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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherungselement laut Oberbegriff
des Anspruchs 1. Daneben betrifft die Erfindung ein Sicherungselement-System
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 10. Derartige Sicherungselemente (Schmelzsicherungen
für hohe
Ströme)
werden z.B. als Schaltungsschutzelemente in Kraftfahrzeugen verwendet.
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Ein
bekanntes Sicherungselement ist, wie in 9 gezeigt, beschaffen. Ein Paar von Buchsenanschlüssen 22,
die an den beiden Enden eines einen Schmelzabschnitt 21a enthaltenen
schmelzbaren Leiters 21 befestigt sind, sind in ein Gehäuse 24 eingeschoben,
das aus einem wärmebeständigen Harz hergestellt
ist und mit einer aus durchsichtigem Kunststoff hergestellten Abdeckung 27 abgedeckt
ist. Bei dieser Konstruktion ist eine am Gehäuse 24 ausgebildete
Verriegelungsraste 25 mit einem an der Abdeckung 27 ausgebildeten
Verriegelungsteil 28 in Eingriff, so daß die Abdeckung 27 am
Gehäuse 24 verriegelt
ist. Um ferner die Schmelzeigenschaft des Schmelzabschnitts 21a des
schmelzbaren Leiters 21 zu verbessern, ist unter dem Schmelzabschnitt 21a eine
Wärmeabstrahlungsplatte 23 aus
einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt angeordnet.
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Auf
der Abdeckung 27 ist durch Eingravieren oder Bedrucken
ein Nennstromwert (z. B. 30 A oder 40 A) angegeben; um jedoch die
Schwierigkeit zu beseitigen, daß am
Gehäuse
eine Abdeckung angebracht wird, auf der der falsche Nennstromwert
angegeben ist, steht von der Oberkante des Gehäuses 24 ein Vorsprung 26 vor,
während
in der Abdeckung 27 eine Aussparung 29 ausgebildet
ist, so daß der
Vorsprung 26 mit der Aussparung 29 in Eingriff
gelangen kann.
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In
den 10(A) bis 10(D) sind vier Sicherungselemente
gezeigt, die sich durch ihren jeweiligen Nennstromwert voneinander
unterscheiden. In den vier Sicherungselementen sind die Vorsprünge 26 der
Gehäuse 24a bis 24d und
die Aussparungen 29 der Abdeckungen 27a bis 27d,
die mit den Vorsprüngen 26 in
Eingriff sind, an unterschiedlichen Positionen a, b, c bzw. d vorgesehen.
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Wie
in den 9 und 10A bis 10D gezeigt ist, hängen die Positionen der Vorsprünge 26 und
der Aussparungen 29 der herkömmlichen Sicherungselemente
von den darauf angebrachten Symbolen ab, die die entsprechenden
Nennstromwerte angeben. Daher müssen
für verschiedene
Sicherungselemente verschiedene Metallgießformen vorgesehen werden.
Dies ist einer der Faktoren, die die Herstellungskosten erhöhen. Andererseits
sind der Vorsprung 26 und die Aussparung 29 im
Vergleich zum Gehäuse und
der Abdeckung 27, wovon sie jeweils einen Teil bilden,
klein. Selbst wenn daher das Gehäuse
und die Abdeckung unterschiedliche Nennstromwerte aufweisen, d.
h. selbst in dem Fall, in dem das Gehäuse und die Abdeckung nicht
miteinander kombiniert werden sollten, können sie unter entsprechendem
Kraftaufwand in gegenseitigen Eingriff gebracht werden. Daher besteht
bei einem herkömmlichen
Sicherungselement die Schwierigkeit, daß das Gehäuse und die Abdeckung, die
nicht kombiniert werden sollten, fehlerhaft zusammengefügt werden
können.
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Daneben
sind Sicherungselemente sowie ein Sicherungselement-System der eingangs
genannten Art beispielsweise aus der
US
4,224,592 bekannt. Während
hierbei die Abdeckung (
25) an einer Stelle (
81)
eine eingeprägte
Zahl aufweist, die einen Nennstromwert des Sicherungselements entspricht und
so einer Person ermöglicht,
Sicherungen unterschiedlicher Nennstromwerte zu unterscheiden, ist die
lediglich auf der Oberfläche
der Außenseite
des Deckels des Sicherungselementgehäuses aufgeprägte Zahl
nicht dazu geeignet, auch von Sensoren in einem computerisierten
Herstellungsverfahren sicher und schnell erkannt zu werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungselement
sowie ein Sicherungselement-System der eingangs genannten Art dahingehend
zu verbessern, daß es
kostengünstig her gestellt
werden kann und dabei mit größtmöglicher
Sicherheit eine Zuordnung der Abdeckung zu einem korrelierenden
korrelierenden Sicherungselement gewährleistet, ohne daß das optische
Erscheinungsbild getrübt
wird.
