DE102016123603A1

DE102016123603A1 - Kompakte Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeugzigarettenanzünder und -netzsteckdose

Info

Publication number: DE102016123603A1
Application number: DE102016123603.9A
Authority: DE
Inventors: Yanmin Shan; Stephen Cai; Roger Higgott
Original assignee: Casco Products Corp
Current assignee: Casco Products Corp
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-07-13
Also published as: FR3046703B1; MX2016016161A; CN106961054A; KR20170083505A; KR101849741B1; JP6392381B2; GB2546154A; US9887498B2; JP2017152365A; MX360610B; GB201619849D0; FR3046703A1; CN106961054B; US20170201049A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Netzsteckdosen und Zigarettenanzündersteckdosen und insbesondere elektrische Netzsteckdosen und Zigarettenanzündersteckdosen, -steckhülsen oder -buchsen zur Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine kompakte Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeug-Zigarettenanzünderbuchsen und elektrische Netzsteckdosen und stellt einen Schutz vor Überhitzungs- und Überstromzuständen bereit.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Netzsteckdosen und Zigarettenanzündersteckdosen und insbesondere elektrische Netzsteckdosen und Zigarettenanzündersteckdosen, -steckhülsen oder -buchsen zur Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine kompakte Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeug-Zigarettenanzünderbuchsen und elektrische Netzsteckdosen und stellt einen Schutz vor Überhitzungs- und Überstromzuständen bereit.
Der Trend im Kraftfahrzeugdesign ist der für die erhöhte Verwendung elektronischer Vorrichtungen, die von den Netzsteckdosen oder von den Zigarettenanzünderbuchsen in Kraftfahrzeugen mehr Leistung erfordern und höhere Ströme entnehmen.
Es ergeben sich zwei häufige Probleme. Eines ist der Überstrom, d. h. eine übermäßige Stromentnahme wegen übermäßigen Leistungsverbrauchs oder eines Kurzschlusses in der eingesteckten Vorrichtung. Ein anderes ist die Überhitzung wegen hohen Stroms und häufig mangelhafter Qualität der Nachrüstzubehörstecker, die die durch sie entnommenen Ströme nicht bewältigen können.
In der Vergangenheit ist ein Überstromschutz durch Verwendung einer Sicherung, die in den Fahrzeugsicherungskasten eingebaut ist, bereitgestellt worden. Die Sicherung ist für den Fahrzeugbetreiber zugänglich, wobei solche Fahrzeugbetreiber häufig, insbesondere in elektrischen Dingen, unerfahren sind und eine durchgeschmolzene Sicherung durch eine Sicherung vom falschen Typ, z. B. durch eine Sicherung für höheren Strom, die keinen ordnungsgemäßen Überstromschutz mehr bereitstellt, ersetzen können, was zu einer übermäßigen Stromentnahme führt, die die Fahrzeugverdrahtung und/oder die Zubehörvorrichtung beschädigen kann und die im schlimmsten Fall einen Brand oder eine Verletzung hervorrufen kann.
Üblicherweise wird in Zigarettenanzündern in Kraftfahrzeugen ein Übertemperatur- oder Überhitzungsschutz durch Bereitstellung eines zweiten Bimetallelements zusätzlich zu dem Bimetallthermostatelement, das den Zigarettenanzünder von dem elektrischen Strom trennt, wenn er auf die Zündtemperatur erwärmt worden ist, bereitgestellt. Üblicherweise spricht das zusätzliche Bimetallthermostatelement auf übermäßige Erwärmung an und schließt die Leistung zu der Zigarettenanzünderbuchse in dem Fahrzeug kurz, was daraufhin die in dem Fahrzeugsicherungskasten vorgesehene Sicherung durchschmilzt. Ein solcher Übertemperaturschutz für Fahrzeugzigarettenanzünder arbeitet angemessen, wenn der Wärmezuwachs schnell ist, arbeitet aber für Zigarettenanzünder nicht angemessen, wenn sie als Netzsteckdosen verwendet werden, in denen der Wärmezuwachs viel langsamer ist. In diesem Fall stellt das zusätzliche Bimetallelement keinen Kurzschlussschutz bereit.
Für Netzsteckdosen in Kraftfahrzeugen, die nicht als Zigarettenanzündersteckdosen ausgestattet sind, ist üblicherweise kein Übertemperaturschutz vorgesehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Überstromschutzvorrichtung für eine Kraftfahrzeugnetzsteckdose und/oder für eine Kraftfahrzeug-Zigarettenanzündersteckdose zu schaffen. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist die Überstromschutzvorrichtung kompakt innerhalb der Netzsteckdosen/Zigarettenanzünder-Buchse angeordnet.
Darüber hinaus ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeugnetzsteckdosen/Zigarettenanzünder-Buchse zu schaffen, die sowohl in Netzsteckdosen, die nicht als Zigarettenanzündersteckdosen für in die Steckdosen gesteckte elektronische Vorrichtungen ausgestattet sind, als auch für die Buchsen von Zigarettenanzündern einen wirksamen Übertemperaturschutz bereitstellt.
Vorzugsweise ist der Überstromschutz unter Verwendung einer flinken oberflächenmontierten Sicherung implementiert, die auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) montiert ist, die in die Zigarettenanzündersteckdose oder Netzsteckdose integriert ist. Da sich die anderen bekannten verfügbaren Lösungen zur Sicherungsmontage in oder an der Buchse auf eine herkömmlichere mechanische Anordnung stützen, wird davon ausgegangen, dass dies einzigartig ist.
Der Überstromschutz in Übereinstimmung mit der Erfindung weist eine kompakte Größe auf und erhöht die Gesamtlänge der vorhandenen Produkte um nicht mehr als wenige Millimeter und insbesondere um nur etwa 1,6 Millimeter oder ähnlich.
Dies ist hinsichtlich des minimalen Einflusses auf die Zunahme der Produktgröße einzigartig und maximiert die Kompatibilität mit vorhandenen Herstellungsprozessen im Vergleich zu anderen verfügbaren Lösungen.
Die oberflächenmontierte Sicherung unter Verwendung einer Oberflächenmontagetechnologie (SMT), weist eine kleine Größe auf und ist in das Verbindergehäuse auf der Rückseite oder an dem distalen Ende der Zigarettenanzündersteckdose oder Netzsteckdose eingeschlossen oder grenzt an es an. Anders als in anderen verfügbaren Lösungen ist die Sicherung selbst somit vor Beschädigung und Manipulation geschützt. Da die oberflächenmontierte Sicherung in das Verbindergehäuse eingeschlossen und darin enthalten oder ihm nahe ist, sind außerdem irgendwelche Wirkungen wegen Lichtbogenbildung und Schmelzen auf diesen Raum beschränkt.
