DE2503474A1

DE2503474A1 - Lamellensicherung fuer elektrische systeme in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2503474A1
Application number: DE19752503474
Authority: DE
Inventors: Paul Joseph Spangler
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1974-02-07
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1975-08-14
Also published as: IT1031408B; DE2504217A1; US3878497A; SE408506B; GB1493414A; CA1021832A; FR2260862A1; SE7501233L; JPS50118239A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH P.J. Spangler - 3

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Dr.Rl/sp

27. Januar 1975

DEUTECHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Lamellensicherung für elektrische Systeme in Kraftfahrzeugen

Die Priorität der Anmeldung Nr. 440 349 vom 7. Februar 1974 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellensicherung und insbesondere eine selbstsperrende Lamellensicherung zum Abschmelzen eines Leiters wie z. B. aines Leiters im elektrischen System eines Kraftfahrzeuges.

Lamellensicherungen zum Abschmelzen eines Leiters mit Hilfe eines dazwischenliegenden Leiters kleineren Durchmessers sind bekannt. So wird z. B. nach einem derzeit bekannten Verfahren zur Abschmelzung eines Kupferdrahtes von 55 A in dem elektrischen System

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ORIGINAL INSPECTED

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eines Kraftfahrzeuges ein Kupferdraht von einem Durchmesser von 2,-05 mm (12 AWG) und bestimmter Länge zum Abschmelzen eines Kupferdrahtes von 3,27 mm (8 AWG) verwendet. Jedes Ende des Schmelzdrahtes besitzt einen Kontakt und ist in einem isolierten Gehäuse untergebracht, so daß damit ein Anschluß gebildet wird. Die Enden des stärkeren Drahtes sind in ähnlicher Weise mit Kontakten versehen und in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht. Die Anschlüsse des Schmelzdrahtes sind an den Anschlüssen des stärkeren Drahtes befestigt und es ergibt sich somit ein abschmelzender Leiter. Dieses Verfahren besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen. So sind zusätzlich zum Schmelzdraht vier getrennte Gehäuse und Kontakte erforderlich. Ferner ist eine Menge Arbeit aufzuwenden, um vier Kontaktverbindungen umzubördeln und in den getrennten Gehäusen anzubringen. Ferner erfordern diese Vorrichtungen nach dem Stand der Technik die Verwendung einer Hochtemperaturisolierung bei dem Schmelzdraht, da die Schmelztemperatur des Kupfers bei 1375°C liegt. Ferner hat man festgestellt, daß die Hochtemperaturisolierung nicht immer ausreicht und zwar dann, wenn diese abschmilzt oder aus irgendeinem anderen Grunde versagt und dadurch der Leiter oder die Leiterenden freiliegen. Dann kann es aber geschehen, daß der freiliegende Leiter möglicherweise selbst mit dem Rahmen des Kraftfahrzeuges verschweißt und anderweitig den Zweck der Lamellensicherung zu Fall bringt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen. Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine Lamellensicherung mit einer sehr kleinen Zahl von Bauteilen geschaffen, die deshalb wesentlich geringeren Arbeitsaufwand bei der Zusammensetzung erfordert als die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik. Eine bevorzugte Ausbildungsform der Lamellensicherung nach der vor-

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liegenden Erfindung enthält eine thermische Barriere, die als thermische Isolierung gegenüber der Hitze wirkt, die in der -Lamellensicherung entsteht.

Kurz gesagt, es wird eine Lamellensicherung zum Abschmelzen eines Leiters geschaffen. Sie umfaßt ein Lamellensicherungsteil mit verringertem Querschnitt in einem wesentlichen Abschnitt desselben und erste und zweite Anschlüsse jeweils an den entgegengesetzten Enden. Die ersten und zweiten Anschlüsse sind mit einer Einrichtung versehen, die den Blankdraht zusammenpressen, und jeder der Anschlüsse greift verschiebbar an den ersten und zweiten Anschlußstellen des Lamellensicherungsteiles an. Ein isoliertes Gehäuse umgibt das Ganze und in äer bevorzugten Ausbildungsform bildet es einen Hitzeschutz um ein bestimmtes Teil der Lamellensicherung.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich aus den beigefügten Zeichnungen und deren Beschreibung besser erkennen. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 die Ansicht einer Lamellensicherung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Innenaufbau einer Lamellensicherung nach der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere das Lamellensicherungsteil im Zusammenhang mit den Anschlüssen gezeigt wird,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Aufbaus von Fig. 2,

Fig. 4 die Endansicht des Lamellensicherungsteils in Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt des Lamellensicherungsteils entlang der Linie 5-5 in Fig. 2, '

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Fig. 6 und 7 Seitenansichten und Draufsichten des Lamellensicherungsgehäuses nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 die Endansicht des Lamellensicherungsgehäuses der Fig. 6 und 7 und ferner das Scharnierteil in der einen Position und

Fig. 9 eine Seitenansicht des Gehäuses nach den Fig. 6 bis 8, das die Stellung des Lamellensicherungsteils von Fig. 2 darin zeigt.

