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WO1999065046A1 - Elektromechanischer batterietrennschalter, insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

Elektromechanischer batterietrennschalter, insbesondere für kraftfahrzeuge Download PDF

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Publication number
WO1999065046A1
WO1999065046A1 PCT/DE1999/001617 DE9901617W WO9965046A1 WO 1999065046 A1 WO1999065046 A1 WO 1999065046A1 DE 9901617 W DE9901617 W DE 9901617W WO 9965046 A1 WO9965046 A1 WO 9965046A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
housing
battery
switch
contact spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1999/001617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG
Original Assignee
Tyco Electronics Logistics AG
Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Logistics AG, Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG filed Critical Tyco Electronics Logistics AG
Publication of WO1999065046A1 publication Critical patent/WO1999065046A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/58—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by push-button, pull-knob, or slide
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    • H01H1/5822—Flexible connections between movable contact and terminal
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    • H01H2001/5877—Electric connections to or between contacts; Terminals with provisions for direct mounting on a battery pole
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    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H2011/0081—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches using double shot moulding, e.g. for forming elastomeric sealing elements on form stable casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition

Definitions

  • Electromechanical battery disconnect switch in particular for motor vehicles
  • the invention relates to an electromechanical battery disconnect switch which is arranged directly in the region of a battery pole and which, in the event of danger, causes the battery circuit to be automatically disconnected.
  • Disconnect disconnector automatically and quickly at a battery terminal.
  • a load break switch in particular for the load circuit of a vehicle battery, is already known, in which a contact arrangement is connected between a pole terminal and a main circuit. If a fault condition occurs, the contact arrangement is unlocked via an electromagnetic system and the circuit is interrupted. With this switch disconnector, however, the whole
  • Vehicle electrical system - with the exception of an emergency power supply for consumers with low power requirements, such as flashing lights and the like - is interrupted, so that, for example, neither a brake booster nor the lighting of the vehicle work when towing an accident vehicle.
  • the known switch disconnector also has a toggle lever mechanism with a relatively large number of individual parts, some of which need corresponding effort m of production and in volume.
  • the aim of the present invention is to provide an electromechanical battery disconnect switch which enables separate disconnection of the generator / starter circuit from the battery with a simple and compact switching system, the remaining electrical system remaining connected to the battery.
  • this battery isolating switch should be designed so compact that it can be expanded in the same housing with a isolating switch to completely interrupt the battery circuit.
  • pole terminal arranged inside the housing and clampable to the battery pole, an on-board electrical system connection lead leading out of the housing and connected to the pole terminal,
  • a contact spring fastened on one side in the housing, which is electrically connected to the other connecting conductor and carries a movable contact which interacts with the fixed contact on a movable contact section, the contact spring m being biased to an open position
  • an electromagnet system with an armature and a locking clamp connected to the armature which, in a normal operating state, locks the contact spring against its bias in the closed position and releases it when the magnet system responds, and - A manually operated return element for tensioning and locking the contact spring in the closed state when the electromagnet system is not energized.
  • the battery isolating switch according to the invention is thus switched on with its contact pair m the generator / starter circuit, so that when the magnet system responds via a control signal, for example from a short-circuit sensor, from a crash sensor or the like, it specifically disconnects this circuit from the battery the other electrical system remains in operation.
  • a control signal for example from a short-circuit sensor, from a crash sensor or the like
  • the generator / starter circuit can also be put back into operation when the dangerous situation has been eliminated, for example a short circuit has been remedied.
  • the associated connecting conductor is preferably large via a stranded wire
  • the contact spring itself can consist of a less conductive material, such as spring steel.
  • a particularly simple construction of the battery isolating switch results if the locking pin in the preferred embodiment is guided with a nose in a recess of the contact spring and engages in the locked state with a shoulder on the edge of the recess.
  • the configuration is particularly advantageous if the locking clamp is designed as an extension of the armature beyond its mounting and forms a rocker with it.
  • a return spring can engage the locking pawl and on the one hand bias it against the edge of the recess m of the contact spring and on the other hand the armature m its rest position.
  • the restoring element is preferably a key guided perpendicular to the longitudinal extension of the contact spring, the longitudinal movement of which is deflected via an inclined surface m a restoring force in the switching direction of the contact spring.
  • a fixed isolating contact attached to the polar terminal and a movable isolating contact cooperating with the polar terminal and a cooperating isolating contact are arranged in the current path between the pole terminal and the on-board electrical system connecting conductor, that a contact carrier is connected to the on-board electrical system connecting conductor is, which carries the movable disconnect contact with its free end portion and is resiliently biased against the pole terminal and that a disconnecting device engages the contact carrier to switch it between a closed position and an open position.
