DE1913241A1

DE1913241A1 - Protective device

Info

Publication number: DE1913241A1
Application number: DE19691913241
Authority: DE
Inventors: Reichelt-Hans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-03-15
Filing date: 1969-03-15
Publication date: 1970-09-24
Also published as: JPS5549800B1; GB1293875A; FR2030967A5; DE1913241B2

Description

R. 9386
6.2.1969 Rb/SzR. 9386
6.2.1969 Rb / Sz

Anlage zurAttachment to

R OB ERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. 4- R OB ERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. 4 -

SchutzeinrichtungProtective device

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung mit einer Diode und einer Schmelzsicherung, zum Anschluß an die Klemmen einer Batterie und zum Sichern gegen Anschluß dieser Batterie mit umgekehrter Polarität.The invention relates to a protective device with a diode and a fuse, for connection to the terminals of a Battery and to secure against connection of this battery with reversed polarity.

Schutzeinrichtungen dieser Art dienen dazu, batteriegespeiste Verbraucher davor zu schützen, daß sie bei Anschluß der Batterie mit falscher Polarität zerstört werden. Z. B. zeigt die deutsche Auslegeschrift 1 108 802 die Verwendung einer derartigen Schutzeinrichtung zum Schutz eines Transistor-Wechselrichters, der sonst bei fehlgepoltem Anschluß der Batterie (Plus an Minus, Minus an Plus) durch einen hohen Kurzschlußstrom zerstört würde. Durch die Schutzeinrichtung wird erreicht, daß die Sicherung der Schutzeinrichtung durchbrennt und dadurch derProtective devices of this type are used to protect battery-powered consumers from being damaged when the battery is connected be destroyed with wrong polarity. For example, German Auslegeschrift 1 108 802 shows the use of such a protective device to protect a transistor inverter, which would otherwise be used if the battery is connected with the wrong polarity (plus to minus, Minus to plus) would be destroyed by a high short-circuit current. The protective device ensures that the fuse the protective device burns out and thereby the

Robert Bosch GmbH . R. 9236 Rb/SzRobert Bosch GMBH . R. 9236 Rb / Sz

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Wechselrichter stromlos wird. - In der gleichen Weise kann die Schutzeinrichtung naturgemäß dazu verwendet werden, andere Geräte zu schützen, die bei fehlgepoltem Anschluß zerstört würden, vor allem also Geräte mit Halbleiterelementen. Als Beispiel können genannt werden batteriegespeiste Radios und Fernsehapparate, Wechselstromgeneratoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern, elektronische Zündeinrichtungen, elektronische Steuergeräte für Kraftstoffeinspritzanlagen, Batterieladegeräte, etc.Inverter becomes de-energized. - In the same way, the protective device can naturally be used to protect other devices to protect which would be destroyed if the connection was incorrectly polarized, especially devices with semiconductor elements. As an example can Battery-powered radios and TV sets, alternating current generators with downstream rectifiers are mentioned, electronic ignition devices, electronic control units for fuel injection systems, battery chargers, etc.

Derartige Schutzeinrichtungen müssen naturgemäß betriebssicher und robust aufgebaut sein und sich für raschen Austausch eignen. Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Schutzeinrichtung mit diesen Eigenschaften zu schaffen.Such protective devices must of course be operationally safe and be robust and suitable for quick exchange. It is therefore an object of the invention to provide a protective device with these properties.

Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs genannten Schutzeinrichtung dadurch erreicht, daß ein Formstück aus einem Isolierwerkstoff vorgesehen ist, auf dem einerseits ein Kühlkörper mit der Diode, andererseits eine Anschlußklemme vorge-^ sehen ist, und daß die Schmelzsicherung in Form eines Bleche _K Streifens zwischen der Anschlußklemme und dem Kühlkörper befestigt ist.According to the invention, this is achieved with a protective device mentioned at the outset in that a molded piece made of an insulating material is provided on which a heat sink with the diode on the one hand and a connecting terminal on the other hand is provided, and that the fuse in the form of a sheet metal _K strip is attached between the connector and the heat sink.

Diese Konstruktion ist sehr einfach. Durch die direkte Befestigung der Sicherung am Kühlkörper wird diese stets auf einer mittleren Temperatur gehalten und wirkt daher als thermisch träge Sicherung, die praktisch nur auf hohe überströme anspricht. Die direkte Verbindung mit dem Kühlkörper hat sich auch deshalb als vorteilhaft erwiesen, weil so ein sehr geringer übergangswiderstand erreicht wird, was für das richtige Funktionieren der Schutzeinrichtung sehr wichtig ist, denn bei fehlgepolter Batterie soll ein sehr kräftiger Überstrom fließen, der die Sicherung praktisch augenblicklich zum Durchschmelzen bringt. Zweckmäßig verwendet man deshalb auch für beide Siche-This construction is very simple. Due to the direct attachment the fuse on the heat sink, this is always kept at a medium temperature and therefore acts as thermal slow fuse that practically only responds to high overcurrents. The direct connection to the heat sink has also proven to be advantageous because it is very low Contact resistance is achieved, which is essential for proper functioning the protective device is very important, because in the case of incorrect polarity The battery is supposed to have a very powerful overcurrent that will blow the fuse almost instantly brings. It is therefore advisable to use for both security

