DE19827374A1 - Sicherungselement für elektrische Anlagen - Google Patents

Sicherungselement für elektrische Anlagen

Info

Publication number
DE19827374A1
DE19827374A1 DE1998127374 DE19827374A DE19827374A1 DE 19827374 A1 DE19827374 A1 DE 19827374A1 DE 1998127374 DE1998127374 DE 1998127374 DE 19827374 A DE19827374 A DE 19827374A DE 19827374 A1 DE19827374 A1 DE 19827374A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
protected
element according
fuse element
melting
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1998127374
Other languages
English (en)
Other versions
DE19827374C2 (de
Inventor
Rainer Maeckel
Thomas Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE1998127374 priority Critical patent/DE19827374C2/de
Priority to PCT/EP1999/003542 priority patent/WO1999067862A1/de
Publication of DE19827374A1 publication Critical patent/DE19827374A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19827374C2 publication Critical patent/DE19827374C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H01H2085/466—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device with remote controlled forced fusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/767—Normally open
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/36—Means for applying mechanical tension to fusible member

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für elektrische Anlagen mit einem zu schützenden Leitungsbereich als Strompfad für elektrischen Strom, wobei das Sicherungselement in Serie zum zu schützenden Leitungsbereich (11) geschaltet einen Referenzleiter (9) aufweist, der außerhalb des Strompfades zumindest einen Schmelzbereich (13) mit einem Schmelzmaterial aufweist, dessen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes eines sicherheitsrelevanten Elements (12) des zu schützenden Leiterbereichs (11) liegt und daß im Schmelzbereich (13) Mittel zur Stromreduktion (14, 15, 16, 23, 24) im zu schützenden Leitungsbereich (11) vorgesehen sind, die zumindest bei Überschreiten der Schmelztemperatur des Materials zuschaltbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für elektrische Anlagen, insbesondere für Fahrzeuge.
In Bordnetzen, insbesondere in Bordnetzen von Kraftfahrzeugen, werden zur Absicherung von elektrischen Leitungen üblicherweise Schmelzsicherungen eingesetzt. Die Absicherung mit Schmelzsicherungen hat den Nachteil, daß sich mit diesen Sicherungen bei sinnvoller Auslegung kein vollständiger Leitungsschutz erreichen läßt.
Beim Auftreten kurzfristig anliegender Überströme kann eine elektrische Leitung im Fahrzeug wegen der hohen Wärmekapazität des elektrischen Leiters wesentlich mehr Strom tragen als die Schmelzsicherung, so daß für kurzzeitige hohe Überströme eine übliche Schmelzsicherung unterdimensioniert ist. Im Bereich länger andauernder kleine Überströme schaltet die Sicherung dagegen zu spät ab, so daß in diesem Fall eine elektrische Leitung und/oder Verbraucher nicht ausreichend geschützt ist. Bei einem Überstrom von z. B. 35% gegenüber dem nominalen Auslösestrom der Sicherung kann es bis zu einer halben Stunde dauern, bis eine Schmelzsicherung tatsächlich auslöst. Bei einem Überstrom von 250%, der dem 3,5-fachen nominalen Auslösestrom der Sicherung entspricht, kann es noch 5 Sekunden bis zur Sicherungsauslösung dauern.
Aus DE 195 03 808 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der die stromführende Leitung mit Hilfe einer Sprengkapsel abgetrennt werden kann. Hierbei ist die Sprengkapsel auf der einen Seite mit dem Batteriepluspol, auf der anderen Seite mit einer zweiten Leitung, die die erste Leitung umhüllt, verbunden. Kommt es durch ein mechanische Beschädigung des Kabels zu einem Kontakt zwischen der Fahrzeugmasse und dem zweiten Leiter, so wird die Sprengkapsel ausgelöst und trennt die Verbindung zwischen Batterie und der ersten Leitung. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Kosten für die erste Leitung durch die Umhüllung mit der zweiten Leitung erhöht werden. Die Trennung durch ein Sprengelement ist sinnvollerweise nur für Leitungen mit hohem Querschnitt, d. h. hoher Stromtragfähigkeit, geeignet. Weiterhin wird mit diesem Verfahren nur der Fall einer mechanischen Beschädigung, nicht aber der Fall einer thermischen Überhitzung des Kabels abgesichert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungselement für elektrische Anlagen, insbesondere für Bordnetze von Kraftfahrzeugen, anzugeben, welches elektrische Leitungen der elektrischen Anlage vor thermischer Überlastung schützt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßes Sicherungselement weist zumindest benachbart zum zu schützenden Leitungsbereich ein außerhalb des Strompfades angeordnetes Referenzmaterial auf, welches zumindest in einer seiner physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften zum Vergleich mit physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines sicherheitsrelevanten Elements des zu schützenden Leitungsbereichs herangezogen ist, wobei zumindest bei Überschreiten einer vorgegebenen Veränderung zumindest einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Referenzmaterials Mittel zur Stromreduktion vorgesehen sind, mit denen der Strom im zu schützenden Leitungsbereich reduzierbar ist.