  • the separating device can have a rotatable camshaft which engages on the contact carrier and which can be rotated either by hand with a turning tool or by means of a remotely controllable motor via a reduction gear.
  • FIG. 1 shows a battery disconnect switch with an open cover in a perspective view
  • FIG. 2 shows the battery isolating switch from FIG. 1 with the housing closed
  • FIG. 3 shows the open battery isolating switch from FIG. 1 in a top view
  • FIG. 4 shows the open battery disconnector from FIG. 1 m in a rotated view with the side wall partially cut away
  • Figure 5 shows the battery disconnect switch of Figure 2 m installed state on a vehicle battery
  • Figure 6 is a circuit diagram of a battery disconnector in the circuit of a motor vehicle.
  • the m battery disconnector shown in the drawing has a housing with a basic body 1 with raised rare walls and a flat lid 2.
  • the basic body has a round, invisible recess in the bottom, which is adapted to the diameter of a battery pole with an elastic sealing ring and a plug Housing on a pole of a vehicle battery, m usually to the positive pole 3, allows.
  • a battery clamp 4 can be clamped on the pole 3 in the usual way by means of a fastening screw 5.
  • the contact carrier 6 receives its pretension through an extrusion coating 9 with the material of the basic housing body 1. As far as the own pretension is not sufficient, the free end of the contact carrier 6 could be pretensioned against the pole terminal by an additional compression spring, indicated by an arrow 6a.
  • a generator connecting conductor 11 emerges on the same side of the housing and is provided as a connection for the battery cable to the starter and to the generator.
  • the two connecting conductors 10 and 11 can have any shape for the connection of cables; for example, they can be designed as crimp, screw or weld connections.
  • the two connections 10 and 11 consist of a highly conductive copper material with a large cross section and are encapsulated in the housing base body 1, that is to say embedded free of play and tightly with a large tight fit in the housing.
  • a right-angled arm 12 of the generator lead 11 carries a fixed contact 13 m in the form of a noble metal contact piece, which is preferably made of silver and interacts with one or preferably two movable contacts 14, which in turn are attached to a contact spring 15.
  • This contact spring 15 is clamped on one side in the housing, in the present case attached to a bent angle piece 16 of a magnetic yoke 17 by welding or riveting.
  • the movable contact 14 is (or the movable contacts 14 are) directly welded via a bore m of the contact spring to a copper flat wire 18, which is attached at its other end to an exposed area 19 of the first connecting conductor 10 by welding or brazing.
  • the contact spring 15 itself can therefore consist of a less conductive material, preferably spring steel.
  • the electromagnetic system is excited via a control line (not shown), wherein a control signal can come, for example, from a short-circuit sensor KS or a crash sensor CS (FIG. 6).
  • a short-circuit sensor could, for example, also be arranged in the housing 1, but is not shown in the present example.
  • the evaluation of sensor signals can take place via an electronic control circuit 29 in the housing.
  • the armature 28 is integral with the pawl 20 and forms with it a rocker which is mounted approximately m in the middle between the pole face of the core 26 and the pawl nose 21 on the end of the soft magnetic yoke 17. Due to this central storage, the system is not very sensitive to impact.
  • the armature 28 is opened by the torque of the tension spring 24 and the pawl 20 is locked with the contact spring 15.
  • a slide or a button 30 which is perpendicular to the floor surface in the Basic body 1 and guided in the lid 2.
  • a slide cam 31 slides with an incline 31a over an inclined surface 15a on an extension of the contact spring 15 and thereby presses the contact spring m into the closed position.
  • the contacts are closed and the pawl 20 engages again under the influence of the tension spring 24 at the edge of the opening 22, so that the contact spring 15 is locked (see FIG. 3).
  • an invisible compression spring can be provided under the slide cam 31.
  • a passage for the button 30 is provided in the cover 2. This bushing is sealed from the outside with a sealing plug 32.
  • a bellows-like cover made of elastic plastic in a two-component injection molding process would also be possible.
  • the above-mentioned isolating contacts, the movable isolating contact 7 on the contact carrier 6 and the fixed isolating contact 8 on the pole terminal 4 form a main battery switch with which not only the generator / starter circuit, but the entire vehicle including the electrical system from the battery can be separated.
  • This main battery switch serves as a so-called transit switch or shutdown switch, which is opened to prevent the battery from being emptied by leakage currents if that
  • An eccentric or cam shaft 33 is used to actuate this main switch, which is guided in the cover 2 and partly in a recess in the pole terminal 4 and is rotatably mounted in the pole terminal 4. With an eccentric section 35, the camshaft lifts the contact carrier 6 from the pole terminal 4 when rotating through a certain angle, so that the isolating contacts 7 and 8 open.
