DE102018109263A1 - Starter relay for a starter - Google Patents

Abstract

Ein Starterrelais für eine Startvorrichtung weist eine zwischen einer Außerfunktionsposition und einer Verbindungsposition verstellbare Kontaktbrücke auf, die in der Verbindungsposition zwei Kontaktbolzen elektrisch verbindet, welche im Stromkreis eines elektrischen Startermotors liegen. Im Stromkreis des Startermotors befindet sich eine Überlastsicherung, der ein als separates Bauteil ausgebildetes Heizelement mit einem Heizelementschalter zugeordnet ist, welcher bei unbestromter Relaiswicklung eingeschaltet ist.

A starter relay for a starting device has an adjustable between a non-functional position and a connection position contact bridge, which electrically connects two contact pins in the connecting position, which lie in the circuit of an electric starter motor. In the circuit of the starter motor is an overload protection, which is assigned to a designed as a separate component heating element with a heating element switch, which is turned on when energized relay coil.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Starterrelais für eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a starter relay for a starting device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 195 42 142 A1 ist ein elektromagnetisches Starterrelais für eine Startvorrichtung von Brennkraftmaschinen bekannt, mit dem ein Starterritzel zwischen einer axial zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition verstellbar ist, in der das Starterritzel in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingreift. Für die axiale Verstellbewegung des Starterritzels wird im Starterrelais eine Einzugswicklung bestromt, wodurch ein axial verstellbar gelagerter Hubanker im Starterrelais gegen die Kraft einer Ankerrückstellfeder in Richtung auf einen Magnetkern ausgelenkt wird. Hierbei gelangt eine Kontaktbrücke in elektrischen Kontakt mit zwei Kontaktbolzen, die im Stromkreis eines elektrischen Startermotors zum Antreiben des Starterritzels liegen. Der Stromkreis wird mit dem Kontakt der Kontaktbrücke an den Kontaktbolzen geschlossen und der Startermotor in Gang gesetzt.From the DE 195 42 142 A1 an electromagnetic starter relay for a starting device of internal combustion engines is known, with which a starter pinion between an axially retracted non-functional position and an advanced engagement position is adjustable, in which engages the starter pinion in a ring gear of the internal combustion engine. For the axial adjustment of the starter pinion a pull-in winding is energized in the starter relay, whereby an axially adjustable mounted lifting armature is deflected in the starter relay against the force of an armature return spring in the direction of a magnetic core. In this case, a contact bridge comes into electrical contact with two contact pins, which are in the circuit of an electric starter motor for driving the starter pinion. The circuit is closed with the contact of the contact bridge to the contact pin and set the starter motor in motion.

Die EP 0 244 521 A1 offenbart ein Starterrelais für eine Startvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem axial verstellbaren Anker, der von einer Einzugsspule in eine ausgelenkte Position verstellt und von einer Haltespule in der ausgelenkten Position gehalten wird. Am Anker ist eine Kontaktbrücke angeordnet, die in ausgelenkter Position in elektrischem Kontakt mit zwei Kontaktbolzen steht, wodurch ein elektrischer Startermotor gestartet wird.The EP 0 244 521 A1 discloses a starter relay for a starting device of an internal combustion engine with an axially adjustable armature, which is adjusted by a feed coil in a deflected position and held by a holding coil in the deflected position. At the armature, a contact bridge is arranged, which is in deflected position in electrical contact with two contact pins, whereby an electric starter motor is started.

In den Stromkreis der Spulen ist ein Thermoschalter integriert, der zwei Leiter aufweist, die über ein elektrisch leitendes Kontaktelement verbunden sind. Einer der Leiter ist als Bimetallleiter ausgebildet, der mit dem Überschreiten einer Grenztemperatur in eine Öffnungsposition verstellt wird, in der der Schalter geöffnet und der Stromfluss durch den Schalter unterbrochen ist.In the circuit of the coils, a thermal switch is integrated, which has two conductors which are connected via an electrically conductive contact element. One of the conductors is designed as a bimetallic conductor, which is adjusted with the exceeding of a limit temperature in an open position in which the switch is opened and the current flow through the switch is interrupted.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der Erfindung werden ein Starterrelais für eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Startvorrichtung mit einem solchen Starterrelais vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden beschreibung.In the context of the invention, a starter relay for a starting device for internal combustion engines with the features of claim 1 and a starting device with such a starter relay are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Das erfindungsgemäße Starterrelais kann in Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, um ein Starterritzel von einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition in eine vorgerückte Eingriffsposition mit einem Zahnkranz einer Brennkraftmaschine zu verstellen. Die Verstellbewegung ist insbesondere als eine axiale Verschiebebewegung des Starterritzels ausgeführt. Das Starterrelais umfasst einen axial verstellbar gelagerten Hubanker in einem Gehäuse des Starterrelais sowie eine bestrombare Relaiswicklung, über die auf den Hubanker eine Verstellkraft ausgeübt wird, woraufhin der Hubanker eine Verstellbewegung ausführt, die über ein Übertragungsglied auf das Starterritzel übertragen wird.The starter relay according to the invention can be used in starting devices for internal combustion engines to adjust a starter pinion from a retracted non-functional position to an advanced engagement position with a ring gear of an internal combustion engine. The adjusting movement is designed in particular as an axial displacement movement of the starter pinion. The starter relay comprises an axially adjustable mounted lifting armature in a housing of the starter relay and a bestrombare relay winding, via which an adjusting force is exerted on the lifting armature, whereupon the lifting armature executes an adjusting movement, which is transmitted via a transmission member to the starter pinion.

Am Gehäuse des Starterrelais sind zwei Kontaktbolzen angeordnet, die im Stromkreis eines elektrischen Startermotors liegen. Der Startermotor ist ebenfalls Teil der Startvorrichtung und treibt das Starterritzel drehend an.On the housing of the starter relay two contact pins are arranged, which lie in the circuit of an electric starter motor. The starter motor is also part of the starter and drives the starter pinion rotating.

