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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten eines elektrischen Überspannungspotentials von
einem elektrischen Leiter einer elektrischen/elektronischen Schaltung
oder dergleichen zu einem Ausgleichspotential.
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Stand der Technik
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Verfahren
der eingangs genannten Art sind bekannt. So sind im Stand der Technik
eine Vielzahl von Möglichkeiten
zu finden, eine elektrische/elektronische Schaltung mit Ableitpfaden
zum Ableiten des Überspannungspotentials
zu versehen. So werden üblicherweise
konstruktiv zusätzliche
Ableitpfade in die Schaltung oder dergleichen integriert. Das bedeutet
zum Einen, dass bei der Konstruktion der Schaltung der Aufwand steigt
und zum Anderen, dass bereits bei der Entwicklung die Ableitpfade
berücksichtigt
werden müssen
und nachträglich
nur unter hohem Aufwand in die Schaltung eingebracht werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung sieht vor, das der Leiter mit einer stets oder temporär elektrisch
leitfähigen
Substanz beschichtet oder in Verbindung gebracht wird, die bis zu
dem Ausgleichspotential führt
und/oder dass ein an den Leiter angrenzendes elektrisch nicht leitendes
Bauteil durch ein Bauteil ersetzt wird, das aus der Substanz besteht
oder diese aufweist und sich bis zum Ausgleichspotential erstreckt.
Es ist also vorgesehen, dass der Leiter mit einer stets oder temporär elektrisch
leitfähigen
Substanz beschichtet oder in Verbindung gebracht wird. Wobei die
Substanz von dem Leiter zu dem Ausgangspotential führt, wo
die Substanz in Kontakt mit dem Ausgleichspotential steht. Ist die
Substanz als stets leitfähige
Substanz ausgebildet, so wird ein stetiger Stromfluss gewährleistet, wodurch
das Überspannungspotential
stetig abgebaut wird beziehungsweise ein Aufbauen des Überspannungspotentials
verhindert wird. Die temporär
elektrisch leitfähige
Substanz führt
nur in bestimmten Situationen zu einem Ableiten des Überspannungspotentials,
insbesondere wenn das Überspannungspotential
ein bestimmtes Potential, das Schwellpotential, überschreitet. Dadurch wird
eine Verlustleistung der Schaltung gering gehalten, da Strom nur
temporär über die
Substanz zu dem Ausgleichspotential fließt. Alternativ und/oder zusätzlich ist
vorgesehen, dass ein an den Leiter angrenzendes elektrisch nicht
leitendes Bauteil, wie zum Beispiel ein Kunststoffteil, durch ein
Bauteil ersetzt wird, das aus der Substanz besteht oder diese aufweist
und sich bis zum Ausgleichspotential erstreckt, sodass von dem Leiter
das Überspannungspotential
zu dem Ausgleichspotential abgeleitet werden kann. Das Bauteil,
das aus der Substanz besteht oder diese aufweist ist stets oder
temporär
elektrisch leitfähig,
wie oben beschrieben, und weist bevorzugt die gleiche geometrische
Formgebung wie das elektrisch nicht leitende Bauteil auf, sodass
das elektrisch nicht leitende Bauteil auf einfache Art und Weise durch
das stets oder temporär
elektrisch leitfähige Bauteil
ersetzt werden kann. Bei der Montage der elektrischen/elektronischen
Schaltung (oder dergleichen) wird vorteilhafterweise anstelle des
elektrisch nicht leitenden Bauteils das stets oder temporär elektrisch
leitfähige
Bauteil eingebaut. Da es sich im Wesentlichen geometrisch nicht
von dem elektrisch nicht leitenden Bauteil unterscheidet, können die
bisher vorgesehenen Montageschritte zur Montage der Schaltung beibehalten
werden, sodass das Einbringen des vorteilhaften Bauteils zu keinen
zusätzlichen Schritten
und/oder Kosten bei der Montage führt. Die Substanz kann bei
der Montage auf einfache Art und Weise auf die bestehenden Elemente
der Schaltung, insbesondere Leiter und Ausgleichspotential, aufgebracht