  • the upper end of the camshaft 33 is circular and extends through the cover 2 so that it is accessible from the outside (see Figure 2). It has a slot 36 for actuation, with the aid of which the camshaft can be loaded with a coin or a screwdriver, for example. can be done.
  • the passage of the camshaft in the cover is sealed with an elastomer seal 37.
  • the main switch can also be driven electrically.
  • a small motor 38 can be provided in the housing, which acts via a reduction gear 39 (only shown schematically) on a ring gear (not shown) connected to the camshaft.
  • This motor for opening and closing the main switch can also be actuated via the control circuit 29, for example with a switch inside the vehicle. If the operation of the main switch, as described, is to be carried out with a motor, it must of course be ensured that even when the isolating contacts 7 and 8 are opened, the motor is supplied with power from the battery via its own (only shown in the circuit diagram in FIG. 6) Line is maintained.
  • plug contacts are used in a sealable collar 40 on the base body 1.
  • the fastening screw 5 for the pole terminal 4 is designed as an internal hexagon screw in order to close a cylindrical outer surface of the screw head for an elastomer seal 41 to the cover to reach.
  • FIG. 5 shows the arrangement of a battery disconnector according to the invention on the (not visible) positive pole of a normal vehicle battery 42.
  • the negative pole 43 is connected to the ground of the vehicle in the usual way.
  • FIG. 6 shows the circuit diagram of a battery disconnector according to the invention. It can be seen that the line from the positive pole 3 of the battery is first led to the main switch with the isolating contacts 7 and 8 and the actuating element 33. This actuating element 33, which corresponds to the camshaft, can be actuated either by hand or by the motor 38, which in turn is operated via the control circuit 29 is controlled. From the main switch go two parallel circuits, namely the generator / starter circuit via the contacts 13 and 14 and the connecting conductor 11 to the generator 44 and the starter 45 and the on-board electrical circuit via the connecting conductor 10 in the vehicle electrical system 46.
  • Im Generator / starter circuit is the battery isolator switch with contacts 7 and 8, which are actuated by the magnet system 25. This magnet system 25 is also controlled by the control circuit 29.
  • the electromechanical battery disconnect switch with the magnet system 25 can also be operated independently of the main switch with the disconnect contacts 7 and 8.
  • the connecting conductor 10 is connected directly to the battery terminal 4, without intermediate contacts. Then, of course, the camshaft 33 and possibly the engine with the transmission are also omitted.

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Der Batterietrennschalter besitzt einen Bordnetz-Anschlußleiter (10), der mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist und unmittelbar zum Fahrzeugbordnetz führt, sowie einen Generator/Anlasser-Anschlußleiter (11), der den Generator/Anlasser-Stromkreis über ein Kontaktpaar (13, 14) mit dem Batteriepol verbindet. Das Kontaktpaar (13, 14) wird von einem Elektromagnetsystem (25) betätigt, das beispielsweise durch einen Kurzschlußsensor oder einen Crashsensor (Airbagsensor) zur Auslösung gebracht wird. In diesem Fall wird das Generator/Anlasser-Kabel von der Batterie abgetrennt, während das Bordnetz in Betrieb bleibt.

Description

Beschreibung
Elektromechanischer Batterietrennschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Batterietrennschalter, der unmittelbar im Bereich eines Batteriepols angeordnet wird und der im Gefahrenfall eine automatische Auftrennung des Batteriestromkreises bewirkt.
In Kraftfahrzeugen sind normalerweise die Einzelstromkreise des Bordnetzes zu den verschiedenen Verbrauchern, wie Lampen oder Aktoren, mit Einzelsicherungen abgesichert, während die Generator/Anlasser-Leitung zur Batterie in der Regel nicht abgesichert ist. In kritischen Situationen, zum Beispiel im Crash-Fall oder bei einem Kurzschluß im Generator/Anlasser- Kabel besteht deshalb erhöhte Brandgefahr, die bisher lediglich durch manuelles Abklemmen der Batterie beseitigt werden kann. Es besteht deshalb die Forderung, bei bestimmten Gefah- renfällen den Generator/Anlasser-Stromkreis durch einen
Trennschalter unmittelbar an einer Batterieklemme automatisch und schnell zu unterbrechen.
