DE10008577A1 - Stromunterbrechungs-Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Stromunterbrechungs-Vorrichtung weist eine Zündeinheit auf, die innerhalb einer zylindrischen Wandung eingerichtet ist, welche in eiem Hauptgehäuse ausgebildet ist. Eine Halterung ist innerhalb der zylindrischen Wandung derart angeordnet, dass sie der Zündeinheit gegenübersteht. Die Halterung weist einen mit der zylindrischen Wandung verbundenen Vorsprung auf, und ein Sicherungselement wird von der Halterung gehalten. Jedes Ende des Sicherungselements ist elektrisch verbunden mit einem von zwei Verbindungsklemmen, die in dem Hauptgehäuse angeordnet sind. Die Halterung wird durch einen in dem Hauptgehäuse ausgebildeten Verriegelungsvorsprung befestigt, wenn jedes Ende des Sicherungselements sich mit einen der Verbindungsklemmen verbunden hat. Die Halterung ruht auf dem Verriegelungsvorsprung, wenn das Sicherungselement nach einer Aktivierung der Zündeinheit von den Verbindungsklemmen gelöst worden ist. Das Sicherungselement ist mit einem Einfügungsloch in der Halterung verbunden und wird durch dieses Loch gestoppt. Die Verbindungsklemmen sind jeweils behälterartige Klemmen, die zwei elastische Kontaktstreifen-Abschnitte aufweisen, wobei einer der Abschnitte mit einem Ende des Sicherungselements verbunden ist und der andere mit einem gegenüberliegenden Anschluss des Stromkreises verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung, um instantan einen Stromkreis mit einem durch eine Zündeinrichtung erzeugten Gasdruck zu unterbrechen, um ein Sicherungselement von einem Paar von Verbindungsklemmen auszulösen.

Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Sicherung 61, um einen Starkstromkreis zu unterbrechen. Die Sicherung 61 weist ein Hauptgehäuse aus Kunstharz, ein in das Hauptgehäuse aufgenommenes Sicherungselement 63 aus leitendem Metall und eine Abdeckung 64 aus Kunstharz auf, um die obere Öffnung des Hauptgehäuses 62 abzudecken.

Das Sicherungselement 63 weist eine im allgemeinen eine U- förmige Basisplatte 65, zwei Klemmen 66, die jeweils einzeln mit der Basisplatte 65 an einem Ende der Basisplatte 65 ausgebildet sind und ein an der Basisplatte 65 angebrachtes Blechstück 67 zur Wärmespeicherung auf. Gegenüber jeder Klemme befindet sich ein elastischer Kontaktstreifen 68, der getrennt von dem Sicherungselement 63 ausgebildet ist. Die Klemme 66 und der elastische Kontaktstreifen 68 können einen Kontaktstift einer Sicherungsbox (nicht dargestellt) oder dergleichen kontaktieren. Die Kontaktstifte werden über eine untere Öffnung 69 des Hauptgehäuses 62 eingeführt.

Die Basisplatte 65 ist mit einem diagonal nach außen überstehenden Verriegelungsstück 70 ausgebildet. Das Verriegelungsstück 70 grenzt gegen einen inneren Vorsprung des Hauptgehäuses 62, um zu verhindern, dass das Sicherungselement 63 von dem Hauptgehäuse 62 gelöst wird.

Die Basisplatte 65 wird durch einen Überstrom geschmolzen und unterbricht somit einen angeschlossenen Stromkreis.

Fig. 4 zeigt eine Kurve, die die Zeitdauer angibt, die zum Schmelzen der Sicherung 61 nötig ist. Diese Zeitdauer ist eine Funktion des angelegten Stromes. Diese Schmelzcharakteristik erhält man durch eine in Fig. 5 gezeigte Messvorrichtung.

In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine Sicherung, das Bezugszeichen 71 eine Stromschiene, die mit der Sicherung 61 verbunden ist und das Bezugszeichen 72 eine elektrische Leitung, die für die Stromversorgung mit der Stromschiene 71 verbunden ist. Zwei Stromschienen 71 sind auf einem Sockel 73 befestigt, der aus einem Isoliermaterial hergestellt wurde. Jede Stromschiene 71 weist einen nach oben wegstehenden Stecker 74 auf, der mit der Klemme 66 (siehe Fig. 3) der Sicherung 61 verbunden werden kann.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird die Schmelzzeitdauer T mit zunehmendem Strom I gemäß einer quadratischen Kurve kleiner. Insbesondere dort, wo der angelegte Strom I vergleichsweise niedrig ist, nimmt die Schmelzzeitdauer T signifikant zu, was in dem mit der gestrichelten Linie A umrandeten Bereich gezeigt ist. Die vertikale Skala für die Schmelzzeitdauer T ist logarithmisch.

Die herkömmliche Sicherung 61, wie in Fig. 4 dargestellt, benötigt eine signifikant lange Schmelzzeitdauer T, falls der Überstrom innerhalb eines kleinen Bereiches liegt. Daher ist es schwierig, einen angeschlossenen Stromkreis bei einem kleinen Überstrom instantan zu unterbrechen. Eine lange Schmelzzeitdauer tritt ebenso im Falle eines zeitweiligen Kurzschlusses oder eines kleinen Kriechstroms auf. Außerdem wird sogar in einem anormalen Fahrzeugzustand wie einem Kollisionsunfall, ein Stromkreis nicht unterbrochen, wenn kein ausreichender Überstrom vorliegt. Eine herkömmliche Sicherung weist die oben beschriebenen Nachteile auf.

