Anlasser-Relais-Trenndiode
 
alle genannten Marken- und Produktbezeichnungen sind Warenzeichen der entsprechenden Inhaber
 

Auf einem Aluminiumboot ist es sinnvoll, die gesamte Elektrik "massefrei" zu verlegen.

Was ist "massefrei" ?
Der Minuspol der Batterie hat (im Idealfall) keinerlei Verbindung mit dem Metallrumpf.
D.h., der Isolationswiderstand zwischen Minuspol und Metallrumpf ist (im Idealfall) unendlich groß.l
Ein Amperemeter vom Pluspol der Batterie zum Metallrumpf geschaltet, zeigt (im Idealfall) Null Ampere Leck-Strom an.
Leider ist der Idealfall nicht erreichbar: Feuchtigkeit und/oder schlechte Isolierung senken den Isolationswiderstand auf einen endlichen Wert ab.
Daher ist der o.g. Leck-Strom nicht Null, sondern bewegt sich im Bereich von einigen Mikroampere (Millionstel-Ampere).
Der Isolationswiderstand ergibt sich dann aus der Division "Batteriespannung / Leck-Strom".
Auch teure Anzeigegeräte messen nichts anderes als den Leck-Strom oder den Isolationswiderstand.

Warum "massefrei" ?
Jeder Verbraucher (z.B. eine Lampe) ist über ein Plus- und ein Minuskabel mit der Batterie verbunden.
Jedes Kabel kann auf vielfache Weise (Durchscheuern, Einklemmen,Feuchtigkeitsbrücke usw.) einen mehr oder weniger leitenden, ungewollten Kontakt zum Metallrumpf haben. Ich nenne das im Folgenden "Kurzschluss".

Wenn ein Kurzschluss zwischen Minuskabel und Metallrumpf auftritt, hat das zunächst keine Folgen:
Weil der Pluspol nicht mit dem Metallrumpf verbunden ist, kann auch kein Strom fließen.

Wenn ein Kurzschluss zwischen Pluskabel und Metallrumpf auftritt, gibt es 2 Möglichkeiten:

a) nicht massefreie Installation:

Der Pluspol ist jetzt über den Kurzschluss und den Rumpf mit dem Minuspol der Batterie verbunden.
Es fließt ein Strom über den Rumpf, der längs des Rumpfes einen Potentialunterschied erzeugt.
Ein Potentialunterschied längs des Rumpfes kann zu Elektrolyseschäden führen.

b) massefreie Installation:
Der Pluspol ist zwar über den Kurzschluss mit dem Metallrumpf verbunden, ein Strom kann aber nicht fließen, weil keine Verbindung zum Minuspol besteht.

Die Montage der Maschine macht zunächst einen Strich durch die massefreie Installation:
Die Maschine hat nämlich in der Regel mehr oder weniger guten Kontakt zum Rumpf.
Und der Anlasser-Motor ebenso wie das Anlasser-Relais sind mit ihrem Minuspol direkt mit dem Motorblock verbunden.
Um also starten zu können, muss der Minuspol der Batterie mit dem Motorblock und damit mit dem Minuspol von Anlasser und Startrelais verbunden werden. Und damit ist der Minuspol ungewollt auch mit dem Metallrumpf verbunden.

Das Masse-Relais löst dieses Problem:
Der Motorblock ebenso wie der Metallrumpf ist nur kurz während des Startvorgangs mit dem Minuspol der Batterie verbunden.

Aber halt!
Damit Masse-Relais und Anlasser-Relais vom Starter-Taster aktiviert werden können, müssen beide mit einem Bein am Minuspol und mit dem anderen Bein am Pluspol hängen. Und das ergibt ein neues Problem.
Betrachten Sie das Schaltbild:

Beim Drücken des Starter-Tasters zieht das Masse-Relais an und verbindet den Motorblock mit dem Minuspol.
Dadurch kann gleichzeitig auch das Anlasser-Relais anziehen und den Anlasser mit Plus verbinden.

Über das Masse-Relais und das Anlasser-Relais ist der Minuspol mit dem Motorblock und damit mit dem Metallrumpf verbunden!

Die eingezeichnete Trenndiode sorgt nun dafür, das im o.g. Kurzschluss-Szenario der Stromfluss von Plus nach Minus verhindert wird. Die Diode im Bild läßt Strom von links nach rechts (Starterstrom), aber nicht von rechts nach links (Kurzschlusstrom) durch.

Die Trenndiode muß (wie im Bild) so geschaltet sein, dass sie mit der Kathode am Anlasser-Relais liegt.
Und sie muss so dimensioniert sein, dass sie den Schaltstrom des Anlasser-Relais verkraftet.
Der liegt in der Größenordnung von ca. 5 Ampere (messen!).

Was ist ein Relais ?
Ein Relais besteht aus einer Spule und einem Schaltkontakt (-Paar).
Wenn die Spule von einem (relativ schwachen) Strom durchflossen wird, wird sie magnetisch und kann mit Hilfe ihrer magnetischen Anziehung den Schaltkontakt (Arbeitskontakt) schließen.
Der Strom über den Schaltkontakt kann in der Regel um ein Vielfaches höher sein als der Strom durch die Spule:
Das Anlasser-Relais schaltet mit relativ geringem Strom (dünne Kabel zum Start-Taster, ca. 5 A) einen Anlasser-Strom in der Größenordnung um 500 A (fingerdicke Kabel direkt von der Batterie)

 

wird noch ergänzt...