(57)【要約】本発明は、過負荷防止装置、特に内燃機関のスタータ用の過負荷防止装置であって、第１の接点（１）が設けられていて、該第１の接点（１）が、過負荷防止装置の不作動状態において材料（３）の作用によって、第２の接点（２）と導電接続されており、前記材料（３）の所定の温度値が越えられた場合に、過負荷防止装置を作動させるために、温度に基づく前記材料（３）の変形及び／又は変化によって、第１の接点（１）と第２の接点（２）との間における電気接続部が中断される形式のものに関する。このような形式の過負荷防止装置において、本発明では前記材料がろう（３）である。本発明はまた、本発明による過負荷防止装置を有する電気機器、並びに過負荷防止装置としてのろう接箇所の使用にも関する。
2004508678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過負荷防止装置、特に内燃機関のスタータ用の過負荷防止装置であって、第１の接点（１）が設けられていて、該第１の接点（１）が、過負荷防止装置の不作動状態において材料（３）の作用によって、第２の接点（２）と導電接続されており、前記材料（３）の所定の温度値が越えられた場合に、過負荷防止装置を作動させるために、温度に基づく前記材料（３）の変形及び／又は変化によって、第１の接点（１）と第２の接点（２）との間における電気接続部が中断される形式のものにおいて、前記材料がろう（３）であることを特徴とする過負荷防止装置。
【請求項２】
第１の接点（１）と第２の接点（２）とが互いに間隔をおいて配置されている、請求項１記載の過負荷防止装置。
【請求項３】
第１の接点（１）と第２の接点（２）とが互いに導電接続されている場合に、両接点（１，２）が互いに接触している、請求項１又は２記載の過負荷防止装置。
【請求項４】
第１の接点（１）及び／又は第２の接点（２）に、それぞれ他方の接点（１，２）から離れる方向に向けられた力（Ｆ）が作用している、請求項１から３までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項５】
前記力がばねエレメント（４）によって生ぜしめられる、請求項１から４までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項６】
第１の接点（１）及び／又は第２の接点（２）が可動に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項７】
第１の接点（１）と第２の接点（２）とが導電接続されている場合に、ろう（３）が第１の接点（１）及び／又は第２の接点（２）と接触している、請求項１から６までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項８】
第１の接点（１）が第１のアーム（１１）に配置されており、かつ／又は第２の接点（２）が第２のアーム（１０）に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項９】
第１のアーム（１１）及び／又は第２のアーム（１０）が、過負荷防止装置の不作動状態においてろう（３）の作用によって、第１の接点（１）と第２の接点（２）とが導電接続されている位置に保たれる、請求項１から８までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１０】
第１のアーム（１１）に第１のエレメント（１３）が配属されており、第２のアーム（１０）に第２のエレメント（１２）が配属されており、第１のエレメント（１３）及び／又は第２のエレメント（１２）が過負荷防止装置の不作動状態においてろう（３）の作用によって、第１の接点（１）と第２の接点（２）とが導電接続されている位置に保たれる、請求項１から９までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１１】
第１のエレメント（１３）及び第２のエレメント（１２）が交換可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１２】
第１の導体（１５）が第１の接点（１）に溶接されており、かつ／又は第２の導体（１４）が第２の接点（２）に溶接されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１３】
第１のアーム（１１）が第１の貫通孔（１９）を有していて、該貫通孔（１９）を貫いて第１の導体（１５）が延びており、かつ／又は第２のアーム（１０）が第２の貫通孔（１８）を有していて、該貫通孔（１８）を貫いて第２の導体（１４）が延びている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１４】