Um diese Problem zu lösen, wird eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung 76 vorgeschlagen, die in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt ist.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung 76 ein Paar von Anschlüssen 77, 78 auf, zwei mehrfach kontaktierte elastische Bleche 80 (Fig. 7), wobei jedes mit einem der Anschlüsse 77, 78 verbunden ist, einen elektrisch leitenden Schaft 79, der schiebbar mit den Blechen 80 verbunden ist und eine Zündeinheit 81, die an einer Seite des Schafts 79 angebracht ist.

Der Schaft 79 ist an seinem anderen Ende mit einem Antriebsschaft 82 verbunden. Der Antriebsschaft 82 ist mit einer Torsionsfeder 83 befestigt. Die Zündeinheit 81 weist innen ein Gasausdehnungsmittel und ein Heizelement auf. Das Heizelement ist mit einem Paar von Drähten 84 verbunden. Der Schaft 79 und der Antriebsschaft 82 sind schiebbar in einem Gehäuse 85 der Stromunterbrechungs-Vorrichtung 76 aufgenommen.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Anschlüsse 77, 78 jeweils mithilfe von einem der Bleche mit dem Schaft 79 verbunden. Ein zwischen den Anschlüssen 77, 78 fließender Überstrom wird von einem Sensor detektiert. Darauffolgend wird ein Strom an die Drähte 84 angelegt, so dass das Heizelement das Gasausdehnungsmittel aufheizt. Der Ausdehnungsgasdruck bewegt den Schaft 79 in die Unterbrechungs-Richtung. Dies unterbricht die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 77 und 78. Die Torsionsfeder 83 drängt das Stopp-Element 86 nach außen, so dass das Stopp-Element 86 an das Gehäuse 85 angrenzt und eine Rückwärtsbewegung des Schafts 79 verhindert wird.

Die Stromunterbrechungs-Vorrichtung 76 weist jedoch die im folgenden erläuterten Nachteile auf. Diese bestehen insbesondere darin, dass die Stromunterbrechungs-Vorrichtung 76 die, mit den Anschlüssen 77, 78 verbundenen, teuren mehrfach kontaktierten elastischen Bleche 80 aufweist, welche eine reduzierte Reibungskraft ermöglichen. Die Stromunterbrechungs- Vorrichtung 76 benötigt ferner Bauteile in erhöhter Anzahl und mit erhöhten Kosten und ist kompliziert in der Konfiguration, weil die Torsionsfeder 83 und das Stopp-Element 86 zum Stoppen des Schafts 79 verwendet werden. Zusätzlich vergrößern die mehrfach kontaktierten elastischen Bleche 80 die Anschlüsse 77, 78 und den Schaft 79, um den elektrischen Widerstand zwischen den Blechen 80 und dem Schaft 79 zu verkleinern, was dazu führt, dass die angrenzenden Bauteile der Stromunterbrechungs-Vorrichtung 76 vergrößert werden, was wiederum zu einer in der Gesamtgröße vergrößerten Unterbrechungsvorrichtung führt.

Die japanische Patentanmeldung mit der Nummer H.10-241524 offenbart eine Stromunterbrechungs-Vorrichtung (nicht dargestellt), in der eine Gasexpansionskraft ein Verbindungssubstrat zerbricht, um einen Stromkreis zu unterbrechen. Aufgrund dieser Konfiguration ist die Stromunterbrechungs-Vorrichtung nicht wiederverwendbar und wird nicht allgemein für verschiedene Verwendungszwecke eingesetzt. Außerdem weist die Stromunterbrechungs-Vorrichtung den weiteren Nachteil auf, dass ihr Hauptgehäuse eine Zündeinheit enthält, die eine zusätzliche Anpassungsarbeit benötigt, um die Zündeinheit durch Verriegeln zu sichern.

In Anbetracht der Nachteile der zuvor erwähnten Sicherungen und Unterbrechungs-Vorrichtungen liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung zu schaffen, die sogar bei einem kleinen Überstrom einen Stromkreis aktiv unterbrechen kann. Die Unterbrechungs- Vorrichtung ermöglicht ferner ein zuverlässiges Unterbrechen des Stromkreises, wenn ein Sensor einen anormalen Zustand, wie einen unbeabsichtigt wärmeerzeugenden Zustand oder einen Unfall mit einer Fahrzeugkollision, detektiert. Zusätzlich weist die Unterbrechungs-Vorrichtung eine vereinfachte Konfiguration auf, die aus einer reduzierten Anzahl von Bauteilen besteht. Die Unterbrechungs-Vorrichtung ist preiswert, kompakt, einfach im Zusammenbau, wiederverwendbar und für Allgemeinzwecke geeignet.

Zur Lösung des Problems weist eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung auf ein Hauptgehäuse, eine innerhalb einer zylindrischen Wandung eingerichtete Zündeinheit, wobei die zylindrische Wandung im Hauptgehäuse ausgebildet ist, eine innerhalb der zylindrischen Wandung derart eingerichtete Halterung, dass sich diese gegenüber der Zündeinheit befindet, einen Vorsprung der Halterung, der in die zylindrische Halterung eingreift, ein Sicherungselement, das von der Halterung gehalten wird und ein Paar von Verbindungsklemmen, die im Hauptgehäuse angebracht sind. Jedes Ende des Sicherungselements ist mit einem der Verbindungsklemmen elektrisch verbunden.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist die Halterung mit einem Verriegelungsvorsprung blockiert, die im Hauptgehäuse ausgebildet ist, wenn jedes Ende des Sicherungselements sich mit einer der Verbindungsklemmen verbunden hat.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine von einer Zündeinheit erzeugte Aktivierungsdruckkraft größer als die Summe der Stopp-Kraft des Verriegelungsvorsprungs und der Reibungskraft zwischen den Verbindungsklemmen und dem Sicherungselement.

Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung ruht die Halterung auf dem Verriegelungsvorsprung, wenn das Sicherungselement nach der Aktivierung der Zündeinheit von den Verbindungsklemmen freigegeben worden ist.

Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung greift das Sicherungselement in das Einfügungsloch der Halterung ein und wird durch dieses gestoppt.

Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung ist die Zündeinheit derart in die zylindrische Wandung hineingepresst, dass sie in der zylindrischen Wandung befestigt ist.

Gemäß einem siebten Gesichtspunkt der Erfindung sind die Verbindungsklemmen jeweils in dem Hauptgehäuse mit einem Verriegelungsstück befestigt.

Gemäß einem achten Gesichtspunkt der Erfindung sind die Verbindungsklemmen jeweils eine behälterartige Klemme, die zwei elastische Kontaktstreifen-Abschnitte aufweist, wobei der eine mit einem Ende des Sicherungselements und der andere mit einer gegenüberliegenden Klemme des Stromkreises verbunden ist.

Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung kann die zylindrische Wandung den Vorsprung der Halterung wie eine Kolbenbewegung eines Zylinders führen, so dass der Gasausdehnungsdruck zuverlässig die Halterung herauszwingt. Daher kann die Unterbrechungs-Vorrichtung den Stromkreis schlagartig unterbrechen, sogar bei einem kleinen Überstrom oder bei einem anormalen Zustand des Fahrzeugs, bei dem kein Überstrom auftritt, wie bei einer Kollision oder einer unbeabsichtigten Wärmeerzeugung im Fahrzeug. Die Zündeinheit ist aufgrund der oben erwähnten Konstruktion der Halterung und der zylindrischen Wandung in der Größe reduziert, wodurch die Stromunterbrechungs-Vorrichtung kompakt wird. Das Sicherungselement und die Verbindungsklemmen, die einfach und preiswert sind, können sich voneinander lösen, um zuverlässig den Stromkreis zu unterbrechen, weil die das Sicherungselement haltende Halterung durch den Ausdehnungsdruck der Zündeinheit bewegt wird. Die erfindungsgemäße Stromunterbrechungs- Vorrichtung weist eine höhere Funktionalität als die herkömmliche Starkstromsicherung auf, verursacht aber verglichen mit der herkömmlichen Sicherung keine signifikante Vergrößerung in der Größe der Stromunterbrechungs-Vorrichtung. Zudem kann das Sicherungselement, welches durch einen Strom geschmolzen wird, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, den Stromkreis bei einem Überstrom ohne Zündung der Zündeinheit unterbrechen, was eine selektive Benutzung der Stromunterbrechungs-Vorrichtung einschließlich dem Wiederverwenden gemäß einer Anwendung der Unterbrechungs- Vorrichtung ermöglicht.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird die Halterung zuverlässig durch den Verriegelungsvorsprung an dem Gehäuse gehalten, während sich die Verbindungsklemmen mit dem Sicherungselement verbinden. Die Halterung kann zusätzlich einfach auf dem Gehäuse befestigt und von dem Gehäuse entfernt werden.

Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung lässt bei Zündung der Zündeinheit der Verriegelungsvorsprung aktiv die Halterung frei, so dass das Sicherungselement von den Verbindungsklemmen losgelöst wird, um den angeschlossenen Stromkreis zu unterbrechen.

Gemäß dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung ruht die Halterung auf dem Verriegelungsvorsprung, wenn der Vorsprung die Halterung losgelassen hat und verhindert so, dass das Sicherungselement unbeabsichtigt die Verbindungsklemmen berührt, um einen unterbrochenen Zustand des Stromkreises beizubehalten. Der für das Blockieren und Halten der Halterung verwendete Vorsprung ist vorteilhaft für die Reduzierung der Anzahl der Bauteile und für die Reduzierung der Herstellungskosten.

Gemäß dem fünften Gesichtspunkt der Erfindung wird das Sicherungselement in zwei Durchgangslöcher der Halterung eingesetzt, um darin blockiert zu sein und eine einfache Verbindung mit der Halterung zu ermöglichen. Das Sicherungselement kann leicht von der Halterung gelöst werden. Die Halterung kann allgemein für verschiedene Anwendungen verwendet werden, wenn das Sicherungselement gemäß dem angeschlossenen Stromkreis geändert wird. Das heißt, dass die Stromunterbrechungs-Vorrichtung, welche standardmäßige und wiederverwendbare Teile verwendet, für allgemeine Anwendungen geeignet ist, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten der Unterbrechungs-Vorrichtung führt.

Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung wird die Zündeinheit einfach in die zylindrische Wandung gedrückt, um darin eingesetzt zu sein. Die Zündeinheit kann auf einfache Weise aus der zylindrischen Wandung ausgebaut werden, um ausgewechselt zu werden.

