DE19832234A1 - Elektrisches Sicherungselement mit zwischen Anschlußstücken angeordnetem Schmelzstreifen - Google Patents
Elektrisches Sicherungselement mit zwischen Anschlußstücken angeordnetem SchmelzstreifenInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein elektrisches Sicherungselement mit wenigstens einem Schmelzstreifen (2), der an beiden Enden mit Anschlußstücken (1a, 1b) mechanisch und elektrisch verbunden ist, wobei diese Teile (2, 1a, 1b) aus einem elektrisch leitenden Material bestehen. DOLLAR A Zur Schaffung eines solchen Sicherungselementes, welches gegenüber bisherigen Abschalt- oder Sicherungssystemen preisgünstiger, leichter ist und eine variablere Funktion hat, sieht die Erfindung vor, daß wenigstens der eine Schmelzstreifen (2, 2a, 2b) wenigstens einen mit seinem einen äußeren Ende mit dem Anschlußstück (1a, 1b) und mit seinem anderen, gegenüberliegenden Ende mit einem Aufnahmestück (5) verbundenen Schmelzleiter (4a, 4b) aufweist, wobei das Aufnahmestück (5) mit mindestens einem Heizelement zur gesteuerten Erwärmung des Aufnahmestückes (5) verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Sicherungselement mit wenigstens einem Schmelz
streifen, der an beiden Enden mit Anschlußstücken mechanisch und elektrisch verbunden ist,
wobei diese Teile aus einem elektrisch leitenden Material bestehen.
Derartige Sicherungselemente sind bekannt und dienen unterschiedlichen Zwecken. Zum
Beispiel denkt man in der Automobilindustrie zunehmend über das Crash-Verhalten von
Fahrzeugen nach mit dem Ziel, Fahrzeuginsassen mehr oder weniger vor den direkten Folgen
eines Unfalles zu schützen. Unter anderem will man einen Fahrzeugbrand nach einer Kollision
oder einem anderweitig bedingten Defekt vermeiden. Ursächlich für einen solchen Brand kann
zum Beispiel ein abgequetschtes Kabel sein, das sogar noch bei der Betätigung von
Rettungsscheren abgequetscht werden und zur Funkenbildung führen kann. Daher ist man
bestrebt, wesentliche Teile einer elektrischen Anlage von der Energiequelle (der Batterie)
abzutrennen.
Es gibt bereits Systeme mit Sicherungselementen der eingangs genannten Art, mit welchen
die elektrische Verbindung zwischen Batterie und Bordnetz getrennt wird. Eine Art dieser
bekannten Systeme sind die Pyrocutter, die auf pyrotechnischen Treibsätzen basieren, welche
das Batteriekabel aus dem Kabelschuh treiben, Leitungen absprengen und dergleichen. Diese
Pyrocutter sind für den Benutzer des Fahrzeuges nicht reversibel, und sie können auch nicht
gewartet werden. Mit Nachteil besteht auch nicht die Möglichkeit, einen Notbetrieb
durchzuführen, d. h. eine Leitungsunterbrechung durch ein Notkabel zu überbrücken und den
Fahrbetrieb dadurch wieder aufzunehmen. Abgesehen von dem hohen Preis besitzt ein
Pyrocutter keine Variabilität in dem Sinne, daß ein solches System bei unterschiedlichen
Fahrzeugklassen austauschbar eingesetzt werden könnte. Pyrocutter funktionieren auch nur
und ausschließlich durch einen externen Impuls, schalten also nicht zusätzlich und unabhängig
von diesem externen Impuls bei Auftreten hoher Überströme. Nachteilig ist außer einer nicht
zu unterschreitenden Baugröße auch die Tatsache, daß zur Herstellung von Pyrocuttern
Sprengstoff verarbeitet werden muß. Dieser erfordert besondere Bedingungen im produzieren
den Betrieb (Sprengstoffbeauftragter, Bunker).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Sicherungselement der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches gegenüber bisherigen Abschalt- oder Sicherungssystemen
preisgünstiger, leichter ist und eine variablere Funktion hat.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens der eine