Zum Ingangsetzen des Startermotors werden die beiden Kontaktbolzen über eine Kontaktbrücke elektrisch verbunden, die im Gehäuse des Starterrelais verlagerbar angeordnet ist. Die Kontaktbrücke ist zwischen einer Außerfunktionsposition, in der keine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbolzen besteht, und einer Verbindungsposition, in der die Kontaktbrücke die beiden Kontaktbolzen elektrisch verbindet, verstellbar. In der zurückgezogenen Außerfunktionsposition der Kontaktbrücke ist der Stromkreis des Startermotors unterbrochen, in der vorgerückten Verbindungsposition ist der Stromkreis des Startermotors geschlossen.To start the starter motor, the two contact pins are electrically connected via a contact bridge, which is arranged displaceably in the housing of the starter relay. The contact bridge is adjustable between a non-functional position in which there is no electrical connection between the contact pins, and a connection position in which the contact bridge electrically connects the two contact pins. In the retracted non-functional position of the contact bridge of the circuit of the starter motor is interrupted, in the advanced connection position, the circuit of the starter motor is closed.

Die axiale Verstellbewegung der Kontaktbrücke wird über den Hubanker erzeugt, dessen Verstellbewegung auf die Kontaktbrücke übertragen wird.The axial adjustment movement of the contact bridge is generated via the lifting armature, whose adjusting movement is transmitted to the contact bridge.

Das Starterrelais ist mit einer Überlastsicherung ausgestattet, die im Stromkreis des Startermotors liegt und insbesondere einem der Kontaktbolzen zugeordnet ist. Die Überlastsicherung ist Bestandteil des Starterrelais. Die Überlastsicherung ist beispielsweise als eine Schmelzsicherung ausgeführt und weist einen im Stromkreis liegenden Sicherungsdraht auf, der im Überlastfall, insbesondere bei zu hohen Strömen durchschmilzt. Die Überlastsicherung löst beispielsweise aus, wenn der durchfließende Strom oberhalb eines Stromgrenzwertes liegt, so dass der Stromkreis des Startermotors unterbrochen wird.The starter relay is equipped with an overload protection, which lies in the circuit of the starter motor and is assigned in particular one of the contact pins. The overload protection is part of the starter relay. The overload protection is performed, for example, as a fuse and has a circuit lying in the fuse wire, which melts in case of overload, especially at high currents. The overload protection triggers, for example, when the current flowing through is above a current limit, so that the circuit of the starter motor is interrupted.

Der Überlastsicherung ist ein Heizelement zugeordnet, das zweckmäßigerweise benachbart zu der Überlastsicherung angeordnet ist und separat von der Überlastsicherung ausgebildet ist. Derartige hohe Ströme können im Falle eines Kurzschlusses in der Startvorrichtung auftreten, insbesondere falls das Starterritzel der Startvorrichtung bereits in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt und somit kraftschlüssig mit der Brennkraftmaschine verbunden ist oder bei einem Blockieren der Startvorrichtung.The overload protection is associated with a heating element, which is expediently arranged adjacent to the overload protection and is formed separately from the overload protection. Such high currents can occur in the case of a short circuit in the starting device, in particular if the starter pinion of the starting device is already meshed in the ring gear of the internal combustion engine and thus positively connected to the internal combustion engine or in a blocking of the starting device.

Durch Stromspitzen kann eine unerwünschte Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und den Kontaktbolzen auftreten, die nach dem Beenden der Bestromung der Relaiswicklung im Starterrelais von der Federkraft der Kontaktrückstellfeder nicht gelöst wird. In diesem Fall bleibt der Stromkreis des Startermotors geschlossen, der im Leerlauf ohne Last weiter dreht, wodurch ein Strom fließt, welcher jedoch unterhalb des Stromgrenzwerts zum Auslösen der Überlastsicherung liegt. Die erfindungsgemäße Ausführung des Starterrelais ermöglicht auch in diesem Fall ein Auslösen der Überlastsicherung, indem das als separates Bauteil ausgeführte Heizelement betätigt wird und die erzeugte Wärme des Heizelementes in der Überlastsicherung zu einem Durchschmelzen des Sicherungsdrahtes führt. Due to current peaks, an undesirable contact welding between the contact bridge and the contact pin can occur, which is not solved after the termination of the energization of the relay winding in the starter relay of the spring force of the contact return spring. In this case, the circuit of the starter motor remains closed, which continues to rotate at no load without load, whereby a current flows, but which is below the current limit for triggering the overload protection. The inventive design of the starter relay allows in this case, triggering the overload protection by the running as a separate component heating element is actuated and the generated heat of the heating element in the overload protection leads to a melting of the fuse wire.

Erreicht wird dies durch einen Heizelementschalter, der dem Heizelement zugeordnet ist und bei einer Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und einem oder beiden Kontaktbolzen bei unbestromter Relaiswicklung eingeschaltet ist. Bei regulärer Funktion, ohne Verschweißung zwischen der Kontaktbrücke und einem oder beiden Kontaktbolzen, ist dagegen der Heizelementschalter ausgeschaltet und wird entsprechend das Heizelement nicht aktiviert.This is achieved by a heating element switch, which is assigned to the heating element and is switched on in a contact welding between the contact bridge and one or both contact pins in the de-energized relay winding. In normal operation, without welding between the contact bridge and one or both contact pins, however, the heating element switch is turned off and accordingly the heating element is not activated.