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rungsanschlüsse Nietverbindungen, da hierdurch ein sehr inniger elektrischer Kontakt entsteht, der sich auch nach langem Betrieb in korrosiver Atmosphäre praktisch nicht verändert.rivet connections, as this creates a very intimate electrical contact is created, which practically does not change even after long operation in a corrosive atmosphere.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Further details and useful developments of the invention result from what is described below and in the Embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung, 1 shows a front view of a protective device according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schutzeinrichtung, gesehen längs der Linie II-II der Fig. 1,Fig. 2 is a section through the protective device, seen along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 eine Rückansicht der Schutzeinrichtung nach den Fig. 1 und 2,3 shows a rear view of the protective device according to FIGS. 1 and 2,

Fig. 4· einen Schnitt, gesehen längs der Linie IV-IY der Fig. 3, und ·Fig. 4 is a section seen along the line IV-IY of FIG Fig. 3, and

Fig. 5 ein 'Schaltschema der Schutzeinrichtung.5 shows a circuit diagram of the protective device.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, ist die Schutzeinrichtung auf einen etwa dreieckförmigen Formstück 10 aus Isolierwerkstoff aufgebaut, das an einer Seite einen abgebogenen Rand aufweist, um den direkten Einbau in eine elektrische Maschine zu ermöglichen. An seinem unteren, spitzen Ende (bezogen auf die Fig. 1 bis 3) hat dieses Formstück 10 eine Abkröpfung 11, in der ein mit einen Hohlniet 12 ausgekleidetes Befestigungsloch 13 zur Befestigung an dem zu schützenden Gerät vorgesehen ist. Ferner weist das Formstück 10 eine verdickte Stelle 14 auf, in der eine mit einem Blechteil 15 ausgekleidete Ausnehmung 16 zur Aufnahme . eines Anschlußbolzens 17 vorgesehen ist, welcher an seinemAs FIGS. 1 to 3 show, the protective device is constructed on an approximately triangular shaped piece 10 made of insulating material, which has a bent edge on one side in order to enable direct installation in an electrical machine. At its lower, pointed end (based on Figs. 1 to 3) this fitting 10 has a bend 11 in which a with a Hollow rivet 12 lined mounting hole 13 is provided for attachment to the device to be protected. Furthermore, the Fitting 10 has a thickened point 14 in which a recess 16 lined with a sheet metal part 15 for receiving. a connecting bolt 17 is provided, which at his

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ORIGWAL INSPECTEDORIGWAL INSPECTED

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unteren Ende eine Verbreiterung 18 in Form eines Sechskants aufweist, die in einer entsprechenden Sechskant-Ausnehmung 19 des Formstücks 10 angeordnet ist und so den Bolzen 17 gegen Verdrehung sichert.the lower end has a widening 18 in the form of a hexagon, which is arranged in a corresponding hexagonal recess 19 of the shaped piece 10 and thus the bolt 17 against rotation secures.

In einer etwa rhombusförmigen Vertiefung 22 des Formstücks 10 ist ein aus Blech hergestellter Kühlkörper 23 befestigt, der eine mit einem vorspringenden Eragen 24 versehene Ausnehmung zur Aufnahme einer Halbleiterdiode 26 aufweist, welche in diesen Kragen 24 eingepreßt ist und dadurch in guter elektrischer und wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlblech 23 steht. Der Kragen 24 durchdringt dabei, wie das in Fig. 4 dargestellt ist, eine entsprechende Ausnehmung 27 des Formstücks 10, und die Diode 26 ragt deshalb aus der vom Kühlblech 23 abgewandten Seite des Formstücks 10 heraus. Sie hat in bekannter Weise einen stiftförmigen Anodenanschluß Cihre Kathode ist über das metallische Diodengehäuse elektrisch mit dem Kühlblech 23 verbunden) , mit welchem eine mit einem Kabelschuh 29 versehene Leitung 30 verbunden ist, z. B. durch Schweißen. Die Schweißstelle xtfird mit einem Isolierlack überzogen, um Korrosionen an dieser Stelle mit Sicherheit zu vermeiden. - Selbstverständlich, kann der Anschlußstift 28 der Diode 26 elektrisch auch mit einem zweiten Befestigungsbolzen verbunden werden, der dann ebenfalls auf dem Formstück 10 anzuordnen wäre. Welche Bösraig bevorzugt wird, hängt von der Verwendungsart aboIn an approximately rhombus-shaped recess 22 in the molded piece 10 A heat sink 23 made of sheet metal is attached to a recess provided with a protruding Eragen 24 for receiving a semiconductor diode 26, which is pressed into this collar 24 and thereby in good electrical and thermally conductive connection with the cooling plate 23 is. The collar 24 penetrates, as shown in Fig. 4, a corresponding recess 27 of the fitting 10, and the The diode 26 therefore protrudes from the side of the molded piece 10 facing away from the cooling plate 23. She did in a familiar way A pin-shaped anode connector is connected to the cathode metallic diode housing electrically connected to the cooling plate 23) with which a cable 30 provided with a cable lug 29 is connected, e.g. B. by welding. The weld xtf is coated with an insulating varnish to prevent corrosion to avoid this point with certainty. - Of course, the pin 28 of the diode 26 can also be electrically connected a second fastening bolt can be connected, which would then also have to be arranged on the fitting 10. What Bösraig is preferred, depends on the type of use