Schmelzstreifen wenigstens einen mit seinem einen äußeren Ende mit dem Anschlußstück und
mit seinem anderen, gegenüberliegenden Ende mit einem Aufnahmestück verbundenen
Schmelzleiter aufweist, wobei das Aufnahmestück mit mindestens einem Heizelement zur
gesteuerten Erwärmung des Aufnahmestückes verbunden ist. Bei diesen Begriffen wird davon
ausgegangen, daß zwischen den Anschlußstücken im einfachsten Falle zum Beispiel ein
Schmelzstreifen angebracht ist, der im einfachsten Falle einen Schmelzleiter enthält. Bei zwei
hintereinandergeschalteten Schmelzleitern bilden diese den erwähnten Schmelzstreifen. An
einem Ende eines Schmelzleiters ist ein Aufnahmestück angebunden. Bei der einfachsten Form
ist also die Folge von dem ersten Anschlußstück zum zweiten gegenüberliegenden
Anschlußstück diejenige, daß sich an das erste Anschlußstück der Schmelzstreifen, sei es in
Form eines oder in Form zweier Schmelzleiter anschließt, sich an den Schmelzleiter das
Aufnahmestück anschließt und mit letzterem das zweite Anschlußstück verbunden ist. Im
normalen Betriebsfall fließt also der elektrische Strom von dem ersten Anschlußstück über den
(den Schmelzstreifen bildenden) Schmelzleiter, weiter über das Aufnahmestück und von
diesem in das gegenüberliegende Anschlußstück. Auf dem Aufnahmestück ist ein Heizelement
angebracht, welches in Wärmekontakt mit dem Aufnahmestück steht mit der Folge, daß bei
Erwärmen des Heizelementes das Aufnahmestück und die diesem benachbarten Teile des
Sicherungselementes erwärmt werden. Die Erwärmung des Heizelementes erfolgt gesteuert.
Damit ist gemeint, daß von einer nicht näher beschriebenen und auch nicht dargestellten
Auswerteelektronik an sich bekannter Art der Heizstrom in das Heizelement geschickt wird,
nachdem ein Signal die Auswerteelektronik zum Abgeben des Heizstromes veranlaßt hat.
Wenn der Fachmann die Lehre der neuen Erfindung befolgt erkennt er beim Bau des neuen
Sicherungselementes, daß dieses nicht nur ein geringeres Gewicht hat und preisgünstiger ist,
mit Vorteil auch eine kleinere Baugröße hat, sondern vor allem variablere Funktionen hat.
Das neue Sicherungselement gemäß der Erfindung ist eine Sicherung mit sekundärer
Wärmequelle. Schaltet man das neue Sicherungselement zwischen den Pluspol einer
Energiequelle, zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie, und eine Zuleitung, dann zeigt sich sogleich
der weitere Vorteil, daß sich der Übergangswiderstand zu dem bestehenden System nicht
erhöht. Der Widerstand des neuen Elementes geht gegen null. Das neue Sicherungselement
besitzt einen eigenständigen Schmelzleiter und funktioniert autark, d. h. es schaltet im
Kurzschlußfalle bei hohem Überlaststrom selbständig ab. Diese selbständige Funktion bleibt
auch bestehen, wenn das Heizelement nicht eingeschaltet bzw. nicht erwärmt wird.
Das neue Sicherungselement hat eine hohe Variabilität. Es läßt sich durch seinen Baukasten
charakter auf unterschiedliche Anwendungsfälle einstellen. In einem extremen Sonderfall
könnte durch Austauschen des Schmelzstreifens (man nimmt ein anderes Blech) ein
Sicherungselement von einem Anwendungsgebiet mit wenigen Verbrauchern zu einem solchen
mit vielen Verbrauchern einfach umgerüstet werden.
Durch den Einsatz des an dem Aufnahmestück angebrachten Heizelementes wird mit Vorteil
das Ansprechen des neuen Sicherungselementes erheblich beschleunigt. Versuche haben
gezeigt, daß im Vergleich zu normalen Abschaltzeiten bei Sicherungen von etwa 500
Sekunden erfindungsgemäß bei Einsatz des Heizelementes die Abschaltzeit auf 50 Sekunden
reduziert werden kann. Das an sich autark arbeitende Sicherungselement kann durch die
erfindungsgemäß neu eingesetzte Heizung im Bereich des Aufnahmestückes extern
angesteuert werden.