Voraussetzung für das Einschalten des Heizelementschalters und die Aktivierung des Heizelementes ist zum einen die Verbindungsposition zwischen der Kontaktbrücke und den Kontaktbolzen und zum andern eine unbestromte Relaiswicklung. Nur in diesem Fall ist der Heizelementschalter eingeschaltet und wird das Heizelement aktiviert, so dass im Heizelement Wärme erzeugt wird, die in der Überlastsicherung zu einem Durchschmelzen führt. Diese Situation ist typisch für eine Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und einem oder beiden Kontaktbolzen bei ausgeschalteter Relaiswicklung. Mithilfe des Heizelementes und des eingeschalteten Heizelementschalters wird die Überlastsicherung in diesem Fall ausgelöst.The prerequisite for switching on the Heizelementschalters and the activation of the heating element is on the one hand, the connection position between the contact bridge and the contact pin and on the other hand, a de-energized relay coil. Only in this case, the heating element switch is turned on and the heating element is activated so that heat is generated in the heating element, which leads to a melting in the overload protection. This situation is typical for contact welding between the contact bridge and one or both contact pins when the relay winding is off. By means of the heating element and the activated heating element switch, the overload protection is triggered in this case.

Bei regulärer Funktion des Starterrelais bleibt dagegen der Heizelementschalter ausgeschaltet und wird das Heizelement nicht aktiviert. Bei regulärer Funktion findet keine Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und einem oder beiden Kontaktbolzen statt, so dass die Kontaktbrücke nach dem Beenden der Bestromung der Relaiswicklung wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehrt und der Stromkreis des Startermotors unterbrochen wird.When the starter relay is functioning normally, however, the heating element switch remains switched off and the heating element is not activated. In normal operation, there is no contact welding between the contact bridge and one or both contact pins, so that the contact bridge returns to its original position after the energization of the relay winding has ended and the circuit of the starter motor is interrupted.

Das Schalten des Heizelementschalters erfolgt ursächlich über die Bestromung bzw. Nichtbestromung der Relaiswicklung. Nur wenn die Relaiswicklung unbestromt ist, ist der Heizelementschalter eingeschaltet, andernfalls bleibt der Heizelementschalter ausgeschaltet. Dies kann insbesondere durch Nutzung des von der Relaiswicklung am Ort des Heizelementschalters hervorgerufenen Magnetfelds geschehen, wobei der Heizelementschalter insbesondere als Magnetschalter ausgebildet ist.The switching of the Heizelementschalters is causally on the energization or Nichtbestromung the relay winding. Only when the relay winding is de-energized is the heater switch turned on, otherwise the heater switch remains off. This can be done in particular by using the caused by the relay winding at the location of the Heizelementschalters magnetic field, wherein the heating element switch is designed in particular as a magnetic switch.

Eine Verstärkung des Magnetfelds am Ort des Heizelementschalters kann durch eine magnetisch leitende, zweckmäßigerweise weichmagnetische (d.h. mit sehr kleinem bzw. verschwindend geringem Koerzitivfeld), Kontaktbrücke hervorgerufen werden. Das Schalten des Heizelementschalters kann in diesem Fall insbesondere zum einen über die Kontaktbrücke und zum andern über die Bestromung bzw. Nichtbestromung der Relaiswicklung erfolgen. Nur wenn die Kontaktbrücke in der Verbindungsposition steht und zugleich die Relaiswicklung unbestromt ist, wird der Heizelementschalter eingeschaltet, andernfalls bleibt der Heizelementschalter ausgeschaltet.An amplification of the magnetic field at the location of the heating element switch may be caused by a magnetically conductive, suitably soft magnetic (i.e., with a very small coercive field) contact bridge. In this case, the switching of the heating element switch can take place, in particular, via the contact bridge and, secondly, via the energization or non-energization of the relay winding. Only when the contact bridge is in the connection position and at the same time the relay coil is de-energized, the heating element switch is turned on, otherwise the heating element switch remains off.

Gemäß vorteilhafter Ausführung ist der Heizelementschalter als ein Magnetschalter ausgebildet, beispielsweise als ein Reed-Schalter, der auf das Magnetfeld der Relaiswicklung reagiert. Das Magnetfeld der Relaiswicklung wird - ggf. über die Kontaktbrücke - bis zu dem Heizelementschalter übertragen und kann den Heizelementschalter in der ausgeschalteten Position halten. Ist dagegen bei ausgeschalteter Relaiswicklung kein Magnetfeld aktiv, wird der Magnetschalter automatisch in die eingeschaltete Position verstellt. Befindet sich die Kontaktbrücke noch in der Verbindungsposition mit dem Kontaktbolzen, insbesondere im Fall einer Kontaktschweißung, so wird das Heizelement aktiviert und bewirkt die im Heizelement erzeugte Wärme ein Durchschmelzen der Überlastsicherung. Wird dagegen die Kontaktbrücke bei regulärer Funktionstüchtigkeit in die Außerfunktionsposition zurückverstellt, so kann zwar gegebenenfalls der Magnetschalter eingeschaltet sein, jedoch ist der Stromkreis des Startermotors unterbrochen. Vorteilhafterweise wird in diesem Fall auch der Stromkreis unterbrochen, in welchem das Heizelement angeordnet ist, auch wenn der Heizelementschalter eingeschaltet ist.According to an advantageous embodiment of the heating element switch is designed as a magnetic switch, for example as a reed switch, which responds to the magnetic field of the relay coil. The magnetic field of the relay coil is transferred - possibly via the contact bridge - up to the heater switch and can hold the heater switch in the off position. If, on the other hand, no magnetic field is active when the relay winding is switched off, the magnetic switch is automatically adjusted to the switched-on position. If the contact bridge is still in the connection position with the contact pin, in particular in the case of contact welding, then the heating element is activated and causes the heat generated in the heating element to melt through the overload protection. If, on the other hand, the contact bridge is returned to the non-functional position during normal functioning, the magnetic switch may possibly be switched on, but the circuit of the starter motor is interrupted. Advantageously, in this case, the circuit is interrupted, in which the heating element is arranged, even if the heating element switch is turned on.