Der Nennwert der oberflächenmontierten Sicherung in der Steckdose/Buchse ist durch den Hersteller anpassbar. Der bevorzugte Nennwert entspricht einem Wert, bei dem die in die Steckdose integrierte Sicherung während der normalen Verwendung nicht durchschmilzt. Sie schmilzt nur durch, wenn der Strom ihren spezifizierten Nennwert für die Steckdose übersteigt, und wirkt, wenn sie durchschmilzt, schneller als die Sicherung in dem Fahrzeugsicherungskasten. Somit ist der Überstromschutz der Steckdose sichergestellt und unabhängig von der fahrzeugseitigen Sicherung, die durch einen unerfahrenen Nutzer mit einer unsachgemäß bemessenen Sicherung manipuliert oder geändert werden kann.
Vorzugsweise ist der Übertemperaturschutz unter Verwendung einer federbasierten elektrisch leitfähigen und wärmeleitfähigen Vorrichtung, z. B. einer Metallblattfeder und einer thermoplastischen Scheibe, implementiert. Die Blattfeder ist mit dem elektrischen Mittelkontakt der Buchse, der normalerweise der Kontakt der positiven Seite ist, der mit der positiven Seite der elektrischen Fahrzeuggleichstromversorgung verbunden ist, elektrisch und mechanisch verbunden. Vorzugsweise weist die Blattfeder zwei Kontaktquerschenkel auf, die auf der thermoplastischen Scheibe, die auf der Unterseite der Metallbuchse aufliegt, die als der negative Kontakt der Buchse wirkt, federbelastet sind. Im Fall einer Überhitzung wird die Kunststoffscheibe weich und schmilzt sie, wobei sie als eine thermische Sicherung wirkt. Die Blattfederschenkel durchdringen die Dicke der thermoplastischen Scheibe und schließen zu der Metallbuchse kurz. Ferner löst das Kurzschließen einen Überstromschutz aus, der in Abhängigkeit von der Präferenz des Herstellers durch die in die Steckdose integrierte Sicherung in Übereinstimmung mit der Erfindung, oder wenn sie nicht vorgesehen ist, durch die fahrzeugseitige Sicherung (oder durch eine andere Stromkreisunterbrechungseinrichtung, z. B. einen Trennschalter), die in dem herkömmlichen Fall in dem Fahrzeugsicherungs-/Trennschalterkasten vorgesehen ist, vorgesehen sein kann.
Die Vorteile der oben beschriebenen in die Steckdose integrierten Sicherung sind ebenfalls im Fall eines Übertemperaturschutzes anwendbar. Das heißt, falls die Buchse in Übereinstimmung mit der Erfindung mit dem Übertemperaturschutz, z. B. in der bevorzugten Ausführungsform mit der Blattfeder, die über die thermoplastische Scheibe kurzschließt, versehen ist und außerdem mit der in die Steckdose integrierten Sicherung versehen ist, veranlasst das Kurzschließen der Blattfeder durch die thermoplastische Scheibe zu der Buchsen-/Steckdosen-Metallkapsel, dass die integrierte Sicherung durchschmilzt, wodurch der Übertemperaturschutz bereitgestellt wird. Da die in die Steckdose integrierte Sicherung auf der negativen Rückleitungsseite der Buchse/Steckdose vorgesehen ist, veranlasst der Kurzschluss, dass die in die Steckdose integrierte Sicherung ebenfalls durchschmilzt, wenn der Kurzschluss dadurch hergestellt wird, dass die Blattfeder die thermoplastische Scheibe wegen Übertemperatur durchdringt.
Das Material der thermoplastischen Scheibe ist so gewählt, dass sein Schmelzpunkt über den maximalen Umgebungstemperaturen bei normaler Verwendung und unter der maximalen Schutztemperatur, die erforderlich ist, liegt. Die Blattfeder sollte so ausgelegt sein, dass sie einen ausreichenden Kontakt mit der Metallbuchse herstellt, wenn die thermoplastische Scheibe nach dem Weichwerden und Schmelzen durchdrungen wird, um einen Kurzschluss zu verursachen. Die Metallblattfeder und die thermoplastische Scheibe sind innerhalb der Metallkapsel der Buchse/Steckdose enthalten. Die Blattfeder sollte in der Nähe der Oberseite des mittigen Niets positioniert sein und mit dem mittigen Niet mechanisch und elektrisch in Kontakt stehen und von der Buchsenkapsel isoliert sein. Die Wärmeleitung von der Wärmequelle, d. h. von dem Zubehörstecker, zu der Blattfeder ist schneller und wirksamer als irgendwelche anderen verfügbaren Lösungen, die sich auf eine thermische Sicherung stützen, die sich üblicherweise an der Rückseite der Buchse, die von der Wärmequelle entfernt ist, befindet. Im Gegensatz zu diesen verfügbaren Lösungen ist der Übertemperaturschutz schneller als in diesen Entwicklungen des Standes der Technik, da sich die Blattfeder innerhalb der Buchse und in der Nähe der Wärmequelle befindet. Ein erheblicher Nachteil der Entwicklungen beim derzeitigen Stand der Technik ist, dass diese thermische Sicherung, da sie sich an der Rückseite der Buchse befindet, nicht in der Nähe der Wärmequelle ist.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt umfasst die Erfindung eine elektrische Steckdose, die umfasst: einen elektrisch leitfähigen Buchsenbehälter zum verschiebbaren Aufnehmen eines elektrischen Steckers, wobei der Behälter ein quergerichtetes distales Ende aufweist, das ein mittiges Loch aufweist; ein isolierendes Verbindergehäuse, das an das quergerichtete Ende des Buchsenbehälters angrenzt, das wenigstens zwei elektrische Anschlüsse für die Verbindung mit einer Elektrizitätsversorgung aufweist; wobei ein erster der elektrischen Anschlüsse mit einem mittigen Befestigungselement gekoppelt ist und ein zweiter der elektrischen Anschlüsse in einem leitfähigen Element, das an das quergerichtete distale Ende des Buchsenbehälters angrenzt, endet; ein Sicherungselement, das zwischen dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters und dem leitfähigen Element vorgesehen ist, wobei das Sicherungselement in elektrischer Reihenschaltung zwischen dem leitfähigen Element und dem Buchsenbehälter steht, wobei das Sicherungselement einen elektrischen Leitungspfad zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und dem Buchsenbehälter bereitstellt; wobei die elektrische Steckdose ferner einen Isolator umfasst, der bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters in dem Buchsenbehälter angeordnet ist, wobei das mittige Befestigungselement den Buchsenbehälter, den Isolator, das Sicherungselement, das isolierende Verbindergehäuse und den ersten und den zweiten elektrischen Anschluss als eine Einheit zusammenhält; wobei ein proximales Ende des mittigen Befestigungselements einen ersten elektrischen Kontakt, der von dem Buchsenbehälter isoliert ist, bereitstellt und der Buchsenbehälter einen zweiten elektrischen Kontakt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit jeweiligen Kontakten des in dem Buchsenbehälter aufgenommenen elektrischen Steckers bereitstellt; wobei das Sicherungselement einen integrierten Überstromschutz für die elektrische Steckdose bereitstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sicherungselement ein isolierendes Element, das eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Seite aufweist, und ein Sicherungselement in Reihenschaltung mit der ersten und mit der zweiten elektrisch leitfähigen Seite, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Seite mit dem Buchsenbehälter bzw. mit dem leitfähigen Element in elektrischem Kontakt steht, wobei das leitfähige Element ein planares leitfähiges Element umfasst.