Bevorzugt ist das Referenzmaterial nichtmetallisch, besonders bevorzugt ein Isolator.
Zweckmäßigerweise ist ein sicherheitsrelevantes Element eine elektrische Isolierung des zu schützenden Leitungsbereichs.
Vorteilhaft ist, wenn das Referenzmaterial einen Referenzleiter zumindest bereichsweise bedeckt. Zweckmäßig ist, wenn das Schmelzmaterial den Referenzleiter wie ein Isoliermantel umgibt.
Bevorzugt ist der Referenzleiter in Serie zu dem zu schützenden Leitungsbereich geschaltet.
Ein bevorzugtes Sicherungselement weist einen Referenzleiter auf, der außerhalb des direkten Strompfades, welcher durch den zu schützenden Leitungsbereich gebildet wird, zumindest ein Schmelzmaterial als Referenzmaterial aufweist, dessen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der Isolierung des zu schützenden Leiterbereichs liegt, wobei im Bereich des Schmelzmaterials Mittel zur Stromreduktion im zu schützenden Leitungsbereich zumindest bei Überschreiten der Schmelztemperatur des Schmelzmaterials zuschaltbar sind.
Besonders bevorzugt ist das Schmelzmaterial aus einem PVC-Material gebildet, dessen Schmelzpunkt unterhalb dem eines PVC-Mantels des zu schützenden Leitungsbereichs liegt.
Besonders günstig ist, daß die Mittel zur Stromreduktion zumindest einen Parallelstrompfad zu dem zu schützenden Leitungsbereich aufweisen. Damit wird die Stromstärke im zu schützenden Leitungsbereich reduziert. Bevorzugt ist der Parallelstrompfad niederohmiger als der zu schützende Leitungsbereich. Besonders günstig ist, das Schmelzmaterial als Isolierung zwischen einer elektrischen Kontaktstelle zum Parallelstrompfad und einer elektrischen Kontaktstelle zum schützenden Leitungsbereich anzuordnen.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist eine metallische Schmelzsicherung in Serie zu dem Referenzleiter angeordnet. Beim Schmelzen des Schmelzbereichs fließt ein hoher Strom, so daß die metallische Schmelzsicherung durchschmilzt. Ein Vorteil liegt darin, daß die Schmelzsicherung keine hohen Anforderungen an Auslösegenauigkeit aufweisen muß.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung des Sicherungselements, bei der die Mittel zur Stromreduktion im zu schützenden Leitungsbereich ein Federelement aufweisen, so daß bei Überschreiten der Schmelztemperatur des Schmelzbereichs eine elektrische Kontaktstelle des Parallelstrompfads mit Federkraft mit einer elektrischen Kontaktstelle des zu schützenden Leiterbereichs in Kontakt bringbar ist. Die Kontaktierung erfolgt damit besonders zuverlässig und kann sehr einfach und preiswert gestaltet werden.
Eine weitere günstige Ausgestaltung ist, den Referenzleiter mit einer Bohrung zu versehen, in die ein stopfenförmiges Schmelzmaterial eingreift. Günstig ist, elektrische und/oder mechanische Kontaktmittel des Parallelstrompfads zur Kontaktierung des Referenzleiters durch das stopfenförmige Schmelzmaterial zu beabstanden. Der Vorteil ist, daß nur eine geringe Materialmenge des Schmelzmaterials benötigt wird. Günstig ist auch, daß die Formgebung des Referenzleiters dazu herangezogen werden kann, daß im Schmelzbereich eine höhere elektrische Verlustleistung anfällt als im zu schützenden Leitungsbereich, so daß ein Schmelzen des Schmelzmaterials bei einer Temperatur einsetzt, die sicher unterhalb einer für den zu schützenden Leitungsbereich kritischen Temperatur liegt.
Besonders zweckmäßig ist, den Referenzleiter und/oder Kontaktmittel im Schmelzbereich für geschmolzenes Material durchlässig auszubilden. Damit wird erreicht, daß der elektrische Kontakt einfach und zuverlässig herzustellen ist, ohne daß geschmolzenes oder wiedererstarrtes Schmelzmaterial den elektrischen Kontakt unterbricht.