ろう（３）が軟ろうである、請求項１から１３までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１５】
ろう（３）が約２００℃の溶融温度を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１６】
過負荷防止装置が約３２０℃で作動する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の過負荷防止装置。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項記載の過負荷防止装置を有していることを特徴とする電気機器。
【請求項１８】
過負荷防止装置が整流子の領域に配置されている、請求項１７記載の電気機器。
【請求項１９】
過負荷防止装置が、整流子と共働するブラシを保持するブラシプレートに配置されている、請求項１７又は１８記載の電気機器。
【請求項２０】
ブラシがブラスブラシを有しており、過負荷防止装置が、プラスブラシに給電する電流供給部が接続結合された接続アングルに配置されている、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の電気機器。
【請求項２１】
電気機器がスタータ又はスタータ・ジェネレータである、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の電気機器。
【請求項２２】
過負荷防止装置としてのろう接箇所の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、過負荷防止装置、特に内燃機関のスタータ用の過負荷防止装置であって、第１の接点が設けられていて、該第１の接点が、過負荷防止装置の不作動状態において材料の作用によって、第２の接点と導電接続されており、前記材料の所定の温度値が越えられた場合に、過負荷防止装置を作動させるために、温度に基づく前記材料の変形及び／又は変化によって、第１の接点と第２の接点との間における電気接続部が中断される形式のものに関する。
【０００２】
従来の技術
このような過負荷防止装置は例えば、第１の接点と第２の接点とがワイヤによって接続されている溶融安全装置（Ｓｃｈｍｅｌｚｓｉｃｈｅｒｕｎｇ）の形で公知である。所定の電流強さが越えられると、ワイヤは溶融し、電流回路は中断される。この場合、最大許容電流強さは、ワイヤを形成する材料及びワイヤ横断面の選択によって決定される。従って溶融安全装置の形の過負荷防止装置では、監視される物理的な値は電流強さである。
【０００３】
さらに、いわゆるバイメタルスイッチが公知である。バイメタルスイッチは、少なくとも２つの異なった材料から成るエレメントを有しており、このエレメントは周囲温度に関連して変形する。少なくとも２つの異なった材料から成るこのエレメントは、この場合第１の接点と第２の接点との間に配置されていて、過負荷防止装置の不作動時には両接点を導電接続している。周囲温度が所定の値を上回ると、少なくとも２つの異なった材料から成るエレメントは変形して、第１の接点と第２の接点との間における導電接続部は中断される。従ってバイメタルスイッチでは監視される物理的な値は周囲温度である。
【０００４】
周囲温度の監視又は装置もしくは装置構成部分の温度の監視を放棄もしくは断念すると、多くの場合問題の生じるおそれがある。
【０００５】
このような問題は例えば内燃機関用のスタータにおいて生じることがある。内燃機関を始動させるためにこのようなスタータは、内燃機関を始動回転数と呼ばれる最小回転数で回転させる必要があり、これによって不都合な運転条件時においても、オット機関においてセルフランニングのために必要な空気燃料混合物を形成することができ、またディーゼル機関においては自己点火温度に達することができる。さらにスタータは、最初の点火後において内燃機関の最低自己回転数への上昇時に、これを助成しなくてはならない。スタータが過負荷になると、不都合な場合には過熱に基づいて、アーク及び最終的には発火を伴う短絡の生じることがある。例えばスタータリレーのコンタクトブリッジがコンタクトピンと溶接されていると、スタータは、さらに制御されることなしに、アイドリング回転する。これによってスタータの整流子は過熱し、整流子の成層薄板は高い遠心力に基づいて、もはや複合体に保たれ得ない。成層薄板がこのように遠心力によっていわば飛ばされてしまうことによって、周囲に位置する構成グループの破壊されてしまうことがあり、これによって規定されない短絡が生じ、ひいては発火の原因となることがある。さらに規定の負荷ポイントにおける長すぎる運転もスタータ過熱を生ぜしめることがある。そして高温によって、スタータ内におけるプラスチック、樹脂、グリス及びオイルがガスを放出し、発火性のガス・空気混合物を形成することがある。整流子成層薄板は複合体からゆっくりと解離し、炭素ブラシを削り取ってしまう。ブラシと不規則な成層薄板運動軌道との間には、大きな間隔が生じ、これによってブラシファイアはアークに変わることがある。これによって１０００℃を越える温度の発生することがある、その結果同様に燃焼もしくは発火性のガス・空気混合物の発火の生じることがある。