Der im Zusammenhang mit den bekannten Pyrocuttern beschriebene Notbetrieb läßt sich bei
dem neuen Sicherungselement gut durchführen. Es wird physikalisch im Auslösefalle nur das
Bauelement selbst zerstört, nicht die gesamte Baugruppe. Anstelle des neuen Sicherungs
elementes kann für den Notbetrieb infolge der guten Zugänglichkeit eine Standardsicherung
eingesetzt werden.
Der Materialquerschnitt, durch welchen der elektrische Strom bei dem Sicherungselement
gemäß der Erfindung hindurchfließt, ist im Bereich des jeweiligen Schmelzleiters kleiner als am
Anschlußstück und auch kleiner als am Aufnahmestück. Durch das Heizelement wird das
Aufnahmestück auf höhere Temperatur gebracht, und man hat in den Bereichen geringeren
Querschnittes ein großes Temperaturgefälle gemessen und dann wunschgemäß auch dort das
Abschmelzen des Sicherungselementes festgestellt.
Sowohl bei Überlastströmen, wenn das neue Sicherungselement autark, d. h. ohne äußere
Signale und ohne Heizelement arbeitet, erfolgt das Abschalten durch die Grundfunktion
ungestört. Gleichwohl hat das neue Sicherungselement die Zusatzfunktion, daß das
Heizelement gesteuert erwärmt werden kann und unabhängig von der Grundfunktion
gegebenenfalls ein früheres Freischalten der Leitungen gewährleistet.
Das neue Sicherungselement läßt sich günstig bei unterbrechungsfreien Stromversorgungen
anwenden, zum Beispiel in Computeranlagen und auch in Kraftfahrzeugen. Insbesondere bei
langen, an einer Batterie angeschlossenen Leitungen hatte man früher das Problem, daß bei
einem Erdschluß nicht ein ausreichend hoher Kurzschlußstrom erzeugt wurde, um herkömm
liche Sicherungen zum Schalten zu bringen; gleichwohl floß aber genügend Strom, um
beispielsweise eine Leitung in Brand zu setzen. Zur Lösung dieser Probleme eignet sich das
neue Sicherungselement gemäß der Erfindung vorzüglich. Auch bei kleineren Strömen können
Stromleitungen jetzt freigeschaltet werden, zum Beispiel im Crash-Fall eines Fahrzeuges die
ganze Elektronik von der Batterie abgeschaltet werden, wenn ein Fehlersignal das Erwärmen
des Heizelementes veranlaßt, denn dann läßt sich das neue Sicherungselement früher
auslösen. Es können für neue Schutzkonzepte in der Automobilindustrie jetzt auch einzelne
Pfade des gesamten Versorgungssystems überwacht und bei Auftreten eines Fehlers auf diese
Weise abgeschaltet werden.
Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schmelzstreifen wenigstens
zwei jeweils mit ihrem äußeren Ende mit einem Anschlußstück verbundene Schmelzleiter auf,
deren jeweils inneres Ende mit dem Aufnahmestück und dem Heizelement verbunden ist. Diese
Ausführungsform ist eine Weiterentwicklung der allgemeinen, vorstehend erläuterten Version.
Die Lehre der Erfindung kann bereits angewandt werden, wenn der Schmelzstreifen nur einen
Schmelzleiter hat, sofern letzterer über das Aufnahmestück mit dem Heizelement erwärmt
werden kann. Besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin gezeigt, wenn der Schmelzstreifen
anstelle eines Schmelzleiters nun zwei Schmelzleiter hat, während auch eine größere Anzahl
Schmelzleiter denkbar wäre. Die zwei Schmelzleiter können symmetrisch auf beiden Seiten des
Aufnahmestückes angebracht sein, so daß die Erwärmung von innen, von dem Heizelement
über das Aufnahmestück zu dem auf jeder der beiden Seiten befindlichen Schmelzleiter hin
erfolgt. Durch diesen symmetrischen Aufbau hat man eine noch bessere Temperaturverteilung,
und man hat eine bessere Ausnutzung der Heizenergie, denn die von dem Heizelement
eingebrachte Wärme wirkt nur noch auf die Schmelzleiter. Dagegen konnte ohne besondere
Maßnahmen in dem allgemeinen ersten Falle mit dem nur einen einzigen Schmelzleiter die
Wärme von dem Aufnahmestück auf der dem Schmelzleiter abgewandten Seite in das
Anschlußstück fließen mit der möglichen Folge, daß die Abschalttemperatur erst etwas später
erreicht wird. Dieser Nachteil ist allerdings dann vermeidbar, wenn man eine Wärmebremse
zwischen dem Aufnahmestück und dem Anschlußstück anordnet, so daß die durch das
Heizelement erzeugte Wärme nicht ungehindert zu dem Anschlußstück entweichen kann.