Die Kühlplatte 23 dient auch zum elektrischen Anschluß an aas zu schützende Gerät, das in Fig. 5 mit 33 bezeichnet ist ο (Dieses Gerät 33 ist gegen einen fehlgepolten Anschluß der in Fig. 5 mit 34- bezeichneten Akkumulatorenbatterie au-schützen.,) Zu diesem Zwecke hat das Formstück 10 eine großer© kreisrund© Ausnehmung 351 durch welche das Kühlblech 23 auf foe idea Seitea freigelegt ist. In der Mitte dieser Ausnehmung 35 istThe cooling plate 23 is also used for electrical connection to aas device to be protected, which is designated in Fig. 5 with 33 ο (This device 33 is against a wrongly polarized connection of the in Fig. 5 with 34- designated accumulator battery au-protect.,) For this purpose, the shaped piece 10 has a large © circular © Recess 351 through which the cooling plate 23 on foe idea Seitea is exposed. In the middle of this recess 35 is

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blech 23 mit einem Loch 36 versehen, das direkt auf einem (nicht dargestellten) Anschlußbolzen des zu schützenden Geräts 33 aufgesteckt und mit diesem verschraubt werden kann. Zur Versteifung des Formstücks 10 um die Ausnehmung 36 herum dient eine Versteifungsrippe 37·sheet 23 is provided with a hole 36 which is directly on a (not shown) connecting bolt of the device to be protected 33 is attached and can be screwed to this. A stiffening rib is used to stiffen the molded piece 10 around the recess 36 37 ·

'· Das Kühlblech 23 ist durch zwei Niete am Formstück 10 befestigt: JLurch ein erstes, kleineres Niet 38 und durch ein zweites Niet 39, das in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion erfüllt: Es ist in der Mitte mit einer Verbreiterung 4-0 (Fig. 2) versehen, die mit ihrem einen Ende gegen das Kühlblech 23 anliegt. Zwischen dem Formstück 10 und dem Nietkopf 4-3 dieses Niets liegt hier eine Unterlegscheibe 44. Auf das andere Ende dieses Niets 39 ist ein Ende einer als Blechstreifen 4-5 ausgebildeten Sicherung aufgeschoben, über welches Ende eine Ringscheibe gelegt ist, die durch einen waffelgenieteten Nietkopf 4-6 vernietet ist, so daß sich ein sehr kleiner Übergangswiderstand vom Kühlblech zum Blechstreifen 4-5 ergibt, der sich auch im Betrieb nicht verändert. . '· The heat sink 23 is fixed by two rivets on the fitting 10: JLurch a first, smaller rivet 38 and by a second rivet 39, which serves a dual function in an advantageous manner: it is in the middle with an enlargement 4-0 (Fig. 2), one end of which rests against the cooling plate 23. A washer 44 is located between the molded piece 10 and the rivet head 4-3 of this rivet. On the other end of this rivet 39, one end of a fuse designed as a sheet metal strip 4-5 is pushed, over which end an annular disc is placed, which is riveted by a wafer The rivet head 4-6 is riveted, so that there is a very small transition resistance from the cooling plate to the sheet metal strip 4-5, which does not change during operation. .

