DE4116416A1 - Einrueckrelais fuer den starter einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Einrückrelais für eine Andrehvorrichtung (Starter, insbesondere Schub- Schraubtrieb-Starter) einer Brennkraftmaschine, mit einem Magnetkern, dem eine einen zylindrischen Ab­ schnitt zur Aufnahme eines axial wirkenden Ankers aufweisende Ankerführungshülse zugeordnet ist, die von einer Relaisspule umgeben wird und mit einer die Relaisspule axial abstützenden Federein­ richtung.

Ein derartiges Einrückrelais dient dem Zweck, einen hohen Strom mit einem verhältnismäßig niedrigen Steuerstrom zu schalten. Der Starterstrom einer An­ drehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beträgt zum Beispiels bei Personenkraftwagen bis zu ca. 1000 A, bei Nutzkraftwagen bis ca. 2500 A. Zum Einschalten des niedrigen Steuerstroms genügt da­ gegen ein mechanischer Schalter (Zündstartschal­ ter). Das im Starter eingebaute Einrückrelais bil­ det die Kombination eines Einrückmagneten mit einem Relais. Es erfüllt daher eine doppelte Funktion, nämlich Vorschieben eines Ritzels des Starters zum Einspuren in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine und Schließen einer Kontaktbrücke zum Einschalten des Starter-Hauptstroms.

Es ist ein Einrückrelais bekannt (DE-OS 28 22 164), dessen Magnetkern mit einer Ringstufe versehen ist, auf die eine Ankerführungshülse aufgeschoben ist. Ein Teil der äußeren Mantelfläche der Ankerfüh­ rungshülse wird von einer Relaisspule umgeben, die auf einem Wicklungsträger angeordnet ist. Innerhalb der Ankerführungshülse ist ein axial beweglicher Anker angeordnet, der bei unerregter Relaisspule seitlich zu dieser versetzt liegt. Wird die Relais­ spule erregt, so wird der Anker in die Wicklung hineingezogen. Diese Ankerbewegung wird einerseits für die axiale Verschiebung des genannten Ritzels genutzt und andererseits zum Andrücken der erwähn­ ten Kontaktbrücke für die Hauptstromkontakte heran­ gezogen. Die Relaisspule wird von einem hülsenarti­ gen Gehäuse umgeben, das auf einen vom Magnetkern entfernt liegenden Teil der Ankerführungshülse mit einem Endbereich aufgeschoben ist. Im Inneren des Gehäuses stützt sich am Endbereich eine Feder ab, die die Ankerführungshülse umgibt und eine entspre­ chend zugeordnete Stirnfläche des Wicklungsträgers der Relaisspule axial beaufschlagt. Hierdurch wird der Wicklungsträger und damit die Relaisspule in Position gehalten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Einrückrelais mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat demgegenüber den Vorteil, daß die Montage vereinfacht, die Bau­ form verkürzt wird und eine besonders sichere Fi­ xierung der Relaisspule gegenüber Vibrationen und Erschütterungen erzielt wird.

Hierzu ist die Ankerführungshülse einstückig mit der Federeinrichtung derart ausgebildet, daß sich an den zylindrischen Abschnitt der Ankerführungs­ hülse ein radial verlaufender, die Federeinrichtung aufweisender Bereich anschließt, der zwischen dem Magnetkern und einer Stirnfläche der Relaisspule angeordnet ist. Mit dem zylindrischen Abschnitt ist die Ankerführungshülse auf eine Ringstufe des Ma­ gnetkerns aufgesteckt, wobei der endseitige, radial verlaufende Bereich zwischen einer Stirnwand des Magnetkerns und einer Stirnfläche der Relaisspule bzw. einer Stirnfläche des Wicklungsträgers der Ma­ gnetspule zu liegen kommt. Beim Montieren der An­ kerführungshülse wird aufgrund der Einstückigkeit mit der Federeinrichtung letztere somit gleich mit installiert, so daß keine zusätzlichen Arbeitsgänge für das Einbringen der Federeinrichtung notwendig sind. Durch die gemeinsame Ausbildung von Ankerfüh­ rungshülse und Federeinrichtung vereinfacht und verkürzt sich auch die Bauform des Relais, wodurch sich der Bauraum und das Gewicht reduziert.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Federeinrichtung von dem oder von einem Teil des radial verlaufenden Bereichs gebildet ist. Sofern der gesamte radial verlaufende Bereich zum Beispiel in Richtung auf die Relaisspule konvex gekrümmt ausgebildet ist, bildet er insgesamt die Federein­ richtung. Es ist jedoch auch denkbar, daß der der­ artig verlaufende Bereich freigeschnittene Feder­ zungen aufweist, die dann die Federeinrichtung bil­ den.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung von durchgebogenen oder gewellten Federblechabschnitten des radial verlaufenden Be­ reichs gebildet.