Bei dem symmetrischen Aufbau mit der beidseitigen Anordnung von Schmelzleitern am
Aufnahmestück wirkt jeder Schmelzleiter wie eine Wärmebremse. Damit ist ein thermischer
Widerstand gemeint, eine Art Wärmebarriere.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn wenigstens zwei Schmelzstreifen parallel
zueinander geschaltet und an zwei gegenüberliegende Anschlußstücke angeschlossen sind.
Mit diesen Maßnahmen ist eine Suboptimierung zu erreichen. Steht nämlich nur wenig
Wärmeenergie zur Verfügung und müssen dennoch große Ströme abgeschaltet werden, kann
der Stromfluß aufgeteilt werden, zum Beispiel hälftig, mit der Folge, daß der erste Teil des
Stromes durch den einen Schmelzstreifen mit zwischengeschaltetem Heizelement und der
andere Stromteil durch den anderen Schmelzstreifen fließt. Wird durch ein Fehlersignal die
Auswerteelektronik zur Abgabe eines Heizstromes veranlaßt, dann kann derjenige Schmelz
streifen abschalten, in welchem das Heizelement eingebaut ist. Selbst wenn der Strom dann
insgesamt durch den anderen Schmelzstreifen fließt, schaltet dieser auch ab, denn er ist nicht
für die Aufnahme des Gesamtstromes ausgelegt. Der Ausschaltstrom kann somit auf die Hälfte
des Schmelzstromes ohne Heizelement gesenkt werden. Zweckmäßig ist es nach der Erfindung
auch, wenn nur ein Schmelzstreifen ein Aufnahmestück mit Heizelement aufweist. Wenn also
bei der Parallelschaltung von zwei Schmelzstreifen, die zum Beispiel je hälftig den Strom
übernehmen, nur einer der beiden Schmelzstreifen mit dem Heizelement verbunden ist, reicht
mit Vorteil die halbe Heizleistung für die Schaltauslösung. Man erhält dadurch einen
Verstärkungsfaktor. Der Schmelzstrom wird also auf die Hälfte reduziert.
Wenn erfindungsgemäß ferner wenigstens ein Schmelzleiter eine Engstelle hat, wird der
Charakter der Wärmebremse oder Wärmebarriere durch die Erhöhung des thermischen
Widerstandes infolge dieser Engstelle erhöht. Durch die Wärmebremsen kann der Effekt des
Heizelementes vergrößert und das Ansprechen des erfindungsgemäßen Sicherungselementes
beschleunigt werden.
Man könnte auch in einem oder beiden Anschlußstücken eine solche Wärmebremse
integrieren. Das könnte man beispielsweise durch Anbringen eines Loches -oder einer
Ausnehmung erwirken. Im Effekt erhält man diese Engstellen bzw. Wärmebremsen durch
Verringerung des Querschnittes, durch weichen der Strom zu fließen hat. Je nach Anwen
dungsfall kann man die Zustände optimieren, so daß ausreichend Strom durch das
Sicherungselement fließt, gleichwohl an der Engstelle aber der Wärmefluß in dem gewünsch
ten Ausmaß gebremst wird. Der Schmelzleiter kann bei einer alternativen Ausführungsform
auch mit einem Diffusionsmittel versehen sein, zum Beispiel in Form einer Lötperle.
Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement durch Reib
schweißen und/oder Kleben und/oder Löten und/oder Crimpen und/oder Druckfügen und/oder
Nieten auf dem Aufnahmestück befestigt ist. Mit derartigen, an sich bekannten Verfahren läßt
sich das Heizelement einfach und effektiv so auf dem Aufnahmestück anbringen, daß sich ein
guter Wärmekontakt ergibt. Diese Befestigungsmethoden und -materialien verhindern ein
Auftragen, so daß das Gesamtvolumen des Heizelementes klein gehalten werden kann. Auch
ist der Aufwand gering und technisch gut beherrschbar.