Eine weitere günstige Ausgestaltung besteht darin, Mittel zur Stromreduktion als Unterbrechungsstelle im Referenzleiter auszubilden.
Günstig ist, Mittel zur Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der Dielektrizitätskonstanten und/oder der magnetischen Suszeptibilität und/oder der mechanischen Festigkeit und/oder der Härte des Referenzmaterials vorgesehen sind.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung hervor. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben, wobei
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Sicherungselements,
Fig. 2 im Detail eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Sicherungselements,
Fig. 3a, b weitere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Sicherungselements, und
Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung eines Sicherungselements jeweils im Schnitt zeigt.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von Beispielen für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Einsatz beschränkt, sondern insbesondere für eine Verwendung geeignet, bei denen ein abzusicherndes Kabel vor thermischer Überlastung zu schützen ist.
Eine günstige Ausführung eines erfindungsgemäßen Sicherungselements ist in Fig. 1 als Prinzipskizze dargestellt. Zwischen eine Batterie 1 mit einem Pluspol 2 und einem Minuspol 3, welcher mit der Masse 4 verbunden ist, und den zu schützenden Leitungsbereich 11 ist ein Sicherungselement 10 geschaltet. Das Sicherungselement 10 weist einen Referenzleiter 9 mit einer Isolierhülle 13 auf, welche den Referenzleiter 9 umgibt, sowie zusätzlich eine metallische Schmelzsicherung mit einem Anschluß 7 und einem Anschluß 6, zwischen denen ein Schmelzleiter 8 angeordnet ist. Die Isolierhülle 13 dient als Referenzmaterial. Der Referenzleiter 9 ist vorzugsweise lösbar mit dem zu schützenden Leitungsbereich 11 verbunden. Der batterieseitige Anschluß 6 der metallischen Schmelzsicherung ist über die Verbindung 5 mit dem Pluspol 2 der Batterie 1 verbunden. In analoger Weise kann der Referenzleiter 9 batterieseitig von der metallischen Schmelzsicherung angeordnet sein. In diesem Fall wäre der Referenzleiter 9 mit der Batterie 1 und die Schmelzsicherung mit dem abzusichernden Leitungsbereich 11 verbunden. Die metallische Schmelzsicherung kann eine übliche Schmelzsicherung sein oder auch eine aktive Sicherung, vorzugsweise eine aktive Sicherung, welche durch einen zusätzlichen thermischen und/oder elektrischen und/oder einen anderen Zündmechanismus auslösbar ist.
Die Isolierhülle 13 am Referenzleiter 9 ist ein Schmelzmaterial mit einer Schmelztemperatur, die vorzugsweise unterhalb der Schmelztemperatur der Isolierung 12 des zu schützenden Leitungsbereichs 11 liegt. Vorzugsweise ist die Isolierhülle 13 aus einem Kunststoff gebildet. Günstig ist es, als Referenzmaterial einen gleichartigen Kunststoff wie für die Isolierung 12 des zu schützenden Leiterbereichs 11 zu wählen, insbesondere PVC (Polyvinylchlorid), bei dem durch vorzugsweise durch Füllstoffe und/oder Kettenlängen und/oder Vernetzungsgrad im Kunststoff die Schmelztemperatur sehr leicht zu beeinflussen ist. Günstig ist jedoch auch der Einsatz von Wachsen als Isolationsmaterial 13, mit denen eine sehr genaue Überwachung der Temperatur möglich ist, da diese einen genau kontrollierbaren Schmelzpunkt haben. Der Isolationsstoff des Schmelzbereichs 13 ist vorzugsweise so gewählt, daß der Schmelzpunkt des Materials unterhalb von dem der Isolierung des zu schützenden Leitungsbereichs 11 liegt.
Der Vorteil ist, daß der mit Schmelzmaterial bedeckte Referenzleiter 9 das thermische Kabelverhalten des zu schützenden Leitungsbereichs durch eine Kombination aus Leiter und Isolationsmaterial nachgebildet. Innerhalb des Bereichs des Referenzleiters 9 wird nun das Verhalten des Isolations- Referenzmaterials 13 kontrolliert.