Das Heizelement kann elektrisch parallel zu der Überlastsicherung und/oder zum Startermotor angeordnet sein. Bei ordnungsgemäßer Funktion - ohne Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und den Kontaktbolzen - wird in der Kontaktposition der Heizelementschalter durch das Magnetfeld der eingeschalteten Relaiswicklung in der ausgeschalteten Position gehalten, zugleich wird der Startermotor regulär bestromt. Sobald die Kontaktbrücke durch Ausschalten der Relaiswicklung die Kontaktposition verlässt, wird zwar der Heizelementschalter eingeschaltet; da aber der Stromkreis wegen der fehlenden Verbindung zwischen Kontaktbrücke und Kontaktbolzen unterbrochen ist, bleibt auch das Heizelement unbestromt.The heating element can be arranged electrically parallel to the overload protection and / or to the starter motor. With proper function - without contact welding between the contact bridge and the contact pin - is held in the contact position of the heating element switch by the magnetic field of the switched relay coil in the off position, at the same time the starter motor is energized regularly. As soon as the contact bridge leaves the contact position by switching off the relay winding, the heating element switch is switched on; However, since the circuit is interrupted because of the lack of connection between the contact bridge and contact pin, and the heating element is energized.

Bei einer Fehlfunktion mit einer Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke und den Kontaktbolzen wird mit dem Ausschalten der Relaiswicklung der Heizelementschalter eingeschaltet, so dass ein Strom durch das Heizelement fließt und die Wärme des Heizelements zu einem Durchschmelzen der Überlastsicherung führt. In a malfunction with a contact welding between the contact bridge and the contact pin is switched off with the switching off of the relay coil of the heating element switch, so that a current flows through the heating element and the heat of the heating element leads to a melting of the overload protection.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Heizelementschalter benachbart zu der in der Verbindungsposition stehenden Kontaktbrücke angeordnet, beispielsweise zwischen den beiden Kontaktbolzen. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Magnetfeld, welches von der bestromten Relaiswicklung ausgeht und sich über die Kontaktbrücke ausbreitet, in der Verbindungsposition der Kontaktbrücke auch den Heizelementschalter erreicht und in der Ausführung des Heizelementschalters als Magnetschalter diesen in der ausgeschalteten Position hält.According to a further advantageous embodiment, the heating element switch is arranged adjacent to the contact bridge in the connection position, for example between the two contact pins. This ensures that the magnetic field, which starts from the energized relay coil and propagates through the contact bridge, also reaches the heating element switch in the connection position of the contact bridge and holds in the embodiment of the Heizelementschalters as a magnetic switch in the off position.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind das Heizelement und der Heizelementschalter im gleichen Gehäusebauteil des Starterrelais wie die beiden Kontaktbolzen angeordnet. Bei diesem Gehäusebauteil handelt es sich insbesondere um einen Gehäusedeckel, der auf das Relaisgehäuse aufsetzbar ist.According to yet another advantageous embodiment, the heating element and the heating element switch are arranged in the same housing component of the starter relay as the two contact pins. This housing component is in particular a housing cover, which can be placed on the relay housing.

Das Starterrelais kann eine oder ggf. auch zwei Relaiswicklungen umfassen. Im Fall von zwei Relaiswicklungen handelt es sich insbesondere um eine Einzugswicklung und um eine Haltewicklung. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass bereits das Magnetfeld einer einzigen bestromten Relaiswicklung ausreicht, um den magnetisch wirkenden Heizelementschalter in der Öffnungsposition zu halten, in der kein Strom durch das Heizelement fließt.The starter relay may include one or possibly two relay windings. In the case of two relay windings, it is in particular a pull-in winding and a holding winding. It may be expedient that even the magnetic field of a single energized relay coil is sufficient to hold the magnetically acting heating element switch in the open position in which no current flows through the heating element.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem vorbeschriebenen Starterrelais.The invention also relates to a starting device for an internal combustion engine with a prescribed starter relay.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

• 1 eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Starterrelais zum Verstellen eines Starterritzels und zum Starten eines Startermotors,
• 2 einen Schnitt längs durch das Starterrelais mit einer Überlastsicherung einschließlich eines Heizelementes, wobei Überlastsicherung und Heizelement in den Gehäusedeckel des Starterrelais integriert sind,
• 3 in schematischer Darstellung die Überlastsicherung im Stromkreis des Startermotors und das Heizelement mit einem zugeordneten Heizelementschalter, der als Magnetschalter ausgebildet ist.

Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

• 1 a starting device for an internal combustion engine with an electromagnetic starter relay for adjusting a starter pinion and for starting a starter motor,
• 2 a section along the starter relay with an overload protection including a heating element, overload protection and heating element are integrated in the housing cover of the starter relay,
• 3 in a schematic representation of the overload protection in the circuit of the starter motor and the heating element with an associated heating element switch, which is designed as a magnetic switch.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Die in 1 dargestellte Startvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine weist ein Starterritzel 2 auf, das zum Starten der Brennkraftmaschine 4 in Eingriff mit einem Zahnkranz 3 der Brennkraftmaschine gebracht wird. Das Starterritzel 2 ist auf einer Welle 5 wie mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet axial verschieblich gelagert, wobei das Starterritzel 2 drehfest mit der Welle 5 gekoppelt ist. Das Starterritzel 2 wird zwischen einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition mit dem Zahnkranz 3 der Brennkraftmaschine 4 über ein Starterrelais 6 verstellt, das elektromagnetisch ausgebildet ist und eine bestrombare Relaiswicklung 7 sowie einen Anker 8 umfasst, der bei Bestromung der Relaiswicklung 7 in diese axial hineingezogen wird. Der Anker 8 ist über einen Einrückhebel 9 kinematisch mit dem Starterritzel 2 gekoppelt, so dass die axiale Verstellbewegung des Ankers 8 zwischen einer Ruheposition und einer Verstellposition in eine korrespondierende axiale Stellbewegung des Starterritzels 2 zwischen der Außerfunktionsposition und der Eingriffsposition eingesetzt wird.In the 1 illustrated starting device 1 for an internal combustion engine has a starter pinion 2 on, that for starting the internal combustion engine 4 in engagement with a sprocket 3 the internal combustion engine is brought. The starter pinion 2 is on a wave 5 As shown by the double arrow mounted axially displaceable, wherein the starter pinion 2 rotatably with the shaft 5 is coupled. The starter pinion 2 is between a retracted non-functional position and an advanced engagement position with the sprocket 3 the internal combustion engine 4 via a starter relay 6 adjusted, which is formed electromagnetically and a Bestrombare relay winding 7 as well as an anchor 8th includes, when energized the relay winding 7 is pulled into this axially. The anchor 8th is via an engaging lever 9 kinematically with the starter pinion 2 coupled, so that the axial adjustment movement of the armature 8th between a rest position and an adjustment position in a corresponding axial adjusting movement of the starter pinion 2 between the non-functional position and the engaged position is used.