Eine andere günstige Ausführungsform ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufnahmestück U-förmig zu einer Klemmfeder derart gebogen ist, daß das Heizelement
zwischen den Schenkeln der Klemmfeder des Aufnahmestückes festklemmbar ist. Der
Schmelzstreifen mit angesetztem Aufnahmestück läßt sich zum Beispiel einfach durch
Ausstanzen aus einem ausgesuchten Blech herstellen. Wählt man die Stanzform dann so, daß
das Aufnahmestück länger als ein Maß des Heizelementes ist, dann kann man das Heizelement
durch Umfalten des Aufnahmestückes praktisch in dieses "einwickeln". Das Aufnahmestück
kann U-förmig so gebogen werden, daß die beiden Schenkel des U klemmend gegenein
anderdrücken. Ein Heizelement läßt sich auf diese Weise gut in eine solche Feder einklemmen
und festhalten. Günstig kann es auch sein, wenn man zusätzlich zu der Klemmverbindung in
der eben beschriebenen Weise Klebstoff, Lötmaterialien und dergleichen zum Festhalten des
Heizelementes an dem Aufnahmestück verwendet. Durch eine richtige Materialauswahl kann
der Wärmewiderstand zwischen Heizelement und Aufnahmestück weit herabgesetzt werden.
Wichtig ist das Erzielen eines möglichst geringen Wärmeübergangswiderstandes zwischen
Heizelement und Aufnahmestück, wobei die Kontaktart möglichst formschlüssig sein soll.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn erfindungsgemäß das Heizelement plattenförmig ist
und einen Schichtenaufbau hat mit einer Basisschicht aus Keramik, mit einer elektrisch
erwärmbaren Heizleiterschicht aus Platin und einer Abdeckschicht aus Keramik. Auf eine
Basisschicht aus Keramik kann eine Platinplatte aufgelegt werden, aus der mittels Laser
strahlen Bereiche so herausgebrannt werden, daß eine Art Platinheizwendel entsteht. Es
versteht sich, daß das eine Ende dieser Wendel mit dem Zuführdraht und das andere mit dem
Abführdraht für elektrischen Strom verbunden wird. Dieser Heizstrom wird von einer
Auswerteelektronik geliefert, welche ein Signal auswertet und die Abgabe des Heizstromes
besorgt.
Das ausgewertete Signal kann aus beliebigen physikalischen Größen abgeleitet werden. Es
kann zum Beispiel aus dem Heizelement selbst kommen. Durch den Stromfluß durch das
Sicherungselement erwärmt sich das Aufnahmestück und mithin das Heizelement. Greift man
an den Anschluß bzw. Versorgungsdrähten des Heizelementes eine entsprechende Spannung
ab, die zum Beispiel auf einen Stromfluß durch das Sicherungselement geeicht ist, dann kann
man bei Überschreiten eines bestimmten Stromflusses bereits die Auswerteelektronik zur
Abgabe des Zusatzstromes für das Heizelement veranlassen. Die Folge ist ein beschleunigtes
Abschalten des Sicherungselementes. Das Heizelement bei der erfindungsgemäßen Sicherung
kann also auch als Informationsgeber verwendet werden, um durch Strom- und/oder
Temperaturinformationen dem Benutzer - mit Hilfe des Heizelementes - anzusagen, welcher
Strom zwischen den Anschlußstücken fließt.