Vorzugsweise ist das isolierende Element eine gedruckte Leiterplatte (PCB) und das Sicherungselement eine Oberflächenmontagetechnologie (SMT).
In einer bevorzugten Ausführungsform nutzt die elektrische Steckdose außerdem einen integrierten Übertemperaturschutz.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt umfasst die Erfindung eine elektrische Steckdose, die beinhaltet: einen leitfähigen Buchsenbehälter zum verschiebbaren Aufnehmen eines elektrischen Steckers, wobei der Behälter ein quergerichtetes distales Ende aufweist, das ein mittiges Loch aufweist; ein isolierendes Verbindergehäuse, das an das quergerichtete Ende des Buchsenbehälters angrenzt, das wenigstens zwei elektrische Anschlüsse für die Verbindung mit einer Elektrizitätsversorgung aufweist; wobei ein erster der elektrischen Anschlüsse mit einem mittigen Befestigungselement gekoppelt ist und ein zweiter der elektrischen Anschlüsse mit dem Buchsenbehälter in elektrischem Kontakt steht; wobei die elektrische Steckdose ferner einen Isolator umfasst, der bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters in dem Buchsenbehälter angeordnet ist, wobei das mittige Befestigungselement den Buchsenbehälter, den Isolator, das isolierende Verbindergehäuse und den ersten und den zweiten elektrischen Anschluss als eine Einheit zusammenhält; wobei ein proximales Ende des mittigen Befestigungselements einen ersten elektrischen Kontakt, der von dem Buchsenbehälter isoliert ist, bereitstellt und der Buchsenbehälter einen zweiten elektrischen Kontakt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit jeweiligen Kontakten des in dem Buchsenbehälter aufgenommenen elektrischen Steckers bereitstellt; wobei die elektrische Steckdose ferner eine thermoplastische isolierende Scheibe bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters, die zwischen dem Isolator in dem Buchsenbehälter und dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters montiert ist und die durch das mittige Befestigungselement, das durch eine mittige Bohrung der thermoplastischen isolierenden Scheibe angeordnet ist, an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei die elektrische Steckdose ferner ein federbelastetes Element, das mit dem mittigen Befestigungselement elektrisch und mechanisch verbunden ist und das durch das mittige Befestigungselement in dem Isolator an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei das federbelastete Element gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastet ist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe einen Schmelzpunkt über einem Normaltemperaturbereich der Verwendung der elektrischen Steckdose, aber unter einer maximalen Schwellentemperatur aufweist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe bei der Maximaltemperatur weich wird und das gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastete federbelastete Element über die thermoplastische isolierende Scheibe einen elektrisch leitfähigen Pfad bildet und mit dem quergerichteten distalen Ende des Steckdosenbehälters elektrisch in Eingriff gelangt und dadurch die Elektrizitätsversorgung kurzschließt und eine Unterbrechung des Stromkreises veranlasst, um einen Übertemperaturschutz bereitzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das federbelastete Element eine Blattfeder, die einen ersten und einen zweiten quergerichteten Arm und rechtwinklige Enden, die zu der thermoplastischen Scheibe gerichtet sind, um die thermoplastische Scheibe zu durchdringen, wenn die Scheibe bei der maximalen Schwellentemperatur weich wird, aufweist, wobei die rechtwinkligen Enden Kontaktpunkte für den elektrischen Eingriff mit dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters, wenn die thermoplastische Scheibe weich wird, aufweisen, wobei die Blattfeder ferner ein mittiges Loch für den elektrischen und mechanischen Eingriff durch das mittige Befestigungselement aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nutzt die elektrische Steckdose außerdem einen integrierten Überstromschutz und erfolgt die Stromunterbrechung durch ein integriertes Sicherungselement.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
Die Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung ausführlicher anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Querschnittsansicht einer Zigarettenanzünderbuchse, die die vorliegende Erfindung implementiert, zeigt. Wie oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls in einer elektrischen Netzsteckdose genutzt werden, die nicht als eine Zigarettenanzündersteckdose ausgestattet ist, die ein ähnliches Design besitzt, aber bestimmte in einer Zigarettenanzündersteckdose verwendete Elemente, d. h. die Wärmeabschirmung und den Bimetallthermostaten, nicht enthält;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Zigarettenanzündersteckdose zeigt, die die vorliegende Erfindung nutzt, die ebenfalls auf eine elektrische Netzsteckdose anwendbar ist, die, abgesehen davon, dass Komponenten, die üblicherweise nur in einer Zigarettenanzündersteckdose verwendet sind, d. h. die Wärmeabschirmung und der Bimetallthermostat beseitigt sind, ähnlich wäre;
2A einen Querschnitt durch die gedruckte Leiterplatte (PCB), die die in die Buchse/Steckdose integrierte Sicherung enthält, die hier als eine Oberflächenmontagetechnologie-Sicherung (SMT) gezeigt ist, zeigt,
2B eine schematische Darstellung der elektrischen Verdrahtung der Buchse zeigt, der den durch die Blattfeder und durch die thermoplastische Scheibe vorgesehenen Übertemperaturschutz sowie die in Reihe geschaltete integrierte Überstromschutzsicherung, die auf der gedruckten Leiterplatte angeordnet ist, zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht der Buchse/Steckdose zeigt;
4 die Wärmeabschirmung, die üblicherweise nur in der Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform verwendet ist, zeigt;
5 die Buchsenmetallkapsel zeigt;
6 das isolierte elektrische Verbindergehäuse, das an der Rückseite der Buchse/Steckdose vorgesehen ist, zeigt;
7 einen der elektrischen Anschlüsse, üblicherweise den Anschluss der negativen Seite, zeigt;
8 den anderen elektrischen Anschluss, üblicherweise den Anschluss der positiven Seite, zeigt;
9 eine perspektivische Ansicht ist, die die gedruckte Leiterplatte genauer zeigt;
9A eine perspektivische Ansicht ist, die die andere Seite der gedruckten Leiterplatte zeigt, die die Sicherung zeigt;
10 den Bimetallthermostaten, der in der Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform verwendet ist, in einer Nicht-Zigarettenanzünderbuchsen-Netzsteckdose aber nicht genutzt ist, zeigt;
11 einen Metallabstandshalter/eine Metallunterlegscheibe, der bzw. die zwischen der Übertemperaturschutzvorrichtung, d. h. der Metallblattfeder und dem Bimetallthermostaten aus 10, falls sie vorgesehen sind, verwendet ist, zeigt;
12 die thermoplastische Scheibe, an der die Übertemperaturschutz-Blattfeder anliegt, in federbelasteten Eingriff zeigt;
13 den Wärmeisolator, auf dem die Metallblattfeder aufliegt und der die Blattfeder und den Bimetallthermostaten in der Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform von der Metallbuchse elektrisch isoliert, zeigt;
14 die Übertemperaturschutz-Blattfeder, die in einem Kanal des Wärmeisolators montiert ist, zeigt; und
15 den Mittelbefestigungsniet, der in dem elektrischen Anschluss der positiven Seite aufgenommen ist, und insbesondere eine Öse des Anschlusses der positiven Seite und der an den Anschluss der positiven Seite genietet ist, um alle Elemente der Buchse/Steckdose miteinander zu befestigen, und der eine elektrische Kontaktfläche für den federbelasteten Anschluss der positiven Seite eines aufgenommenen elektrischen Steckers bereitstellt, zeigt.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nun übergehend zu 1 zeigt diese Figur einen Querschnitt durch die Steckdose/Buchse/Steckhülse der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt die Übertemperatur/Überstrom-Schutzmerkmale der vorliegenden Erfindung, die in einer Zigarettenanzünderbuchse genutzt sind, wobei aber eine elektrische Netzsteckdose, die normalerweise nicht als eine Zigarettenanzünderbuchse genutzt wird, im Wesentlichen dieselbe wäre, wobei aber üblicherweise zwei Elemente, die Wärmeabschirmung und der Bimetallthermostat, wie sie im Folgenden beschrieben sind, weggelassen wären.