Die drehende Antriebsbewegung der Welle 5 bzw. des Starterritzels 2 wird mithilfe eines elektrischen Startermotors 11 erzeugt, der über ein Planetengetriebe 12 mit der Welle 5 gekoppelt ist. Bei einer Betätigung des elektrischen Startermotors 11 werden die Welle 5 und damit auch das Starterritzel 2 in Drehung versetzt.The rotating drive movement of the shaft 5 or the starter pinion 2 is using an electric starter motor 11 generated by a planetary gear 12 with the wave 5 is coupled. Upon actuation of the electric starter motor 11 become the wave 5 and with it the starter pinion 2 set in rotation.

Der Startvorrichtung 1 ist ein Regel- bzw. Steuergerät 10 zugeordnet, über das die Funktionen des Starterrelais 6 sowie des Startermotors 11 gesteuert werden.The starting device 1 is a control unit 10 assigned via which the functions of the starter relay 6 as well as the starter motor 11 to be controlled.

Bei einer axialen Stellbewegung des Ankers 8 bei Betätigung des Starterrelais 6 wird bei Erreichen der Schaltposition durch die Stellbewegung des Ankers 8 der elektrische Stromkreis des Startermotors 11 geschlossen, so dass sich der Startermotor 11 in Bewegung setzt und die Welle 5 sowie das Starterritzel 2 drehend antreibt. Das Schließen des Stromkreises des Startermotors 11 wird dadurch bewirkt, dass der Anker 8 ein Schaltglied, das Träger einer elektrisch leitenden Kontaktbrücke ist, gegen zwei Kontaktbolzen 13, 14 im Stromkreis verstellt, so dass die Kontaktbolzen 13, 14 über die Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbunden werden.In an axial adjusting movement of the armature 8th upon actuation of the starter relay 6 is reached when the switching position by the actuating movement of the armature 8th the electrical circuit of the starter motor 11 closed so that the starter motor 11 sets in motion and the wave 5 as well as the starter pinion 2 rotating drives. Closing the circuit of the starter motor 11 is caused by the fact that the anchor 8th a switching element, the carrier of an electrically conductive contact bridge, against two contact pins 13 . 14 adjusted in the circuit, so that the contact pins 13 . 14 be electrically connected to each other via the contact bridge.

Wie der Schnittdarstellung gemäß 2 durch das Starterrelais 6 zu entnehmen, weist das Starterrelais 6 in einem Relaisgehäuse 15 den axial verstellbaren Anker 8 auf, der bei einer Bestromung der als Einzugswicklung fungierenden Relaiswicklung 7 axial in das Relaisgehäuse 15 hineingezogen wird. Fest mit dem Anker 8 ist ein Stößel 17 verbunden, der mit dem Einrückhebel 9 (1) verbunden ist. Die axiale Stellbewegung des Ankers 8 wird über den Stößel 17 und die Kopplung zum Einrückhebel 9 auf das Starterritzel übertragen. As the sectional view according to 2 through the starter relay 6 refer to the starter relay 6 in a relay housing 15 the axially adjustable anchor 8th on, which when energizing the acting as a pull-in coil relay winding 7 axially into the relay housing 15 is involved. Firm with the anchor 8th is a pestle 17 connected to the engagement lever 9 ( 1 ) connected is. The axial adjusting movement of the armature 8th gets over the pestle 17 and the coupling to the engagement lever 9 transferred to the starter pinion.

Der Anker 8 wird von einer Ankerrückstellfeder 18 in die Ausgangs- bzw. Außerfunktionsposition kraftbeaufschlagt. Bei einer Bestromung der Wicklung 7 wird der Anker 8 gegen die Kraft der Ankerrückstellfeder 18 in das Relaisgehäuse 15 in Richtung auf einen Magnetkern 19 hineingezogen. Die Ankerrückstellfeder 18 stützt sich an dem Magnetkern 19 ab.The anchor 8th is from an armature return spring 18 in the starting or non-functional position force. When energizing the winding 7 becomes the anchor 8th against the force of the armature return spring 18 in the relay housing 15 towards a magnetic core 19 drawn. The armature return spring 18 relies on the magnetic core 19 from.

