EP2332616A1 - Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät - Google Patents

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EP2332616A1
EP2332616A1 EP10194001A EP10194001A EP2332616A1 EP 2332616 A1 EP2332616 A1 EP 2332616A1 EP 10194001 A EP10194001 A EP 10194001A EP 10194001 A EP10194001 A EP 10194001A EP 2332616 A1 EP2332616 A1 EP 2332616A1
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EP
European Patent Office
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protective device
electrical
fire
extinguishing agent
reservoir
Prior art date
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Withdrawn
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EP10194001A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Golob
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A62C35/10—Containers destroyed or opened by flames or heat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles

Definitions

  • the invention relates to a protective device for an electrical device.
  • control devices for controlling engine functions or other functions which have electrical or electronic circuits arranged in a housing.
  • a fire of a control unit arranged in an engine compartment of the motor vehicle can lead to an engine fire and, as a consequence, even to a fire of the entire vehicle.
  • fuses in the form of fuses or the like which interrupt the power supply to the electrical device in a power overload.
  • Such a fuse thus responds to the occurrence of excessive current.
  • a safe working protection device since not every fire is automatically connected to an increased power consumption and it is otherwise difficult to detect a fire, for example by means of an electronic evaluation circuit, there is a need for a safe working protection device.
  • the present invention seeks to provide a protective device for an electrical device, which reliably triggers in the event of a fire and reliably extinguishes the fire.
  • This object is achieved in a protective device for an electrical device having the features of claim 1.
  • the invention is based on the idea within a housing of the electrical device to provide a reservoir for an extinguishing agent, wherein the extinguishing agent exits in the event of a fire from the reservoir and extinguishes the fire.
  • the reservoir consists of a material which is destroyed in case of fire and thereby forms at least one passage for the extinguishing agent.
  • the reservoir is made of a material which is at least approximately stable up to a typical temperature for the fire and becomes porous when exceeding the temperature typical for a fire, i. forms a plurality of passages for the extinguishing agent.
  • This makes it possible that the reservoir or the extinguishing agent at temperatures which are elevated, but still not constitute a fire, not in contact z. B. device with electrical or electronic components and thus possibly impaired their function.
  • it is achieved by the plurality of passages that a full-surface deletion of the components of the electrical circuit is effected.
  • the reservoir is arranged in the installed position of the electrical device in a plane above the electrical circuit.
  • an application occurring in practice provides that the electrical circuit is arranged on a circuit board and that the housing has a cover which spans the circuit board, wherein the reservoir is arranged in the region of the cover.
  • the reservoir completely covers at least the area of the board.
  • the reservoir is block-shaped.
  • the extinguishing agent consists of a non-corrosive and electrically non-conductive liquid, and in particular at least partially C6- Contains fluoroketone.
  • such a protective device can advantageously be used in an electrical control device in a motor vehicle, since thus dangerous situations during driving due to the spread of fires as well as major damage to the motor vehicle can be avoided.
  • control unit 10 is shown greatly simplified, which is designed in particular as a control unit in a motor vehicle and is used, for example, the control of engine functions.
  • the control unit 10 has a housing 11, which in the illustrated embodiment has an approximately cup-shaped bottom part 12 which is closable with a housing cover 13.
  • a circuit board 15 is arranged on which in particular an electrical or electronic components comprehensive, not shown in detail circuit is arranged.
  • the circuit board 15 is electrically contactable in the usual way from outside the control unit 10 via a arranged on the housing 11, not shown, connector strip by means of a harness.
  • control unit 10 has a protective device 20, which ensures in case of fire for a deletion of the fire.
  • the protective device 20 a disposed within the housing 11 reservoir 17 for an extinguishing agent 18.
  • the reservoir 17 is in particular made of plastic.
  • the reservoir 17 is block-shaped, ie it has over its entire base at least almost the same height.
  • the storage container 17 is arranged above the circuit board 15 in the region of the housing cover 13, wherein the region of the storage container 17 covers the circuit board 15 over its entire surface.
  • the reservoir 17 may be connected during assembly of the control unit 10, for example by means of a suitable adhesive to the inside of the housing cover 13.