Die Buchse/Steckdose mit Überstrom- und Übertemperaturschutz in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält eine Buchsenkapsel 1, die aus einem elektrisch leitfähigen Material, üblicherweise aus Stahl, der mit einer rostbeständigen Oberfläche plattiert ist, hergestellt ist, wobei aber, insbesondere im Fall einer Zigarettenanzünderbuchse, irgendein elektrisch leitfähiges Metall, das ausreichende Temperaturschutzeinrichtungen bereitstellt, genutzt werden kann. Außerdem wird Bezug genommen auf 2, die eine Explosionsdarstellung der Steckdose/Buchse/Steckhülse zeigt.
Üblicherweise ist die Metallbuchse 1 mit der negativen Seite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung verbunden. Im Fall einer Zigarettenanzünderbuchse kann die Metallbuchse von einer Wärmeabschirmung 2 umgeben sein. Üblicherweise ist die Wärmeabschirmung ebenfalls aus einem Metall hergestellt, zur Rostbeständigkeit plattiert und üblicherweise ebenfalls in elektrischem Eingriff mit der Metallbuchse und somit ebenfalls mit der negativen Seite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung verbunden.
Innerhalb der Metallbuchse 1 ist mittig ein Innenisolator 3, im Fall einer Zigarettenanzünderbuchse üblicherweise ein wärmebeständiger oder feuerfester Isolator, montiert. Der Isolator 3 weist ein mittiges Loch auf, durch das ein mittiges Befestigungselement, z. B. ein Niet 9, geht. Der mittige Niet 9 geht außerdem durch alle anderen Komponenten der Steckdose/Buchse und ist durch den Innenisolator 3 von der Metallbuchse und von der Wärmeabschirmung isoliert, während er aber mit einer Metallblattfeder 6, die im Folgenden ausführlich beschrieben wird, mit einem Metallabstandshalter 5 und mit einem Bimetallthermostaten 4, der in der Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform verwendet ist, in elektrischem Eingriff steht. Außerdem geht der mittige Niet 9 durch den Anschluss 12 der negativen Seite, der einen Anschlusszinken 12A aufweist, der durch eine Öffnung in einem isolierenden Verbindergehäuse 11 geht, ist aber nicht mit ihm elektrisch verbunden. Ein Anschluss 13 der positiven Seite, der eine Öse 13A aufweist, ist an dem Verbindergehäuse 11 montiert und von dem negativen Anschluss 12 isoliert. Die Öse 13A nimmt das distale Ende des mittigen Niets 9 auf und der mittige Niet 9 ist durch die Öse des Anschlusses 13 der positiven Seite genietet, um alle Komponenten der Steckdose/Buchse miteinander zu befestigen.
Die Erfindung schafft einen neuen Überstrom- und/oder Übertemperaturschutz.
Um einen Überstromschutz zu schaffen, ist zwischen dem Anschluss 12 der negativen Seite und dem distalen oder unteren Ende der Wärmeabschirmung, im Fall einer Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform, falls sie vorgesehen ist, oder der Metallbuchse 1 ein Sicherungselement, vorzugsweise eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 8 mit integrierter Sicherung, angeordnet. Falls die Buchse/Steckdose nicht mit der Fähigkeit zum Versorgen eines Zigarettenanzünders versehen ist, ist die gedruckte Leiterplatte 8 zwischen dem Anschluss 12 der negativen Seite und dem distalen Ende der Metallbuchse 1 angeordnet.
Wie in 2A gezeigt ist, umfasst die gedruckte Leiterplatte 8 eine isolierende gedruckte Leiterplatte, die auf jeweiligen Oberflächen der gedruckten Leiterplatte Leiterbahnen 8B und 8C enthält. Außerdem ist ein elektrisch leitfähiges Kontaktloch 8A vorgesehen, das eine Oberflächenleiterbahn 8B mit der Sicherung 8D verbindet, die daraufhin mit der Oberflächenleiterbahn 8C auf der anderen Seite der PCB verbunden ist. Somit ist die Sicherung 8D mit der negativen Rückleitung der Steckdose/Buchse verbunden. Vorzugsweise ist die Sicherung eine Oberflächenmontagetechnologie (SMT). Vorzugsweise ist die Sicherung als eine flinke Sicherung gewählt, die schneller durchschmilzt als die Sicherung in dem Fahrzeugsicherungskasten, wenn es einen Überstrom gibt.
Wie im Folgenden erläutert wird, schmilzt die Sicherung 8D außerdem ebenfalls durch, was den Übertemperaturschutz bereitstellt, da sie in der negativen Rückleitungsversorgung der Steckdose/Buchse verbunden wird, wenn es einen Übertemperaturzustand gibt und wenn die neue Übertemperaturschutzvorrichtung der Erfindung zum Kurzschließen der Buchse/Steckdose arbeitet. Somit wird der Übertemperaturschutz unter der Annahme, dass die Sicherung 8D schneller als die Sicherung in dem Fahrzeugsicherungskasten arbeitet, durch die Kombination der Übertemperaturschutzvorrichtung, die in der Buchse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, die veranlasst, dass die integrierte Sicherung 8D durchschmilzt, bereitgestellt. Allerdings ist es nicht notwendig, sowohl die Übertemperaturschutzvorrichtung als auch die Überstromschutzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung in derselben Steckdose vorzusehen. In Abhängigkeit von der Designspezifikation kann nur eine Schutzvorrichtung verwendet werden. Zum Beispiel kann nur die Sicherung in Übereinstimmung mit der Erfindung genutzt werden, was somit nur einen Überstromschutz bereitstellt. Alternativ kann nur die Übertemperaturschutzvorrichtung genutzt werden, wobei in diesem Fall die Bordfahrzeugsicherung verwendet wird, um den Übertemperaturschutz bereitzustellen, wenn die Buchsenübertemperaturschutzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung arbeitet.
Vorzugsweise ist der Übertemperaturschutz durch eine Metallblattfeder 6 vorgesehen, die auf isolierte Weise in einem Kanal des Innenisolators 3 über einer thermoplastischen Scheibe 7 in der Metallbuchse 1 montiert ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Blattfeder 6 mit einer Innenfedervorbelastung versehen, so dass ihre Spitzen 6A (14) gegen die thermoplastische Scheibe 7 vorbelastet sind. Vorzugsweise ist die thermoplastische Scheibe aus einem Kunststoff hergestellt, der bei normalen Umgebungstemperaturen nicht weich wird, sondern erst bei einer Temperatur etwas unter der maximalen Temperatur, vor der zu schützen ist, weich zu werden beginnt. Die Scheibe kann POM (Acetal), das einen Schmelzpunkt um 170°C aufweist, umfassen. Wenn sich die Buchse Übertemperaturzuständen nähert, durchdringen die Spitzen 6A der Blattfeder, die im Vergleich zu der Dicke des Metalls der Blattfeder einen verringerten Flächeninhalt aufweisen kann, d. h., die Spitzen 6A können etwas angespitzt oder geschärft sein, um den Thermoplast zu durchdringen, die thermoplastische Scheibe und gelangen mit der Unterseite des Metallbuchsenbehälters 1, der mit der negativen Seite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung verbunden ist, elektrisch in Eingriff. Da die Blattfeder 6 durch den mittigen Niet 9 und durch den positiven Anschluss 13 mit der positiven Seite der Elektrizitätsversorgung verbunden ist, wird die Fahrzeugelektrizitätsversorgung kurzgeschlossen, was veranlasst, dass die Sicherung 8D auf der gedruckten Leiterplatte durchschmilzt (oder dass die Bordfahrzeugsicherung durchschmilzt, falls die Sicherung 8D nicht vorgesehen ist), wodurch ein Übertemperaturschutz bereitgestellt wird. Ein geeigneter Temperaturbereich, bei dem der Übertemperaturschutz arbeitet, ist etwa 170°C–180°C.
Dies ist in schematischer Form durch den Stromlaufplan in 2B gezeigt.
In 2 ist die thermoplastische Scheibe 7 gegenüber dem Maßstab der Metallbuchse 1 etwas vergrößert gezeigt. Die thermoplastische Scheibe 7 weist einen Außendurchmesser derart auf, dass sie auf der Unterseite der Metallbuchse angeordnet sein kann, und weist einen Außendurchmesser auf, der in dem Innendurchmesser der Metallbuchse eine Spielpassung bereitstellt.
Falls in einer Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform die Wärmeabschirmung genutzt wird, ist die gedruckte Leiterplatte 8, die die SMT-Sicherung 8D enthält, unter der Wärmeabschirmung angeordnet, oder falls die Buchse keine Zigarettenanzünderbuchse ist oder keine Wärmeabschirmung enthält, ist sie unter der Metallbuchse 1 angeordnet.
Auf der anderen Seite der gedruckten Leiterplatte 8 ist der negative Anschluss 12 angeordnet. Der negative Anschluss 12 weist einen scheibenartigen planaren Abschnitt 12C und ein Anschlussende 12A auf. Der planare Abschnitt 12C steht mit einer der Leiterbahnen auf der gedruckten Leiterplatte elektrisch in Kontakt. Insbesondere steht er mit der Leiterbahn 8C auf der gedruckten Leiterplatte 8 in Kontakt und steht er somit mit der SMT-Sicherung 8D in einer elektrischen Reihenschaltung. Die SMT-Sicherung steht mit einem elektrischen Kontaktloch 8A in Reihenschaltung, das wiederum mit der elektrischen Leiterbahn 8B auf der anderen Seite der PCB verbunden ist.
In der gezeigten Ausführungsform steht die elektrische Leiterbahn 8C in elektrischem Kontakt mit dem Anschluss 12 der negativen Seite und steht die elektrische Leiterbahn 8B mit der Wärmeabschirmung 2, falls sie vorgesehen ist, oder mit der Metallbuchse 1 in elektrischem Kontakt. Somit steht die Sicherung 8D in einer Reihenschaltungsbeziehung mit der Metallbuchse und mit dem Anschluss 12 der negativen Seite und mit der Rückleitungsseite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung.
Im Fall eines Überstromzustands mit oder ohne einen Übertemperaturzustand schmilzt die Sicherung 8D durch. Die Sicherung ist so gewählt, dass sie eine schnellere Wirkung als die Sicherung in dem Fahrzeugsicherungskasten bereitstellt, und ist so bemessen, dass sie eine maximale Strombelastbarkeit bereitstellt.
Wie oben erläutert wurde, stellt die Metallblattfeder im Fall eines Übertemperaturzustands dadurch, dass sie die weich gewordene thermoplastische Scheibe 7 durchdringt und somit den Kurzschluss veranlasst, der daraufhin einen Überstromzustand veranlasst, der die Sicherung 8D, falls sie vorgesehen ist, oder die Fahrzeugbordsicherung durchschmilzt, einen Kurzschluss bereit.
Somit stellt die vorliegende Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform sowohl den Überstromschutz als auch den Übertemperaturschutz bereit. Allerdings sollte vom Fachmann gewürdigt werden, dass in Abhängigkeit von der Spezifikation nicht beide Schutzmittel genutzt werden müssen. Zum Beispiel kann die Erfindung nur mit dem Überstromschutz-Sicherungsmechanismus und nicht mit dem Übertemperatur-Schutzmechanismus, der durch die Metallblattfeder 6 und durch die thermoplastische Scheibe 7 vorgesehen ist, versehen sein. Eine solche Ausführungsform, die nur den Überstromsicherungsschutz nutzt, kann insbesondere auf Zigarettenanzünderbuchsen anwendbar sein, die üblicherweise bereits einen Übertemperaturschutz in Form von Bimetallthermostaten nutzen, der dafür ausgelegt sind, die Steckdose im Fall eines Übertemperaturzustands, der höher als die normalen Temperaturen ist, die in elektrischen Zigarettenanzündersteckdosen erreicht werden, kurzzuschließen, wenn der Zigarettenanzünder die Zündtemperatur erreicht.
Umgekehrt kann es in bestimmten Situationen erwünscht sein, nur den Übertemperatur-Schutzmechanismus, d. h. die Metallblattfeder 6 und die thermoplastische Scheibe 7 der bevorzugten Ausführungsform, vorzusehen und die integrierte Sicherung nicht vorzusehen und sich lediglich auf die Fahrzeugsicherungskastensicherung zu stützen, um den Übertemperaturschutz bereitzustellen, wenn die Blattfeder 6 im Fall des Übertemperaturzustands über die thermoplastische Scheibe 7 zu der Metallbuchse 1 kurzschließt.
Allerdings stellt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie beschrieben die integrierte Überstromschutzsicherung sowie den integrierten Übertemperaturschutz bereit. Dies ist besonders geeignet zur Verwendung in einer elektrischen Netzsteckdose, die nicht als eine Zigarettenanzündersteckhülse verwendet wird, da die vorliegende Erfindung über die Kombination der Übertemperaturschutz-Blattfeder 6 und der thermoplastischen Scheibe 7 und der integrierten Sicherung 8D einen verhältnismäßig schnell wirkenden Übertemperatur-Schutzmechanismus bereitstellt.
3 zeigt die zusammengesetzte elektrische Nutzsteckdose/Zigarettenanzünderbuchse, die die Metallbuchsenkapsel 1, die externe Wärmeabschirmung 2 und den isolierenden elektrischen Anschlussverbinder 11 zeigt.
4 zeigt die Wärmeabschirmung 2, die in der Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform genutzt werden kann. 5 zeigt die Metallbuchse 1 genauer. Die Metallbuchse 1 enthält nach innen vorbelastete Lanzen 1A, die dafür ausgelegt sind, den Zigarettenanzünder oder den Zubehörstecker in der Weise in mechanischem Eingriff in der Buchse zu halten, dass der Stecker oder der Zigarettenanzünder nicht aus der Buchse fällt und wirksam in der Buchse gehalten ist. Außerdem sichern diese Lanzen einen zwangsschlüssigen elektrischen Kontakt mit der negativen Seite des eingeführten Zigarettenanzünders. Üblicherweise ist der Kontakt der negativen Seite mit einem eingeführten elektrischen Zubehörstecker durch federbelastete Kontakte an dem bekannten Zubehörstecker vorgesehen, die mit der Innenwand der Buchse 1 in Eingriff sind.
Außerdem sind auf gegenüberliegenden Seiten der Buchsenkapsel 1 Öffnungen 1B vorgesehen, die den Klemmen 4A des Bimetallthermostaten 4 gegenüberliegen, um eine Radialbewegung der Thermostatklemmen 4A vorzusehen, wenn sich die Klemmen aufgrund Wärmewirkung ausdehnen, um den Zigarettenanzünder zu lösen. Im Fall einer elektrischen Netzsteckdose, die keinen Zigarettenanzünder unter Strom setzen kann, können die Öffnungen 1B weggelassen sein.
6 zeigt den Isolator 11 des Gehäuses des elektrischen Verbinders.
7 zeigt den Anschluss 12 der negativen Seite. Insbesondere ist das Anschlussende 12A in einer Öffnung 11A des Isolators 11 aufgenommen und ist ein Vorsprung 11B an dem Isolator 11 dafür ausgelegt, den negativen Anschluss 12 dadurch, dass er durch eine Öffnung 12B in dem Anschluss 12 aufgenommen ist, zu positionieren. Wie zuvor beschrieben wurde, weist der Anschluss 12 einen planaren scheibenartigen Abschnitt 12C zum Herstellen eines Kontakts mit der PCB 8, die das Sicherungselement 8D aufweist, auf.
Üblicherweise ist das Anschlussende 12A mit der Fahrzeugelektrizitätsversorgung der negativen Seite verbunden.
8 zeigt den Anschluss 13 der positiven Seite. Die Öse 13A ist dafür ausgelegt, durch die mittige Öffnung 11C in dem Isolator 11 aufgenommen zu werden, und nimmt den mittigen Niet 9 auf. Üblicherweise ist das Anschlussende 13B mit der positiven Seite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung verbunden.
Die 9 und 9A zeigen die PCB, die die Sicherung 8D enthält. Die PCB 8 enthält auf einer Seite eine Leiterbahn 8B und auf der anderen Seite eine Leiterbahn 8C. Die Leiterbahn 8B ist über ein elektrisch leitfähiges Kontaktloch 8A, das in 9 und 9A nicht sichtbar ist, mit der Sicherung 8D elektrisch verbunden, die wiederum mit der elektrischen Leiterbahn 8C elektrisch verbunden ist. Die Leiterbahn 8C steht mit dem elektrischen Anschluss 12 der negativen Seite in elektrischem Kontakt. Die Leiterbahn 8B steht mit dem Buchsenbehälter 1 und/oder mit der Wärmeabschirmung 2, falls sie vorgesehen ist, in elektrischem Kontakt.
10 zeigt den Bimetallthermostaten 4, der vorgesehen ist, falls die Buchse eine Zigarettenanzündersteckhülse ist.
11 zeigt einen Metallabstandshalter 5, der in der bevorzugten Ausführungsform zwischen der Übertemperaturschutz-Blattfeder 6 und dem Bimetallthermostaten 4 vorgesehen ist. Der Abstandshalter 5 ist vorgesehen, um eine Störung zwischen der Blattfeder 6 und dem Bimetallthermostaten zu verhindern und um die elektrische/thermische Verbindung zwischen den zwei Teilen zu verbessern. Der Abstandshalter kann weggelassen sein und kann darüber hinaus in einer Nicht-Zigarettenanzünderbuchsen-Ausführungsform nicht notwendig sein.
12 zeigt die thermoplastische Scheibe 7, die auf der Unterseite des Buchsenbehälters 1 angeordnet ist und auf die die Wärmeschutzblattfeder 6 einwirkt.
13 zeigt den Innenisolator 3, der mit einem Kanal 3A für die Blattfeder 6 und für einen Thermostaten 4, falls er vorgesehen ist, versehen ist.
14 zeigt die Blattfeder 6, die in dem Kanal 3A des Innenisolators 3 aufliegt.
Schließlich zeigt 15 das mittige Befestigungselement, z. B. den Niet 9, das genutzt wird, um alle Elemente der Buchse/Steckdose zusammenzuhalten. Außerdem ist es mit der positiven Seite der Fahrzeugelektrizitätsversorgung verbunden und wird sein Kopf 9A genutzt, um einen elektrischen Kontakt mit einem federbelasteten Kontakt eines elektrischen Zubehörsteckers einer elektrischen/elektronischen Vorrichtung, die in die Steckdose gesteckt wird, bereitzustellen.