Zum Einschalten des elektrischen Startermotors wird eine Kontaktbrücke 20 gegen die zwei Kontaktbolzen 13, 14, die im Stromkreis des elektrischen Startermotors liegen, gedrückt. Die Kontaktbolzen 13, 14 sind in einem Gehäusedeckel 16 aufgenommen, der an der Stirnseite des Relaisgehäuses 15 liegt. Die Kontaktbrücke 20 ist axial verschiebbar über einen Isolator mit einer Schaltstange 21 verbunden, die koaxial zum Anker 8 bzw. dem Stößel 17 angeordnet und im Relaisgehäuse 15 axial verschiebbar entlang der Längsachse 24, die zugleich die Längs- und Verstellachse des Ankers 8 darstellt, gelagert ist. Der Verbund von Kontaktbrücke 20 und Schaltstange 21 wird von einer Kontaktrückstellfeder 22 beaufschlagt, die an dem Gehäusedeckel 16 abgestützt ist und auf der den Kontaktbolzen 13, 14 zugewandten Seite an der Stirnseite der Schaltstange 21 anliegt. Zum Schließen des elektrischen Kontaktes muss die Kontaktbrücke 20 gegen die Kraft der Kontaktrückstellfeder 22 verstellt werden.To turn on the electric starter motor is a contact bridge 20 against the two contact pins 13 . 14 , which are in the circuit of the electric starter motor pressed. The contact pins 13 . 14 are in a housing cover 16 taken on the front of the relay housing 15 lies. The contact bridge 20 is axially displaceable over an insulator with a shift rod 21 connected, coaxial with the anchor 8th or the plunger 17 arranged and in the relay housing 15 axially displaceable along the longitudinal axis 24 , which at the same time the longitudinal and Verstellachse of the anchor 8th represents, is stored. The composite of contact bridge 20 and shift rod 21 is from a contact return spring 22 impinged on the housing cover 16 is supported and on the contact bolt 13 . 14 facing side on the front side of the shift rod 21 is applied. To close the electrical contact, the contact bridge 20 against the force of the contact return spring 22 be adjusted.

Die freien Stirnseiten von Stößel 17 und Schaltstange 23 sind einander zugewandt, jedoch im nicht-bestromten Zustand des Starterrelais 6 axial voneinander beabstandet. Mit dem Bestromen der Relaiswicklung 7 wird der Anker 8 in Richtung auf den Magnetkern 19 gezogen, wodurch die Stirnseite des Stößels 17 in Kontakt mit der Stirnseite der Schaltstange 21 gelangt und diese gegen die Kraft der Kontaktrückstellfeder 22 in Richtung eines elektrischen Kontaktes der Kontaktbrücke 20 mit den Kontaktbolzen 13, 14 verstellt. Bis zum Erreichen des Kontaktes zwischen Stößel 17 und Schaltstange 21 muss der Anker 8 gegen die Kraft der Ankerrückstellfeder 18 bewegt werden.The free ends of plunger 17 and shift rod 23 are facing each other, but in the non-energized state of the starter relay 6 axially spaced apart. By energizing the relay winding 7 becomes the anchor 8th towards the magnetic core 19 pulled, making the front of the plunger 17 in contact with the face of the shift rod 21 passes and this against the force of the contact return spring 22 in the direction of electrical contact of the contact bridge 20 with the contact pins 13 . 14 adjusted. Until reaching the contact between ram 17 and shift rod 21 must be the anchor 8th against the force of the armature return spring 18 to be moved.

Die Kontaktbrücke 20 wird außerdem von einer Kontaktdruckfeder 23 über einen koaxial zur Schaltstange 21 verschiebbaren Isolator kraftbeaufschlagt, die sich an der Schaltstange 21 abstützt. Die Kontaktdruckfeder 23 ist der Wirkrichtung der Kontaktrückstellfeder 22 entgegengesetzt und spannt die Kontaktbrücke 20 zwischen der Schaltposition und der Einzugsposition gegen die Kontaktbolzen 13, 14 vor.The contact bridge 20 also comes from a contact pressure spring 23 via a coaxial to the shift rod 21 slidable isolator subjected to force applied to the shift rod 21 supported. The contact pressure spring 23 is the effective direction of the contact return spring 22 opposite and spans the contact bridge 20 between the switching position and the retraction position against the contact pins 13 . 14 in front.

Der Anker 8 führt eine axial Stellbewegung entlang der Längsachse 24 im Relaisgehäuse 15 aus. Die Relaiswicklung 7 befindet sich auf einem Wicklungsträger 25, der im Relaisgehäuse 15 angeordnet ist.The anchor 8th performs an axial adjustment movement along the longitudinal axis 24 in the relay housing 15 out. The relay winding 7 is located on a winding carrier 25 in the relay housing 15 is arranged.

In dem Gehäusedeckel 16 ist gemäß der hier gezeigten Ausführungsform zwischen den beiden Kontaktbolzen 13 und 14 ein Überlastschutz 26 angeordnet, der sich benachbart zu einer Ausnehmung im Gehäusedeckel 16 befindet, welche die Kontaktrückstellfeder 22 aufnimmt. Der Überlastschutz 26, der im Detail in 3 dargestellt ist, stellt sicher, dass der Stromkreis des elektrischen Startermotors unterbrochen wird, wenn der Strom einen Stromgrenzwert überschreitet. Dies ist zum einen bei einem Kurzschluss der Fall, zum andern bei einer Kontaktschweißung zwischen der Kontaktbrücke 20 und einem oder beiden Kontaktbolzen 13, 14, so dass die Kontaktbrücke nach dem Beenden der Bestromung der Relaiswicklung 7 nicht mehr in ihre Außerfunktionsposition ohne Kontakt zu den Kontaktbolzen verstellt werden kann.In the housing cover 16 is according to the embodiment shown here between the two contact pins 13 and 14 an overload protection 26 arranged adjacent to a recess in the housing cover 16 located, which is the contact return spring 22 receives. The overload protection 26 that in detail in 3 is shown, ensures that the circuit of the electric starter motor is interrupted when the current exceeds a current limit. This is on the one hand in the case of a short circuit, on the other hand in a contact welding between the contact bridge 20 and one or both contact pins 13 . 14 , so that the contact bridge after stopping the energization of the relay winding 7 can not be moved to their non-functional position without contact with the contact pins.