In gleicher Weise ist das andere Ende des Blechstreifens 4-5 auf das innere Ende des Anschlußbolzens 1? aufgenietet, und zwar in der Weise, daß dieser Blechstreifen 4-5 satt gegen die sechskantförmige Verbreiterung 18 anliegt. Auch über dieses Ende des Blechstreifens 4-5 ist eine Ringscheibe 4-7 gelegt, und die Vernietung erfolgt ebenfalls durch einen waffelgenieteten Nietkopf 48, um einen gleichbleibend niedrigen Übergangswiderstand zu erzielen, Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die öffnungen 48, 49 an beiden Enden des Blechstreifens 45 einseitig nach außen geöffnet, um eine leichte Montage zu ermöglichen» In the same way, the other end of the sheet metal strip is 4-5 on the inner end of the connecting bolt 1? riveted, in such a way that this sheet metal strip 4-5 fed up against the hexagonal widening 18 is applied. Also about this At the end of the sheet metal strip 4-5 there is a washer 4-7, and the riveting is also done by a waffle rivet Rivet head 48 in order to achieve a consistently low contact resistance, As can be seen from Fig. 3, the Openings 48, 49 at both ends of the sheet metal strip 45 on one side open to the outside to enable easy assembly »

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Die Schaltung der Schutzeinrichtung geht aus Pig. 5 hervor. Die Batterie 34· ist "bei richtiger Schaltung hier mit dem Minuspol an Masse und mit dem Pluspol an den Anschlußbolzen 17 angeschlossen. Der Kabelschuh 29 wird, ebenso wie die eine Spannungsklemme des zu schützenden Geräts 33» an Masse angeschlossen, während die andere Spannungsklemme des Geräts 33 mit dem Anschluß 36, also der Kühlplatte 23, verbunden wird.The circuit of the protective device is based on Pig. 5 emerges. the Battery 34 "is" on here with the negative pole when connected correctly Ground and connected to the connecting bolt 17 with the positive pole. The cable lug 29, as well as the one voltage terminal of the device to be protected 33 »is connected to ground, while the other voltage terminal of the device 33 with the terminal 36, so the cooling plate 23 is connected.

Bei dem dargestellten richtigen Anschluß der Batterie 34· sperrt die Diode 26, da ihre Kathode mit dem Pluspol der Batterie 34-verbunden ist, und die Verbindung zwischen den Anschlüssen 36 und 17 ist gegeben.With the correct connection shown, the battery 34 locks the diode 26, since its cathode is connected to the positive pole of the battery 34- is, and the connection between the terminals 36 and 17 is given.

Wird dagegen die Batterie 34- fehlgepolt angeschlossen, so daß ihr Pluspol an Masse und ihr Minuspol an den Anschlußbolzen 17 angeschlossen ist, so fließt sofort ein extrem hoher Strom vom Pluspol der Batterie 34· über Masse, das Kabel 30, die Diode 26 und die Sicherung 4-5 zum Minuspol der Batterie 34·. Bei einer 12 V-Autobatterie kann dieser Strom z. B. 1 000 A betragen; er bringt die Sicherung 4-5 sofort zum Durchschmelzen und schützt dadurch die elektronischen Bauteile in dem Gerät 33 sicher vor Zerstörung. - Das Gerät 33 kann z. B. ein Ladegerät für die Batterie 34· sein und mit Dioden zur Gleichrichtung eines Wechsel- oder Drehstroms versehen sein, die bei fehlgepolter Batterie 34- sonst zerstört würden. Es kann auch ein Autoradio oder ein sonstiges elektronisches Gerät sein. - Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Schutzeinrichtung ist für eine 12 V-Autobatterie bestimmt. Für andere Spannungen und andere Betriebsverhältnisse muß die Schutzeinrichtung selbstverständlich entsprechend modifiziert werden.If, on the other hand, the battery 34 is connected with the wrong polarity, so that its positive pole is connected to ground and its negative pole to the connecting bolt 17, an extremely high current immediately flows from the Positive pole of the battery 34 via ground, the cable 30, the diode 26 and the fuse 4-5 to the negative pole of the battery 34 ·. At a 12 V car battery can use this power e.g. B. 1000 A; it immediately blows fuse 4-5 and protects as a result, the electronic components in the device 33 are safe from destruction. - The device 33 can, for. B. a charger for the Battery 34 and equipped with diodes to rectify an alternating or three-phase current, which would otherwise be destroyed if the battery was incorrectly polarized. It can also be a car radio or be any other electronic device. - The one in the exemplary embodiment The protective device shown is intended for a 12 V car battery. The protective device must of course be used accordingly for other voltages and other operating conditions be modified.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. 9386 Rb / Sz

Stuttgart

Expectations

l. protective device with a diode and a fuse, for connection to the terminals of a battery and for securing against connection of this battery with reversed polarity, characterized in that a shaped piece (10) made of an insulating material is provided, on the one hand a Heat sink (23) with the diode (26), on the other hand a connection terminal (1?) Is provided, and that the fuse is attached in the form of a sheet metal strip (45) between the connecting terminal (17) and the heat sink (23).

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the sheet metal strip (4-5) on the connecting terminal (17) and is riveted (46, 48) to the heat sink (23).

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that that the heat sink is designed as a sheet metal part (23) that in it a recess (25) for receiving the Diode (26) is provided and that this recess is provided with a collar (24) which extends in the direction of Form piece (10) and extends into a recess (27) provided in this.

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