【０００６】
発明の利点
本発明による過負荷防止装置では材料がろうであることによって、もしくはろう接箇所が過負荷防止装置として使用されることによって、危険な運転状態を多くの場合において有効に回避することができる。
【０００７】
本発明の単純な構成では、第１の接点と第２の接点とが互いに間隔をおいて配置されている。この構成では、ろうは、過負荷防止装置の不作動状態において第１の接点と第２の接点とを導電接続している。周囲温度が、使用されるろうの選択によって決定することができる規定の周囲温度を越えると、ろうは溶け、導電接続は中断される。
【０００８】
本発明の別の構成では、第１の接点と第２の接点とが互いに導電接続されている場合に、両接点が互いに接触している。この場合ろうは、過負荷防止装置の不作動状態において汎用のろう接箇所又は溶接結合部の機能を果たすことができる。特に、第１の接点と第２の接点とが互いに導電接続されている場合に、両接点が互いに接触している場合に有利な構成では、第１の接点及び／又は第２の接点に、それぞれ他方の接点から離れる方向に向けられた力が作用している。温度がろうの所定温度を上回ると、ろうは溶け、第１の接点と第２の接点とは、善吉からの作用によって互いに離れる方向に運動し、その結果第１の接点と第２の接点との間の導電接続は中断される。最も簡単な場合、第１の接点と第２の接点とを互いに離反運動させる力は、重力によって形成することができる。
【０００９】
しかしながら同様に、前記力がばねエレメントによって生ぜしめられると、有利である。ばねエレメントとしては例えばコイルばね、板ばね又はその他の適宜なばねを使用することができる。過負荷防止装置の不都合な作動を回避するために、ばねエレメントはしかしながら次のように、すなわちばねエレメントによって生ぜしめられる力があまり強くないように設計されることが望ましく、このようになっていると、過負荷防止装置が本体不作動状態になくてはならない場合に、ろうの機械的な変形に基づいて第１の接点と第２の接点との間の導電接続が中断されることを回避することができる。
【００１０】
多くの場合、特に本発明の比較的複雑な構成では、第１の接点及び／又は第２の接点が可動に支承されていると、有利である。第１の接点及び／又は第２の接点の可動な支承形式は、ばねエレメントを設けることと組み合わせられると有利である。この場合単数又は複数の支承部もしくはヒンジは、直接、第１の接点及び／又は第２の接点に作用してもよいし、又はこれらの接点を保持するエレメントに作用するようになっていてもよい。この又はこれらの支承部はこの場合有利には次のように、すなわち支承部が、過負荷防止装置を作動させるために、例えば離反旋回又は離反傾倒によって第１の接点と第２の接点とを互いに離す方向の運動を可能にするように、設計されている。
【００１１】
本発明のさらに別の構成では、第１の接点と第２の接点とが導電接続されている場合に、ろうが第１の接点及び／又は第２の接点と直接接触している。このような構成では、ろうは過負荷防止装置の不作動状態において付加的に、第１の接点と第２の接点との間における移行抵抗を公知のように低下させる汎用のろう接箇所として働く。
【００１２】
さらに本発明の別の構成では、第１の接点が第１のアームに配置されており、かつ／又は第２の接点が第２のアームに配置されている。この場合第１のアーム及び／又は第２のアームは有利には少なくとも部分的に、非導電性の材料から成っている。
【００１３】
特にこのような場合、第１のアーム及び／又は第２のアームが、過負荷防止装置の不作動状態においてろうの作用によって、第１の接点と第２の接点とが導電接続されている位置に保たれるようになっていると、有利である。この場合、ろうが第１及び／又は第２の接点と直接接触している構成と、ろうが第１及び／又は第２のアームと接触している構成の両方が可能である。
【００１４】
本発明の別の構成では、第１のアームに第１のエレメントが配属されており、第２のアームに第２のエレメントが配属されており、第１のエレメント及び／又は第２のエレメントが過負荷防止装置の不作動状態においてろうの作用によって、第１の接点と第２の接点とが導電接続されている位置に保たれるようになっている。
【００１５】