Wie 3 zu entnehmen, umfasst der Überlastschutz 26 eine Überlastsicherung 27, die im Stromkreis des elektrischen Startermotors 11 liegt und im Falle eines Kurzschlusses durchschmilzt, so dass der Stromfluss zum elektrischen Startermotor 11 unterbrochen ist. Die Überlastsicherung 27 ist an einen der Kontaktbolzen 13, 14 angeschlossen.As 3 refer to the overload protection 26 an overload protection 27 that are in the electric starter motor circuit 11 lies and melts in the event of a short circuit, allowing the flow of current to the electric starter motor 11 is interrupted. The overload protection 27 is to one of the contact pins 13 . 14 connected.

Außerdem umfasst der Überlastschutz 26 ein Heizelement 28 und einen Heizelementschalter 29 zum Ein- und Ausschalten des Heizelementes 28. Das Heizelement 28 ist in unmittelbarer Nähe der Überlastsicherung 27 angeordnet und in der Lage, im eingeschalteten, aktivierten Zustand Wärme wie mit dem Pfeil angedeutet auf die Überlastsicherung 27 zu übertragen, um ein Durchschmelzen der Überlastsicherung 27 zu bewirken. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, die Überlastsicherung 27 auszulösen und den Stromkreis des elektrischen Startermotors 11 zu unterbrechen, auch wenn der Strom durch die Überlastsicherung 27 unterhalb eines Stromgrenzwertes zum Durchschmelzen der Überlastsicherung 27 liegt. Derartige Situationen treten beispielsweise auf, wenn die Kontaktbrücke 20 des Starterrelais in der Verbindungsposition mit einem oder mit beiden Kontaktbolzen 13, 14 verschweißt, so dass nach Beendigung der Bestromung der Relaiswicklung 7 ein selbsttätiges Zurückkehren der Kontaktbrücke 20 in die Außerfunktionsposition ausgeschlossen ist. In diesem Fall wird das Heizelement 28 aktiviert und ein Durchschmelzen der Überlastsicherung 27 durch die Wärme des Heizelementes 28 bewirkt.In addition, the overload protection includes 26 a heating element 28 and a heating element switch 29 for switching the heating element on and off 28 , The heating element 28 is in the immediate vicinity of the overload protection 27 arranged and able, in the activated, activated state heat as indicated by the arrow on the overload protection 27 to transfer, to a melting of the overload protection 27 to effect. This procedure allows the overload protection 27 trigger and the electric starter motor circuit 11 to interrupt, even if the current through the overload protection 27 below a current limit for melting the overload protection 27 lies. Such situations occur, for example, when the contact bridge 20 the starter relay in the connecting position with one or both contact pins 13 . 14 welded, so that after completion of the energization of the relay winding 7 an automatic return of the contact bridge 20 is excluded in the non-functional position. In In this case, the heating element 28 activated and a melting of the overload protection 27 by the heat of the heating element 28 causes.

Das Heizelement 28 wird über den Heizelementschalter 29 ein- bzw. ausgeschaltet. Das Heizelement 28 und der Heizelementschalter 29 liegen ebenfalls im Stromkreis des elektrischen Startermotors, insbesondere parallel zu der Überlastsicherung 27. Sowohl die Überlastsicherung 27 als auch das Heizelement 28 sind mit einem der Kontaktbolzen 13, 14 elektrisch verbunden.The heating element 28 is via the heating element switch 29 switched on or off. The heating element 28 and the heater switch 29 are also in the circuit of the electric starter motor, in particular parallel to the overload protection 27 , Both the overload protection 27 as well as the heating element 28 are with one of the contact pins 13 . 14 electrically connected.

Der Heizelementschalter 29 ist als ein Magnetschalter ausgebildet, insbesondere als ein Reed-Schalter, dessen Schaltstellung von dem Magnetfeld der Relaiswicklung 7 des Starterrelais abhängt. Das Magnetfeld der bestromten Relaiswicklung 7 breitet sich - ggf. über die Kontaktbrücke 7 - bis zu dem Heizelementschalter 29 aus. Bei bestromter Relaiswicklung 7 bewirkt das Magnetfeld, dass der Heizelementschalter 29 ausgeschaltet ist. In dieser regulären, dem Normalfall entsprechenden Situation ist das Heizelement 28 ausgeschaltet. Der elektrische Stromkreis des Startermotors 11 ist geschlossen, und die Überlastsicherung 27 schützt den Stromkreis im Fall eines Stromimpulses, der über dem zulässigen Stromgrenzwert liegt.The heating element switch 29 is designed as a magnetic switch, in particular as a reed switch whose switching position of the magnetic field of the relay winding 7 depends on the starter relay. The magnetic field of the energized relay winding 7 Spreads - possibly over the contact bridge 7 - up to the heating element switch 29 out. With energized relay winding 7 causes the magnetic field that the heating element switch 29 is off. In this regular, normal case situation is the heating element 28 switched off. The electrical circuit of the starter motor 11 is closed, and the overload protection 27 protects the circuit in the event of a current pulse above the allowable current limit.

Falls ein Kontaktschweißen zwischen der Kontaktbrücke 20 und einem oder beiden Kontaktbolzen 13, 14 stattfindet, kann nach Beendigung der Bestromung der Relaiswicklung 7 die Kontaktbrücke 20 nicht selbsttätig durch die Wirkung der Kontaktrückstellfeder 22 in die Außerfunktionsposition zurückkehren. Da die Relaiswicklung 7 nicht länger bestromt ist, wird durch sie auch kein Magnetfeld erzeugt, so dass der magnetisch wirkende Heizelementschalter 29 selbsttätig von der geöffneten Position in die gestrichelt dargestellte Schließposition verstellt wird und der Stromkreis, in dem das Heizelement 28 liegt, geschlossen wird. Daraufhin wird über das Heizelement 28 Wärme erzeugt, die auf die Überlastsicherung 27 übertragen wird und zu einem Durchschmelzen der Überlastsicherung 27 führt. Dies erfolgt auch in Fällen, wenn der Strom im Stromkreis des elektrischen Startermotors unterhalb des Stromgrenzwertes liegt und somit für sich genommen nicht zu einem Durchschmelzen der Überlastsicherung führt.If contact welding between the contact bridge 20 and one or both contact pins 13 . 14 takes place after completion of the energization of the relay winding 7 the contact bridge 20 not automatically by the action of the contact return spring 22 to return to the non-functional position. Because the relay winding 7 is no longer energized, no magnetic field is generated by them, so that the magnetically acting heating element switch 29 is automatically adjusted from the open position to the closed position shown in dashed lines and the circuit in which the heating element 28 is closed. Thereupon is about the heating element 28 Heat generated on the overload protection 27 is transmitted and to a melting of the overload protection 27 leads. This is also done in cases when the current in the circuit of the electric starter motor is below the current limit and thus does not lead to a thorough melting of the overload protection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Startvorrichtungstarter