Ferner ist vorzugsweise ein die Relaisspule ab­ deckendes Gehäuse vorgesehen, das insbesondere hül­ senartig ausgebildet ist. Das Gehäuse ist auf einen vom Magnetkern entfernt liegenden Teil der Anker­ führungshülse mit einem Endbereich derart aufge­ schoben, daß der Endbereich gegen die zugehörige andere Stirnfläche der Relaisspule anliegt. Diese Stirnfläche kann - bei Verwendung eines Wicklungs­ trägers - die andere Stirnfläche des genannten Wick­ lungsträgers sein. Hierdurch wird die Relaisspule bzw. ihr Wicklungsträger gegen die Federeinrichtung gedrängt, so daß die Relaisspule besonders rüttel­ fest gehaltert ist.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorge­ sehen, daß die dem radialen Bereich gegenüber­ liegende Endzone der Ankerführungshülse derart nach außen verlaufend ausgebildet ist, daß die Endzone ein Widerlager für den Endbereich des Gehäuses bil­ det. Hierdurch wird das Gehäuse in seiner Stellung relativ zum Magnetkern zusätzlich fixiert, so daß der die Ringspule und die Federeinrichtung aufneh­ mende Freiraum innerhalb des Gehäuses eine defi­ nierte Größe aufweist, die sicherstellt, daß die Relaisspule fest gegen die Federkraft der Federein­ richtung gepreßt wird und damit sicher und schüt­ telfest gehaltert ist. Die nach außen gerichtete Endzone der Ankerführungshülse hat ferner den Vor­ teil, daß gegenüber dem Anker keine scharfkantige Ankerführungshülsenöffnung gebildet wird, die die Ankeroberfläche beschädigen kann, einen Einzugswi­ derstand hervorrufen würde, was wiederum den Kraft­ bedarf für die Ankerbetätigung vergrößern würde und damit die Lebensdauer des Einrückrelais ver­ kleinert. Überdies ist durch den radialen Verlauf der Endzone quasi ein labyrinthartiger Ringspalt zwischen Ankerführungshülse und Anker geschaffen, wodurch das Eindringen von unerwünschten fluidi­ schen Medien in das Innere des Gehäuses und der Spule vermieden werden. Korrosions- und Kurzschluß­ gefahren sind damit vermindert. Im Stand der Tech­ nik, bei dem keine nach außen verlaufende Endzone der Ankerführungshülse vorgesehen ist, unterstützt der axiale Ringspalt am Spulenkörper durch seine Kapillarwirkung das Eindringen von fluidischen Me­ dien, so daß die Funktionssicherheit des Einrückre­ lais′ beeinträchtigt werden kann. Auch bewirkt das scharfkantige Ende der Ankerführungshülse des be­ kannten Relais′, daß sich an der Ankeroberfläche durch Erschütterungen Beschädigungen einstellten.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Endzone vom zylindrischen Abschnitt der Ankerführungshülse nach außen umgebördelt ist.

Ebenso ist es auch zwecksmäßig, den radial verlau­ fenden Bereich von dem zylindrischen Abschnitt der Ankerführungshülse nach außen abzubiegen. Bevorzugt kann der radial verlaufende Bereich als Federein­ richtung durch einen Zieh-, Stanz- und Formpreßvor­ gang vorzugsweise in einem Arbeitsgang erstellt werden.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Einrückre­ lais,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ankerführungs­ hülse des Einrückrelais′ der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil der Ankerführungshülse der Fig. 2 und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ankerführungs­ hülse gemäß Fig. 2, jedoch mit Darstel­ lung einer Stirnfläche eines Wicklungs­ trägers einer Relaisspule des Einrückre­ lais′.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ein­ rückrelais 1 dargestellt. Das Einrückrelais 1 weist einen Magnetkern 2, einen Anker 3, eine Relaisspule 4, eine Ankerführungshülse 5 und ein Gehäuse 6 auf.

Der Magnetkern 2 ist mit einer Ringstufe 7 ver­ sehen, die sich aus einer Axialwand 8 und einer Stirnwand 9 zusammensetzt. Ein Teil 10 eines zylin­ drischen Abschnitts 11 der Ankerführungshülse 5 ist auf die Axialwand 8 der Ringstufe 7 aufgeschoben. Benachbart zum Magnetkern 2 befindet sich auf der äußeren Mantelfläche der Ankerführungshülse 5 ein Wicklungsträger 12, auf dem die Relaisspule 4 ange­ ordnet ist.