Gemäß dem siebten Gesichtspunkt der Erfindung kann das Verriegelungsstück einfach die Verbindungsklemme im Gehäuse blockieren. Außerdem kann die Verbindungsklemme von dem Gehäuse zur Wartung durch ein Lösen der Verbindung mit der Verriegelungsstück entfernt werden.

Gemäß dem achten Gesichtspunkt der Erfindung weisen die Verbindungsklemmen, die das Sicherungselement mit den Leitungsklemmen elektrisch verbinden können, jeweils zwei elastische Kontaktstreifen-Abschnitte auf. Die Konstruktion der Verbindungsklemmen ist geeignet für die Reduzierung der Anzahl der Bauteile und für die Reduzierung der Herstellungskosten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im weiteren näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Stromunterbrechungs- Vorrichtung zeigt, die sich im Zustand des geschlossenen Stromkreises befindet;

Fig. 2 eine longitudinale Querschnittsansicht, die die Unterbrechungs-Vorrichtung zeigt, die sich im Zustand des unterbrochenen Stromkreises befindet;

Fig. 3 eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Starkstromsicherung zeigt;

Fig. 4 eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Strom und der Schmelzzeitdauer T der in Fig. 3 dargestellten Sicherung zeigt;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die eine Messvorrichtung für die Bestimmung der Charakteristik einer Sicherung zeigt;

Fig. 6 eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Stromunterbrechungs-Vorrichtung zeigt, die sich im Zustand des geschlossenen Stromkreises befindet; und

Fig. 7 eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Unterbrechungs-Vorrichtung zeigt, die sich im Zustand des unterbrochenen Stromkreises befindet.

Mit Bezug auf die Zeichnung wird im folgenden eine erfindungsgemäße Ausführungsform im Detail erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Stromunterbrechungs-Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthält eine Stromunterbrechungs-Vorrichtung 1 ein isolierendes Kunstharzgehäuse 2, ein Paar behälterartiger Verbindungsklemmen 3, ein aus einem elektrisch leitenden Matall hergestelltes, üblicherweise umgedreht U-förmiges Sicherungselement 4, eine Halterung aus Kunstharz 5, Isoliermaterial und eine Zündeinheit 6. Die beiden Klemmen 3 sind jeweils in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 2 aufgenommen. Das Sicherungselement ist mit den beiden Klemmen 3 verbunden. Die Halterung 5 trägt das Sicherungselement 4. Die Halterung 5 ist in dem Gehäuse 2 befestigt und ist in einem mittelhohen Abschnitt des Gehäuses 6 angeordnet. Die Zündeinheit 6 ist so positioniert, dass sie aufwärtsgerichtet der Halterung 5 gegenüber steht. Die Zündeinheit ist in horizontaler Richtung zwischen dem Paar der beiden Klemmen 3 angeordnet.

Das Gehäuse 2 weist z. B. ähnlich zu dem Gehäuse einer herkömmlichen Sicherung eine rechteckige Form (Fig. 3) auf. Das Gehäuse 2 weist eine obere Öffnung 7 auf, die mit einer Kunstharzabdeckung 8 ausgestattet ist. Die Abdeckung 8 verschließt abdichtend die Öffnung 7 durch das Eingreifen eines in der Abdeckung 8 ausgebildeten Einrastabschnitts 9 in einem auf dem Gehäuse 2 ausgebildeten Einrastvorsprung 10. In einem oberen Teil des Gehäuses 2 ist eine hohle Kammer 11 vorgesehen. Unterhalb der hohlen Kammer 11 ist die Halterung 5 angeordnet.

Eine obere Hälfte des Gehäuses 2 ist derart vergrößert, dass sie breiter als die untere Hälfte ist.

Das Gehäuse 2 weist zwei Seitenwände 11 auf, wobei jede mit einem inneren elastischen Verriegelungsvorsprung 13 ausgestattet ist, der sich in einer mittleren Höhe des Gehäuses befindet. Die beiden Vorsprünge 13 sind symmetrisch positioniert, um so die Halterung 5 zu blockieren. Der Verriegelungsvorsprung 13 weist einen Abzweigungsabschnitt 15 auf, der gerade aus einem konischen Teil 14 heraussteht, um so die obere Hälfte des Gehäuses 2 mit der unteren Hälfte zu verbinden, so dass der Verriegelungsvorsprung 13 in Aufwärtsrichtung nach innen geneigt ist. Der Vorsprung 13 weist an seinem freien Ende einen nach innen gerichteten Befestigungsvorsprung 16 auf. Der Befestigungsvorsprung 16 weist eine obere geneigte Führungsfläche 16a und eine untere Befestigungsseite 16b auf. Die Befestigungsseite 16b ist leicht nach oben in horitontaler Richtung geneigt. Die Befestigungsseite 16b grenzt an einen geneigten Vorsprung 18, der auf der Außenfläche 17 der Halterung 5 ausgebildet ist.