ろうが直接第１及び／又は第２のエレメントと結合されている場合には、これによって例えば、過負荷防止装置の作動特性をその都度の使用目的に合わせることが可能である。言い換えれば、過負荷防止装置の基本構造を多くの使用例のために同じものにすることができ、作動特性は、相応なろうと結合された第１及び第２のエレメントの選択によって決定される。
【００１６】
第１のエレメント及び第２のエレメントが交換可能であると有利である。このようになっていると、第１の接点と第２の接点との間の導電接続を再び生ぜしめるために、作動動作後に過負荷防止装置全体を交換する必要がなくなる。
【００１７】
本発明の別の構成では、第１の導体が第１の接点に溶接されており、かつ／又は第２の導体が第２の接点に溶接されている。導体の自体公知の溶接結合は、溶接結合部がろう接結合部に比べて、極めて高い温度に耐えることができることに基づいて、有利である。例えば内燃機関用のスタータとの関連においては、熱源として作用する整流子の領域において、そこで生じる高い温度に耐えることのできる溶接結合を設けることが通常である。これによって本発明との関連において、電流回路が過負荷防止装置の作動によって規定の箇所で開放されるという利点が得られる。
【００１８】
本発明のさらに別の構成では、第１のアームが第１の貫通孔を有していて、該貫通孔を貫いて第１の導体が延びており、かつ／又は第２のアームが第２の貫通孔を有していて、該貫通孔を貫いて第２の導体が延びている。このような構成は特に、第１の接点及び／又は第２の接点が前記貫通孔の領域に、例えば相応なアームの内側に配置されている場合に、可能である。
【００１９】
本発明において使用されるろうが軟ろうであると有利である。この軟ろうは例えば、軟ろうＳｎ６０Ｐｂである。一般にろうの選択もしくはその溶融温度の選択によって、過負荷防止装置の作動温度が決定される。この関連においてしかしながら、周囲温度の急激な上昇時にもろう自体は、いわばウォーミングアップ段階（Ａｕｆｗａｅｒｍｅｐｈａｓｅ）後に初めて溶融温度に達するということを、考慮しなくてはならない。この移行段階の長さは従って、過負荷防止装置の作動遅れの値であり、この場合この段階の長さは例えば使用されるろうの量によって影響される。特に内燃機関用のスタータとの関連においては、過負荷防止装置があまり速く作動しないと有利である。それというのは、許容温度が短時間超えられることは、多くの場合許容すべきであるからである。
【００２０】
本発明の別の有利な構成では、過負荷防止装置が約３２０℃の周囲温度で作動するようになっている。例えば内燃機関用のスタータとの関連においては、この温度は限界値に相当しており、この限界値以上では、冒頭に述べた臨界状態を考慮しなくてはならない。
【００２１】
既に述べたように本発明による過負荷防止装置は、電気機器との関連において特に有利に使用することができる。従って本発明は、本発明による過負荷防止装置を有する電気機器にも関する。同様に既に述べたように、この電気機器は例えば内燃機関用のスタータ又はスタータ・ジェネレータによって形成可能である。
【００２２】
電気機器における整流子は多くの場合、極めて強力な熱源であるので、過負荷防止装置が整流子の領域に配置されていると有利である。しかしながらまた、その他のポジションも可能である。それというのは、過負荷防止装置の作動温度は相応なろうの選択によって合わせることができるからである。
【００２３】
本発明による電気機器の別の構成では、過負荷防止装置が、整流子と共働するブラシを保持するブラシプレートに配置されている。このような構成には、ブラシプレートをもはや直接磁界巻線に溶接する必要がないという利点がある。そしてこの場合構成に応じて、本発明による過負荷防止装置のろうは、磁界巻線とブラシプレートとの間の接続部を生ぜしめることができる。このような場合接続部は解離可能な接続部であるので、修理、保守又はテストを目的としてブラシプレートを交換することが可能である。
【００２４】
本発明の別の構成では、ブラシがブラスブラシを有しており、過負荷防止装置が、プラスブラシに給電する電流供給部が接続結合された接続アングルに配置されている。このような構成には、ブラシ装置全体が過負荷防止装置の作動時に無電圧になるという利点がある。
【００２５】
また何ら制限されることなく、本発明による電気機器は、内燃機関用のスタータ又はスタータ・ジェネレータであってよい。
【００２６】
さらにまた、特殊な構成とは無関係に独立して、本発明は過負荷防止装置としてのろう接箇所の使用にも関する。
【００２７】
図面
次に図面を参照しながら本発明を説明する。
【００２８】
図１は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の単純な第１実施例を示す図である。