Aus der DE 197 01 933 Cl ist bereits ein Lasttrennschalter, insbesondere für den Laststromkreis einer Fahrzeugbatterie, bekannt, bei dem eine Kontaktanordnung zwischen einer Polklemme und einem Hauptstromkreis geschaltet ist. Beim Auftreten eines Störungszustandes wird über ein Elektromagnetsystem die Kontaktanordnung entriegelt und der Stromkreis unterbro- chen. Mit diesem Lasttrennschalter wird jedoch das gesamte
Bordnetz - mit Ausnahme einer Notstromversorgung für Verbraucher mit niedrigem Strombedarf, wie arn-Blinklicht und dergleichen - unterbrochen, so daß beispielsweise auch beim Abschleppen eines Unfallfahrzeuges weder ein Bremskraftverstär- ker noch die Beleuchtung des Fahrzeuges funktionieren. Der bekannte Lasttrennschalter besitzt außerdem ein Kniehebels— pannwerk mit verhältnismäßig vielen Einzelteilen, die einen entsprechenden Aufwand m der Herstellung und im Volumen benotigen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektromechani- sehen Batterietrennschalter zu schaffen, der eine gesonderte Abtrennung des Generator/Anlasser-Stromkreises von der Batterie mit einem einfachen und kompakten Schaltsystem ermöglicht, wobei das übrige Bordnetz an die Batterie angeschaltet bleibt. Dieser Batterietrennschalter soll aber so kompakt ge- staltet sein, daß er im gleichen Gehäuse mit einem Trennschalter zur Gesamtunterbrechung des Batteriestromkreises erweiterbar ist.
Erfmdungsgemäß wird dieses Ziel mit einem elektromechani- sehen Batterietrennschalter erreicht, der folgende Merkmale aufweist :
- ein auf einen Batteriepol aufsetzbares Schaltergehause,
- eine innerhalb des Gehäuses angeordnete, an dem Batteriepol festklemmbare Polklemme, - einen aus dem Gehäuse herausführenden, mit der Polklemme verbundenen Bordnetz-Anschlußleiter,
- einen ebenfalls aus dem Gehäuse herausfuhrenden Generator/Anlasser-Anschlußleiter, wobei im Gehauseinneren einer der beiden Anschlußleiter mit einem feststehenden Kontakt verbunden ist,
- eine im Gehäuse einseitig befestigte Kontaktfeder, die elektrisch mit dem anderen Anschlußleiter verbunden ist, und an einem beweglichen Kontaktabschnitt einen mit dem feststehenden Kontakt zusammenwirkenden beweglichen Kontakt tragt, wobei die Kontaktfeder m eine Offnungsposition vorgespannt ist,
- ein Elektromagnetsystem mit einem Anker und einer mit dem Anker verbundenen Verπegelungsklmke, welche m einem Nor- malbetπebszustand die Kontaktfeder entgegen ihrer Vorspan- nung m der Schließstellung verriegelt und sie beim Ansprechen des Magnetsystems freigibt, und - ein manuell betatigbares Ruckstellorgan zum Spannen und Verriegeln der Kontaktfeder im Schließzustand bei nicht erregtem Elektromagnetsystem.
Der erfmdungsgemaße Batterietrennschalter ist also mit seinem Kontaktpaar m den Generator/Anlasser-Stromkreis eingeschaltet, so daß er beim Ansprechen des Magnetsystems über ein Steuersignal, beispielsweise von einem Kurzschlußsensor, von einem Crashsensor oder dergleichen, gezielt diesen Strom- kreis von der Batterie abtrennt, wahrend das sonstige Bordnetz m Betrieb bleibt. Mit dem manuell betatigbaren Ruckstellorgan kann auch der Generator/Anlasser-Stromkreis wieder m Betrieb genommen werden, wenn die Gefahrensituation beseitigt, beispielsweise ein Kurzschluß behoben ist. Vorzugsweise ist der zugehörige Anschlußleiter über eine Litze großen
Querschnitts unmittelbar mit dem beweglichen Kontakt verbunden, um die hohen Generator- bzw. Anlasserstrome zu fuhren. Die Kontaktfeder selbst kann m diesem Fall aus einem weniger gut leitenden Material, wie Federstahl, bestehen.
Ein besonders einfacher Aufbau des Batte ietrennschalters ergibt sich, wenn die Verπegelungsklmke m bevorzugter Ausgestaltung mit einer Nase m einer Ausnehmung der Kontaktfeder gefuhrt ist und im Verriegelungszustand mit einer Schulter an dem Rand der Ausnehmung angreift. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung dann, wenn die Verπegelungsklmke als Verlängerung des Ankers jenseits von dessen Lagerung ausgebildet ist und mit diesem eine Wippe bildet. Eine Ruckstellfeder kann an der Verriegelungsklinke angreifen und einerseits die- se gegen den Rand der Ausnehmung m der Kontaktfeder und andererseits den Anker m seine Ruheposition vorspannen.
Das Ruckstellorgan ist vorzugsweise eine senkrecht zur Langsausdehnung der Kontaktfeder geführte Taste, deren Langsbewe- gung über eine schräge Flache m eine Ruckstellkraft m Schaltrichtung der Kontaktfeder umgelenkt wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn die beiden Anschlußleiter im Bereich ein und derselben Gehauseseite austreten und diese Anschlußleiter zusammen mit einer den beweglichen Kontakt unmittelbar mit dem ersten Anschlußleiter ver- bindenden Litze einen mederohmigen Strompfad m der Nahe dieser Gehauseseite bilden. Damit wird sichergestellt, daß die hohen Generator/Bordnetz- und Anlasserstrome nur im Bereich einer Außenseite durch das Gehäuse des Trennschalters gefuhrt werden und eine geringe Erwärmung des Schalters ver- Ursachen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Batterietrennschalters ist weiterhin vorgesehen, daß m dem Strompfad zwischen der Polklemme und dem Bordnetz-Anschlußleiter ein an der Pol- klemme befestigter feststehender Trennkontakt und ein mit diesem zusammenwirkender beweglicher Trennkontakt angeordnet sind, daß mit dem Bordnetz-Anschlußleiter ein Kontakttrager verbunden ist, der mit seinem freien Endabschnitt den beweglichen Trennkontakt tragt und federnd gegen die Polklemme vorgespannt ist und daß eine Trennvorrichtung an dem Kontakttrager angreift, um diesen zwischen einer Schließposition und einer Offnungsposition umzuschalten. In weiterer Ausgestaltung kann die Trennvorrichtung eine an dem Kontakttrager angreifende, drehbare Nockenwelle aufweisen, die entweder von Hand mit einem Drehwerkzeug oder durch einen fernsteuerbaren Motor über ein Untersetzungsgetriebe gedreht werden kann.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind m den Unteranspruchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfuhrungsbeispiel anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigt
Figur 1 einen Batterietrennschalter mit offenem Deckel m perspektivischer Darstellung, Figur 2 den Batterietrennschalter von Figur 1 mit geschlossenem Gehäuse,
Figur 3 den offenen Batterietrennschalter von Figur 1 m Draufsicht,
Figur 4 den offenen Batterietrennschalter von Figur 1 m einer gedrehten Ansicht mit teilweise aufgeschnittener Seitenwand,
Figur 5 den Batterietrennschalter von Figur 2 m eingebautem Zustand auf einer Fahrzeugbatterie und
Figur 6 ein SchaltSchema eines Batterietrennschalters im Stromkreis eines Kraftfahrzeuges.
Der m der Zeichnung dargestellte Batterietrennschalter besitzt ein Gehäuse mit einem Grundkorper 1 mit hochgezogenen Seltenwanden sowie einem flachen Deckel 2. Der Grundkorper besitzt eine runde, nicht sichtbare Ausnehmung im Boden, die an den Durchmesser eines Batteriepols mit einem elastischen Dichtring angepaßt ist und ein Aufstecken des Gehäuses auf einen Pol einer Fahrzeugbatterie, m der Regel auf den Pluspol 3, ermöglicht. Eine Batterieklemme 4 ist m üblicher Weise mittels einer Befestigungsschraube 5 auf dem Pol 3 fest- klemmbar.
Ein Trennkontakttrager 6 m Form einer Stromschiene aus gut leitendem Material (Kupfer oder Kupferlegierung) tragt einem beweglichen Trennkontakt 7 und druckt diesen aufgrund der ei- genen Vorspannkraft gegen einen feststehenden Trennkontakt 8, der unmittelbar auf der Polklemme 4 befestigt ist. Der Kontakttrager 6 erhalt seine Vorspannung durch eine Umspritzung 9 mit dem Material des Gehausegrundkorpers 1. Soweit die eigene Vorspannung nicht ausreicht, konnte das freie Ende des Kontakttragers 6 durch eine zusätzliche Druckfeder, durch einen Pfeil 6a angedeutet, gegen die Polklemme vorgespannt werden. Emstuckig mit dem Kontakttrager 6 verbunden ist ein Bord- netz-Anschlußleiter 10, der mit dem Bordnetz des Fahrzeuges verbunden wird. An der gleichen Gehauseseite tritt ein Gene- rator-Anschlußleiter 11 aus, der als Anschluß für das Batteriekabel zum Anlasser und zum Generator vorgesehen ist. Die beiden Anschlußleiter 10 und 11 können eine beliebige Form für die Anschlüsse von Kabeln haben; sie können beispielsweise als Crimp-, Schraub- oder Schweißanschlusse ausgebildet sein. Die beiden Anschlüsse 10 und 11 bestehen aus einem hochleitfahigen Kupferwerkstoff mit großem Querschnitt und sind im Gehausegrundkorper 1 umspritzt, also spielfrei und dicht mit großem Festsitz m dem Gehäuse eingebettet.