Das Gehäuse 2 ist einteilig mit einer zylindrischen Wandung 19 innen in einem transversal mittleren Teil gestaltet. Die zylindrische Wandung 19 ist im Querschnitt rechteckig oder kreisförmig und weist eine obere Öffnung 20 und eine untere Öffnung 21 auf. Ein oberer Raum 22 der zylindrischen Wandung 19 nimmt über der oberen Öffnung einen zentralen Vorsprung 23 der Halterung 5 auf, so dass kein lichter Abstand zwischen zwischen der zylindrischen Wandung 19 und dem Vorsprung 23 vorhanden ist. Der Vorsprung 23 weist im Querschnitt eine rechtwinklige oder kreisförmige Form auf, um so mit der zylindrischen Wandung 19 zusammen zu passen. Für eine einfache Ausrichtung weisen der Vorsprung 23 und die zylindrische Wandung 19 jeweils runde oder konische Führungsflächen auf. Die zylindrische Wandung 19 weist eine, mit einer äußeren Fläche ausgebildete, obere Hälfte auf, die in Aufwärtsrichtung nach innen leicht konisch verläuft, weshalb sie dort eine kleinere Wandstärke aufweist. Die geneigte äußere Fläche 24 ist eine Führungsseite, um die Verbindungsklemme 3 nach unten in den außerhalb der zylindrischen Wandung 19 befindlichen Klemmenaufnahmeraum 25 einzubringen.

Die Zündeinheit 6 wird in einen mittelhohen Abschnitt der zylindrischen Wandung 18 gepresst, um darin unter dem Vorsprung 23 der Halterung 5 befestigt zu werden. Die zylindrische Wandung 19 ist mit einem horizontalen inneren Stopp-Vorsprung 26 versehen, der in einen unteren Abschnitt 27 der Zündeinheit 6 ausgebildeten Vorsprung 28 eingreift, um die Zündeinheit 6 zuverlässig abzustützen. Die Zündeinheit 6 wird durch die obere Öffnung 20 der zylindrischen Wandung 19 nach unten eingeführt, bis die Zündeinheit 6 in den Stopp-Vorsprung 26 eingreift. Bei diesem einfachen Zusammenbau-Schritt wird die Zündeinheit 6 so montiert, dass sie gerade in die zylindrische Wandung 19 passt. Zwischen dem Vorsprung 23 und der Zündeinheit 6 ist ein kleiner lichter Abstand 22 vorgesehen. Die Zündeinheit 6 kann zum Austausch einer gebrauchten Zündeinheit 6 durch Hochschieben des Unterteils 27 der Zündeinheit 6 mit einer wenig stärkeren Kraft vollständig von der zylindrischen Wandung 19 entfernt werden.

Die Zündeinheit 6 weist einen Körper 29 aus Kunstharz, ein abgedichtet in den Körper 29 eingefülltes Gasausdehnungsmittel 30, einen in dem Gasausdehnungsmittel 30 positionierten Heizdraht 31 und ein Paar Leitungsanschlüsse auf, wobei jede mit einem Ende des Heizdrahtes 31 verbunden ist. Die Leitungsanschlüsse 32 stehen von dem Unterteil 27 des Körpers 29 nach unten heraus. Der Körper 29 ist mit einer dünnen Dichtplatte 33 ausgestattet, die an seinem Oberteil ausgebildet ist. Die Leitungsanschlüsse 32 erstrecken sich in einen unteren inneren Raum 34, der von der zylindrischen Wandung 19 gebildet wird. Der innere Raum 34 und die Leitungsanschlüsse 32 bilden einen tiefgelegenen Stecker 35. Der tiefgelegene Stecker 35 verbindet sich mit einem gegenüberliegenden Stecker (nicht dargestellt) zum Liefern eines Zündstroms. Die zylindrische Wandung 19 dient als Zylinder für die kolbenartige Bewegung des Vorsprungs 23 der Halterung 6.

Zwischen der zylindrischen Wandung 19 und der Seitenwand 12 des Gehäuses 2 sind die Klemmenaufnahmekammern 25 vorgesehen. Ein unteres Ende der zylindrischen Wandung 19 wird zu einer unteren Wand 36 der Klemmenaufnahmekammer 25 verbunden. Die untere Wand 36 ist mit Einfügungslöchern 37 ausgestattet, die die Kontaktstifte einer Sicherungsbox (nicht dargestellt) oder etc. aufnehmen. Die Klemmenaufnahmekammer 25 nimmt die Verbindungsklemme 3 auf, die durch die obere Öffnung 7 nach unten eingesetzt wird und ein elastisches Befestigungsstück 38 befestigt die Verbindungsklemme 3 in dem Gehäuse 2.

Die Verbindungsklemme 3 weist an der oberen Seite ein Paar von vergleichsweise kleinen elastischen Kontaktstreifen 40 und an der unteren Seite einen vergleichsweise großen, bogenförmigen elastischen Kontaktstreifen 42 auf. Der obere elastische Kontaktstreifen 40 hält einen streifenförmigen Klemmenabschnitt 39 des Sicherungselements 4. Der bogenförmige elastische Kontaktstreifen 42 hält einen Kontaktstift 41 einer Sicherungsbox (nicht dargestellt). Die elastischen Streifen 40 und 42 werden jeweils durch ein Zurückbiegen nach innen einer Basisplatte 43 des Verbindungssteckers 3 geformt. Der untere elastische Streifen 42 liegt einem vertikalen, geraden Abschnitt 59 einer Kontaktplatte gegenüber, die durch ein Hochheben der Basisplatte 43 nach innen geformt wird.

Die elastischen Streifen 40 und 42 und die Basisplatte 43 werden gemeinsam aus einer Platte geformt. Diese zusammenhängende Konstruktion reduziert die Anzahl der Komponenten und die Kosten der Komponenten verglichen mit einem herkömmlichen Sicherungselement (Fig. 3).