Da im Falle einer thermischen Überhitzung eines Kabels in der Regel nur das Isolationsmaterial geschädigt wird, ist es günstig, das Isolationsmaterial 13 am Referenzleiter 9 zu überwachen. Nimmt das Isolationsmaterial in diesem Bereich durch die durch den Stromfluß erzeugte Wärme Schaden oder verändert es seine physikalischen Parameter wie elektrische Leitfähigkeit, Kapazität, relative Dielektrizitätskonstante, Permeabilität, Aggregatzustand, Fließfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Temperatur und andere derart, daß ein Verlust der Isolationswirkung zu erwarten ist, so ist davon auszugehen, daß die Isolation des zu schützenden Leitungsbereichs 11 ebenfalls Schaden zu nehmen droht. In diesem Fall sind Mittel vorgesehen, die zumindest den Stromfluß im zu schützenden Leitungsbereich 11 reduzieren. Die metallische Schmelzsicherung 6, 7, 8 wird durch einen Auslösemechanismus ausgelöst und der Stromfluß im zu schützenden Leitungsbereich 11 unterbrochen.
Dazu wird mit einem Federelement 14 ein Kontakt 15 gegen die Isolation 13 des Referenzleiters gedrückt. Fließt nun ein großer Strom durch das Kabel 11 und somit durch den Referenzleiter 9, so ergibt sich bedingt durch den ohmschen Widerstand ein Temperaturerhöhung des Leiters 9 und somit auch der Isolationsschicht 13. Diese Temperaturerhöhung führt zur Veränderung der physikalischen Parameter und damit auch zur Schädigung der Isolationsschicht 13. Dabei kann sowohl das Material der Isolationsschicht 13 so gewählt sein, daß der Schmelzpunkt verglichen mit dem des Isolationsmaterials 12 im zu schützenden Leitungsbereich 11 geringer ist, oder der Referenzleiter 9 kann durch Formgebung oder Material so eingestellt sein, daß der ohmsche Widerstand dort höher ist als im Leiter 11, so daß im Bereich des Referenzleiters 9 die größte Wärmeentwicklung stattfindet und der Schmelzbereich 13 wärmer ist als die Isolation 12 des zu schützenden Leitungsbereichs 11.
Ist z. B. das Schmelzmaterial 13 entsprechend modifiziert, liegt der Temperaturgrenzwert für die Schädigung der Isolationsschicht 13 unterhalb des entsprechenden Grenzwerts des Isolationsmaterials 12 des zu schützenden Leitungsbereichs 11. Demnach wird die Schicht 13 zuerst eine Veränderung seiner physikalischen Parameter zeigen. Die Änderung ist vorzugsweise ein Weichwerden und/oder ein Schmelzen und Abtropfen der Isolationsschicht 13 vom Referenzleiter 9.
Beim Weichwerden bzw. beim Abtropfen wird durch den Kontakt 15 und das Federelement 14 ein elektrischer Kontakt zur Fahrzeugmasse hergestellt, indem ein niederohmiger Parallelstrompfad zur Masse 16 mit dem Referenzleiter 9 in Kontakt gebracht wird. Der Stromfluß durch den zu schützenden Leitungsbereich 11 wird dadurch stark reduziert, da dessen ohmscher Widerstand höher ist als der des Parallelstrompfads. Zusätzlich wird der Stromfluß durch das Schmelzelement 8 deutlich erhöht und die metallische Schmelzsicherung löst aus. Da der Grenzwert für die Schädigung der Isolationsschicht 13 niedriger als der Grenzwert der Isolationsschicht 12 liegt, ist das Kabel 11 durch diese Anordnung geschützt. Hat das Isolationsmaterial 13 bis auf den Schmelzpunkt die gleichen oder sehr ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften wie das Isolationsmaterial 12, so sind bei dem Sicherungsverhalten auch Alterungseffekte und Vorschädigungen weitestgehend berücksichtigt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Isolationsmaterialien für den Schmelzbereich 13 und die Isolierung 12 gleich sind, und durch die Auslegung des Referenzleiters 9 gewährleistet wird, daß die Temperatur in dem Referenzleiter 9 einige Grad höher als in der Leitung 11 ist.
Durch den sehr ähnlichen Aufbau von Referenzleiter 9 und Leitung 11 ergeben sich vergleichbare Strombelastbarkeitskennlinien des erfindungsgemäßen Sicherungselements 10 und des zu schützenden Leitungsbereichs 11. Somit kann ein vollständiger Kabelschutz erreicht werden, wobei die Strombelastbarkeit des Kabels 11 möglichst gut genutzt werden kann.
Für den Fall, daß die Batterie 1 keine ausreichende Stromstärke zum Öffnen des Schmelzelementes 8 liefern kann, wird das Kabel 11 wird durch den ihm parallel geschalteten Strompfad bestehend aus dem Referenzleiter 9, dem Kontakt 15 sowie der Feder 14 entlastet und dadurch geschützt.