Ein rechtwinkelig abgebogener Arm 12 des Generator- Anschlußleiters 11 tragt einen feststehenden Kontakt 13 m Form eines Edel etall-Kontaktstuckes, das vorzugsweise aus Silber besteht und mit einem oder vorzugsweise zwei beweglichen Kontakten 14 zusammenwirkt, die ihrerseits an einer Kon- taktfeder 15 befestigt sind. Diese Kontaktfeder 15 ist einseitig im Gehäuse eingespannt, im vorliegenden Fall an einem abgebogenen Winkelstuck 16 eines Magnetjoches 17 durch Schweißen oder Nieten befestigt. Der bewegliche Kontakt 14 ist (bzw. die beweglichen Kontakte 14 sind) über eine Bohrung m der Kontaktfeder unmittelbar mit einer Kupferflachlitze 18 verschweißt, die mit ihrem anderen Ende an einem freiliegenden Bereich 19 des ersten Anschlußleiters 10 durch eine Schweißung bzw. Hartlotung befestigt ist. Die Kontaktfeder 15 selbst kann deshalb aus einem weniger gut leitenden Material, vorzugsweise aus Federstahl bestehen.
Durch eine Verπegelungsklmke 20, die am beweglichen Endabschnitt der Kontaktfeder 15 angreift, wird diese mit ihren beweglichen Kontakten 14 gegen den feststehenden Kontakt 13 gedruckt und m diesem Schließzustand verriegelt. Zu diesem Zweck greift die Klinke 20 mit einer Nase 21 m eine Ausnehmung 22 (Figur 4) der Kontaktfeder 15, wobei sie mit einer Schulter 23 an einem Rand der Ausnehmung 22 angreift und die Feder verriegelt. Zu diesem Zweck wird die Klinke 20 mit einer Zugfeder 24 gegen den Rand der Ausnehmung 22 gezogen. Der in den Figuren dargestellte Schließzustand der Kontakte stellt den normalen Betriebszustand des Trennschalters dar, bei dem alle Stromkreise des Fahrzeuges an die Batterie angeschlossen sind.
Zur Auslosung des Batterietrennschalters ist ein Elektroma- gnetsystem 25 mit dem bereits erwähnten Joch 17, einem Kern 26, einer Spule 27 und einem Anker 28 vorgesehen. Das Elek- tromagnetsystem wird über eine nicht gezeigte Steuerleitung erregt, wobei ein Steuersignal beispielsweise von einem Kurzschlußsensor KS oder einem Crashsensor CS (Fig. 6) kommen kann. Ein Kurzschlußsensor konnte beispielsweise auch m dem Gehäuse 1 angeordnet sein, ist aber im vorliegenden Beispiel nicht gezeigt. Die Auswertung von Sensorsignalen kann über eine elektronische Steuerschaltung 29 in dem Gehäuse erfolgen.
Der Anker 28 ist mit der Klinke 20 emstuckig und bildet mit dieser eine Wippe, welche etwa m der Mitte zwischen der Polflache des Kerns 26 und der Klinkennase 21 auf dem Ende des weichmagnetischen Joches 17 gelagert ist. Durch diese mittige Lagerung ist das System wenig stoßempfindlich. Durch das Drehmoment der Zugfeder 24 wird der Anker 28 geöffnet und die Klinke 20 mit der Kontaktfeder 15 verrastet.
Bei Erregung des Magnetsystems 25 wird der Anker 28 an die Polflache des Kerns 26 angezogen. Dadurch gibt die Klinke 20 die m den Offnungszustand vorgespannte Kontaktfeder 15 frei, und die Kontakte 13, 14 werden geöffnet. Auf diese Weise wird der Generator/Anlasser-Stromkreis am Anschlußleiter 11 von der Batterie abgetrennt.
Zum manuellen Wiedereinschalten des Auslosesystems dient ein Schieber bzw. eine Taste 30, die senkrecht zur Bodenflache im Grundkorper 1 und im Deckel 2 gefuhrt ist. Beim Eindrucken gleitet ein Schiebernocken 31 mit einer Schräge 31a über eine schräge Flache 15a an einer Verlängerung der Kontaktfeder 15 und druckt dabei die Kontaktfeder m die Schließposition. Die Kontakte werden geschlossen, und die Klinke 20 rastet unter dem Einfluß der Zugfeder 24 wieder an dem Rand der Öffnung 22 ein, so daß die Kontaktfeder 15 verriegelt wird (siehe Figur 3) . Zur Ruckstellung der Taste 30 kannn unter dem Schiebernocken 31 eine nicht sichtbare Druckfeder vorgesehen werden.
Im Deckel 2 ist eine Durchfuhrung für die Taste 30 vorgesehen. Diese Durchfuhrung ist von außen mit einem Dichtstopfen 32 abgedichtet. Möglich wäre auch eine faltenbalgahnliche Abdeckung aus elastischem Kunststoff im Zwei-Komponenten- Spritzgießverfahren.