22

Starterritzelstarter pinion

33

Zahnkranzsprocket

44

BrennkraftmaschineInternal combustion engine

55

Wellewave

66

Starterrelaisstarter relay

77

Relaiswicklungrelay coil

88th

Ankeranchor

99

EinrückhebelEngaging lever

1010

Regel- bzw. SteuergerätControl unit

1111

Startermotorstarter motor

1212

Planetengetriebeplanetary gear

1313

KontaktbolzenContact pin

1414

KontaktbolzenContact pin

1515

Relaisgehäuserelay housing

1616

Gehäusedeckelhousing cover

1717

Stößeltappet

1818

AnkerrückstellfederArmature return spring

1919

Magnetkernmagnetic core

2020

KontaktbrückeContact bridge

2121

Schaltstangeshift rod

2222

KontaktrückstellfederContact return spring

2323

KontaktdruckfederContact pressure spring

2424

Längsachselongitudinal axis

2525

Wicklungsträgerwinding support

2626

ÜberlastschutzOverload protection

2727

ÜberlastsicherungOverload protection

2828

Heizelementheating element

2929

Heizelementschalterheater switches

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 19542142 A1 [0002]DE 19542142 A1 [0002]
• EP 0244521 A1 [0003]EP 0244521 A1 [0003]

Claims (11)

Starterrelais für eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einer Kontaktbrücke (20), die zwischen einer Außerfunktionsposition und einer Verbindungsposition verstellbar ist, in der die Kontaktbrücke (20) zwei Kontaktbolzen (13, 14) elektrisch verbindet, welche im Stromkreis eines elektrischen Startermotors (11) liegen, wobei die Kontaktbrücke (20) von einem Hubanker (8) des Starterrelais (6) verstellbar ist, der bei Bestromung einer Relaiswicklung (7) eine Verstellbewegung ausführt, mit einer Überlastsicherung (27) im Stromkreis des Startermotors (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Überlastsicherung (27) ein als separates Bauteil ausgebildetes Heizelement (28) zugeordnet ist, dem ein Heizelementschalter (29) zugeordnet ist, welcher bei unbestromter Relaiswicklung (7) eingeschaltet ist.Starter relay for a starting device for internal combustion engines, having a contact bridge (20) which is adjustable between an inoperative position and a connecting position, in which the contact bridge (20) electrically connects two contact pins (13, 14) which are in the circuit of an electric starter motor (11) lie, wherein the contact bridge (20) of a lifting armature (8) of the starter relay (6) is adjustable, which performs an adjustment when energizing a relay winding (7), with an overload protection (27) in the circuit of the starter motor (11), characterized in that the overload protection (27) is assigned a heating element (28) designed as a separate component, to which a heating element switch (29) is assigned, which is switched on when the relay winding (7) is not energized. Starterrelais nach Anspruch 1, wobei der Heizelementschalter (29) bei bestromter Relaiswicklung (7) ausgeschaltet ist.Starter relay after Claim 1 , wherein the heating element switch (29) is switched off when the relay coil (7) is energized. Starterrelais nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Heizelementschalter (29) als ein Magnetschalter ausgebildet ist.Starter relay after Claim 1 or 2 wherein the heating element switch (29) is designed as a magnetic switch. Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktbrücke (29) magnetisch leitend ist.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the contact bridge (29) is magnetically conductive. Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromkreis des Heizelements (28) unterbrochen ist, wenn die Kontaktbrücke (20) nicht in der Verbindungsposition steht.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the circuit of the heating element (28) is interrupted when the contact bridge (20) is not in the connecting position. Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (28) ebenfalls im Stromkreis des Startermotors (11) liegt.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the heating element (28) is also in the circuit of the starter motor (11). Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (28) elektrisch parallel zu der Überlastsicherung (27) und/oder dem Startermotor (11) angeordnet ist.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the heating element (28) is arranged electrically parallel to the overload protection (27) and / or the starter motor (11). Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizelementschalter (29) benachbart zu der in der Verbindungsposition stehenden Kontaktbrücke (20) angeordnet ist.A starter relay according to any one of the preceding claims, wherein the heating element switch (29) is disposed adjacent to the contact bridge (20) in the connection position. Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizelementschalter (29) zwischen den Kontaktbolzen (13, 14) angeordnet ist.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the heating element switch (29) between the contact pins (13, 14) is arranged. Starterrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (28) und der Heizelementschalter (29) im gleichen Gehäusebauteil des Starterrelais (6) wie die beiden Kontaktbolzen (13, 14) angeordnet sind.Starter relay according to one of the preceding claims, wherein the heating element (28) and the heating element switch (29) in the same housing part of the starter relay (6) as the two contact pins (13, 14) are arranged. Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (4) mit einem Starterrelais (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verstellen eines Starterritzels (2) und mit einem Startermotor (11) zum drehenden Antreiben des Starterritzels (2).Starting device for an internal combustion engine (4) with a starter relay (6) according to one of the preceding claims for adjusting a starter pinion (2) and with a starter motor (11) for rotationally driving the starter pinion (2).

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