Wenn die integrierte Sicherung 8D durchschmilzt oder wenn die Wärmeschutzvorrichtung 6/7 arbeitet, wird die elektrische Steckdose durch eine neue ersetzt.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind für den Fachmann viele andere Änderungen und Abwandlungen und andere Verwendungen offensichtlich. Somit ist die vorliegende Erfindung vorzugsweise nicht durch die spezifische vorliegende Offenbarung, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Metallbuchse
1A: Lanze
1B: Öffnung
2: Wärmeabschirmung
3: Innenisolator
3A: Kanal
4: Bimetallelement
4A: Klemme
5: Metallabstandshalter
6: Metallblattfeder
6A: Spitze der Blattfeder
7: Thermoplastische Scheibe
8: Gedruckte Leiterplatte (PCB)
8A: Kontaktloch
8B: Leiterbahn
8C: Leiterbahn
8D: Sicherung
9: Niet
9A: Kopf
10
11: Verbindergehäuse
11A: Öffnung
11B: Vorsprung
11C: Öffnung
12: Anschluss negative Seite
12A: Anschlusszinken
12B: Öffnung
12C: Planarer Abschnitt
13: Anschluss positive Seite
13A: Öse
13B: Anschlussende

Claims

Elektrische Steckdose, die umfasst: einen leitfähigen Buchsenbehälter zum verschiebbaren Aufnehmen eines elektrischen Steckers, wobei der Behälter ein quergerichtetes distales Ende aufweist, das ein mittiges Loch aufweist; ein isolierendes Verbindergehäuse, das an das quergerichtete distale Ende des Buchsenbehälters angrenzt, das wenigstens zwei elektrische Anschlüsse für die Verbindung mit einer Elektrizitätsversorgung aufweist; wobei ein erster der elektrischen Anschlüsse mit einem mittigen Befestigungselement gekoppelt ist und ein zweiter der elektrischen Anschlüsse in einem leitfähigen Element, das an das quergerichtete distale Ende des Buchsenbehälters angrenzt, endet; ein Sicherungselement, das zwischen dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters und dem leitfähigen Element vorgesehen ist, wobei das Sicherungselement in elektrischer Reihenschaltung zwischen dem leitfähigen Element und dem Buchsenbehälter steht, wobei das Sicherungselement einen elektrischen Leitungsweg zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und dem Buchsenbehälter bereitstellt; wobei die elektrische Steckdose ferner einen Isolator umfasst, der bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters in dem Buchsenbehälter angeordnet ist, wobei das mittige Befestigungselement den Buchsenbehälter, den Isolator, das Sicherungselement, das isolierende Verbindergehäuse und den ersten und den zweiten elektrischen Anschluss als eine Einheit zusammenhält; wobei ein proximales Ende des mittigen Befestigungselements einen ersten elektrischen Kontakt, der von dem Buchsenbehälter isoliert ist, bereitstellt und der Buchsenbehälter einen zweiten elektrischen Kontakt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit jeweiligen Kontakten des in dem Buchsenbehälter aufgenommenen elektrischen Steckers bereitstellt; wobei das Sicherungselement einen integrierten Überstromschutz für die elektrische Steckdose bereitstellt.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 1, wobei das Sicherungselement ein isolierendes Element, das eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Seite aufweist, und ein Sicherungselement in Reihenschaltung mit der ersten und mit der zweiten elektrisch leitfähigen Seite umfasst, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Seite mit dem Buchsenbehälter bzw. mit dem leitfähigen Element des zweiten elektrischen Anschlusses in elektrischem Kontakt steht, wobei das leitfähige Element ein planares leitfähiges Element umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 2, wobei das isolierende Element eine Leiterplatte umfasst und wobei die elektrisch leitfähigen Seiten eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Leiterbahn umfassen, die auf jeweiligen Seiten der Leiterplatte angeordnet sind, wobei das Sicherungselement auf der Leiterplatte montiert ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 3, wobei die Leiterplatte eine gedruckte Leiterplatte umfasst und wobei das Sicherungselement eine Oberflächenmontagetechnologie-Sicherung (SMT), die auf der gedruckten Leiterplatte montiert ist, umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 4, die ferner ein durch die gedruckte Leiterplatte gebildetes elektrisches Kontaktloch umfasst, das die erste und die zweite leitfähige Leiterbahn verbindet.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschluss mit einer positiven Seite einer Gleichspannungsversorgung verbunden ist und wobei der zweite elektrische Anschluss mit einer negativen Seite der Gleichspannungsversorgung verbunden ist, wobei das Sicherungselement in der negativen Rückleitungsseite zu der Gleichspannungsversorgung in Reihe geschaltet ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 6, wobei die Gleichspannungsversorgung die Elektrizitätsversorgung eines Kraftfahrzeugs ist und wobei die elektrische Steckdose eine elektrische Netzsteckdose in einem Kraftfahrzeug umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 1, die ferner einen Übertemperatur-Schutzmechanismus in der elektrischen Steckdose umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 8, wobei der Übertemperatur-Schutzmechanismus eine thermoplastische isolierende Scheibe bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters, die zwischen dem Isolator in dem Buchsenbehälter und dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters montiert ist und die durch das mittige Befestigungselement, das durch eine mittige Bohrung der thermoplastischen isolierenden Scheibe angeordnet ist, an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei die elektrische Steckdose ferner ein federbelastetes Element, das mit dem mittigen Befestigungselement elektrisch und mechanisch verbunden ist und das durch das mittige Befestigungselement in dem Isolator an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei das federbelastete Element gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastet ist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe einen Schmelzpunkt über einem Normaltemperaturbereich der Verwendung der elektrischen Steckdose, aber unter einer maximalen Schwellentemperatur aufweist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe bei der Maximaltemperatur weich wird und das gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastete federbelastete Element über die thermoplastische isolierende Scheibe einen elektrisch leitfähigen Pfad bildet und mit dem quergerichteten distalen Ende des Steckdosenbehälters elektrisch in Eingriff gelangt und dadurch die Elektrizitätsversorgung kurzschließt und das Sicherungselement durchschmilzt, um einen Übertemperaturschutz bereitzustellen.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 9, wobei das federbelastete Element eine Blattfeder umfasst, die einen ersten und einen zweiten quergerichteten Arm und rechtwinklige Enden, die zu der thermoplastischen isolierenden Scheibe gerichtet sind, um die thermoplastische isolierende Scheibe zu durchdringen, wenn die thermoplastische isolierende Scheibe bei der maximalen Schwellentemperatur weich wird, aufweist, wobei die rechtwinkligen Enden Kontaktpunkte für den elektrischen Eingriff mit dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters, wenn die thermoplastische isolierende Scheibe weich wird, aufweisen, wobei die Blattfeder ferner ein mittiges Loch für den elektrischen und mechanischen Eingriff durch das mittige Befestigungselement aufweist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 10, wobei Wärme von einem überhitzten elektrischen Stecker von dem mittigen Befestigungselement zu der Blattfeder übertragen wird, um dadurch zu ermöglichen, dass sich die Blattfeder erwärmt und die thermoplastische isolierende Scheibe durchdringt, wenn die maximale Schwellentemperatur erreicht ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 10, die ferner eine Bimetallthermostat-Eingriffsvorrichtung umfasst, die wenigstens zwei Klemmen für den Eingriff des elektrischen Steckers aufweist, und wobei der elektrische Stecker einen Zigarettenanzünder umfasst, wobei der Bimetallthermostat mit dem mittigen Befestigungselement elektrisch und mechanisch in Eingriff steht, wobei sich die Bimetallthermostatklemmen radial nach außen bewegen, um den Zigarettenanzünder aus dem elektrischen und mechanischen Eingriff mit den Klemmen zu lösen, wenn eine Zündtemperatur des Zigarettenanzünders erreicht ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 12, die ferner einen elektrisch leitfähigen Abstandshalter zwischen dem Bimetallthermostaten und der Blattfeder umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 1, wobei das Sicherungselement manipulationssicher ist.