Die oben bereits erwähnten Trennkontakte, der bewegliche Trennkontakt 7 an dem Kontakttrager 6 und der feststehende Trennkontakt 8 an der Polklemme 4 bilden einen Batterie- Hauptschalter, mit dem nicht nur der Generator/Anlasser- Stromkreis, sondern das gesamte Fahrzeug einschließlich des Bordnetzes von der Batterie abgetrennt werden können. Dieser Batterie-Hauptschalter dient als sogenannter Transitschalter oder Stillegungsschalter, der geöffnet wird, um eine Entlee- rung der Batterie durch Leckstrome zu vermeiden, wenn das
Fahrzeug längere Zeit außer Betrieb genommen wird. Zur Betätigung dieses Hauptschalters dient eine Exzenter- oder Nokkenwelle 33, welche im Deckel 2 sowie teilweise m einer Ausnehmung der Polklemme 4 gefuhrt wird und m der Polklemme 4 drehbar gelagert ist. Mit einem Exzenterabschnitt 35 hebt die Nockenwelle bei Drehung um einen bestimmten Winkel den Kontakttrager 6 von der Polklemme 4 ab, so daß die Trennkontakte 7 und 8 offnen. Das obere Ende der Nockenwelle 33 ist kreisförmig ausgeführt und reicht durch den Deckel 2, so daß es von außen zugänglich ist (siehe Figur 2). Es besitzt zu Betätigung einen Schlitz 36, mit Hilfe dessen die Nockenwelle beispielsweise mit einer Münze oder einem Schraubendreher be- tatigt werden kann. Mit einer Elastomerdichtung 37 ist die Durchfuhrung der Nockenwelle im Deckel abgedichtet.
Der Hauptschalter kann auch elektrisch angetrieben werden. Zu diesem Zweck kann im Gehäuse ein kleiner Motor 38 vorgesehen werden, der über ein Untersetzungsgetriebe 39 (nur schematisch gezeigt) auf einen mit der Nockenwelle verbundenen Zahnkranz (nicht dargestellt) wirkt. Auch dieser Motor zum Offnen und Schließen des Hauptschalters kann über die Steuer- Schaltung 29 beispielsweise mit einem Schalter im Fahrzeuginneren betätigt werden. Falls die Betätigung des Hauptschalters, wie beschrieben, mit einem Motor vorgenommen werden soll, muß natürlich sichergestellt werden, daß auch bei Öffnung der Trennkontakte 7 und 8 die Stromversorgung des Motors von der Batterie her über eine eigene (nur im Schaltbild von Figur 6 dargestellte) Leitung aufrechterhalten wird.
Für die Ansteuerung des Elektromagnetsystems 25 bzw. der elektronischen Steuereinrichtung 29 dienen Steckkontakte m einem abdichtbaren Kragen 40 am Grundkorper 1. Die Befestigungsschraube 5 für die Polklemme 4 ist als Innen- Sechskantschraube ausgeführt, um eine Zylindrische Außenflache des Schraubenkopfes für eine Elastomerabdichtung 41 zum Deckel zu erreichen.
Figur 5 zeigt die Anordnung eines erfmdungsgemaßen Batterietrennschalters auf dem (nicht sichtbaren) Pluspol einer normalen Fahrzeugbatterie 42. Der Minuspol 43 wird m üblicher Weise mit der Masse des Fahrzeugs verbunden.
Figur 6 zeigt das Schaltschema eines erfmdungsgemaßen Batterietrennschalters. Dabei ist ersichtlich, daß die Leitung vom Pluspol 3 der Batterie zunächst zu dem Hauptschalter mit den Trennkontakten 7 und 8 und dem Betatigungselement 33 gefuhrt ist. Dieses Betatigungselement 33, das der Nockenwelle entspricht, kann wahlweise von Hand oder durch den Motor 38 betätigt werden, der seinerseits über die Steuerschaltung 29 angesteuert wird. Von dem Hauptschalter gehen zwei parallele Stromkreise ab, nämlich der Generator/Anlasser-Stromkreis über die Kontakte 13 und 14 und den Anschlußleiter 11 zum Generator 44 sowie zum Anlasser 45 und der Bordnetz-Stromkreis über den Anschlußleiter 10 in das Fahrzeug-Bordnetz 46. Im Generator/Anlasser-Stromkreis befindet sich der Batterietrennschalter mit den Kontakten 7 und 8, die von dem Magnetsystem 25 betätigt werden. Auch dieses Magnetsystem 25 wird von der Steuerschaltung 29 angesteuert.