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Für ein Sicherungselement
sowie ein Sicherungselemen t-System der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die
Merkmale der Kennzeichen der entsprechenden Ansprüche 1 und
10. Die abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gerichtet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
Darin zeigen:
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1 eine auseinandergezogene,
perspektivische Ansicht eines Sicherungselements gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Vorderansicht des
in 1 gezeigten Sicherungselements
im zusammengefügten Zustand;
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3(A) eine Draufsicht der
in 1 gezeigten Abdeckung;
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3(B) eine Unteransicht der
in 1 gezeigten Abdeckung;
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4 eine Schnittansicht längs der
Linie X-X in 3(A);
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5 eine Schnittansicht einer
Abdeckung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6(A)–6(C) Draufsichten
von Abdeckungen gemäß weiterer
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine erläuternde
Darstellung eines Sensors, der so beschaffen ist, daß er eine
Aussparung in der in den 3(A) und 3(B) gezeigten Abdeckung
erfassen kann;
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8 eine erläuternde
Darstellung der in 7 gezeigten
Lichtleitfaser;
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9 die bereits erwähnte auseinandergezogene,
perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Sicherungselements;
und
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10(A)–10(D) die
bereits erwähnten
Vorderansichten herkömmlicher
Sicherungselemente.
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Zunächst wird
mit Bezug auf die 1 und 2 eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In ein Gehäuse 4 aus
wärmebeständigem Harz,
das mit einer Abdeckung 61 aus
lichtdurchlässigem
Kunststoff abgedeckt ist, sind zwei Buchsenanschlüsse 2,
die Verbindungsanschlüsse bilden
und sich von den Enden eines schmelzbaren Leiters 1 mit
einem Schmelzabschnitt 1a erstrecken, eingeschoben. Wenn
das Gehäuse 4 mit
der Abdeckung 61 abgedeckt ist,
ist eine am Gehäuse 4 ausgebildete
Verriegelungsraste 5 mit einem an der Abdeckung 61 ausgebildeten Verriegelungsteil 7 in
Eingriff, so daß die
Abdeckung 61 am Gehäuse 4 eingerastet
ist. Ferner ist am Schmelzabschnitt 1a des schmelzbaren
Leiters 1 ein wärmeabstrahlendes
Element 3 vorgesehen, das aus einem Metall mit niedrigem
Schmelzpunkt wie etwa Sn hergestellt ist. Schließlich sind auf der Abdeckung 61 Symbole angebracht, die einen Nennstromwert
(20A in der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 3(A) und 3(B) gezeigt ist) angeben.
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In
der gezeigten Ausführungsform
sind der schmelzbare Leiter 1 und die beiden Buchsenanschlüsse 2 als
eine einzige Einheit ausgebildet, indem ein leitendes Blech (das
z. B. Messing oder eine Kupferlegierung enthält) ausgestanzt und gebogen wird.
Der schmelzbare Leiter 1 und die Buchsenanschlüsse 2 können jedoch
auch als getrennte Komponenten ausgebildet sein. In diesem Fall
können
die Buchsenanschlüsse 2 mit
dem schmelzbaren Leiter 1 durch ein herkömmliches
Verfahren wie etwa Punktschweißen
oder Laserschweißen
verbunden werden. Ferner können
die Buchsenanschlüsse 2 durch
Steckeranschlüsse
ersetzt sein.
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Die
obige Konstruktion ist insoweit derjenigen eines herkömmlichen
Sicherungselements ähnlich.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß in dem erfindungsgemäßen Sicherungselement
an der inneren Oberfläche
der Abdeckung 61 eine als Markierung
dienende Aussparung 8 ausgebildet ist, wie in den 3(A), 3(B) und 4 gezeigt
ist.
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Die
Aussparung 8 befindet sich bei Betrachtung von oben in
der oberen linken Ecke der Abdeckung 61 und
ist einem Stiftloch ähnlich;
anstelle der Aussparung 8 könnte jedoch auch ein stiftähnlicher Vorsprung 8' verwendet werden,
wie dies bei der in 5 gezeigten
Abdeckung 61' der Fall ist.