Der ebene Abschnitt 59 der Kontaktplatte wird nahe der Seitenwand 12 eines Gehäuses 2 positioniert. Die Basisplatte 43 einschließlich dem ebenen Abschnitt 59 der Kontaktplatte weist ein unteres Gehäuse auf, von dem das Befestigungsstück 38 nach oben in einer nach außen diagonalen Richtung wegsteht. Das Befestigungsstück 38 weist ein freies Ende auf, welches an einem Vorsprung angrenzt, welcher an einer inneren Wand 44 des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Die innere Wand 44 ist an einer inneren Fläche der Seitenwand 12 derart ausgebildet, dass sie vertikal gerade verläuft. Die innere Wand 44 weist ein unteres Ende auf, welches den Vorsprung 45 innerhalb des Gehäuses bildet. Die Verbindungsklemme 3 wird gleichmäßig entlang der geneigten Führungsfläche 24 der zylindrischen Wandung 19 in die Klemmenaufnahmekammer 25 eingeführt, wenn die Halterung 5 nicht in dem Gehäuse 2 montiert worden ist. Während des Einführungsvorgangs wird das Befestigungsstück 38 nach innen abgelenkt, um an der inneren Wand 44 nach unten zu rutschen, bevor es in einem Raum unterhalb des Vorsprungs 45 aufgenommen wird, um nach außen zurückzukehren und so an den Vorsprung 45 anzugrenzen. Die Verbindungsklemme 3 wird vollständig von dem Gehäuse 2 entfernt, indem das Befestigungsstück 38 mit einem Werkzeug wie einem flachen Schraubenzieher nach innen abgelenkt wird (nicht dargestellt) und das untere Ende der Verbindungsklemme 3 nach oben geschoben wird.

Das Sicherungselement 4, welches mit dem elastischen Kontaktstreifen 40 der Verbindungsklemmen 3 verbunden ist, weist im allgemeinen eine umgedreht U-förmige Form auf. Das Sicherungselement 4 weist eine Basisplatte 47 auf, die einen Sicherungsabschnitt 46 enthält, der einen oberen Teil des Sicherungselements 4 darstellt. Das Sicherungselement 4 weist auch ein Paar von Seitenplatten 48 auf, wobei sich jede nach unten von einem Ende des Sicherungselements 4 erstreckt. Jede Seitenplatte 48 weist am unteren Ende einen Abschnitt auf, der den streifenförmigen Anschlussabschnitt 39 darstellt, welcher zwischen dem Paar von elastischen Kontaktstreifen 40 eingefügt ist. Der Schmelzabschnitt 46 ist im allgemeinen in der Mitte der Basisplatte 47 positioniert, die schmaler als der andere Teil der Basisplatte 47 ist. Nahe des Schmelzabschnitts 46 befindet sich ein Blechstück 49, welches ein Bauteil zur Wärmespeicherung darstellt und die Wärme nach oben abgibt. Die Seitenplatte 48 ist mit einem Befestigungsstück 50 ausgebildet, welches diagonal nach außen und nach oben zeigt. Das Befestigungsstück 50 grenzt an einen Vorsprung 51, welcher an der Innenfläche der Seitenwand 17 der Halterung 5 ausgebildet ist, genauer ausgedrückt grenzt das Befestigungsstück 50 an eine horizontale Stopp-Seite des Vorsprungs 51. Das Befestigungsstück 50 verhindert, dass das Sicherungselement 4 sich aus der Halterung 5 herausbewegt.

Die Halterung 5 weist eine einteilige Befestigungswand 53 an jeder Seite des mittleren Vorsprungs 23 der Halterung 5 auf. Die Befestigungswand 53 ist mit einem Durchgangsloch 52 ausgebildet, um die Seitenplatte 48 des Sicherungselements 4 nach unten durchzulassen. Die Befestigungswand 53 ist mit dem Vorsprung 23 über eine Verbindungswand 55, die eine geneigte Innengrenzfläche 54 aufweist, zusammengefügt. Die Innenfläche 54 grenzt an das obere Ende der zylindrischen Wandung 19, welche sowohl das Gehäuse einschließlich des Vorsprungs 23 als auch den streifenförmigen Klemmenabschnitt 39 nach unten positioniert, um sie dort zu fixieren.

In der Nähe und außerhalb des Durchgangslochs 52 der Befestigungswand 53 ist der Befestigungsvorsprung 51 in dem Gehäuse 2 positioniert. Unter dem Vorsprung 51 ist ein Kanal zur Aufnahme des Befestigungsstücks vorgesehen, der eine größere Querschnittsfläche als das Durchgangsloch 52 aufweist. Die Befestigungswand 53 weist eine äußere Wand 17 auf, von der die untere Hälfte verglichen mit der oberen Hälfte nach außen erhaben ist, um so den Vorsprung 51 zu definieren. Die untere Hälfte weist einen geneigten oberen Vorsprung 18 in der Nähe der oberen Hälfte auf. Der geneigte Vorsprung 18 kann den Verriegelungsvorsprung 13 des Gehäuses 2 aufhalten. Eine Stopp- Seite des Vorsprungs 18 grenzt an eine Verbindungsseite 16b des Befestigungsvorsprungs 16 des Verriegelungsvorsprungs 13 und verhindert dadurch das Entfernen der Halterung 5 aus dem Gehäuse 2 nach oben, so dass die Halterung 5 und das Gehäuse 2 aneinander befestigt sind. Die äußere Wand 17 der Halterung 5 weist am unteren Ende eine nach außen konische Fläche 57 auf.

Beim Zusammenbau ist die Halterung 5 entlang der beiden Innenwände 44 des Gehäuses 2 vertikal verschiebbar. Die Halterung 5 wird durch eine obere Öffnung 7 des Gehäuses 2 in den Raum 11 eingefügt, um entlang der Innenwände 44 nach unten bewegt zu werden. Zuerst grenzt die am unteren Ende der Befestigungswand ausgebildete konische Fläche 57 verschiebbar an die konische Führungsseite 16a des Befestigungsvorsprungs 16 des Verriegelungsvorsprungs 13, wodurch der Vorsprung 13 nach außen abgelenkt wird. Dann dringt der Vorsprung 23 der Halterung 5 in den Innenraum der zylindrischen Wandung 19 vor. Schließlich grenzt das Oberteil der zylindrischen Wandung 19 an die geneigte Fläche 54 der Halterung 5 und zur selben Zeit freift der Befestigungsvorsprung 16 des Vorsprungs 13 in den Vorsprung 18 des Gehäuses 2 ein. Somit ist die Halterung 5 in dem Gehäuse 2 auf einfache Weise eingebaut.

Das Sicherungselement 4 wurde vorübergehend in der Halterung 5 montiert. Das Sicherungselement 4 kann in einem einzelnen Schritt in dem Gehäuse 2 eingebaut werden, so dass die streifenförmigen Anschlussabschnitte 39 des Sicherungselements 4 in die Durchgangslöcher 52 der Halterung 52 eingesetzt werden, bis die Seitenplatten 48 des Sicherungselements 4 in dem Gehäuse 2 aufgenommen sind. Während des Einsetzvorgangs wird das Befestigungsstück 50 nach innen innerhalb des Durchgangslochs 52 abgelenkt. Wenn die Basisplatte des Sicherungselements 4 an die obere Fläche der Verbindungswand 55 der Halterung 5 grenzt, kehrt das Befestigungsstück nach außen zurück, um sich in den Vorsprung 51 einzugreifen.

Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Stromunterbrechungs-Vorrichtung erläutert.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand misst ein, in einer Sicherungsbox (nicht dargestellt) bereitgestellter Sensor den Überstrom, wenn ein Überstrom an den Kontaktstiften 41 anliegt. Der Sensor ist empfindlich genug, um sogar einen Überstrom zu detektieren, der nur wenig größer als ein Schwellenwert ist. Gemäß der Detektion eines Überstroms wird ein Strom an die Leitungsklemmen 32 der Zündeinheit 6 angelegt. Dies heizt den Heizdraht auf, so dass das Gasausdehnungsmittel 30 gezündet wird, um instantan ein ausdehnendes Gas zu erzeugen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bricht das ausdehnende Gas die Dichtplatte 33, so dass der Gasdruck den Vorsprung 23 stößt. Demzufolge wird die Halterung 5 instantan nach oben in den oberen Hohlraum 11 bewegt. Das Sicherungselement 4 bewegt sich zusammen mit der Halterung 5, so dass die streifenförmigen Anschlussabschnitte 39 von den Verbindungsklemmen gelöst werden, wodurch der angeschlossen Stromkreis unterbrochen wird. Eine auf die Halterung 5 durch das ausdehnende Gas der Zündeinheit 6 ausgeübte Stoßkraft ist so ausgewählt, dass sie größer ist als die Summe aus einer Stopp-Kraft P1 des Vorsprungs 13 von der Halterung 5 und aus der Reibungskraft P2 zwischen den Verbindungsklemmen 3 und dem Sicherungselement 4. Das bedeutet:

P < P1 + P2.

Im folgenden werden Vorteile dieser Ausführungsform erläutert werden. Die Zündeinheit 6 ist innerhalb der zylindrischen Wandung 19 montiert und der mittlere Vorsprung 23 der Halterung 5 wird eingefügt, um die Zündeinheit 6 mit der zylindrischen Wandung 19 ohne dazwischenliegenden lichten Abstand zu verbinden. Daher stößt der von der Zündeinheit erzeugte Gasdruck effektiv den Vorsprung 23 aus der zylindrischen Wandung 19 heraus. Die Stoßkraft P ist größer als die Summe aus der Stopp-Kraft P1 und der Reibungskraft P2, wodurch die Halterung 5 aktiv von dem Vorsprung des Gehäuses 2 gelöst wird. Die Anordnung der Zündeinheit 6 und des Vorsprungs 23 innerhalb der zylindrischen Wandung 19 erlaubt die Verwendung einer kleineren Menge von Gasausdehnungsmittel 30, so dass die Zündeinheit kompakt sein kann.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ruht die ausgelöste Halterung 5 auf den Spitzen der Vorsprünge 13 innerhalb des Hohlraumes 11. Das heißt, die konische Seite 16a des Einrastvorsprungs 16 des Vorsprungs 13 grenzt an das untere Ende der konischen Fläche 57 der Außenwand 17. Die verhindert, dass sich die Halterung 5 in die umgekehrte Richtung bewegt, so dass die Streifenanschlüsse 39 des Sicherungselements 4 nicht die Verbindungsklemmen 3 berühren. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erlaubt der Vorsprung 13 das Befestigen der Halterung 5, während der Stromkreis geschlossen ist. Dies ermöglicht eine vereinfachte Konstruktion und reduziert die Anzahl der Bauteile der Stromunterbrechungs- Vorrichtung.

Nachdem die Zündeinheit 6 durch eine neue Zündeinheit 6 ersetzt worden ist, kann die Halterung 5 durch das Herunterbewegen der Halterung 5 gegen die Haltekraft des Vorsprungs 13 leicht in die befestigte Position zurückgebracht werden. Die Abdeckung 8 des Gehäuses 2 wird durch das Loslösen des Einrastabschnitts 9 von dem Einrastvorsprung 10 vollständig entfernt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stromunterbrechungs- Vorrichtung trennt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Zündung der Zündeinheit 6 die Streifenanschlüsse 39 des Sicherungselements 4 von den Verbindungsklemmen 3, sogar wenn kein Überstrom in dem angeschlossenen Stromkreis fließt. So wird z. B. die Zündung bei einen anormalen Zustand des Fahrzeugs wie einer Kollision oder einer unbeabsichtigten Wärmeerzeugung im Fahrzeug ausgelöst. Die Zündung wird ebenso vor einem Schmelzen des Sicherungselements ausgelöst, wenn der Strom in dem angeschlossenen Stromkreis nur wenig größer als ein Referenzwert ist. Wenn ein gemessener Überstrom deutlich größer als ein Referenzwert ist, kann das Sicherungselement ohne die Zündung der Zündeinheit 6 geschmolzen werden. Dies erfordert nur die Ersetzung des Sicherungselements 4, um die Stromunterbrechungs-Vorrichtung wieder zu verwenden.

Die Stromunterbrechungs-Vorrichtung 1 kann für verschiedenen Arten von Fahrzeugen oder Maschinen mit einer nur kleinen Modifizierung des Sicherungselements 4 verwendet werden. Das heißt, die anderen Bauteile einschließlich der Halterung 5, der Verbindungsklemme 3, des Gehäuses 2 und der Zündeinheit 6 werden gemeinsam für verschiedene Anwendungen verwendet. Dieser Vorteil wird erreicht durch die Schaffung des Sicherungselements 4 und der Verbindungsklemmen 3, die, im Gegensatz zu der in Fig. 3 dargestellten herkömmlichen Starkstromsicherung, getrennt konstruiert sind.

Die erfindungsgemäße Stromunterbrechungs-Vorrichtung 1 ist in den Abmessungen nur wenig größer als eine herkömmliche Starkstromsicherung. Die Stromunterbrechungs-Vorrichtung 1 weist eine vereinfachte Konfiguration auf, aufweisend das oberhalb der Verbindungsklemmen 3 positionierte Sicherungselement 4, die Halterung 5, die das Sicherungselement 4 aufnimmt und die Zündeinheit 6, die unterhalb der Halterung 5 montiert ist. Daher ist die Stromunterbrechungs-Vorrichtung 1, die aus einer reduzierten Anzahl von Bauteilen besteht und mit reduzierten Herstellungskosten verbundenen ist, kompakter als die im Stand der Technik beschriebene herkömmliche Unterbrechungs-Vorrichtung.

Claims (10)

1. Stromunterbrechungs-Vorrichtung aufweisend:
ein Hauptgehäuse,
eine Zündeinheit, die innerhalb einer in dem Hauptgehäuse ausgebildeten zylindrischen Wandung angeordnet ist,
eine Halterung, die innerhalb der zylindrischen Wandung derart angeordnet ist, dass sie der Zündeinheit gegenüber steht, wobei ein Vorsprung der Halterung in die zylindrische Wandung eingreift,
ein Sicherungselement, das von der Halterung gehalten wird, und
ein Paar von Verbindungsklemmen, die in dem Hauptgehäuse angeordnet sind, wobei jedes Ende des Sicherungselements elektrisch mit einer der Verbindungsklemmen verbunden ist.

2. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Halterung mit einem Verriegelungsvorsprung, die in dem Hauptgehäuse ausgebildet ist, befestigt ist, wenn jedes Ende des Sicherungselements sich mit einem der Verbindungsklemmen verbunden hat.

3. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die von der Zündeinheit erzeugte Aktivierungsdruck-Kraft größer ist als die Summe aus der Stopp-Kraft des Verriegelungsvorsprungs und der Reibungskraft zwischen den Verbindungsklemmen und dem Sicherungselement.

4. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Halterung auf dem Verriegelungsvorsprung ruht, wenn das Sicherungselement nach einer Aktivierung der Zündeinheit von den Verbindungsklemmen freigegeben ist.

5. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Sicherungselement mit einem Einfügungsloch in der Halterung verbunden ist und durch dieses Loch gestoppt wird.

6. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Zündeinheit in die zylindrische Wandung hineingepresst wird, um in dieser montiert zu sein.

7. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Verbindungsklemmen jeweils in dem Hauptgehäuse mit einem Befestigungsstück befestigt werden.

8. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Verbindungsklemmen jeweils behälterartige Klemmen sind, die zwei elastische Kontaktstreifen-Abschnitte aufweisen, wobei einer der Abschnitte mit einem Ende des Sicherungselements verbunden ist und der andere mit einer gegenüberliegenden Klemme des Stromkreises verbunden ist.

9. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Sicherungselement einen in der Querschnittsfläche reduzierten Schmelzabschnitt aufweist.

10. Stromunterbrechungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Sicherungselement ein Wärmespeicherstück aufweist.