Wie eingangs erwähnt, kann der elektromechanische Batterietrennschalter mit dem Magnetsystem 25 auch unabhängig von dem Hauptschalter mit den Trennkontakten 7 und 8 betrieben werden. In diesem Fall wird der Anschlußleiter 10 unmittelbar mit der Batterieklemme 4, ohne zwischengeschaltete Kontakte, verbunden. Dann entfällt natürlich auch die Nockenwelle 33 und gegebenenfalls der Motor mit dem Getriebe.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromechanischer Batterietrennschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der folgende Merkmale aufweist:
- ein auf einen Batteriepol (3) aufsetzbares Schaltergehäuse (1,
2),
- eine innerhalb des Gehäuses angeordnete, an dem Batteriepol (3) festklemmbare Polklemme (4),
- einen aus dem Gehäuse (1, 2) herausführenden, mit der Polklemme (4) verbundenen Bordnetz-Anschlußleiter (10),
- einen ebenfalls aus dem Gehäuse herausführenden Generator/Anlasser-Anschlußleiter (11) , wobei im Gehäuseinneren einer der Anschlußleiter mit einem feststehenden Kontakt (13) verbunden ist,
- eine im Gehäuse einseitig befestigte Kontaktfeder (15) , die elektrisch mit dem anderen Anschlußleiter (10) verbunden ist, und an einem beweglichen Kontaktabschnitt einen mit dem feststehenden Kontakt (13) zusammenwirkenden beweglichen Kontakt (14) trägt, wobei die Kontaktfeder (15) in eine Öffnungsposition vorgespannt ist,
- ein Elektromagnetsystem (25) mit einem Anker (28) und einer mit dem Anker verbundenen Verriegelungsklinke (20) , welche in einem Nor albetriebszustand die Kontaktfeder (15) entgegen ihrer Vorspannung in der Schließstellung verriegelt und sie beim Ansprechen des Magnetsystems (25) freigibt, und
- ein manuell betätigbares Rückstellorgan (30) zum Spannen und Verriegeln der Kontaktfeder (15) im Schließzustand bei nicht erregtem Magnetsystem (25) .
2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (20) in einer Ausnehmung (22) der Kontaktfeder (15) geführt ist und im Verriegelungszustand mit einer Schulter (23) an dem Rand der Ausnehmung (22) angreift.
3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (20) als Verlängerung des Ankers (28) jenseits von dessen Lagerung ausgebildet ist und mit diesem eine Wippe bildet.
4. Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (24) an der Verriegelungsklinke (20) angreift und diese gegen den Rand der Ausnehmung (22) in der Kontaktfeder (15) sowie den Anker (28) in seine Ruheposition vorspannt .
5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellorgan eine senkrecht zur Längsausdehnung der Kontaktfeder (15) geführte Taste (30) ist, deren Längsbewegung über eine schräge Fläche (31a; 15a) in eine Rückstellkraft in Schaltrichtung der Kontaktfeder (15) umgelenkt wird.
6. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußleiter (10,11) im Bereich der gleichen Gehäuseseite austreten und zusammen mit einer den beweglichen Kontakt (14) unmittelbar mit dem zugehörigen Anschlußleiter verbindenden Litze (18) einen niederoh igen Strompfad in der Nähe dieser Gehäuseseite bilden.
7. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich et, daß in dem Strompfad zwischen der Polklemme (4) und dem Bordnetz- Anschlußleiter (10) ein an der Polklemme befestigter, feststehender Trennkontakt (8) und ein mit diesem zusammenwirkender beweg- licher Trennkontakt (7) angeordnet sind, daß mit dem Bordnetz- Anschlußleiter (10) ein Kontaktträger (6) verbunden ist, der mit seinem freien Endabschnitt den beweglichen Trennkontakt (7) trägt und federnd gegen die Polklemme (4) vorgespannt ist und daß eine Trennvorrichtung (22) an dem Kontaktträger (6) angreift, um diesen zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition umzuschalten.
8. Trennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung einen an dem Kontaktträger (6) entgegen dessen Vorspannung angreifende, um eine zur Bewegungsrichtung des beweglichen Trennkontaktes (7) senkrechte Achse drehbare Nockenwelle (33) aufweist.
9. Trennschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (33) mit ihrer Achse parallel zur Achse des Batteriepols (3) steht und in der Polklemme (4) gelagert ist und mit einem von außerhalb des Gehäuses in Eingriff bringbaren Drehwerkzeug verdrehbar ist.
10. Trennschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (33) mit einem Zahnkranz versehen ist und von einem Elektromotor (38) über ein Untersetzungsgetriebe (39) verdrehbar ist.
11. Trennschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (38) in dem Schaltergehäuse (1, 2) angeordnet und von einem entfernt, insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum, angeordneten Handschalter ansteuerbar ist.
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