werden. Die Montage der Schaltung wird dadurch nur unwesentlich
beeinflusst beziehungsweise verhindert. Insgesamt muss die elektrische/elektronische
Schaltung aufgrund des vorteilhaften Verfahrens konstruktiv nicht
verändert
werden, um ein elektrisches Überspannungspotential
von dem elektrischen Leiter zu dem Ausgleichspotential abzuleiten.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung wird als Substanz eine varistive
und/oder resistive Substanz verwendet. Die varistive Substanz weist
Varistor-Eigenschaften
auf, die die Substanz temporär elektrisch
leitfähig
machen. Die varistive Substanz weist einen spannungsabhängigen Widerstand
auf. Oberhalb einer bestimmten Schwellspannung wird der Widerstand
abrupt kleiner, wobei die Kennlinie symmetrisch zur Spannung ist,
sodass die Polarität keine
Rolle spielt. Dadurch wird das Überspannungspotential,
sobald es die Schwellspannung übersteigt, über die
Substanz abgeleitet, da ihr Widerstand abrupt temporär kleiner
wird. Die resistive Substanz weist einen Widerstand auf, der stets
einen Stromfluss zulässt,
sodass das Überspannungspotential abgeleitet
wird, in dem stets Strom abgeführt
wird. Das Verfahren bietet insbesondere einen Schutz vor elektrostatischen
Entladungen (ESD-Schutz/ESD = Electro Static Discharge), sodass
empfindliche elektrische/elektronische Elemente der Schaltung nicht durch
eine Entladung eines Überpotentials
beschädigt
oder zerstört
werden.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass als Substanz ein Material verwendet wird, dem
Varistor-Elemente und/oder elektrisch leitfähige Elemente beigemengt sind.
Das Material als solches ist elektrisch nicht leitfähig und
wird durch das Beimengen der Varistor-Elemente und/oder elektrisch
leitfähiger
Elemente elektrisch leitfähig,
zumindest temporär,
gemacht.
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Vorteilhafterweise
werden dem Material Varistor-Kügelchen
beigemengt. Diese lassen sich besonders gut in dem Material verteilen,
sodass die varistiven Eigenschaften der Substanz an jeder Stelle der
Substanz gewährleistet
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die Substanz in pastöser, aushärtender Form aufgebracht. Bei
der Montage wird also der Leiter mittels der pastösen Substanz
beschichtet, die bis zum Ausgleichspotential führt. Durch die pastöse Form
passt sich die Substanz vorteilhaft an den Leiter, das Ausgleichspotential
und eventuell dazwischen liegende Elemente der Schaltung an. Dadurch ist
die Substanz besonders einfach auftragbar und die Ableitung erstellbar.
Anschließend
härtet
die Substanz aus und bildet ein festes Ableitungselement, das mit
dem Leiter und dem Ausgleichspotential verbunden ist. Dadurch wird
ein Lösen
der Substanz im Betrieb dauerhaft verhindert. Insbesondere wenn
die Substanz in Hintergriffausbildungen an Leiter und/oder Ausgleichspotential
eindringt.
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Schließlich ist
vorgesehen, dass als Substanz ein Kleber verwendet wird. Diese Substanz kann
dabei zusätzlich
oder anstatt eines elektrisch nicht leitenden Klebers aufgetragen
werden. Die Substanz haftet somit an Leiter und Ausgleichspotential,
wodurch ein dauerhafter Kontakt sicher gewährleistet ist. Wie oben beschrieben,
wird dadurch die Montage der Schaltung nicht oder nur äußerst gering
beeinflusst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden.
Dazu zeigen
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 ein
drittes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein
viertes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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5 ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Die 1 zeigt
in einer schematischen Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Ableiten eines elektrischen Überspannungspotentials.
Die 1 zeigt eine Spulengruppe 1 eines Hydro-Aggregats
eines Bremssystems. Die Spulengruppe 1 weist ein Gehäuse 2 auf,
in dem eine Spule 3, bestehend aus einem Spulenträger 4 um
den Windungen 5 der Spule 3 herum gewickelt sind.
An einem Ende liegt der Spulenträger 5 mit
einer Endplatte 6 an dem Gehäuse 2 an, an dem anderen
Ende weist der Spulenträger 4 eine
Endplatte 7 auf, von der Anschlussvorsprünge 8 durch Öffnungen
des Gehäuses 2 nach außen ragen.
Durch die Anschlussvorsprünge 8 sind elektrisch
leitfähige
Leiter 10 und 11 von der Spule 3 nach
außen
geführt,
sodass die Spule 3 elektrisch über die Leiter 10 oder 11 kontaktiert
werden kann. Das Gehäuse 2 ist
elektrisch leitfähig
und stellt ein Ausgleichspotential 12, insbesondere Massepotential 13 dar.
Um ein Überspannungspotential
von der Spule 3 abzuleiten, sodass an die spule 3 angeschlossene,
empfindliche Elektronik-Elemente nicht gefährdet werden, wird auf den
Leiter 11, den Anschlussvorsprung 9 sowie das
Gehäuse 2 im
Bereich des Anschlussvorsprungs 9 eine Substanz 14 aufgetragen,
die temporär
elektrisch leitfähig
ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird eine varistive Substanz 15 als Substanz 14 verwendet.
Die varistiven Eigenschaften der Substanz 14 führen dazu, dass
bei Erreichen eines Schwellpotentials das Überspannungspotential von dem
Leiter 11 zu dem Ausgleichspotential 12 beziehungsweise
Massepotential 13 angeleitet wird, sodass die empfindliche
Elektronik vor einer Entladung eines Überpotentials geschützt ist.
Die Substanz 14 kann auf einfache Art und Weise in pastöser Form
aufgetragen werden, wobei sie sich vorteilhaft an die geometrischen
Gegebenheiten anpasst. Beim anschließenden Aushärten bildet die Substanz eine
feste, temporär
elektrisch leitfähige
Verbindung von dem Leiter 11 zu dem Ausgleichspotential 12.
Als Substanz 14 beziehungsweise als varistive Substanz 15 wird
ein Material 16 verwendet, dem Varistor-Elemente, insbesondere
Varistor-Kügelchen,
beigemengt sind, die der Substanz 15 ihre varistive Eigenschaft
verleiht.
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Die 2 zeigt
in einem zweiten Ausführungsbeispiel
die Spulengruppe 1, die bereits aus der 1 bekannt
ist, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden
soll. Anstelle des Auftragens der Substanz 14 wird in dem
zweiten Ausführungsbeispiel
der elektrisch nicht leitende Spulenträger 4 durch einen
Spulenträger 17 ersetzt,
der aus dem gleichen Material wie die varistive Substanz 15 besteht,
sodass der Spulenträger 17 varistive
Eigenschaften aufweist. Hierbei wird das Überspannungspotential über die
Endplatten 6 und 7 direkt auf das Gehäuse 2 und
somit auf das Ausgleichspotential 12 beziehungsweise Massepotential 13 abgeleitet.
Bei der Fertigung beziehungsweise Montage der Spulengruppe 1 können die
Arbeitsschritte/Montageschritte beibehalten werden, es wird lediglich
der Spulenträge 17,
der aus dem Material 16 besteht, eingebaut. Da der Spulenträger 17 dem
Spulenträger 4 – geometrisch
gesehen – im
Wesentlichen entspricht, bleiben die Montageschritte gleich, sodass
auch bei einer automatischen Montage kein erhöhter Aufwand erforderlich ist,
um die Spulengruppe 1 zu montieren. Es müssen lediglich
der ein elektrisch nicht leitendes Bauteil 18 darstellende
Spulenträger 4 durch
den ein temporär
elektrisch leitfähiges
Bauteil bildenden Spulenträger 17 ersetzt
werden. Anstelle der varistiven Substanz 15 kann auch eine
resistive Substanz verwendet werden, die stets elektrisch leitfähig ist und
den Leiter 11 mit dem Ausgleichspotential 12 verbindet.
Als resistive Substanz wird dazu vorteilhafterweise ein Material
verwendet, dem elektrisch leitfähige
Elemente, wie zum Beispiel elektrisch leitfähige Fäden und/oder Fasern beigemengt
sind. Die resistive Substanz weist einen Widerstand auf, der stets
einen Stromfluss vom Leiter 11 zum Ausgleichspotential 12 zulässt, sodass
das Überspannungspotential
nicht einen kritischen Wert erreicht. Die Leiter 10 und 11 können beispielsweise
als Schneidklemmverbindungen zum einfachen Verbinden beispielsweise
mit einem Steuergerät,
ausgebildet sein. Natürlich
kann auch der Leiter 11 mit der Substanz versehen werden.
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Die 3 und 4 zeigen
ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dargestellt ist schematisch ein Elektromotor 20,
der an einer elektrisch leitfähigen
Gehäuseplatte 21 anliegt, wobei
durch eine Öffnung 22 ein
Motorkontakte-Dom 23 führt,
durch den zwei Leiter 24, 25 des Motors 20 führen. Um
ein elektrisches Überspannungspotential von
dem Motor 20 auf die elektrisch leitfähige Gehäuseplatte 21, welche
das Ausgleichspotential 12 beziehungsweise Massepotential 13 bildet,
abzuleiten, wird auf die Leiter 24 und 25, den
Motorkontakte-Dom 23 sowie die Gehäuseplatte 21 im Bereich des
Motorkontakte-Doms 23 die varistive Substanz 15 aufgebracht,
wie in 3 dargestellt. Alternativ wird statt des den Motorkontakte-Dom 23 bildenden, elektrisch
nicht leitfähigen
Bauteils 26 ein Bauteil 27 verwendet, das aus
dem Material 16 besteht, wie in der 4 dargestellt.
Hierdurch kann auf einfache Art und Weise ein Überspannungspotential auf das Ausgleichspotential 12 abgeleitet
werden.
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Die 5 zeigt
in einem fünften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Unterseite eines Steuergeräts 28, in dem ein
Stanzgitter 29 einliegt, welches mehrere Stanzgitteranschlüsse 30,
von denen hier nur einige mit Bezugszeichen versehen sind, in einer
Reihe angeordnet sind. Um das Stanzgitter 29 in einem Gehäuseteil 31 des
Steuergeräts 28 zu arretieren,
ist ein Kleber 32 auf dem Gehäuseteil 31 aufgetragen,
wobei die Stanzgitteranschlüsse 30 auf den
Kleber 32 bei der Montage aufgedrückt werden. Um ein Überspannungspotential
von dem Stanzgitter 29 auf das elektrisch leitfähige Gehäuseteil 31 abzuleiten,
wird vorteilhafterweise anstelle des elektrisch nicht leitfähigen Klebers 32 eine
Substanz 33 verwendet, die ein Kleber 34 ist und
gleichzeitig varistive und/oder resistive Eigenschaften aufweist.
In dem fünften
Ausführungsbeispiel
wird also anstelle des elektrisch nicht leitenden Klebers 32 der
Kleber 34 verwendet, der varistive und/oder resistive Eigenschaften
aufweist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine Ableitung
für ein
elektrisches Überspannungspotential
von dem Stanzgitter 29 auf das von dem Gehäuseteil 31 gebildeten
Ausgleichspotential 35 geboten.