【００２９】
図２は、図１に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【００３０】
図３は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第２実施例を示す図である。
【００３１】
図４は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第３実施例を示す図である。
【００３２】
図５は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第４実施例を示す図である。
【００３３】
図６は、図５に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【００３４】
図７は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第５実施例を示す図である。
【００３５】
図８は、図７に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【００３６】
図９は、不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第７実施例を示す図である。
【００３７】
図１０は、図９に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【００３８】
図１１は、アイドリング運転時におけるスタータの電圧と電流とブラシ温度とブラケット温度との間の関係を示すグラフである。
【００３９】
図１２は、負荷運転時におけるスタータの電圧と電流とブラシ温度とブラケット温度との間の関係を示すグラフである。
【００４０】
実施例の記載
図１及び図２には、本発明による過負荷防止装置の簡単な第１実施例が示されており、この場合過負荷防止装置は図１では不作動状態で、図２では作動状態で示されている。図１には第１の接点１と第２の接点とが略示されていて、この場合第１の接点１と第２の接点とは互いに間隔をおいて配置されている。図１に示された過負荷防止装置の不作動状態において、例えば軟ろうであるろう３は、第１の接点１を第２の接点２と導電接続している。第１の接点１もしくは第２の接点２の温度及び／又は周囲温度が、過負荷状態に基づいて、規定の値を上回ると、ろう３はその溶融温度に達し、溶融過程が始まる。もっとも簡単な場合、液状のろう３は単に下方に向かって滴下し、これによって第１の接点１と第２の接点２との間の電気接続が中断される。本発明による過負荷防止装置は有利には、通常汎用のろう接箇所が存在しない環境、又は、汎用のろう接箇所のために使用されるろうが、ろう３の溶融温度よりも明らかに高い溶融温度を有している環境において、使用される。第１の接点１及び／又は第２の接点２と、図１及び図２には示されていない導体との接続は、例えば溶接によって行うことができる。これによって、これらの接続部は高温時にも解除されないことが保証される。
【００４１】
図３には、本発明による過負荷防止装置の第２実施例が示されている。第１の接点１の下に配置された第２の接点２は、ろう３を介して第１の接点１と導電接続されている。この実施例では第１の接点１と第２の接点２とは過負荷防止装置の不作動状態で、有利には、汎用のろう接箇所の形式で互いに接触している。例えば撚り線によって形成されている第２の接点２には、略示されているように重力Ｆが作用しており、つまり第１の接点１と第２の接点２と空間的な配置形式に基づいて、第１の接点１から離れる方向に向けられた力が作用している。過負荷状態に関連した温度上昇が、ろう３をその溶融温度にまで加熱し、この際に第２の接点２は重力によって下方に向かって運動し、その結果第１の接点１と第２の接点２との間における電気接続が中断される。
【００４２】
図４には、本発明による過負荷防止装置の第３実施例が略示されている。第１の接点１はろう３によって、撚り線の形で示された第２の接点２と導電接続されている。この実施例においても、第１の接点１と第２の接点２とが互いに導電接続されている場合、つまり過負荷防止装置が不作動状態を占めている場合には、第１の接点１と第２の接点２とは互いに接続されている。第２の接点２には、第１の接点１から離れる方向に向けられた力Ｆが作用している。力Ｆは、図４に示された実施例ではばねエレメント４によって生ぜしめられる。ばねエレメント４は図４ではコイルばねとして示されている。しかしながらまた、例えば板ばねやトーションばねのようなその他の適宜なばねエレメントを使用することも可能である。ばねエレメント４の選択時には、ばね力Ｆをあまり大きく選択しないように注意しなくてはならない。それというのは、さもないと、ろう３が溶けていない状態における破損に基づいて、過負荷防止装置が誤って作動するおそれがあるからである。ろう３が溶融温度に達するや否や、第２の接点２はばね力Ｆの作用によって上方に向かって運動させられ、そして第１の接点１と第２の接点２との間における電気接続部が中断される。