In Fig. 2 ist eine günstige Ausführungsform dargestellt. Hierbei wird die Feder 14 durch den vorgespannten Bügel 24 realisiert. Ein Keil 23 drückt gegen die Isolationsschicht 13, und sobald diese sich auflöst oder weich wird, wird über den Keil 23 ein elektrischer Kontakt zwischen Referenzleiter 9 und der Fahrzeugmasse 16 hergestellt. Das Schmelzelement 8, das in der Figur nicht dargestellt ist, löst daraufhin aus und unterbricht den Stromfluß durch den Leiter 11, des ebenfalls nicht gesondert in der Figur dargestellt ist. Diese Ausführung ist besonders einfach und preiswert.
Neben einer mechanischen Kontaktherstellung zwischen Referenzleiter 9 und Parallelstrompfad sind auch andere Verfahren (z. B. auch in Kombination mit aktiven Schaltelementen, aktiven Sicherungen) möglich. So kann z. B. die elektrische Leitfähigkeit des Isolationsmaterials 13 gemessen und aus Auslösekriterium verwendet werden, bei dem ein Parallelstrompfad an den Referenzleiter 9 ankontaktiert oder geschaltet wird. Ebenso können andere physikalische Parameter des Isolationsmaterials 13 bestimmt werden und für die Auslösung des Sicherungselements benutzt werden.
In Fig. 3 ist eine Detailansicht einer weiteren günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselements dargestellt. Der Aufbau der Anordnung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1. Das Referenzelement 9 weist in der Ausführung gemäß Fig. 3 jedoch eine Bohrung auf, in die das Schmelzmaterial 13 als Stopfen eingeführt ist. Dies ist in Fig. 3a als Draufsicht zu sehen. In der Fig. 3b ist eine Seitenansicht der Anordnung aus Fig. 3a dargestellt, bei der die Wirkung der Mittel zum Ankontaktieren des Parallelstrompfads zu erkennen ist. Das stopfenförmige Schmelzmaterial 13 ragt über den Leiterquerschnitt des Referenzleiters 9 hinaus und dient als Abstandshalter zu einem Verbindungsmittel 17, welches eine niederohmige Verbindung zur Fahrzeugmasse darstellt. Das Verbindungsmittel 17 wird mit Federkraft einer Feder 14 an das Schmelzmaterial 13 gedrückt. Sobald dieses bei erhöhter Temperatur weich wird und/oder schmilzt, wird der elektrische Kontakt zwischen dem Verbindungsmittel 17 und dem Referenzelement 9 hergestellt. Dabei kann das Schmelzmaterial durch die Bohrung aus dem Kontaktbereich abfließen, so daß die elektrische Verbindung möglichst großflächig und zuverlässig ist und nicht durch geschmolzenes Isolationsmaterial verschmutzt wird. Günstig ist es, wenn das Verbindungsmittel 17 einen topfförmigen Hohlraum bildet, dessen Öffnung zu der Bohrung gewandt ist. Der elektrische Kontakt erfolgt dann über den Topfrand. Geschmolzenes Isolationsmaterial 13 kann dann im Innern des topfförmigen Hohlraums aufgenommen werden. Günstig ist auch, den Topfboden des Verbindungsmittels mit Bohrungen zu versehen oder auch als Netz auszubilden, durch welches die Schmelze des Isolationsmaterials durchtreten kann, so daß die elektrischen Kontaktstellen nicht von der Schmelze kontaminiert werden.
Eine weitere günstige Ausführung ist, das stopfenförmige Schmelzmaterial zwischen den Referenzleiter 9 und das Verbindungsmittel 17 zu legen, wobei der Referenzleiter perforiert ist, so das bei Überschreiten des Schmelzpunktes des Schmelzmaterials dieses durch die Perforierung des Referenzleiters 9 abfließen kann.
Eine weitere zweckmäßige Anordnung ist in Fig. 4 als seitlicher Schnitt durch ein günstiges Referenzelement 9 dargestellt. Der Referenzleiter 9 selbst wird hier als Öffner für den Strompfad durch den Leiter 11 verwendet und ist durch zwei Teilstücke 9.1, 9.2 gebildet, die durch ihre Ummantelung, welche durch ein Schmelzmaterial 13 gebildet ist, in der Art eines Schrumpfschlauchs zusammengepreßt werden. Die Teilstücke bilden an ihrer Kontaktstelle einen elektrischen Kontakt. Die Kontaktstelle kann auch mit einem elektrisch leitfähigen Kleber und/oder einem Lot versehen sein, um den elektrischen Kontakt herzustellen, wobei jedoch die mechanische Verbindung überwiegend durch das Schmelzmaterial 13 hergestellt wird. Sobald die Ummantelung 13 weich wird oder schmilzt, lösen sich die beiden Teilstücke 9.1, 9.2 des Referenzleiters 9 voneinander. In diesem Fall kann auf eine zusätzliche Schmelzsicherung im Sicherungselement 10 verzichtet werden, da kein Parallelstrompfad hinzugeschaltet werden muß. Es ist vorteilhaft, eines der Teilstücke oder beide Teilstücke 9.1, 9.2 mit einer Feder zu verbinden, um diese beim Schmelzen des Schmelzmaterials 13 zusätzlich auseinanderzureißen. Es ist auch möglich, die beiden Teilstücke 9.1, 9.2 mit einer Vorspannung zu versehen, die dieselbe Wirkung mit sich bringt. Damit wird verhindert, daß die Teilstücke 9.1, 9.2 des Referenzleiters 9 z. B. durch Funkenbildung unerwünschtermaßen miteinander verschweißen und sich nicht voneinander lösen.
