DE102019124858B3 - Blade fuse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Flachstecksicherung (1), insbesondere für elektrische Nutzfahrzeuge, die aufweist eine Leiterplatte (10), wobei die Leiterplatte (10) zwei Steckzungen (12, 14) und einen zwischen den beiden Steckzungen (12, 14) ausgebildeten Trägerbereich (16) aufweist, und eine Sicherung (20), wobei die Sicherung (20) an dem Trägerbereich (16) der Leiterplatte (10) montiert, elektrisch leitend mit beiden der Steckzungen (12, 14) verbunden und als SMD-Sicherung oder als THT-Sicherung ausgebildet ist.The invention relates to a flat plug fuse (1), in particular for electric utility vehicles, which has a printed circuit board (10), the printed circuit board (10) having two plug-in tongues (12, 14) and a carrier area (16) formed between the two plug-in tongues (12, 14) ), and a fuse (20), the fuse (20) being mounted on the carrier area (16) of the circuit board (10), electrically connected to both of the tabs (12, 14) and as an SMD fuse or as a THT fuse. Fuse is formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachstecksicherung und ein zugehöriges Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrisches Nutzfahrzeug. Die Erfindung findet besonders auf dem Gebiet von Kraftfahrzeugen Anwendung, wobei die Flachstecksicherung auch in anderen Gebieten einsetzbar ist.The present invention relates to a flat plug fuse and an associated motor vehicle, in particular an electric utility vehicle. The invention is used particularly in the field of motor vehicles, the flat plug fuse also being usable in other fields.
Flachstecksicherungen sind als eine Form von Sicherungen bekannt, die üblicherweise in Kraftfahrzeugen verbaut werden. Flachstecksicherungen sind steckbar und somit vom Benutzer wartbar. Die Bauform der Flachstecksicherung ist nach ISO 8820-3 genormt. Bekannte, als Schmelzsicherungen ausgestaltete Flachstecksicherungen sind für Kleinspannung von typischerweise 12 V, 24 V, 48 V bis max. 80 V DC ausgelegt.Flat plug fuses are known as a form of fuses that are usually installed in motor vehicles. Flat fuses are pluggable and can therefore be maintained by the user. The design of the blade fuse is standardized according to ISO 8820-3. Known blade fuses designed as fuses are suitable for low voltages of typically 12 V, 24 V, 48 V up to max. 80 V DC.
Klassische Bleibatterien mit Nennspannungen bis zu 80 V werden in elektrischen Nutzfahrzeugen wie Staplern, Radladern oder Schleppern zunehmend durch Lithium-Ionen-Batterien mit Spannungen > 80 V ersetzt. Die bislang bekannten Flachstecksicherungen sind jedoch für die bisherige Spannungsgrenze von 80 V zertifiziert und können somit nicht mehr verwendet werden.Classic lead-acid batteries with nominal voltages of up to 80 V are increasingly being replaced by lithium-ion batteries with voltages> 80 V in electric commercial vehicles such as forklifts, wheel loaders or tractors. The flat plug-in fuses known to date are certified for the previous voltage limit of 80 V and can therefore no longer be used.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine Sicherungslösung zu finden, die die bisherige Spannungsgrenze von 80 V überwindet und trotzdem kompatibel zu den bisherigen Flachstecksicherungen eingesetzt werden kann.Against this background, it was an object of the present invention to find a fuse solution that overcomes the previous voltage limit of 80 V and is still compatible can be used with the previous blade fuses.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Flachstecksicherung, insbesondere für elektrische Nutzfahrzeuge, gelöst, die aufweist: i) eine Leiterplatte, wobei die Leiterplatte zwei Steckzungen und einen zwischen den beiden Steckzungen ausgebildeten Trägerbereich aufweist, und ii) eine Sicherung, wobei die Sicherung an dem Trägerbereich der Leiterplatte montiert, elektrisch leitend mit beiden der Steckzungen verbunden und als SMD-Sicherung oder als THT-Sicherung ausgebildet ist.According to the invention, the object is achieved by a flat plug fuse, in particular for electric utility vehicles, which has: i) a printed circuit board, the printed circuit board having two plug-in tongues and a carrier area formed between the two plug-in tongues, and ii) a fuse, the fuse being attached to the carrier area mounted on the printed circuit board, electrically connected to both of the tabs and designed as an SMD fuse or a THT fuse.