Das Gehäuse 6 ist hülsenartig ausgebildet; es über­ deckt die Relaisspule 4 und weist einen durch­ messerkleineren Endbereich 13 auf, der auf einen vom Magnetkern 2 entfernt liegenden Teil 14 der An­ kerführungshülse 5 derart aufgeschoben ist, daß er gegen eine Stirnfläche 15 des Wicklungsträgers 12 anliegt und dadurch den Wicklungsträger 12 zusammen mit der Relaisspule 4 in Richtung auf die Stirnwand 9 der Ringstufe 7 drängt. Der andere Endbereich 16 des Gehäuses 6 stützt sich an einem Gehäusedeckel 17 einer Kontaktkammer 18 ab. Der Gehäusedeckel 17 wird von zwei Hauptstromkontakten 19 durchsetzt, deren Elektroden 20 mit einer Kontaktbrücke 21 zu­ sammenwirken können.

Der Anker 3 weist einen Betätigungsfortsatz 22 für das Ritzel eines nicht dargestellten Startermotors einer Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine auf. Eine Rückstellfeder 23 stützt sich mit einem Ende an dem Magnetkern 2 und mit dem anderen Ende an dem Anker 3 ab und hält letzteren - bei nicht er­ regter Relaisspule 4 - in der in der Fig. 1 darge­ stellten Stellung.

Der Magnetkern 2 wird von einem Durchbruch 24 durchsetzt, in dem eine Lagerbuchse 25 angeordnet ist. Die Lagerbuchse 25 wird von einem Teil einer geteilten Schaltachse 26 durchsetzt, wobei sich der andere Teil am Anker 3 befindet. An dem zuerst ge­ nannten Teil der Schaltachse 26 ist - innerhalb der Kontaktkammer 18 - die Kontaktbrücke 21 befestigt. Eine Feder 27 stützt sich mit einem Ende am Gehäu­ sedeckel 17 und mit dem anderen Ende an der Stirn­ seite 28 eines Widerlagers 29 der Schaltachse 26 ab und hält dadurch die Kontaktbrücke 21 - bei nicht erregter Relaisspule 4 - in der in der Fig. 1 wie­ dergegebenen Stellung.

Wesentlich ist, daß sich an den zylindrischen Ab­ schnitt 11 der Ankerführungshülse 5 ein radial ver­ laufender Bereich 30 anschließt, der eine Federein­ richtung 31 bildet. Der Bereich 30 liegt zwischen der Stirnwand 9 der Ringstufe 7 und einer Stirn­ fläche 32 der Relaisspule 4 bzw. des Wicklungs­ trägers 12 der Relaisspule 4.

Die Federwirkung der Federeinrichtung 31 ist da­ durch erzielt, daß der vorzugsweise abgebogene Be­ reich 30 der Ankerführungshülse 5 durchgebogen, insbesondere gewellt ausgebildet ist. Das Material der Ankerführungshülse 5 weist daher vorzugsweise federelastische Eigenschaften auf.

Am anderen Ende der Ankerführungshülse 5 ist eine Endzone 33 ausgebildet, die - vom zylindrischen Ab­ schnitt 11 ausgehend - nach außen derart verläuft, daß sie ein Widerlager 34 für den Endbereich 13 des Gehäuses 6 bildet.

Die Fig. 2 zeigt, daß der radialverlaufende Be­ reich 30 der Ankerführungshülse 5 mit Federzungen 35 versehen ist, die die Federeinrichtung 31 bil­ den. Für den Zweck einer einfacheren Darstellung ist in der Fig. 2 die Endzone 33 der Ankerfüh­ rungshülse 5 nicht gezeigt. Die einzelnen Feder­ zungen 35 sind - in Richtung auf die Stirnwand 9 - konvex durchgebogen; dies ist insbesondere der Fi­ gur 3 zu entnehmen. Der Endbereich 36 jeder Feder­ zunge 35 ist mit einer konkaven Krümmung 37 ver­ sehen.

Die Fig. 4 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei jedoch zusätzlich noch die Stirnfläche 32 des Wicklungsträgers 12 dargestellt ist.