【００４３】
図５には、本発明による過負荷防止装置の第４実施例が不作動状態で示されている。ほぼＬ字形の第１の接点１は絶縁材料７の上に配置されている。直角に曲げられた長いＬ字脚の自由端部は、ろう３によって、別の長いＬ字脚の同様に屈曲された自由端部と導電接続されており、この別の長いＬ字脚は第２の接点２に配属されている。第２の接点２もしくはその長いＬ字脚はヒンジ８を介して、同様に第２の接点２に配属されている別の短いＬ字脚と接続されている。第２の接点２もしくはその長いＬ字脚は従って可動に支承されており、この場合第２の接点２の長いＬ字脚の運動は、過負荷防止装置の不作動状態においてはろう３の作用によって回避される。図５に示された実施例では第１の接点１と第２の接点２との間にばねエレメント４が設けられており、このばねエレメント４は第１の接点１及び第２の接点２に対して、両接点を互いに離れる方向に移動させる力Ｆを加える。図５に示された実施例では、コイルばねとして示されたばねエレメント４は第１の接点１もしくは第２の接点２に直接接触しているのではなく、各ばね端部と対応する接点との間には、絶縁体５，６が設けられており、両絶縁体５，６は、第１の接点１がばねエレメント４を介して第２の接点２と電気接続されることを、阻止している。図６には、図５に示された過負荷防止装置が作動状態で示されている。ろう３が過負荷状態に基づいてその溶融温度に加熱されると、第２の接点２の別の長いＬ字形の脚は、図６で見て右に向かって旋回させられる。第２の接点２の別の長いＬ字形の脚の運動は、この場合ばねエレメント４によって生ぜしめられ、この場合図６に示された過負荷防止装置は力バランス状態にある。図５及び図６に示された実施例には特に次のような利点がある。すなわちこの場合特に、図示されていない導体を２つの短いＬ字脚と例えば溶接によって接続することが可能であり、その結果図示されていない両導体は、過負荷防止装置の作動時にも運動しなくて済む。さらに図５及び図６に示された実施例は、原則的にＳＭＤ技術の形式に基づく固定のために適している。そのためにエレメント７はその上側面に相応な接点ポイントを有しており、かつ第１の接点１及び第２の接点２の短いＬ字脚は、これらの接点面と例えば溶接によって結合される。
【００４４】
図７には、本発明による過負荷防止装置の第５実施例が不作動状態で示されており、これに対して図８には図７に示された過負荷防止装置が作動状態で示されている。本発明による過負荷防止装置の第５実施例では、第１の接点１が第１のアーム１１に固定されており、この第１のアーム１１は図示の実施例では非導電性の材料から製造されている。同様に第２の接点２は、同様に非導電性の材料から製造された第２のアーム１０に固定されている。図７に示された過負荷防止装置の不作動状態において、第１の接点１と第２の接点２とは互いに面で接触しているので、両接点は互いに導電接続されている。この導電接続のためにはろう３も役立つが、このろう３はしかしながらまず第１に、過負荷防止装置の不作動状態において第１のアーム１１と第２のアーム１０もしくは第１の接点１と第２の接点２との相互の位置を維持するために設けられている。第１のアーム１１はヒンジ９を介して適宜な材料７に旋回可能に配置されている。同様な形式で第２のアーム１０は第２のヒンジ８を介して材料７に支承されている。第１のアーム１１と第２のアーム１０との間には、コイルばねの形のばねエレメント４が配置されており、このばねエレメント４は第１のアーム１１ひいては第１の接点１と第２のアーム１０ひいては第２の接点２とに、それぞれの接点を他方の接点から離反する方向に作用する力Ｆを加えている。この実施例では第１のアーム１１及び第２のアーム１０は非導電性の材料から製造されているので、ばねエレメント４は直接第１のアーム１１及び第２のアーム１０に作用することができ、つまり絶縁は不要である。不作動状態において第１のアーム１１ひいては第１の接点１と第２のアーム１０ひいては第２の接点２との互いに離反する方向の運動は、ろう３の作用によって阻止される。しかしながらろう３が過負荷状態に基づいてその溶融温度に達するやいなや、第１のアーム１１ひいては第１の接点１と第２のアーム１０ひいては第２の接点２とは、図８に示されている位置に移動し、この位置において第１の接点１と第２の接点２との間の電気接続は中断されている。
【００４５】