Bei einem Kraftfahrzeug können maximale Ströme für bestimmte Verbraucher festgelegt
werden, die nicht überschritten werden dürfen, anderenfalls das Sicherungselement gemäß der
Erfindung auslösen sollen. Das Sicherungselement kann in seiner Grundfunktion einen
Auslösestrom benötigen, der größer als ein Fehlerstrom sein kann. Eine herkömmliche
Sicherung würde dann bei Auftreten nur des Fehlersignals oder eines nur kleinen Überstromes
nicht auslösen. Durch das Fehlersignal, welches die Auswerteelektronik zum Auslösen des
Heizstromes veranlaßt wird aber mit Vorteil erfindungsgemäß für den Einsatz der Zusatz
funktion gesorgt, damit das System freigeschaltet wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den
anliegenden Zeichnungen. Diese zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf den Schmelzstreifen mit zwei Anschlußstücken für ein
elektrisches Sicherungselement gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 im Querschnitt den Schichtenaufbau einer besonderen Ausführungsform eines
Heizelementes,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Heizelement gemäß Fig. 3, wenn man dort von oben
nach unten blickt,
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch von einer anderen Ausführungsform,
bei welcher zwischen zwei Anschlußstücken zwei parallel zueinander liegende
(elektrisch geschaltete) Schmelzstreifen angeordnet sind, und
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5, jedoch von einer weiteren anderen Aus
führungsform, bei welcher das Aufnahmestück nicht in einem der zwei
parallelgeschalteten Schmelzstreifen sondern dazwischen angeordnet ist, nämlich
auf einem Verbindungsstück zwischen den zwei parallelen Schmelzstreifen.
Die äußeren Funktionsteile eines elektrischen Sicherungselementes sind die Anschlußstücke
1a, 1b, die in Draufsicht in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellt sind. Dazwischen befindet sich
bei der Ausführungsform der Fig. 1 ein einziger Schmelzstreifen 2, während sich bei den
Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 jeweils zwei Schmelzstreifen 2a und 2b
dazwischen befinden. Die Länge jedes Schmelzstreifens 2, 2a, 2b ist gleich dem Abstand der
geraden Kanten 3 der beiden Anschlußstücke 1a, 1b voneinander.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 weist der Schmelzstreifen 2 zwei Schmelzleiter 4a, 4b
auf. Dazwischen ist ein Aufnahmestück 5 angeordnet, welches gemäß der Querschnittsansicht
der Fig. 2 U-förmig gebogen ist. Der untere Schenkel des U ist mit 6 und der obere mit 7
bezeichnet. Beide Schenkel 6, 7 bilden durch den entsprechend scharf gebogenen Steg 8 eine
Klemmfeder.
Von der offenen Seite dieser Klemmfeder 6-8 ist ein Heizelement 9 eingelegt und zwischen
den Schenkeln 6 und 7 des Aufnahmestückes 5 festgeklemmt. Etwa zusätzlich verwendeter
Kleber oder Lotmaterial zur weiteren Verringerung des Wärmewiderstandes ist nicht
dargestellt. An den Anschlußstellen 10a und 10b sind über Verbindungsleitungen Schnitt
stellen 11a und 11b vorgesehen. Die in den Fig. 1, 5 und 6 dazwischen gezeigten
Schnittstellen 12a und 12b sind mit der mit 13 bezeichneten Heizleiterschicht verbunden.
Benutzt man das Heizelement 9 als Temperaturfühler einerseits und mißt man zwischen den
Schnittstellen 11a und 11b andererseits den Spannungsfall beim Betrieb, wenn Strom von dem
einen Anschlußstück 1a zu dem anderen Anschlußstück 1b fließt, dann erlaubt die Verwertung
beider Signale, den durch den Schmelzstreifen 2 fließenden Strom festzustellen.
Bei einem anderen Anwendungsfall können die Schnittstellen 12a und 12b mit einer nicht
gezeigten Auswerteelektronik verbunden sein, welche nach Empfang eines Signales einen
Heizstrom durch die in den Fig. 3 und 4 mit 14 bezeichneten Leitungen führt. Der
Schichtenaufbau des Heizelementes 9 ist aus Fig. 3 zu erkennen, nämlich die untere
Basisschicht 15 aus Keramik, die darüber befindliche Heizleiterschicht 13 aus Platin und die
aufgelegte Abdeckschicht 16 aus Keramik, welche für die Fixierung der Leitungen 14 an dem
jeweiligen Platinleiter sorgt.