Besonders günstig ist, daß das erfindungsgemäße Sicherungselement keine aufwendige Kapselung benötigt, da die Temperaturen, die zum Schmelzen des Schmelzmaterials 13 notwendig sind, erheblich unter denen von metallischen Schmelzsicherungen liegen.
Der in bevorzugten Ausführungen hergestellte Kurzschluß zur Fahrzeugmasse erlaubt den Einsatz von preiswerten trägen metallischen Schmelzsicherungen, die auch nicht besonders genau sein müssen, da die Auslösung der metallischen Schmelzsicherung durch den Kurzschlußstrom beim Schmelzen des Schmelzmaterials 13 zuverlässig erzwungen wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Referenzmaterials 13 überwacht werden und bei einer Veränderung der Eigenschaften über ein vorgegebenes erlaubtes Maß hinaus Mittel zur Stromreduktion des Stroms im zu schützenden Leitungsbereich 11 eingreifen. Es kann sowohl ein Parallelstrompfad zugeschaltet werden als auch ein Öffner der Stromkreises betätigt werden. Günstig ist, leicht zugängliche Materialparameter zu überwachen und z. B. die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Kapazität des Referenzmaterials 13 zu bestimmen. Ist das Verhalten der Materialparameter mit zunehmender Temperatur bekannt, so kann bei Überschreiten eines vorgegebenen Maßes an Veränderung zumindest eines überwachten Parameters die Stromreduktion im zu schützenden Leitungsbereich 11 ausgelöst werden.
Das Referenzmaterial 13 kann als Teil eines Referenzleiters 9 verwendet werden als auch direkt mit dem zu schützenden Leitungsbereich 11 verbunden sein und elektrische und/oder chemische Eigenschaften direkt am zu schützenden Kabel 11 überwacht werden. Vorteilhaft ist, einen Referenzleiter 9 als zusätzliches, lösbares Leitungsteil mit dem zu schützenden Kabel 11 zu verbinden. Ein solches Element kann leicht ausgetauscht werden.

Claims (16)

1. Sicherungselement für elektrische Anlagen mit einem zu schützenden Leitungsbereich als Strompfad für elektrischen Strom, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (10) zumindest benachbart zum zu schützenden Leitungsbereich (11) ein außerhalb des Strompfades angeordnetes Referenzmaterial (13) aufweist, welches zumindest in einer seiner physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften zum Vergleich mit physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines sicherheitsrelevanten Elements (12) des zu schützenden Leitungsbereichs (11) herangezogen ist, wobei zumindest bei Überschreiten einer vorgegebenen Veränderung zumindest einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Referenzmaterials (13) Mittel zur
Stromreduktion (9.1, 9.2, 14, 15, 16, 17, 23, 24) vorgesehen sind, mit denen der Strom im zu schützenden Leitungsbereich (11) reduzierbar ist.
2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzmaterial (13) nichtmetallisch ist.
3. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sicherheitsrelevante Element (12) eine elektrische Isolierung des zu schützenden Leiterbereichs (11) ist.
4. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzmaterial (13) einen Referenzleiter (9) zumindest bereichsweise bedeckt.
5. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzleiter (9) in Serie zu dem zu schützenden Leitungsbereich (11) geschaltet ist.
6. Sicherungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzleiter (9) als Referenzmaterial (13) ein Schmelzmaterial aufweist, dessen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der Isolierung (12) des zu schützenden Leiterbereichs (11) liegt und die Mittel zur Stromreduktion (14, 15, 16, 23, 24) im zu schützenden Leitungsbereich (11) im Bereich des Schmelzmaterials (13) zumindest bei Überschreiten der Schmelztemperatur des Materials zuschaltbar sind.
7. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine metallische Schmelzsicherung (6, 7, 8) in Serie zu dem Referenzleiter (9) angeordnet ist
8. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stromreduktion (14, 15, 16, 23, 24) zumindest einen Parallelstrompfad zu dem zu schützenden Leitungsbereich (11) aufweisen, welcher niederohmiger als der zu schützende Leitungsbereich (11) ist.
9. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzmaterial (13) als Isolierung und/oder Abstandshalter zwischen elektrischen und/oder mechanischen Kontaktmitteln (14, 15, 16, 17, 23, 24) mit einer elektrischen Kontaktstelle zu einem Parallelstrompfad und einer elektrischen Kontaktstelle zum zu schützenden Leitungsbereich (11) angeordnet ist.
10. Sicherungselement nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stromreduktion (14, 15, 16, 23, 24) ein Federelement (14) aufweisen, so daß bei Überschreiten der Schmelztemperatur des Schmelzmaterials (13) eine elektrische Kontaktstelle des Parallelstrompfads mit Federkraft mit einer elektrischen Kontaktstelle des zu schützenden Leiterbereichs (11) in Kontakt bringbar ist.
11. Sicherungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzleiter (9) mit einer Bohrung versehen ist, in die ein stopfenförmiges Referenzmaterial (13) eingreift.
12. Sicherungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzleiter (9) im Bereich des Schmelzmaterials (13) für geschmolzenes Material durchlässig ausgebildet ist.
13. Sicherungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel (17) im Bereich des Schmelzmaterials (13) für geschmolzenes Material durchlässig ausgebildet sind.
14. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Stromreduzierung (9.1, 9.2) als Unterbrechungsstelle im Referenzleiter (9) ausgebildet sind.
15. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der Dielektrizitätskonstante und/oder der magnetischen Suszeptibilität und/oder der Temperatur und/oder der Härte und/oder der mechanischen Festigkeit des Referenzelements (13) vorgesehen sind.
DE1998127374 1998-06-19 1998-06-19 Sicherungselement für elektrische Anlagen Expired - Fee Related DE19827374C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998127374 DE19827374C2 (de) 1998-06-19 1998-06-19 Sicherungselement für elektrische Anlagen
PCT/EP1999/003542 WO1999067862A1 (de) 1998-06-19 1999-05-22 Sicherungselement für elektrische anlagen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998127374 DE19827374C2 (de) 1998-06-19 1998-06-19 Sicherungselement für elektrische Anlagen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19827374A1 true DE19827374A1 (de) 1999-12-30
DE19827374C2 DE19827374C2 (de) 2001-05-23

Family

ID=7871415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998127374 Expired - Fee Related DE19827374C2 (de) 1998-06-19 1998-06-19 Sicherungselement für elektrische Anlagen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19827374C2 (de)
WO (1) WO1999067862A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10344421A1 (de) * 2003-09-25 2005-04-28 Daimler Chrysler Ag Verwendung eines Kabels mit Lastleistung und Detektionsleitung zur Überstromerkennung
FR2869734A1 (fr) * 2004-04-28 2005-11-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de protection contre un echauffement localise d'une liaison electrique d'un circuit electrique d'alimentation d'un appareil de puissance electrique relativement elevee, notamment d'un vehicule automobile
DE102012001150A1 (de) 2012-01-21 2013-07-25 Audi Ag Stromkabel, Vorrichtung mit dem Stromkabel und Verfahren zum spannungsfrei Schalten von zumindest einem Abschnitt eines elektrischen Leiters des Stromkabels
DE102013020773A1 (de) 2013-12-11 2014-08-14 Daimler Ag Elektrische Sicherungseinrichtung, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11062588B2 (en) 2016-03-23 2021-07-13 Solaredge Technologies Ltd. Conductor temperature detector
US10658833B2 (en) 2016-03-23 2020-05-19 Solaredge Technologies Ltd. Conductor temperature detector
CN107764430B (zh) * 2016-08-18 2022-06-28 太阳能安吉科技有限公司 导体温度检测器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956726A (en) * 1974-12-23 1976-05-11 Cerro Corporation Heat detecting conductor and circuit
US4577094A (en) * 1983-10-05 1986-03-18 Fieldcrest Mills, Inc. Electrical heating apparatus protected against an overheating condition