  • a suitable one is also suitable Latching or clip mechanism conceivable that holds the reservoir 17 by form or adhesion in the housing cover 13.
  • the design of the storage container 17 is such that it is dimensionally stable up to a temperature which is below a typical fire temperature. However, as soon as the temperature reaches the typical firing temperature (for example, at a temperature greater than 230 degrees Celsius), the reservoir 17 becomes porous, i. he forms a plurality of passages on his the circuit board 15 facing boundary wall. Through these (not shown) passages then exits the extinguishing agent 18 and extinguishes the fire of the components on the board 15th
  • the arrangement of the reservoir 17 is selected in the housing 11 such that in the installed position of the control unit 10 of the reservoir 17 is disposed above the board 15, such that the forming passages as possible over the entire base of the board 15th extend.
  • materials for the reservoir 17 comes for example silicone rubber with water droplets (especially distilled water due to the low electrical conductivity), or a closed cell foam with sufficient wall thickness due to a diffusion resistance in question.
  • a water / gelatin bead mixture may also be provided.
  • salts can be provided to increase the boiling temperature, if this is possible due to a possible Stromleitein of salt crusts.
  • crystals containing water of crystallization poorly water-soluble salts are preferred.
  • foaming agent are preferably partially fluorinated AFFF foaming agents (AFFF stands for "Aqueous Film Forming Foam"). The use of Intumeszenzlacken is advantageous.
  • silicone rubber is filled with water-foaming agent beads (stirred in as ice).
  • the bubbles are metallized.
  • silicone as (basic) material for the reservoir 17 may also be used if necessary PU, or other room temperature curing gums. It is also conceivable to use metallised multilayer film materials with liquid ice filling.
  • a polymer foam filled with a (nearly) fully fluorinated liquid having a boiling point greater than 150 degrees Celsius can also be used.
  • extinguishing agent 18 which is not corrosive and electrically non-conductive, in order not to additionally trigger a short circuit in the control unit 10 in case of fire and to avoid further previous damage to components of the control unit 10.
  • the liquid C6-fluoroketone is mentioned here as extinguishing agent 18, the fire-extinguishing property of which is based on extracting enough heat from the flame so that the temperature of the flame drops below a value which is necessary for the maintenance of the flame.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung (20) für ein elektrisches Gerät (10), wobei das elektrische Gerät (10) ein Gehäuse (11) für eine elektrische Schaltung mit elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen aufweist, und wobei die Schutzeinrichtung (20) einen innerhalb des Gehäuses (11) angeordneten Vorratsbehälter (17) für ein Löschmittel (18) enthält, welches im Brandfall in Wirkverbindung mit den elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen gelangt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät.
  • In der Kraftfahrzeugtechnik werden beispielsweise Steuergeräte zur Steuerung von Motorfunktionen oder sonstiger Funktionen eingesetzt, die in einem Gehäuse angeordnete elektrische bzw. elektronische Schaltungen aufweisen. Aus Sicherheitsgründen ist es bei einem Brandfall erforderlich, das elektrische Gerät von seiner Spannungsversorgung abzutrennen, damit weitere Schäden verhindert werden. So kann beispielsweise ein Brand eines in einem Motorraum des Kraftfahrzeuges angeordneten Steuergerätes zu einem Motorbrand und in Folge davon sogar zu einem Brand des gesamten Fahrzeuges führen. Um dies zu verhindern, ist es bereits bekannt, beispielsweise Sicherungen in Form von Schmelzsicherungen oder ähnlichem einzusetzen, welche bei einer Stromüberlastung die Spannungsversorgung zum elektrischen Gerät unterbrechen. Eine derartige Sicherung spricht somit beim Auftreten eines überhöhten Stromes an. Da jedoch nicht jeder Brand automatisch mit einer erhöhten Stromaufnahme verbunden ist und es auch ansonsten schwierig ist, beispielsweise mittels einer elektronischen Auswerteschaltung einen Brand zu erkennen, besteht Bedarf nach einer sicher arbeitenden Schutzvorrichtung.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät bereitzustellen, welches in einem Brandfall zuverlässig auslöst und den Brand auch zuverlässig löscht. Diese Aufgabe wird bei einer Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, innerhalb eines Gehäuses des elektrischen Gerätes einen Vorratsbehälter für ein Löschmittel vorzusehen, wobei das Löschmittel im Falle eines Brandes aus dem Vorratsbehälter austritt und den Brand löscht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Vorratsbehälter aus einem Material besteht, das im Brandfall zerstört wird und dabei wenigstens einen Durchlass für das Löschmittel ausbildet. Mittels dieser Ausbildung des Vorratsbehälters sind keine zusätzlichen Einrichtungen erforderlich, welche den Vorratsbehälter im Brandfall gezielt zerstören, um entsprechende Durchlässe für das Löschmittel auszubilden.
  • Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Vorratsbehälter aus einem Material besteht, das bis zu einer für den Brand typischen Temperatur zumindest näherungsweise stabil ist und beim Überschreiten der für einen Brand typischen Temperatur porös wird, d.h. eine Vielzahl von Durchlässen für das Löschmittel bildet. Dadurch wird es ermöglicht, dass der Vorratsbehälter bzw. das Löschmittel bei Temperaturen, welche erhöht sind, jedoch noch keinen Brandfall darstellen, nicht in Kontakt z. B. mit elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen gerät und damit ggf. deren Funktion beeinträchtigt. Ferner wird durch die Vielzahl der Durchlässe erreicht, dass eine vollflächige Löschung der Bauteile der elektrischen Schaltung bewirkt wird.
  • Um das Löschmittel in Kontakt mit der in Brand geratenen elektrischen Schaltung zu bringen, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass der Vorratsbehälter in der Einbaulage des elektrischen Gerätes in einer Ebene oberhalb der elektrischen Schaltung angeordnet ist.
  • Ein in der Praxis auftretender Anwendungsfall sieht vor, dass die elektrische Schaltung auf einer Platine angeordnet ist und, dass das Gehäuse einen Deckel aufweist, der die Platine überspannt, wobei der Vorratsbehälter im Bereich des Deckels angeordnet ist. Somit lässt sich insgesamt gesehen ein besonders kompakter und fertigungstechnisch einfacher Aufbau des elektrischen Geräts bewirken.
  • Um eine sichere Löschung des Brandes zu bewirken, ist es darüber hinaus in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Vorratsbehälter zumindest den Bereich der Platine vollständig überdeckt. Somit werden auch Randbereiche der elektrischen Schaltung auf der Platine von dem Löschmittel erfasst und ein Brand bzw. eine Ausbreitung des Brandes sicher vermieden.
  • Um den Vorratsbehälter bei möglichst großem Löschmittelvolumen kompakt aufzubauen, damit das elektrische Gerät insgesamt gesehen ebenfalls relativ klein baut, ist es darüber hinaus besonders vorteilhaft, wenn der Vorratsbehälter blockförmig ausgebildet ist.
  • Um beim Austreten von Löschmittel aus dem Vorratsbehälter einen Kurzschluss innerhalb des elektrischen Gerätes zu vermeiden bzw. weitergehende Beschädigungen durch Korrosion auszuschließen, ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn das Löschmittel aus einer nicht korrosiven und elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit besteht, und insbesondere zumindest teilweise C6-Fluoroketon enthält.
  • Insbesondere ist eine derartige Schutzeinrichtung bei einem elektrischen Steuergerät in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft einsetzbar, da somit Gefahrensituationen während der Fahrt durch eine Ausbreitung von Bränden sowie größere Beschädigungen am Kraftfahrzeug vermieden werden können.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt in der einzigen
    • Figur
    eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung.
  • In der einzigen Figur ist ein Steuergerät 10 stark vereinfacht dargestellt, welches insbesondere als Steuergerät in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist und beispielsweise der Steuerung von Motorfunktionen dient. Das Steuergerät 10 hat ein Gehäuse 11, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel ein in etwa topfförmiges Bodenteil 12 hat, welches mit einem Gehäusedeckel 13 verschließbar ist.