Dieses Heizelement 9 hat Plattenform, weshalb es sich gut auf einer ebenen Fläche des
Aufnahmestückes 5 anbringen und sich dort bei der hier gezeigten Ausführungsform durch die
Klemmfeder 6-8 festklemmen läßt.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform bilden die Schmelzstreifen mit den Anschlußstücken
einen flächigen Aufbau aus Metall. Man kann sich aber auch nicht-flächige Teile vorstellen, die
elektrisch miteinander verbunden sind. Anstelle von Metallen, wie zum Beispiel Kupferblechen
oder Silberblechen, kann man sich für einzelne Bauteile des Sicherungselementes auch dotierte
Halbleiterelemente oder andere elektrisch leitende Materialien vorstellen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist parallel zu dem Schmelzstreifen 2a (oben) ein weiterer
Schmelzstreifen 2b (unten) angeordnet und jeweils mit den Anschlußstücken 1a und 1b
verbunden. Nur der untere Schmelzstreifen 2b hat das Aufnahmestück 5 zwischen zwei
Schmelzleitern, die ebenso wie die oberen Schmelzleiter mit 4a (links) und 4b (rechts) des
Aufnahmestückes 5 bezeichnet sind. Zwar können alle Schmelzleiter 4a, 4b gerade oder
gebogene Stege mit durchgehenden, geraden Kanten sein. Bei den hier gezeigten Ausführungs
formen sind in den Kanten aber halbkreisförmige Ausnehmungen eingebracht, durch welche
sich jeweils eine Engstelle 17 ergibt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6b ist die Anordnung der Schmelzstreifen 2a und 2b die
gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 5. Der untere Schmelzstreifen 2b weist
allerdings selbst nicht ein Aufnahmestück 5 mit Heizelement 9 auf. Vielmehr sind die mittleren
Bereiche der beiden Schmelzstreifen 2a und 2b durch ein zusätzliches, quer zu den
Schmelzstreifen verlaufendes Verbindungsstück 18 verbunden. Dieses Verbindungsstück 18
weist bei dieser Ausführungsform das Aufnahmestück 5 mit dem Heizelement 9 auf. Die
Funktion ist entsprechend, wobei der jeweilige Schmelzleiter im Bereich seiner Engstelle 17
zuerst aufschmilzt.
Claims (8)
1. Elektrisches Sicherungselement mit wenigstens einem Schmelzstreifen (2), der an
beiden Enden mit Anschlußstücken (1a, 1b) mechanisch und elektrisch verbunden ist,
wobei diese Teile (2, 1a, 1b) aus einem elektrisch leitenden Material bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Schmelzstreifen (2, 2a, 2b)
wenigstens einen mit seinem einen äußeren Ende mit dem Anschlußstück (1a, 1b)
und mit seinem anderen, gegenüberliegenden Ende mit einem Aufnahmestück (5)
verbundenen Schmelzleiter (4a, 4b) aufweist, wobei das Aufnahmestück (5) mit
mindestens einem Heizelement (9) zur gesteuertern Erwärmung des Aufnahmestückes
(5) verbunden ist.
2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelz
streifen (2) wenigstens zwei jeweils mit seinem äußeren Ende mit einem Anschluß
stück (1a, 1b) verbundene Schmelzleiter (4a, 4b) aufweist, deren jeweils inneres
Ende mit dem Aufnahmestück (5) und dem Heizelement (9) verbunden ist.
3. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei Schmelzstreifen (2a, 2b) parallel zueinander geschaltet und an zwei
gegenüberliegende Anschlußstücke (1a, 1b) angeschlossen sind.
4. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
nur ein Schmelzstreifen (2b) ein Aufnahmestück (5) mit Heizelement (9) aufweist.
5. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Schmelzleiter (4a, 4b) eine Engstelle (17) hat.
6. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizelement (9) durch Reibschweißen und/oder Kleben und/oder Löten und/oder
Crimpen und/oder Druckfügen und/oder Nieten auf dem Aufnahmestück (5) befestigt
ist.
7. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Aufnahmestück (5) U-förmig zu einer Klemmfeder (6, 7, 8) derart gebogen ist,
daß das Heizelement (9) zwischen den Schenkeln (6, 7) der Klemmfeder (6-8) des
Aufnahmestückes (5) festklemmbar ist.
8. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizelement (9) plattenförmig ist und einen Schichtenaufbau hat mit einer
Basisschicht (15) aus Keramik, mit einer elektrisch erwärmbaren Heizleiterschicht
(13) aus Platin und mit einer Abdeckschicht (16) aus Keramik.
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Country Status (2)
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EP (1) | EP0973184A1 (de) |
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