DE29601462U1 (de) * 1995-01-27 1996-03-28 Pink, Paul, Korneuburg Anordnung zum aktiven Schutz einer an eine Batterie angeschlossenen Hauptstromleitung
EP0809417A2 (de) * 1996-05-23 1997-11-26 Sunbeam Products, Inc. Sicherheitsschaltung für elektrische Vorrichtungen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3406384A (en) * 1966-08-26 1968-10-15 Robert L. Hartman Fire detector and preventer system
FR2315752A1 (fr) * 1975-06-24 1977-01-21 Babled Frederic Cable auto-protege et montage de securite en comportant application
DE3370559D1 (en) * 1982-05-22 1987-04-30 Heat Trace Ltd Heat sensitive circuit interrupter
GB2287591B (en) * 1994-03-04 1998-02-25 Burco Dean Appliances Ltd Electrically powered heating panel
DE19503808A1 (de) * 1995-02-06 1996-08-08 Bayerische Motoren Werke Ag Sicherheitsvorrichtung für eine Stromleitung in Kraftfahrzeugen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956726A (en) * 1974-12-23 1976-05-11 Cerro Corporation Heat detecting conductor and circuit
US4577094A (en) * 1983-10-05 1986-03-18 Fieldcrest Mills, Inc. Electrical heating apparatus protected against an overheating condition
DE29601462U1 (de) * 1995-01-27 1996-03-28 Pink, Paul, Korneuburg Anordnung zum aktiven Schutz einer an eine Batterie angeschlossenen Hauptstromleitung
EP0809417A2 (de) * 1996-05-23 1997-11-26 Sunbeam Products, Inc. Sicherheitsschaltung für elektrische Vorrichtungen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10344421A1 (de) * 2003-09-25 2005-04-28 Daimler Chrysler Ag Verwendung eines Kabels mit Lastleistung und Detektionsleitung zur Überstromerkennung
FR2869734A1 (fr) * 2004-04-28 2005-11-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de protection contre un echauffement localise d'une liaison electrique d'un circuit electrique d'alimentation d'un appareil de puissance electrique relativement elevee, notamment d'un vehicule automobile
DE102012001150A1 (de) 2012-01-21 2013-07-25 Audi Ag Stromkabel, Vorrichtung mit dem Stromkabel und Verfahren zum spannungsfrei Schalten von zumindest einem Abschnitt eines elektrischen Leiters des Stromkabels
DE102012001150B4 (de) 2012-01-21 2018-10-18 Audi Ag Vorrichtung mit Batterie, Elektromotor und einem die Batterie und den Elektromotor elektrisch verbindenden Stromkabel
DE102013020773A1 (de) 2013-12-11 2014-08-14 Daimler Ag Elektrische Sicherungseinrichtung, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999067862A1 (de) 1999-12-29
DE19827374C2 (de) 2001-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4026004C2 (de)
EP0690466B1 (de) Pyrotechnisches Hochstromsicherungselement
DE19809149C2 (de) Sicherung, insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik
EP3120372B1 (de) Überspannungsschutzeinrichtung, umfassend mindestens einen überspannungsableiter und eine dem überspannungsableiter parallel geschaltete, thermisch auslösbare, federvorgespannte kurzschlussschalteinrichtung
DE10049071B4 (de) Sicherungsvorrichtung für einen Stromkreis insbesondere in Kraftfahrzeugen
DE102011052805B4 (de) Sicherung
EP2601665B1 (de) Thermische überlastschutzvorrichtung
WO2012110135A1 (de) Überspannungsschutzeinrichtung, umfassend mindestens einen überspannungsableiter
EP1117107A2 (de) Überspannungsableiter
DE10132752B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Leiters bei Auftreten eines Lichtbogens
DE202010014432U1 (de) Elektrisches Geräte
DE102008036672B3 (de) Elektrische Schmelzsicherung
DE19827374C2 (de) Sicherungselement für elektrische Anlagen
DE2716579A1 (de) Temperaturabhaengiger stromunterbrecher
DE202010014430U1 (de) Überspannungsschutzelement und elektrisches Gerät
EP3192093B1 (de) Mehrfachsicherung
EP1030421A1 (de) Kabelader-Anschlusselement
DE102017105029B4 (de) Abschaltelement und Überspannungsschutzanordnung mit einem Abschaltelement
DE19936279A1 (de) Vorrichtung zur Absicherung eines Stromkreises
DE69716387T2 (de) Schutzvorrichtung für Telephonlinien
DE10132750A1 (de) Siecherungsanordnung für eine elektrische Leitung in einem Fahrzeug
DE202018101334U1 (de) Überspannungsschutzanordnung
DE102008049472A1 (de) Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement, insbesondere einem Varistor, sowie mit einer Abtrennvorrichtung
DE102017113558B4 (de) Überspannungsschutzanordnung
DE102009061756A1 (de) Überspannungsableiter mit mindestens einem Ableitelement

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee