Wird die Spule 12 des Hubmagneten 4 bestromt, wird ein magnetischer Wirkkreis aufgebaut, der durch den Anker 18, das U-förmige Teil 10a die Platte 10b sowie den Anker 24 verläuft. Wenn die Spule in der richtigen Richtung bestromt wird, wird über das Joch 10a, 10b, den Kern 18 und den Anker 24 ein magnetischer Fluss erzielt, welcher den Anker 24 an den Kern 18 anzieht, bis er dort zur Anlage kommt.
  • Um den Anker 24 auch bei unbestromter Spule 12 in der Schaltstellung, in der der Anker 24 an dem Kern 18 anliegt, halten zu können, weist der Hubmagnet zwei Permanentmagnete 26 auf, die in dem Joch 10 außenseitig des Ankers 24 zwischen dem Spulenkörper 16 und der Platte 10b angeordnet sind. Diese Permanentmagneten 26 sind so ausgerichtet, dass der von dem Permanentmagneten 26 erzeugte magnetische Fluss durch das Joch 10a, den Kern 18 und den Anker 24 derart verläuft, dass der Anker 24 an den Kern 18 angezogen wird, bzw. an dem Kern 18 in Anlage gehalten wird.
  • Die flach ausgebildeten Permanentmagnete sind an der Innenseite des U-förmigen Teils des Joches 10 beabstandet zu dem Anker 24 angeordnet. Der Anker 24 ist zwischen dem axialen Ende der Spule 12 und der Platte 10b von Flussleitblöcken 27 umgeben. Diese weisen im Inneren eine Ausnehmung auf, durch welche sich der Anker 24 erstreckt. An zwei entgegengesetzten Außenseiten liegen die Flussleitblöcke 27 an den dem Joch 10 abgewandten Seiten der Permanentmagnete 26 an. So wird der magnetische Fluss von den Permanentmagneten 26 über die Flussleitblöcke 27 auf den Anker 24 übertragen. Die Permanentmagnete 26 sind dabei in ihrer Erstreckungsrichtung von dem Joch 10 zu den Flussleitblöcken 27 magnetisiert.
  • Zum Halten des Ankers 24 bei unbestromter Spule 12 in einer weiteren, aus dem Joch 10 herausgefahrenen Endlage bzw. Schaltstellung ist ein Federelement in Form einer Schraubenfeder 28 vorgesehen. Um den Anker 24 aus seiner zweiten Endlage, in welcher er an den Kern 18 angezogen ist in die erste, aus dem Joch 10 herausgefahrene Endlage zu bringen, wird die Spule 12 in umgekehrter Richtung bestomt, sodass von der Spule 12 ein magnetischer Fluss durch das Joch 10, den Kern 18 und den Anker 24 erzeugt wird, welcher dem von den Permanentmagneten 26 erzeugten magnetischen Fluss entgegengerichtet ist. Dadurch wird die von dem Permanentmagneten 26 erzeugte magnetische Kraft aufgehoben und der Anker 24 kann durch die Druckfeder 28 von dem Kern 18 wegbewegt und aus dem Joch 10 weiter herausbewegt werden.
  • Die Schraubenfeder 28 ist außerhalb des Jochs 10 angeordnet und umgibt einen aus dem Joch 10 herausragenden Abschnitt des Ankers 24. Hierbei stützt sich die Schraubenfeder 28 an der Platte 10b und an einer an dem Anker 24 angebrachten Sicherungsscheibe 30 ab, die an der Umfangsseite des Ankers 24 radial nach außen kragt und eine Anlageschulter bildet. Die Sicherungsschreibe 30 ist in einer umfänglichen Nut des Ankers 24 formschlüssig festgelegt.
  • Der Endbereich des aus dem Joch 10 herausragenden Teils des Ankers 24 weist eine Querschnittsverjüngung auf, wobei diese Querschnittsverjüngung zwei diametral zueinander angeordnete ebene Flächen 32 bildet, die parallel zu der Grundplatte 2 ausgerichtet sind. Im Bereich der Querschnittsverjüngung ist an dem Anker 24 ein elektrisches Anschlussteil 34 angebracht. Das Anschlussteil 34 wird von einem L-förmig zu seiner Flachseite abgewinkelten elektrisch leitenden Flachmaterial gebildet, welches derart an dem Anker 24 angebracht ist, dass es sowohl an der der Grundplatte 2 zugewandten Fläche 32 als auch an der Stirnseite des Ankers 24 anliegt.
  • An der von der Stirnseite des Ankers 24 abgewandten Seite weist das Anschlussteil 34 einen ersten kegelstumpfförmig ausgebildeten elektri schen Kontakt 36 des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters auf. Dieser erste Kontakt 36 des Kraftfahrzeug-Batterieabschalter ist über das Anschlussteil 34 und ein an dem Anschlussteil 34 angeschlossenes Kupferkabel 38 an den Anschluss 6 angeschlossen.
  • Der Anschluss 6 wird von einem elektrisch leitenden Flachmaterial gebildet und dient zum Anschluss an die Batterie oder das Bordnetz über einen Anschlussstecker und ggf. einer anschließenden Anschlussleitung Auch der Anschluss 8 wird von einem elektrisch leitenden Flachmaterial gebildet und dient zur Verbindung mit einem Anschlussstecker zur Anbindung an Batterie oder Bordnetz. Der Anschluss 8 ist auf der Grundplatte 2 derart angebracht, dass ein abgewinkelter kürzerer Schenkel 40 des Anschlusses 8 dem Anker 24 direkt gegenüberliegend angeordnet ist. An der dem Anker 24 gegenüberliegenden Seite des Schenkels 40 ist ein zweiter kegelstumpfförmiger elektrischer Kontakt 42 des Kraftfahrzeug-Batterieabschalters angeordnet, welcher mit dem ersten an dem Anschlussteil 34 angeordneten ersten Kontakt 36 auf der Bewegungsachse des Ankers 24 liegt. Der Anschluss 8 ist so angeordnet, dass der zweite Kontakt 42 von dem ersten Kontakt 36 in der Schaltstellung des Ankers 24, in der dieser an dem Kern 18 anliegt, beabstandet ist, sodass sich der erste Kontakt 36 und der zweite 42 nicht berühren. In dieser Stellung ist der Batterieabschalter zum Trennen des Bordnetzes von der Batterie geöffnet.
  • Zum Schutz vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen ist der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter in einem in den Figuren nicht dargestellten Gehäuse angeordnet, wobei die über die Grundplatte 2 hinausragenden Bereiche der Anschlüsse 6 und 8 zum Anschluss an die Kraftfahrzeug-Batterie bzw. das Bordnetz aus dem Gehäuse herausgeführt sind. Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise aus einem Isolator-Material, vorzugsweise Kunststoff ausgebildet.
  • Nachfolgend ist die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Batterieabschalters anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Ausgangspunkt der Erläuterung bildet die in den Figuren dargestellte Schaltstellung des Ankers 24, in der dieser an dem Kern 18 des Hubmagneten 4 anliegt. Die Spule 12 des Hubmagneten 4 ist nicht bestromt. Der Anker 24 wird allein durch die von dem Permanentmagneten 26 erzeugte magnetische Kraft an dem Kern 18 gehalten. Der erste Kontakt 36 und der zweite Kontakt 42 sind voneinander beabstandet bzw. außer Kontakt. Die als Druckfeder ausgebildete Schraubenfeder 28 ist in dieser Stellung gestaucht und weist ihre größte, der Magnetkraft der Permanentmagneten 26 entgegen gerichtete Federspannung auf. Dementsprechend sind die Permanentmagneten 26 so gewählt, dass die von ihnen in dieser Stellung ausgeübte Haltekraft größer als die von der Schraubenfeder 28 ausgeübte Federkraft ist. Das über den Kraftfahrzeug-Batterieabschalter mit der Kraftfahrzeugbatterie verbundenen Bordnetz ist in dieser Schaltstellung des Ankers 24 abgeschaltet bzw. von der Batterie getrennt.