図９には本発明による過負荷防止装置の第７実施例が不作動状態において示され、これに対して図１０には図９に示された過負荷防止装置が作動状態で示されている。図１〜図８に示された本発明による過負荷防止装置の実施例は、比較的簡単な構造を有しており、ゆえに製造コストは比較的安価である。しかしながら図１〜図８に示された実施例では過負荷防止装置の作動後に、過負荷防止装置全体を交換すること、又は場合によっては第１の接点１と第２の接点２とが相応な位置にもたらされた後で、第１の接点１と第２の接点２との間の電気接続を再び生ぜしめるために、新たにろう３を設けることが、必要である。それに対して図９及び図１０に示された本発明による過負荷防止装置の実施例は、次のような利点を有している。すなわち図９及び図１０に示された実施例では、過負荷防止装置の作動後に第１の接点１を第２の接点２と新たに電気接続するために、過負荷防止装置の一部だけもしくは１つの構成部材だけを交換すればよい。本発明の第７実施例による過負荷防止装置は、非導電性の材料から成る第１のアーム１１を有しており、この第１のアーム１１に第１の接点１が固定されている。相応に、非導電性の材料から成る第２のアーム１０は第２の接点２を有している。図９に示された過負荷防止装置の不作動状態において、第１の接点１と第２の接点２とは、両接点が導電接続されているように、互いに接触している。第１の接点１の領域において第１のアーム１１は貫通孔１９を有しており、この貫通孔１９は第１の接点１の背側の一部を露出させている。第１の接点１のこの区分において、略示された第１の導体１５が溶接結合部１７を介して第１の接点１の固定されている。同様な形式で第２のアーム１０は第２の接点２の領域に貫通孔１８を有しており、この貫通孔１８は第２の接点２の背側の一部を露出させている。略示された第２の導体１４は、貫通孔１８を貫いて延びていて、溶接結合部１６を介して第２の接点２と導電接続されている。第１のアーム１１及び第２のアーム１０は、適宜な支承部８，９を介して適宜な保持材料７と結合されている。第１のアーム１１と第２のアーム１０との間にはばねエレメント４が配置されており、このばねエレメント４は、第１のアーム１１ひいては第１の接点１と第２のアーム１０ひいては第２の接点２とに、両接点を互いに他方から離反させる方向に作用する力Ｆを加えている。不作動状態において過負荷防止装置は、ろう３の作用によって、図９に示された位置に保たれる。ろう３はこの場合第１のエレメント１３を第２のエレメント１２と結合している。第１のエレメント１３と第２のエレメント１２とはこの場合、摩擦力結合式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に及び／又は形状結合式（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に第１のアーム１１及び第２のアーム１０に解離可能に結合されている。ろう３が過負荷状態に基づいてその溶融温度に加熱されるやいなや、第７実施例による過負荷防止装置は、図１０に示された位置を占める。この位置において第１のアーム１１は図１０で見て支承部９を中心にして左に向かって旋回させられており、第２のアーム１０は支承部８を中心にして右に向かって旋回させられている。第１のアーム１１及び第２のアーム１０のこの運動はこの場合、ばねエレメント４によって生ぜしめられた力によって惹起される。第１の接点１と第２の接点２との間における電気接続を、本発明の第７実施例による過負荷防止装置の作動後に再び生ぜしめるために、第１のエレメント１３及び第２のエレメント１２は第１のアーム１１もしくは第２のアーム１１から取り外される。次いで第１のアーム１１及び第２のアーム１０は、ばねエレメント４によって生ぜしめられるばね力に抗して押し合わされ、これによって第１の接点１と第２の接点２との間においては再び電気接続が生ぜしめられる。この位置において、新しい第１のエレメント１３と、ろう３を介して該第１のエレメント１３に結合された第２のエレメント１２とから成る新しい複合体が、交換される。本発明による過負荷防止装置の、図９及び図１０に示された第７実施例には、さらに次のような利点がある。すなわちこの実施例では、第１のエレメント１３と第２のエレメント１２と適宜な融点を有するろう３とから成る複合体を使用することによって、過負荷防止装置が作動する温度を簡単に合わせることができる。
【００４６】
上に述べたように、また何ら制限なしに、本発明による過負荷防止装置は有利な形式で、電気機器特に内燃機関のスタータ又はスタータ・ジェネレータと共に使用することができる。このような電気機器では、通常運転時においても、高い温度が生ぜしめられるので、相応な接触接続を行うために、通常、ろう接結合部の代わりに溶接結合部が設けられている。
【００４７】