In Fig. 1 wird unter 10 eine Lamellensicherung gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Durch diese Lamellensicherung wird der Leiter 12 zwischen den gegenüberliegenden Enden 12a und 12b abgeschmolzen. Die Lamellensicherung 10 besteht aus einem Schmelzdraht 14, der in typischer Weise so dimensioniert ist, daß er vier Drahtgrößen nach der amerikanischen Drahtlehre kleiner ist als der Leiter 12. Die Enden des Schmelzdrahtes 14 sind mit Steckanschlüssen 16 und 18 versehen, die durch Falzen, Schweißen oder auf irgendeine andere geeignete Weise an dem Schmelzdraht 14 befestigt sind. Die Steckanschlüsse 16 und 18 sind jeweils mit den · Gehäusen 16a und 18a verbunden. Die anliegenden Enden des Leiters sind mit geeigneten Buchsen 20 und 22 versehen, die an den Gehäusen 20a und 22a angeschlossen sind. Die Buchsen 20 und 22 sind ebenfalls durch Falzen, Schweißen oder auf irgendeine andere Weise an den anliegenden Enden des Leiters 12 befestigt.

Man erkennt, daß die Lame Ilen sicherung 10 vier Gehäuse, erfordert, vier Anschlüsse und einen Schmelzdraht. Darüber hinaus ist es für den Fachmann klar, daß die Verwendung der Lamellensicherung nach Fig. 1 beträchtliche Arbeit dergestalt erfordert, daß vier gefalzte Verbindungen hergestellt und vier Gehäuse zusammengesetzt werden müssen. Wie später noch eingehender besprochen wird,

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verringert die Lamellensicherung nach der vorliegenden Erfindung wesentlich die Zahl der Bauteile und vereinfacht demgemäß die Arbeitsanforderungen im Vergleich zu den zahlreichen Bauteilen und der damit verbundenen Arbeit bei der Lamellensicherung nach Fig. 1.

In den Fig. 2 und 3 wird ganz allgemein unter 30 ein metallisches Lamellensicherungsteil 32 gezeigt, das mit den Steckanschlüssen und 36 in Verbindung steht. Wie am besten in der Fig. 4 zu erkennen ist, ist das Teil 32 mit Krümmungen 38a und 38b (und 38a¹ und 38b^T) versehen, die damit integrierte, buchsenförmige Endteile bilden. Entsprechend wirken die Endteile des Lamellensicherungsteils 32 zusammen, nehmen die spatenförmigen Teile der Steckanschlüsse 34 und 36 auf. Diese sind mit Buchsen 34a und 36a versehen und,wie es in der Technik üblich ist, dienen diese dazu, Blankdraht zum Anklemmen aufzunehmen.

Das Mittelteil des Lamellensicherungsteils 32 ist mit einer entsprechenden Öffnung 32a versehen, so daß der stromführende Querschnitt des Mittelteils (wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist) einen Bereich darstellt, der wesentlich kleiner ist als der strömführende Querschnittsbereich des angeschlossenen Leiters. In der einen Ausbildungsform ist z. B. der Querschnitt des Mittelteils des Lamellensicherungsteils 32 angenähert vier Größen nach der amerikanischen Drahtlehre kleiner als der Querschnitt des Blankdrahtleiters, dessen Enden in den Buchsen 34 und 36 eingeklemmmt sind. Man erkennt ebenfalls, daß das Lamellensicherungsteil 32 mit Seitenschienen 32b versehen ist, die leicht dadurch ausgebildet werden können, daß eine Kante des Teils 32 im rechten Winkel umgeknickt wird. Wie noch später genauer auszuführen sein wird, vermitteln die Seitenschienen 32b dem Lamellensicherungsteil 32 eine ausreichende Versteifung, die verhindert, daß dieses sich insbesondere in dem Mittelteil verbiegt.