Die üblichen metallischen Kontakte der bekannten, als Schmelzsicherung ausgeführten Flachstecksicherungen werden demnach erfindungsgemäß durch die Steckzungen einer Leiterplatte ersetzt. Durch die Anpassbarkeit der Leiterplattenkontur und der Kontur der Steckzungen sind geometrische Gestaltungsfreiheiten gegeben.The usual metallic contacts of the known flat fuses designed as fuses are accordingly replaced according to the invention by the tabs of a printed circuit board. Due to the adaptability of the circuit board contour and the contour of the tabs, geometric design freedom is given.
Der Trägerbereich verbindet die beiden Steckzungen. Eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Steckzungen ist nur über die Sicherung und nicht direkt über die Leiterplatte realisiert. Der Trägerbereich stützt die Flachstecksicherung und gewährleistet die korrekte Positionierung der Steckzungen zueinander.The carrier area connects the two tabs. An electrical connection between the two tabs is only made via the fuse and not directly via the circuit board. The carrier area supports the blade fuse and ensures that the tabs are correctly positioned in relation to one another.
Als oberflächenmontiertes Bauelement ausgeführte Sicherungen werden auch als SMD-Sicherungen bezeichnet und sind für Nennspannungen, die oberhalb der für Flachstecksicherungen üblicherweise zertifizierten Nennspannungen liegen, erhältlich. Demnach ist es erfindungsgemäß möglich, durch eine Art Adapter, nämlich die Leiterplatte, eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Anpassung von Spannungs- bzw. Stromwerten durch den Einsatz unterschiedlicher SMD-Sicherungen zu ermöglichen. Auf eine gesonderte Zulassung derartiger Flachstecksicherungen kann eventuell verzichtet werden, wenn bereits die verwendete SMD-Sicherung zugelassen ist.Fuses designed as surface-mounted components are also referred to as SMD fuses and are available for nominal voltages that are above the nominal voltages usually certified for flat plug fuses. Accordingly, it is possible according to the invention to use a type of adapter, namely the printed circuit board, to enable a high degree of flexibility with regard to the adaptation of voltage or current values through the use of different SMD fuses. A separate approval of such flat plug fuses can possibly be dispensed with if the SMD fuse used is already approved.
Als bedrahtetes Bauelement ausgeführte Sicherungen werden auch als THT-Sicherungen bezeichnet. Für THT-Sicherungen gilt im Wesentlichen das gleiche wie oben für SMD-Sicherungen ausgeführt, lediglich für die Montage von THT-Sicherungen auf der Leiterplatte sind abweichende Fertigungsschritte erforderlich, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist.Fuses designed as wired components are also referred to as THT fuses. Essentially the same applies to THT fuses as stated above for SMD fuses, only for the assembly of THT fuses on the circuit board different manufacturing steps are necessary, as is known to the person skilled in the art.
Die Herstellung erfindungsgemäßer Flachstecksicherungen ist werkzeugfrei möglich, da lediglich standardisierte Herstellungsschritte, wie beispielsweise das Fräsen und Bestücken der Leiterplatte, erforderlich sind. Dies ist besonders im Vergleich zu herkömmlicherweise zum Einsatz kommenden Stanzteilen hervorzuheben. Somit wird die Fertigung vereinfacht und gleichzeitig automatisierbar. Der Standard-Bestückungsprozess und die werkzeugfreie Herstellung ermöglichen darüber hinaus eine kostengünstige Herstellung.Flat plug fuses according to the invention can be manufactured without tools, since only standardized manufacturing steps, such as milling and fitting the circuit board, are required. This is particularly noteworthy in comparison to stamped parts that are conventionally used. This simplifies production and can also be automated at the same time. The standard assembly process and tool-free production also enable cost-effective production.
Die Leiterbahnen, über die die Sicherung mit den Steckzungen verbunden ist, sind entsprechend der Ströme, für die die Flachstecksicherung zum Einsatz kommt, zu dimensionieren.The conductor tracks, via which the fuse is connected to the tabs, must be dimensioned according to the currents for which the flat plug fuse is used.
Unterschiedliche Auslöseströme der Flachstecksicherungen können durch die Bestückung unterschiedlicher SMD-Sicherungen erzeugt werden.Different tripping currents of the flat plug fuses can be generated by equipping different SMD fuses.
Vorzugsweise kann der Auslösestrom durch eine Variation der Lötstopplackfarbe der Leiterplatte und/oder durch einen Klartextaufdruck des Sicherungswertes beispielsweise im Siebdruckverfahren leicht erkennbar kodiert werden, so dass eine automatische und zuverlässige Kontrolle in der Fertigung oder im Servicefall unterstützt wird.The tripping current can preferably be coded in an easily recognizable manner by varying the solder mask color of the circuit board and / or by printing the fuse value in plain text, for example in a screen printing process, so that automatic and reliable control is supported in production or in the event of service.
Vorzugsweise sind die Steckzungen metallisiert. Damit wird sichergestellt, dass ein hinreichend guter elektrischer Kontakt zwischen der Flachstecksicherung und beispielsweise einem Sicherungshalter eines Fahrzeugs hergestellt wird.The tabs are preferably metallized. This ensures that a sufficiently good electrical contact is established between the blade terminal fuse and, for example, a fuse holder of a vehicle.
Vorzugsweise weisen die Steckzungen mehrere durchkontaktierte Bohrungen auf.The plug-in tongues preferably have several plated-through holes.
Bei dem Stecken von Flachstecksicherungen in Sicherungshalter können hohe Kräfte auftreten. Indem die Steckzungen jeweils mehrere durchkontaktierte Bohrungen aufweisen, können die hohen Kontaktkräfte zwischen der Flachstecksicherung und dem Sicherungshalter auch unter hoher mechanischer und thermischer Belastung zuverlässig aufgenommen werden. Die Anzahl der durchkontaktierten Bohrungen ist nicht beschränkt und beträft vorzugsweise mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 50 und insbesondere mindestens 100.When plugging blade fuses into fuse holders, high forces can occur. Since the plug-in tongues each have several plated-through holes, the high contact forces between the flat plug-in fuse and the fuse holder can be reliably absorbed even under high mechanical and thermal loads. The number of plated-through holes is not restricted and is preferably at least 10, particularly preferably at least 50 and in particular at least 100.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte derart dimensioniert, dass ihre geometrische Form, insbesondere der Steckzungen, einer normierten Geometrie für Flachstecksicherungen, insbesondere ISO 8820-3:2002(E), entspricht.The printed circuit board is preferably dimensioned in such a way that its geometric shape, in particular the plug-in tongues, corresponds to a standardized geometry for flat plug fuses, in particular ISO 8820-3: 2002 (E).
Durch die Verwendung einer normierten Geometrie ist gewährleistet, dass die Flachstecksicherungen mit bisher eingesetzten Sicherungshaltern kompatibel sind. Hierdurch ist keine Anpassung der bisher eingesetzten Sicherungshalter nötig. Die gleichen SMD-Sicherungen können für Flachstecksicherungen unterschiedlicher Größen zum Einsatz kommen, wobei für unterschiedliche Größen von Flachstecksicherungen dann lediglich die Geometrie der Leiterplatte anzupassen ist. Die Geometrie der Leiterplatte umfasst insbesondere deren Kontur, die Gestaltung der Steckzungen und die Dicke der Leiterplatte.The use of a standardized geometry ensures that the blade-type fuses are compatible with the fuse holders previously used. As a result, it is not necessary to adapt the fuse holders previously used. The same SMD fuses can be used for flat plug fuses of different sizes, in which case only the geometry of the circuit board has to be adapted for different sizes of flat plug fuses. The geometry of the The circuit board includes in particular its contour, the design of the tabs and the thickness of the circuit board.
Zusätzlich sind vorzugsweise weitere Gestaltungsmöglichkeiten, etwa im Sinne einer kompakteren Bauform oder einer besseren Zugänglichkeit für den Sicherungstausch, beispielsweise durch eine Vergrößerung, leicht umsetzbar.In addition, further design options, for example in terms of a more compact design or better accessibility for replacing the fuse, for example by enlarging it, can be easily implemented.
Vorzugsweise ist die Sicherung für einen Spannungswert oberhalb 80 V ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Sicherung für einen Spannungswert oberhalb 80 V und unterhalb 800 V ausgebildet.The fuse is preferably designed for a voltage value above 80 V. The fuse is particularly preferably designed for a voltage value above 80 V and below 800 V.
Dieser Spannungsbereich fällt außerhalb des üblicherweise für Flachstecksicherungen vermuteten Spannungsbereiches, da bei Kraftfahrzeugen, die üblicherweise mit Bleibatterien betrieben werden, regelmäßig Spannungen von beispielsweise 12 V bzw. 24 V zum Einsatz kommen. Durch die erfindungsgemäßen Flachstecksicherungen sind auch Spannungen außerhalb dieser üblichen Werte umsetzbar, beispielsweise in dem Bereich von 80 V bis 350 V, der für elektrische Nutzfahrzeuge von besonderer Relevanz ist. This voltage range falls outside the voltage range usually assumed for flat plug fuses, since voltages of, for example, 12 V or 24 V are regularly used in motor vehicles that are usually operated with lead batteries. The flat plug fuses according to the invention can also convert voltages outside of these usual values, for example in the range from 80 V to 350 V, which is of particular relevance for electric utility vehicles.
Vorzugsweise weist die Flachstecksicherung ferner ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse als Griff zum Einsetzen der Flachstecksicherung in eine Sicherungshalterung ausgebildet ist.The flat plug fuse preferably also has a housing, the housing being designed as a handle for inserting the flat plug fuse into a fuse holder.
Vorzugsweise ist der Trägerbereich der Leiterplatte in dem Gehäuse angeordnet und die Steckzungen der Leiterplatte sind außerhalb des Gehäuses angeordnet, wobei das Gehäuse zum Einsetzen der Leiterplatte vorzugsweise zweiteilig oder einteilig mit zwei mittels eines Filmscharniers verbundenen Gehäuseabschnitten ausgebildet ist.The support area of the circuit board is preferably arranged in the housing and the plug-in tongues of the circuit board are arranged outside the housing, the housing for inserting the circuit board preferably being in two parts or in one piece with two housing sections connected by a film hinge.
Das Gehäuse schützt dadurch die Leiterplatte und die Sicherung in dem Bereich, in dem kein elektrischer Kontakt zu dem Sicherungshalter nötig ist. Ferner ermöglicht das Gehäuse aber die elektrische Kontaktierung dadurch, dass die Steckzungen gerade nicht innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Eine Herstellung wird durch die oben genannte Ausgestaltung des Gehäuses vereinfacht, da die Leiterplatte vor dem Zusammensetzen des Gehäuses in das Gehäuse eingeführt werden kann.The housing thereby protects the circuit board and the fuse in the area in which no electrical contact with the fuse holder is necessary. Furthermore, however, the housing enables electrical contact to be made in that the plug-in tongues are not arranged within the housing. Production is simplified by the above-mentioned configuration of the housing, since the circuit board can be inserted into the housing before the housing is assembled.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse durch ein Umspritzen des Trägerbereiches der Leiterplatte mit einem Kunststoffmaterial, beispielsweise mit einem Hotmelt. Hierdurch wird eine Zugriff auf den Trägerbereich und die Sicherung sowie eine Manipulation des Trägerbereiches und der Sicherung verhindert.In a further embodiment, the housing is made by overmolding the carrier area of the circuit board with a plastic material, for example with a hotmelt. This prevents access to the carrier area and the fuse, as well as manipulation of the carrier area and the fuse.
Vorzugsweise ist das Gehäuse wenigstens in dem Bereich der Sicherung transparent ausgeführt. Damit ist der Blick auf die Sicherung durch das Gehäuse hindurch möglich, wodurch eine automatische und zuverlässige Kontrolle in der Fertigung oder im Servicefall weiter unterstützt wird.The housing is preferably made transparent at least in the area of the fuse. This enables a view of the fuse through the housing, which further supports automatic and reliable control in production or in the event of service.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrisches Nutzfahrzeug, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Flachstecksicherung gelöst. Besonders bevorzugt weist das Kraftfahrzeug eine der als bevorzugt beschriebenen Ausgestaltungen der Flachstecksicherung auf.The object is also achieved by a motor vehicle, in particular an electric utility vehicle, with at least one flat plug fuse according to the invention. The motor vehicle particularly preferably has one of the embodiments of the flat plug fuse described as preferred.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 schematisch und exemplarisch eine Explosionsdarstellung einer Flachstecksicherung, -
2 schematisch und exemplarisch verschiedene Ansichten einer Flachstecksicherung, -
3 schematisch und exemplarisch verschiedene Ansichten einer Flachstecksicherung mit versteckten Kanten, -
4 schematisch und exemplarisch verschiedene Ansichten einer Flachstecksicherung mit alternativem Gehäuse, -
5 schematisch und exemplarisch eine weitere Ansicht der Flachstecksicherung der4 sowie einer Leiterplatte.
-
1 schematically and exemplarily an exploded view of a flat plug fuse, -
2 schematic and exemplary different views of a flat plug fuse, -
3 schematically and exemplarily different views of a blade fuse with hidden edges, -
4th schematically and exemplarily different views of a blade fuse with an alternative housing, -
5 schematically and by way of example another view of the flat plug fuse of4th as well as a circuit board.
Die Leiterplatte
Vorzugsweise erfüllt die Flachstecksicherung genormte geometrische Anforderungen, so dass beispielsweise je nach Anforderungen abgeschrägte Ecken
In dem Trägerbereich
Die Wahl der Sicherung
Die Steckzungen
Über je eine Leiterbahn
Alternativ zu der gezeigten je einen Leiterbahn
Die Leiterplatte
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Zur Montage der Flachstecksicherung
In
Alternativ zu einem der Gehäuse
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