図１１には、アイドリング運転時におけるスタータの供給電圧Ｕと電流強さＩとブラシ温度ＴＢとブラケット温度ＴＨとの関係が示されており、この場合ろうは軟ろうＳｎ６０Ｐｂによって形成されている。特性線を形成するために、図５及び図６に示された実施例にほぼ相当する過負荷スイッチが、整流子の領域において整流子と共働するブラシを保持するブラシプレートに配置されている。特別に過負荷防止装置は接続アングルに配置されており、この接続アングルには、プラスブラシに電流を供給する電流供給部が接続されており、これによって、過負荷防止装置の作動時にブラシ装置全体が無電圧になる、という利点が得られる。図１１から分かるように、供給電圧Ｕはスタータのアイドリング運転時にほぼ１１．４Ｖまで降下し、この場合スタータは約１００Ａの電流を受容する。時点ｔ０におけるほぼ２０℃の周囲温度を起点として、ブラシ温度ＴＢ及びブラケット温度ＴＨは時間と共に上昇する。時点ｔ１≒１４８秒において、ろうがその溶融温度にまで加熱したことに基づいて、過負荷スイッチが作動する。過負荷防止装置の作動と共に電流回路は、電流Ｉの経過において分かるように、中断される。同時に供給電圧Ｕは１２Ｖのアイドリング電圧に上昇する。この時点ｔ１において既に２８０℃を越える値に達しているブラシ温度ＴＢは、過負荷防止装置の作動後に急激に低下し、その結果全体として臨界的な状態を回避することができる。
【００４８】
図１２には、２５０Ａの電流受容において負荷運転されるスタータの供給電圧と電流強さとブラシ温度とブラケット温度との関係が示されている。この場合においてもろうは軟ろうＳｎ６０Ｐｂによって形成されている。特性線を形成するためには、図１１の特性線を形成するのと構造的に同じ過負荷防止装置が使用されている。過負荷防止装置の配置形式のまた図１１の場合に相当している。図１２から分かるように、スタータの前記負荷状態において供給電圧Ｕはほぼ１０．８Ｖに降下し、この場合スタータは約２５０Ａの前記電流を受容する。時点ｔ０におけるほぼ２０℃の周囲温度を起点として、ブラシ温度ＴＢ及びアングル温度ＴＨは時間と共に上昇する。時点ｔ２≒１５６秒において、ろうがその溶融温度にまで加熱されたことに基づいて、過負荷スイッチが作動する。過負荷防止装置の作動と共に、電流回路は、電流Ｉの経過において分かるように中断される。同時に供給電圧Ｕは１２Ｖのアイドリング電圧に上昇する。この時点ｔ２において既に２６０℃を越える値に達しているブラシ温度ＴＢは、過負荷防止装置の作動後に急激に低下し、その結果全体として臨界的な状態を回避することができる。
【００４９】
上に述べたことから分かるように、本発明は自体公知のろう接箇所を過負荷防止装置として使用を可能にしている。
【００５０】
本発明による過負荷防止装置の上記実施例は、単に本発明の目的を概略的に記載するものであって、本発明を制限するものではない。従って、本発明の枠を逸脱することなしに、種々様々な変化実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の単純な第１実施例を示す図である。
【図２】
図１に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【図３】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第２実施例を示す図である。
【図４】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第３実施例を示す図である。
【図５】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第４実施例を示す図である。
【図６】
図５に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【図７】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第５実施例を示す図である。
【図８】
図７に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【図９】
不作動状態における、本発明による過負荷防止装置の第７実施例を示す図である。
【図１０】
図９に示された過負荷防止装置の作動状態を示す図である。
【図１１】
アイドリング運転時におけるスタータの電圧と電流とブラシ温度とブラケット温度との間の関係を示すグラフである。
【図１２】
負荷運転時におけるスタータの電圧と電流とブラシ温度とブラケット温度との間の関係を示すグラフである。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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