  • Selbstverständlich sind auch andere Gehäusebauformen aus dem Stand der Technik denkbar und können Anwendung bei der Erfindung haben, da die Form bzw. der Aufbau des Gehäuses 11 an sich nicht erfindungswesentlich ist.
  • Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Platine 15 angeordnet, auf der insbesondere eine elektrische oder elektronische Bauteile umfassende, im Einzelnen nicht näher dargestellte Schaltung angeordnet ist. Die Platine 15 ist in üblicher Weise von außerhalb des Steuergeräts 10 über eine an dem Gehäuse 11 angeordnete, nicht dargestellte Steckerleiste mittels eines Kabelbaums elektrisch kontaktierbar.
  • Erfindungswesentlich ist, dass das Steuergerät 10 eine Schutzeinrichtung 20 aufweist, die im Brandfall für ein Löschen des Brandes sorgt. Hierzu weist die Schutzeinrichtung 20 einen innerhalb des Gehäuses 11 angeordneten Vorratsbehälter 17 für ein Löschmittel 18 auf. Der Vorratsbehälter 17 besteht insbesondere aus Kunststoff.
  • Der Vorratsbehälter 17 ist blockförmig ausgebildet, d.h. er weist über seine gesamte Grundfläche zumindest nahezu dieselbe Höhe auf. Insbesondere ist der Vorratsbehälter 17 oberhalb der Platine 15 im Bereich des Gehäusedeckels 13 angeordnet, wobei der Bereich des Vorratsbehälters 17 die Platine 15 vollflächig überdeckt. Der Vorratsbehälter 17 kann während der Montage des Steuergerätes 10 beispielsweise mittels eines geeigneten Klebers mit der Innenseite des Gehäusedeckels 13 verbunden werden. Alternativ hierzu ist auch ein geeigneter Rast- bzw. Clipmechanismus denkbar, der den Vorratsbehälter 17 durch Form- oder Kraftschluss im Gehäusedeckel 13 hält.
  • Die Ausbildung des Vorratsbehälters 17 ist derart, dass dieser bis zu einer Temperatur, die unterhalb einer typischen Brandtemperatur liegt, formstabil ausgebildet ist. Sobald die Temperatur die typische Brandtemperatur erreicht (zum Beispiel bei einer Temperatur größer 230 Grad Celsius), wird der Vorratsbehälter 17 jedoch porös, d.h. er bildet eine Vielzahl von Durchlässen an seiner der Platine 15 zugewandten Begrenzungswand. Durch diese (nicht dargestellten) Durchlässe tritt dann das Löschmittel 18 aus und löscht den Brand der Bauteile auf der Platine 15.
  • Hierbei ist wesentlich, dass die Anordnung des Vorratsbehälters 17 in dem Gehäuse 11 derart gewählt ist, dass in der Einbaulage des Steuergerätes 10 der Vorratsbehälter 17 oberhalb der Platine 15 angeordnet ist, derart, dass die sich ausbildenden Durchlässe möglichst über die gesamte Grundfläche der Platine 15 erstrecken.
  • Als Materialien für den Vorratsbehälter 17 kommt dabei zum Beispiel Silikongummi mit Wassertropfen (insbesondere destilliertem Wasser aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit), oder aber ein geschlossenporig ausgebildeter Schaum mit genügend Wandstärke aufgrund einer Diffusionsresistenz in Frage. Anstelle von Wassertropfen kann auch eine Wasser/Gelatinekügelchen-Mischung vorgesehen sein. Auch können Salze zur Erhöhung der Siedetemperatur vorgesehen werden, wenn dies aufgrund einer möglichen Stromleitfähigkeit von Salzkrusten möglich ist. Insbesondere sind dabei kristallwasserhaltige, schlecht wasserlösliche Salze bevorzugt. Es ist auch denkbar, dem Wasser Schaummittel zuzusetzen, so dass der Schaum aus dem Gummi im Brandfall herausquellen kann. Als mögliche Schaummittel kommen bevorzugt teilfluorierte AFFF-Schaummittel (AFFF steht für "Aqueous Film Forming Foam") zum Einsatz. Auch ist der Einsatz von Intumenszenzlacken vorteilhaft.
  • Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der Silikongummi mit Wasser-Schaummittel-Kügelchen (als Eis eingerührt) gefüllt ist. Im Idealfall sind die Bläschen dabei metallisiert. Anstelle von Silikon als (Grund-)Material für den Vorratsbehälter 17 können auch ggf. PU, oder andere, bei Raumtemperatur aushärtende Gummisorten verwendet werden. Auch ist es denkbar, metallisierte Mehrschichtfolienmaterialien mit Flüssigeisfüllung zu verwenden. Zuletzt kann auch ein Polymerschaum verwendet werden, der mit einer (fast) voll fluorierten Flüssigkeit mit einem Siedepunkt größer 150 Grad Celsius befüllt ist.
  • Vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines Löschmittels 18, welches nicht korrosiv und elektrisch nicht leitend ist, um im Brandfall nicht noch zusätzlich einen Kurzschluss in dem Steuergerät 10 auszulösen sowie weitere Vorschädigungen an Bauteilen des Steuergerätes 10 zu vermeiden. Beispielhaft sei hier als Löschmittel 18 die Flüssigkeit C6-Fluoroketon genannt, deren Brandlöscheigenschaft darauf beruht, dass sie der Flamme soviel Wärme entzieht, dass die Temperatur der Flamme unter einen Wert sinkt, der für die Aufrechterhaltung der Flamme erforderlich ist.
  • Grundsätzlich ist hinsichtlich möglicher Löschmittel 18 anzumerken, dass diese wenig C-H-, C-N- und C-O- Bestandteile enthalten sollten. Auch ist es denkbar, wie bei Sprinklern Glaskapseln zu verwenden, die je nach Sorte zwischen 70 Grad Celsius und 120 Grad Celsius platzen und teilweise Wasser und Frostschutzmittel enthalten.

Claims (10)

  1. Schutzeinrichtung (20) für ein elektrisches Gerät (10), wobei das elektrische Gerät (10) ein Gehäuse (11) für eine elektrische Schaltung mit elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen aufweist und wobei die Schutzeinrichtung (20) einen innerhalb des Gehäuses (11) angeordneten Vorratsbehälter (17) für ein Löschmittel (18) enthält, welches im Brandfall in Wirkverbindung mit den elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen gelangt.
  2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) aus einem Material besteht, das im Brandfall zerstört wird und dabei wenigstens einen Durchlass für das Löschmittel (18) ausbildet.
  3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) aus einem Material besteht, das bis zu einer für einen Brand typischen Temperatur zumindest näherungsweise stabil ist und beim Überschreiten der für einen Brand typischen Temperatur porös wird, d.h. eine Vielzahl von Durchlässen für das Löschmittel (18) bildet.
  4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) aus Kunststoff besteht.
  5. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) in der Einbaulage des elektrischen Geräts (10) in einer Ebene oberhalb der elektrischen Schaltung angeordnet ist, derart, dass die sich bildenden Durchlässe im Bereich der Bauteile der Schaltung angeordnet sind.
  6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektrische Schaltung auf einer Platine (15) angeordnet ist, dass das Gehäuse (11) einen Deckel (13) aufweist, der die Platine (15) überspannt und, dass der Vorratsbehälter (17) im Bereich des Deckels (13) auf der der Platine (15) zugewandten Seite angeordnet ist.
  7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) zumindest den Bereich der Platine (15) vollständig überdeckt.
  8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorratsbehälter (17) blockförmig ausgebildet ist.
  9. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Löschmittel (18) aus einer nicht korrosiven und nicht elektrisch leitenden Flüssigkeit besteht, und insbesondere zumindest teilweise C6-Fluoroketon als Bestandteil enthält.
  10. Elektrisches Steuergerät (10) in einem Kraftfahrzeug mit einer Schutzeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
EP10194001A 2009-12-09 2010-12-07 Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät Withdrawn EP2332616A1 (de)

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