Bei der Montage des Einrückrelais′ wird zunächst auf die Ringstufe 7 des Magnetkerns 2 die mit Wick­ lungsträger 12 und Relaisspule 4 versehene Anker­ führungshülse 5 aufgeschoben. Anschließend wird dann das Gehäuse 6 montiert und durch Ausbildung der Endzone 33 gesichert. Durch Anlage des Endbe­ reichs 13 an der zugehörigen Stirnfläche 15 des Wicklungsträgers 12 wird der Wicklungsträger 12 ge­ gen die Federeinrichtung 13 mit der entsprechenden Stirnfläche 32 gedrängt, wobei sich die Federein­ richtung 31 an der Stirnwand 9 der Ringstufe 7 ab­ stützt. Hierdurch ist die Relaisspule 4 schüttel­ fest gehaltert.

Die Federeinrichtung 31 kann in einem Arbeitsgang durch Ziehen, Stanzen und Formpressen erzeugt wer­ den. Die Anzahl und Anordnung der Federzungen 35 ist von der Ausbildung des Wicklungsträgers 12 ab­ hängig. Die Endzone 33 wird vorzugsweise durch einen Bördelvorgang erzeugt. Durch die Umbördelung wird eine Eingangssperre für fluidische Medien in das Innere des Gehäuses 6 geschaffen, so daß die Relaisspule 4 vor Korrosion und dergleichen ge­ schützt ist.

Durch die erfindungsgemäße Bauform erfolgt eine Ge­ wichtsreduzierung, da das Einrückrelais eine rela­ tiv kleine Längenabmessung aufweist. überdies wer­ den durch die Einstückigkeit von Ankerführungshülse 5 und Federeinrichtung 31 die Teilekosten ver­ kleinert, so daß auch ein geringerer Lagerhaltungs­ aufwand anfällt. Überdies verringert sich auch der Montageaufwand des Einrückrelais′.

Claims (11)

1. Einrückrelais für eine Andrehvorrichtung (Star­ ter) einer Brennkraftmaschine, mit einem Magnet­ kern, dem eine einen zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme eines axial wirkenden Ankers aufweisende Ankerführungshülse zugeordnet ist, die von einer Relaisspule umgeben wird und mit einer die Relais­ spule axial abstützenden Federeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerführungshülse (5) ein­ stückig mit der Federeinrichtung (31) derart ausge­ bildet ist, daß sich an den zylindrischen Abschnitt (11) der Ankerführungshülse (5) ein radial verlau­ fender, die Federeinrichtung (31) aufweisender Be­ reich (30) anschließt, der zwischen dem Magnetkern (2) und einer Stirnfläche (Stirnfläche 32 eines Wicklungsträgers 12) der Relaisspule (4) angeordnet ist.

2. Einrückrelais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnetkern (2) eine Ringstufe (7) aufweist, die von einer Axialwand (8) und einer Stirnwand (9) gebildet ist, daß auf die Axialwand (8) die Ankerführungshülse (5) aufgeschoben ist und daß die Federeinrichtung (31) an der Stirnwand (9) anliegt.

3. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verlaufende Bereich (30) freigeschnittene Feder­ zungen (35) aufweist.

4. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federein­ richtung (31) von durchgebogenen oder gewellten Fe­ derblechabschnitten (Federzungen 35) des radial verlaufenden Bereichs (30) gebildet ist.

5. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fe­ dereinrichtung (31) an der Stirnfläche (32) eines Wicklungsträgers (12) der Relaisspule (4) abstützt.

6. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Re­ laisspule (4) abdeckendes Gehäuse (6) auf einen vom Magnetkern (2) entfernt liegenden Teil (14) der An­ kerführungshülse (5) mit einem Endbereich (13) auf­ geschoben ist.

7. Einrückrelais nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Endbereich (13) gegen die andere Stirnfläche (15) des Wicklungsträgers (12) anliegt.

8. Einrückrelais nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem radialen Be­ reich (30) gegenüberliegende Endzone (33) der An­ kerführungshülse (5) derart nach außen verlaufend ausgebildet ist, daß die Endzone (33) ein Widerla­ ger (34) für den Endbereich (13) des Gehäuses (6) bildet.

9. Einrückrelais nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Endzone (33) vom zylindrischen Abschnitt (11) der Ankerführungshülse (5) nach außen abgebogen, insbesondere abgebördelt, ist.

10. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verlaufende Bereich (30) von dem zylindrischen Ab­ schnitt (11) der Ankerführungshülse (5) abgebogen ist.

11. Einrückrelais nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verlaufende Bereich (30) und/oder die Federeinrich­ tung (31) durch einen Zieh- und Stanz- und Form­ pressvorgang vorzugsweise in einem Arbeitsgang er­ stellt ist.