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In
den 6(A) bis 6(C) sind Abdeckung 62 , 63 und 64 gezeigt, die für Nennstromwerte von 30 A, 40
A bzw. 50 A vorgesehen sind. Die Abdeckung 62 besitzt
keine Aussparung 8, während
die Abdeckung 63 die Aussparung 8 (oder
einen Vorsprung 8')
in der unteren linken Ecke B besitzt und die Abdeckung 64 die Aussparung 8 (oder einen
Vor sprung 8')
in der oberen rechten Ecke C besitzt. Die Positionen der Aussparungen 8 (oder
Vorsprünge 8') dieser Abdeckungen
sind so festgelegt, daß dann,
wenn irgendeine der Abdeckungen 61 , 63 und 64 ,
die unterschiedliche Nennstromwerte besitzen, um 180° gedreht
wird, die Aussparung 8 (oder der Vorsprung 8') nicht die Position
der Aussparung 8 (oder des Vorsprungs 8') irgendeiner
anderen der Abdeckungen einnimmt.
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Wie
oben beschrieben, sind in den Abdeckungen 61 , 63 und 64 ,
die unterschiedliche Nennstromwert-Angaben aufweisen, die Aussparung 8 an unterschiedlichen
Positionen angebracht. Daher kann der Nennstromwert irgendeiner
der Abdeckungen einschließlich
der Abdeckung 62 ohne Aussparung 8 durch
Erfassen der Position der Aussparung 8 mit einem herkömmlichen
geeigneten Sensor bestimmt oder identifiziert werden. In dem Fall,
in dem der Sensor keine Aussparung in der geprüften Abdeckung erfaßt, wird
festgestellt, daß die
Abdeckung z.B. einen Nennstromwert von 30 A besitzt.
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In 7 ist ein Beispiel des Sensors
gezeigt, der die Aussparung 8 erfaßt. Der Sensor 10 enthält ein Gehäuse 11,
einen photoelektrischen Schalter 12 und eine Lichtleitfaser 13.
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Das
Gehäuse 11 weist
in seinem unteren Endabschnitt einen erhöhten Boden 11a auf,
wodurch eine Aussparung llb für die Abdeckung 61 gebildet wird. Die Wände des
Gehäuses 11,
die die Aussparung llb zusammen mit dem erhöhten Boden 11a definieren,
besitzen zwei Positioniereinschnitte 11c, die mit den Verriegelungsteilen 7 der
Abdeckung 61 in Eingriff sind.
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Die
Lichtleitfaser 13 ist im Gehäuse 11 in der Weise
angebracht, daß ihr
vorderes Ende 13c in der unteren Oberfläche des erhöhten Bodens 11a erscheint.
Der andere Endabschnitt der Lichtleitfaser 13 ist mit dem
photoelektrischen Schalter 12 verbunden. Die Lichtleitfaser 13 enthält wie in 8 gezeigt einen Lichtprojektionsweg 13a und
einen Lichtempfangsweg 13b. Der Lichtprojektionsweg 13a ist
mit einer (nicht gezeigten) Lichtquelle verbunden, während der
Lichtempfangsweg 13b mit dem photoelektrischen Schalter 12 verbunden
ist. Der Schalter 12 wandelt das Licht in ein elektrisches
Signal um, das in eine (nicht gezeigte) Ausgabevorrichtung eingegeben
wird.
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Wenn
die Abdeckung 61 mittels einer
(nicht gezeigten) Teile-Fördereinrichtung
an eine vorgegebene Position befördert
wird, wird das Gehäuse 11 des
Sensors 10 in der Weise nach unten bewegt, daß die Ausschnitte llc mit
den Verriegelungsteilen 7 der Abdeckung in Eingriff gelangen.
Im Ergebnis ist die Abdeckung 61 durch
das Gehäuse 11 ohne
dazwischen vorhandenen Spalt abgedeckt, wobei sich das vordere Ende 13c der
Lichtleitfaser 13 gegenüber
der Aussparung 8 der Abdeckung befindet. Hierbei wird der
Abstand zwischen dem vorderen Ende 13c der Lichtleitfaser 13 und
dem Boden der Aussparung 8 im voraus auf einen Wert im
Bereich von 1 mm bis 10 mm festgelegt, außerdem wird bestimmt, daß dann, wenn
die Menge des über
den Lichtempfangsweg 13b empfangenen reflektierten Lichts
in der Größenordnung
von 30% liegt, das Ausgangssignal, das durch die obenerwähnte Ausgabevorrichtung
bereitgestellt wird, ein annehmbares Signal ist. Wenn sich daher
die Aussparung 8 nicht an der vorgegebenen Position befindet, übersteigt
die Menge des reflektierten Lichts den Wert von 30% erheblich. In
diesem Fall ist das von der Ausgabevorrichtung bereitgestellte Ausgangssignal
ein nicht annehmbares Signal.