Es sollte nun in Betracht gezogen werden, daß das Lamellensiche-

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rungsteil 32 in einer bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung aus einem im wesentlichen starren und weitgehend rechteckigen einheitlichen Metallteil besteht, der einen verringerten Querschnitt an einem wesentlichen Abschnitt desselben aufweist und erste und zweite integrierte Anschlüsse an den entgegengesetzten Enden aufweist.

In Fig. 6 wird die Seitenansicht des Isoliergehäuses 40 gezeigt. Es besteht vorzugsweise aus Nylon, Polyvinyl oder einem anderen geeigneten isolierenden Material. Das Gehäuse 40 besteht aus einem Oberteil 40a, das an dem Unterteil 40b umklappbar angebracht ist. Das Oberteil 40a enthält einen Ring 42, der eine Schnalle 44 des Unterteils 40b aufnimmt. Der Ring 42 und die Schnalle 44 wirken als SchnappVerschluß des Gehäuses 40, wenn dieses geschlossen ist. Das Oberteil 40b enthält auch erhabene Zonen oder Puffer 46.

In Fig. 7 wird die Draufsicht des Gehäuses 4O gezeigt, in der das Oberteil 40a in der Stellung "offen" zu sehen ist. Die Endteile des Gehäuses 40, wie sie in Fig. 6 und 7 gezeigt werden, sind vorzugsweise auf einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser verringert, der angenähert dem Außendurchmesser der Isolierung des angeschlossenen Leiters entspricht.

In Fig. 8 ist das Ende des Gehäuses 40 gezeigt und ferner das Oberteil 40a sowohl in der Stellung "geschlossen" wie "offen". Fig. 8 zeigt ferner das integrierte Scharnier 48, das dadurch.entsteht, daß das Gehäuse 40 auf entsprechende Weise in einem Gußgehäuse nach der bekannten Art gegossen wird.

In Fig. 9 erkennt man die Seitenansicht des Gehäuses 40 in der Stellung "geschlossen" mit dem Lamellensicherungsteil 32 und den Steckanschlüssen 34 und 36, die in Funktion sind. Man sieht, daß die Länge des Teils 32 so ausgewählt ist, daß die Winkelstücke oder Übergangsteile der Anschlüsse 34 und 36 auf den Puffern ruhen. Ferner erkennt man, daß die relativen Dimensionen des Ge-

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häuses 40 und die Stärke des Lamellensicherungsteils 32 so ausgewählt sind, daß eine Luftbarriere zwischen der Oberfläche des Teiles 32 und der inneren Kammer des Gehäuses 40 entsteht. Somit ist eine luftisolierende Barriere vorhanden. Für den Fachmann ist naheliegend, daß der mit der Lamellensicherung abzuschmelzende Leiter mit der Lamellensicherung nach der vorliegenden Erfindung auf geeignete Weise an seinen anliegenden Enden durch Umbördeln an Drahtbuchsenteilen der Anschlüsse 34 und 36 befestigt wird.

Die Funktion der Lamellensicherung nach der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben. Es wird unterstellt, .!aß die Lamellensicherung auf geeignete Weise an den anliegenden Enden des Leiters, der abgeschmolzen werden soll, durch die drahtanklemmende Vorrichtung an den Enden der Anschlüsse 34 und 36 angeschlossen ist. Bei überlastung oder einer Störung schmilzt der Mittelteil des Lamellensicherungsteils 32 ab. Da dieses einen verkleinerten Querschnitt besitzt, wird die gebildete Hitze an dieser Stelle lokalisiert. Da kein direkter Kontakt zwischen dem Lamellensicherungsteil 32 und dem Gehäuse 40 besteht, wird die gebildete Hitze in dem Gehäuse mit Hilfe der thermisch isolieren-· den Luftbarriere, die darin vorhanden ist, isoliert.

Es ist zu beachten, daß nach Abschmelzen oder Durchbrennen der Lane1lensicherung diese leicht durch eine neue ersetzt werden kann. Es ist ferner zu beachten, daß die Anschlüsse 34 und 36 vorzugsweise .als Steckeranschlüsse ausgebildet sind, wodurch sie tatsächlich für die gebildete Hitze unzugänglich werden. Das bedeutet, daß im wesentlichen keine Möglichkeit der Zerstörung der Steckernasen besteht, da die dort auftretenden Temperaturen nichtausreichen, das Material derselben zum Glühen zu bringen. Irgendein Schaden, der den Buchsenteilen des Lamellensicherungsteils zugefügt wird, bleibt ohne Folgen, da dieses Teil nach dem Schmelzen oder Durchbrennen der Sicherung ersetzt wird.