  • Die elektrische Verbindung des Bordnetzes mit der Kraftfahrzeug-Batterie erfolgt durch eine Bestromung der Spule 12, die so gerichtet ist, dass auf den Anker 24 eine elektromagnetische Kraft ausgeübt wird, die von dem Kern 18 wegweist und der permanentmagnetischen Kraft der Permanentmagneten 26 entgegengerichtet ist. Hierdurch wird das Magnetfeld der Permanentmagnete 26 aufgehoben und der Anker 24 durch die Schraubenfeder 28 in Richtung seiner Längsachse A und in Richtung des zweiten Kontakts 42 bewegt, bis der erste Kontakt 36 elektrisch leitend an dem zweiten Kontakt 42 zur Anlage kommt. In dieser Stellung ist die Schraubenfeder 28 nach wie vor gespannt, wobei sie eine in Richtung des zweiten Kontakts wirkende Federkraft ausübt, durch die der erste Kontakt 36 auch nach Abschalten der Bestromung der Spule 12 an dem zweiten Kontakt 42 gehalten wird. In dieser Stel lung bildet der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter einen geschlossenen Leitungspfad von dem Anschluss 6 über das Kupferkabel 38, das Anschlussteil 34 sowie die Kontakte 36 und 42 zu dem Anschluss 8, wodurch der an einer Kraftfahrzeug-Batterie angeschlossener Stromkreis geschlossen wird. Dadurch, dass in dieser Schaltstellung der Anker 24 von dem Kern 18 entfernt ist, ist durch den Luftspalt zwischen Kern 18 und Anker 24 der magnetische Wirkkreis der Permanentmagneten 26 derart unterbrochen, dass die von dem Permanentmagneten 26 erzeugte Kraft, welcher in der Federkraft der Schraubenfeder 28 entgegengesetzt gerichtet ist, geringer ist als die wirkende Federkraft.
  • 2
    Grundplatte
    4
    Hubmagnet
    6
    Anschluss
    8
    Anschluss
    10
    Joch, Gehäuse
    10a
    Teil
    10b
    Platte
    12
    Spule
    14
    Anschlüsse
    16
    Spulenkörper
    18
    Kern
    20
    Absatz
    22
    Ausnehmung
    24
    Anker
    26
    Permanentmagnet
    27
    Flussleitblöcke
    28
    Schraubenfeder
    30
    Sicherungsscheibe
    32
    Flächen
    34
    Anschlussteil
    36
    Kontakt
    38
    Kupferkabel
    40
    Schenkel
    42
    Kontakt
    A
    Längsachse

Claims (12)

  1. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter, mit einem ersten und einem zweiten Kontakt (36, 42), von denen der erste Kontakt (36) mit dem Anker (24) eines Elektromagneten (4) verbunden ist und durch den Anker (24) mit dem zweiten Kontakt (42) in und außer Kontakt bringbar ist, wobei der Elektromagnet (4) zwei Schaltstellungen des Ankers (24) aufweist, in welchen der Anker (24) durch Permanentmagnet- und/oder Federkraft gehalten wird.
  2. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach Anspruch 1, bei welchem der Anker (24) durch Federkraft in einer ersten Schaltstellung gehalten wird, in welcher der erste und der zweite Kontakt (36, 42) miteinander in Kontakt sind.
  3. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Anker (24) durch die Kraft eines Permanentmagneten (26) in einer zweiten Schaltstellung gehalten wird, in welcher der erste und der zweite Kontakt (36, 42) beabstandet zueinander sind.
  4. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Elektromagnet (4) zumindest eine Spule (12) aufweist, welche bei Bestromung eine magnetische Kraft erzeugt, welche einer in der ersten und/oder der zweiten Schaltstellung auf den Anker (24) wirkenden Haltekraft entgegengesetzt gerichtet ist.
  5. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach Anspruch 4, bei welchem der Elektromagnet (4) zumindest eine Spule (12) aufweist, welche zur Bestromung in zwei Stromrichtungen vorgesehen ist.
  6. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Elektromagnet (4) einen Kern (18), einen beweglichen Anker (24) und ein umgebendes Jochelement aufweist, wobei im Inneren des Jochelementes (10) zumindest eine Spule (12) und zumindest ein Permanentmagnet (26) angeordnet sind, welche den Kern (18) und den Anker (24) umgeben und axial auf den Anker (24) wirkende Magnetfelder erzeugen.
  7. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem an dem Anker (24) eine Anlageschulter ausgebildet ist, gegen welche sich eine Druckfeder (28) zum Aufbringen der Federkraft abstützt.
  8. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kontakt (36) am stirnseitigen Ende des Ankers (24) angeordnet ist.
  9. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kontakt (36) über eine elektrisch leitende Kabelverbindung (38) mit einem ersten elektrischen Anschluss (6) verbunden ist.
  10. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der zweite Kontakt (42) gegenüberliegend dem stirnseitigen Ende des Ankers (24) fest angeordnet ist.
  11. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der zweite Kontakt (42) mit einem zweiten elektrischen Anschluss (8) verbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug-Batterieabschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kraftfahrzeug-Batterieabschalter ein Kunststoffgehäuse aufweist.
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