Elektrische Steckdose, die umfasst: einen leitfähigen Buchsenbehälter zum verschiebbaren Aufnehmen eines elektrischen Steckers, wobei der Behälter ein quergerichtetes distales Ende aufweist, das ein mittiges Loch aufweist; ein isolierendes Verbindergehäuse, das an das quergerichtete distale Ende des Buchsenbehälters angrenzt, das wenigstens zwei elektrische Anschlüsse für die Verbindung mit einer Elektrizitätsversorgung aufweist; wobei ein erster der elektrischen Anschlüsse mit einem mittigen Befestigungselement gekoppelt ist und ein zweiter der elektrischen Anschlüsse mit dem Buchsenbehälter in elektrischem Kontakt steht; wobei die elektrische Steckdose ferner einen Isolator, der bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters in dem Buchsenbehälter angeordnet ist, umfasst, wobei das mittige Befestigungselement den Buchsenbehälter, den Isolator, das isolierende Verbindergehäuse und den ersten und den zweiten elektrischen Anschluss als eine Einheit zusammenhält; wobei ein proximales Ende des mittigen Befestigungselements einen ersten elektrischen Kontakt, der von dem Buchsenbehälter isoliert ist, bereitstellt und der Buchsenbehälter einen zweiten elektrischen Kontakt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit jeweiligen Kontakten des in dem Buchsenbehälter aufgenommenen elektrischen Steckers bereitstellt; wobei die elektrische Steckdose ferner eine thermoplastische isolierende Scheibe bei dem distalen Ende des Buchsenbehälters, die zwischen dem Isolator in dem Buchsenbehälter und dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters montiert ist und die durch das mittige Befestigungselement, das durch eine mittige Bohrung der thermoplastischen isolierenden Scheibe angeordnet ist, an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei die elektrische Steckdose ferner ein federbelastetes Element, das mit dem mittigen Befestigungselement elektrisch und mechanisch verbunden ist und das durch das mittige Befestigungselement in dem Isolator an der richtigen Stelle gehalten wird, umfasst, wobei das federbelastete Element gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastet ist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe einen Schmelzpunkt über einem Normaltemperaturbereich der Verwendung der elektrischen Steckdose, aber unter einer maximalen Schwellentemperatur aufweist, wobei die thermoplastische isolierende Scheibe bei der Maximaltemperatur weich wird und das gegen die thermoplastische isolierende Scheibe vorbelastete federbelastete Element über die thermoplastische isolierende Scheibe einen elektrisch leitfähigen Pfad bildet und mit dem quergerichteten distalen Ende des Steckdosenbehälters elektrisch in Eingriff gelangt und dadurch die Elektrizitätsversorgung kurzschließt und eine Unterbrechung des Stromkreises veranlasst, um einen Übertemperaturschutz bereitzustellen.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 15, wobei das federbelastete Element eine Blattfeder umfasst, die einen ersten und einen zweiten quergerichteten Arm und rechtwinklige Enden, die zu der thermoplastischen Scheibe gerichtet sind, um die thermoplastische Scheibe zu durchdringen, wenn die Scheibe bei der maximalen Schwellentemperatur weich wird, aufweist, wobei die rechtwinkligen Enden Kontaktpunkte für den elektrischen Eingriff mit dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters, wenn die thermoplastische Scheibe weich wird, aufweisen, wobei die Blattfeder ferner ein mittiges Loch für den elektrischen und mechanischen Eingriff durch das mittige Befestigungselement aufweist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 16, wobei Wärme von einem überhitzten elektrischen Steckers von dem mittigen Befestigungselement zu der Blattfeder übertragen wird, um dadurch zu ermöglichen, dass die Blattfeder die thermoplastische Scheibe durchdringt, wenn die maximale Schwellentemperatur erreicht ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 16, die ferner eine Bimetallthermostat-Eingriffsvorrichtung umfasst, die wenigstens zwei Klemmen für den Eingriff des elektrischen Steckers aufweist, und wobei der elektrische Stecker einen Zigarettenanzünder umfasst, wobei der Bimetallthermostat mit dem mittigen Befestigungselement elektrisch und mechanisch in Eingriff steht, wobei sich die Bimetallthermostatklemmen radial nach außen bewegen, um den Zigarettenanzünder aus dem elektrischen und mechanischen Eingriff mit den Klemmen zu lösen, wenn eine Zündtemperatur des Zigarettenanzünders erreicht ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 18, die ferner einen elektrisch leitfähigen Abstandshalter zwischen dem Bimetallthermostaten und der Blattfeder umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 15, die ferner einen Überstromschutzmechanismus umfasst, der in der elektrischen Steckdose angeordnet ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 20, wobei der Überstromschutzmechanismus ein Sicherungselement umfasst, das zwischen dem quergerichteten distalen Ende des Buchsenbehälters und dem zweiten elektrischen Anschluss vorgesehen ist, und wobei das Sicherungselement die Sicherung umfasst, die durchschmilzt, um einen Übertemperaturschutz bereitzustellen.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 21, wobei das Sicherungselement ein isolierendes Element, das eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Seite aufweist, und ein Sicherungselement in Reihenschaltung mit der ersten und mit der zweiten elektrischen leitfähigen Seite umfasst, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Seite in elektrischen Kontakt mit dem Buchsenbehälter bzw. mit dem zweiten elektrischen Anschluss stehen.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 22, wobei das isolierende Element eine Leiterplatte umfasst und wobei die elektrisch leitfähigen Seiten eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Leiterbahn umfassen, die auf jeweiligen Seiten der Leiterplatte angeordnet sind, wobei das Sicherungselement auf der Leiterplatte montiert ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 23, wobei die Leiterplatte eine gedruckte Leiterplatte umfasst und wobei das Sicherungselement eine Oberflächenmontagetechnologie-Sicherung (SMT), die auf der gedruckten Leiterplatte montiert ist, umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 24, die ferner ein durch die gedruckte Leiterplatte gebildetes elektrisches Kontaktloch umfasst, das die erste und die zweite Leiterbahn verbindet.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 21, wobei der erste elektrische Anschluss mit einer positiven Seite einer Gleichspannungsversorgung verbunden ist und wobei der zweite elektrische Anschluss mit einer negativen Seite der Gleichspannungsversorgung verbunden ist, wobei das Sicherungselement in der negativen Rückleitungsseite zu der Gleichspannungsversorgung in Reihe geschaltet ist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 26, wobei die Gleichspannungsversorgung die Elektrizitätsversorgung eines Kraftfahrzeugs ist und wobei die elektrische Steckdose eine elektrische Netzsteckdose in einem Kraftfahrzeug umfasst.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 22, wobei der zweite elektrische Anschluss ein planares leitfähiges Element in elektrischem Kontakt mit einer der elektrisch leitfähigen Seiten des Sicherungselements aufweist.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 15, die ferner eine Wärmeabschirmung umfasst, die den Buchsenbehälter umgibt.
Elektrische Steckdose nach Anspruch 15, wobei die Unterbrechung des Stromkreises durch eine Sicherung in einem in einem Fahrzeug montierten Sicherungskasten erfolgt.