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Es muß jedoch in Betracht gezogen werden, daß bei einer bestimmten Anwendung die Steckeranschlüsse 34 und 36 vorteilhaft in
der Form eines Buchsenanschlusses ausgeführt sein können. Ferner kann die Öffnung 32a in beliebiger geometrischer Form ausgeführt sein, nicht nur in der bevorzugten Kreisform, wie sie in den
Figuren der vorliegenden Erfindung gezeigt wird. Wie bereits erwähnt, ist das Lamellensicherungsteil 32 vorzugsweise mit einer
Einrichtung wie den Seiten 32b zur Verstärkung seiner Biegefestigkeit ausgerüstet. Dieses Merkmal ergibt ein wesentlich kräftigeres Teil, das damit während des Zusammenbaus nicht verformt, wenn die Steckanschlüsse eingeschoben werden. Damit bleiben die räumlichen Verhältnisse der Luftisolierbarriere in dem Gehäuse 40 nach der vorliegenden Erfindung aufrechterhalten.

Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß die bevorzugte Lamellensicherung nach der vorliegenden Erfindung lediglich zwei gefalzte Verbindungen zum Zusammenbau benötigt. Hingegen erfordern die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik vier derartige Verbindungen und in manchen Fällen zusätzlich noch ein Verschweißen.

Es ergibt sich somit eine Lamellensicherung, die das Abschmelzen eines Leiters wie eines Leiters in einem elektrischen System '
eines Kraftfahrzeuges erleichtert. Die in der Erfindung gezeigte und beschriebene Form der Erfindung stellt eine bevorzugte Ausbildungsform der offenbarten Lehre zum technischen Handeln dar.
Die gezeigte Ausbildungsform dient zur Veranschaulichung der Erfindung und stellt keine Einschränkung derselben dar. Mannigfaltige Abwandlungen sind möglich, ohne daß man über den Bereich der Ansprüche hinausgeht.

12 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen
mit 9 Figuren

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Lamellensicherung für elektrische Systeme in Kraftfahrzeugen zum Abschmelzen eines Leiters, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Bestandteile:

eines Lamellensicherungsteils mit verringertem Querschnitt an einem festgelegten wesentlichen Abschnitt desselben und mit ersten und zweiten Anschlußteilen: an den entgegengesetzten Enden, ersten und zweiten zusammenwirkenden Anschlüssen, von denen jeder eine Einrichtung zum Erfassen eines Blankdrahtes besitzt und von denen jeder verschiebbar an den genannten ersten und zweiten Anschlußteilen des Lamellensicherungsteils angreift, und einem isolierenden Gehäuse, das das Ganze umschließt.
2. Lamellensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als thermische Barriere den festgelegten wesentlichen Abschnitt des Lamellensicherungsteils umgibt.
3. Lamellensicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Oberteil besitzt und dieses Teil an dem Unterteil über ein Scharnier befestigt ist. ' " .
4. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Änschlußteile des.Lamellensicherungsteils jeweils aus einem Buchsenanschluß bestehen und die ersten und zweiten zusammenwirkenden Anschlüsse jeweils aus einem Steckeranschluß bestehen.
5. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch.gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Änschlußteile wesentliche Teile des Lamellensicherungsteils sind.

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6. Lamellensicherung nach den vorhergehenden. Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der wesentliche Abschnitt des Lamellensicherungsteils ein zentraler Abschnitt desselben ist.
7. Lamellensicherung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht und eine Einrichtung enthält zur aufhebbaren Befestigung des Oberteils an dem Unterteil.
8. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellensicherungsteil eine Öffnung besitzt und damit der verringerte Querschnitt an dem wesentlichen Abschnitt bewirkt wird.
9. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellensicherungsteil eine Vorrichtung zur Verstärkung der Biegefestigkeit besitzt.
10. Lamellensicherung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der stromführende Querschnittsbereich beim festgelegten Abschnitt wesentlich kleiner ist als der Querschnitt des Blankdrahtes.
11. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellensicherungsteil aus einem weitgehend rechteckigen Teil mit gekrümmten Endteilen besteht, die die Buchsenanschlüsse der besagten ersten und zweiten Anschlußteile darstellen. ■
12. Lamellensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten zusammenwirkenden Anschlüsse einen spatenförmigen Teil enthalten, der die ersten und zweiten Anschlußteile des Lamellensicherungsteils auf-'nimmt.

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