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In
dem Fall, in dem dann, wenn die Abdeckung 61 mit
dem Gehäuse 11 abgedeckt
ist, dazwischen ein Spalt vorhanden ist, ist die Menge des reflektierten
Lichts erheblich kleiner als 30%. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen,
ist für
die Standardmessung wie in 7 gezeigt
eine weitere Lichtleitfaser 13' vorgesehen. Für die Lichtleitfaser 13' wird ähnlich wie
im Fall der Lichtleitfaser 13 der Abstand zwischen dem
vorderen Ende der Lichtleitfaser 13' und der Oberfläche der Abdeckung 61 auf 10 mm oder weniger eingestellt,
wobei die Menge des reflektierten Lichts, das über den Lichtempfangsweg empfangen wird,
auf 100% festgelegt wird. Wenn daher die Menge des reflektierten
Lichts 100% beträgt,
nimmt die Erfassungsschaltung mit der Lichtleitfaser 13 ihren Betrieb
auf. Das heißt,
wenn die Menge des reflektierten Lichts 100% beträgt, ist
das von der Ausgabeschaltung ausgegebene Ausgangssignal ein annehmbares
Signal.
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In
der obenbeschriebenen Ausführungsform befinden
sich die Aussparungen 8 (oder Vorsprünge 8') der Abdeckungen 61 , 63 und 64 an unterschiedlichen Positionen, ferner
besitzt jede der Abdeckungen lediglich eine einzige Aussparung 8 (oder
einen einzigen Vorsprung 8');
die Erfindung ist jedoch nicht darauf oder dadurch eingeschränkt. Das
bedeutet, die Abdeckungen können
jeweils zwei oder drei Aussparungen (oder Vorsprünge) besitzen. Die einzige notwendige
Bedingung für
die Aussparungen (oder Vorsprünge)
besteht darin, daß sie
so beschaffen sind, daß sich
die Abdeckungen voneinander unterscheiden. Anstelle der Aussparungen 8 (oder
der Vorsprünge 8') können daher
gepreßte
Abschrägungen
oder undurchsichtige Markierungen aus Farbe wie etwa einfache dreieckige,
rechtwinklige oder kreisförmige
Muster verwendet werden.
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Wie
oben beschrieben, enthält
das Sicherungselement das aus wärmebeständigem Harz
hergestellte Gehäuse,
den schmelzbaren Leiter, an dessen beiden Enden jeweils ein Verbindungsanschluß vorhanden
ist, die in das Gehäuse
geschoben werden, und die lichtdurchlässige Kunststoffabdeckung, auf
der einen Nennstromwert angebende Symbole angebracht sind, wobei
die Abdeckung mit der Öffnung
im oberen Ende des Gehäuses
in Eingriff ist. In dem Sicherungselement dieser Konstruktion weist die
Abdeckung an der inneren Oberfläche
an einer Position, die von dem Nennstromwert in der Weise abhängt, daß verschiedene
Positionen verschiedene Nennstromwerte angeben, eine Aussparung
oder einen Vorsprung auf, der vom Sensor erfaßt werden kann.
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Daher
können
für Sicherungselemente
mit unterschiedlichen Nennstromwerten deren Gehäuse den gleichen Aufbau besitzen,
so daß für die Herstellung
der Gehäuse
dieselbe Metallgießform
verwendet werden kann, wodurch die Herstellungskosten stark verringert
werden. Weiterhin werden die durch die Aussparungen (oder Vorsprünge) repräsentierten Nennstromwerte
der Abdeckungen mit dem Sensor erfaßt, so daß die Abdeckungen korrekt aussortiert werden.
Dadurch wird die Schwierigkeit beseitigt, daß bei der Montage der Sicherungselemente
mit unterschiedlichem Nennstromwert die Abdeckungen mit Gehäusen in
Eingriff gebracht werden, die nicht mit diesen Abdeckungen kombiniert
werden sollten.