EP2476131A1 - Schutzeinrichtung für ein elektrisches gerät - Google Patents

Schutzeinrichtung für ein elektrisches gerät

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EP2476131A1
EP2476131A1 EP10747613A EP10747613A EP2476131A1 EP 2476131 A1 EP2476131 A1 EP 2476131A1 EP 10747613 A EP10747613 A EP 10747613A EP 10747613 A EP10747613 A EP 10747613A EP 2476131 A1 EP2476131 A1 EP 2476131A1
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EP
European Patent Office
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protective device
metal
protective
protection device
electrical
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EP10747613A
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EP2476131B1 (de
Inventor
Lutz Mueller
Christian Rebhan
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/42—Switches operated by change of humidity

Definitions

  • the invention relates to a protective device for an electrical device according to the preamble of claim 1.
  • overload fuses in the form of fuses are known, which interrupt the supply of power to an electrical device when excessive current (e.g., caused by a short circuit) occurs.
  • automatic battery shutters are known in motor vehicles to shut off the power supply from the car battery, should an accident have occurred.
  • a critical operating condition in an electrical device also occurs when water enters the electrical device. This can happen, for example, in motor vehicles in that via the electrical plug connection to the electrical device, in particular a wiring harness, water enters the strands of the connection cable through leaky cables and flows via capillary action along the strand into the device plug and then into the device. The penetrated into the electrical device water can then cause uncontrolled failures due to electrolysis.
  • the invention has the object, a protective device for an electrical device after the The preamble of claim 1 further such that upon entry of water into the electrical device, an electrical line, in particular a power supply within the electrical device, safely switched off.
  • the fuse must be designed such that it is non-toxic or ROHS compatible and a reconnection of the electrical device is reliably avoided.
  • 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 that the protective device consists of a rapidly corrosive material, which interrupts a current-conducting cross section in the electrical device in case of corrosion.
  • the protective device at least in its region prone to corrosion, consists of a metal or a metal alloy which, under the influence of moist air, only tends to surface oxidation and has a low electrical resistance.
  • the protective device reacts only to the presence of water or aqueous solutions, while moist air, which is reduced for example by heating of the electrical device by evaporation for the electrical functioning of the electrical device is not a disadvantage.
  • Magnesium, aluminum or a lanthanide as the main constituent have proven to be particularly preferred metals or metal alloys.
  • lithium, calcium or other alkaline earth metal as an alloying ingredient to the mentioned
  • the tendency to corrode can be increased if, as alloy constituent, a noble metal is used compared to the parent metal becomes when the base metal is at least locally surface-coated with a nobler metal, or when the base metal is formed porous, for example by a sintering process of a metal piece.
  • a noble metal is used compared to the parent metal becomes when the base metal is at least locally surface-coated with a nobler metal, or when the base metal is formed porous, for example by a sintering process of a metal piece.
  • Protective device with a lacquer layer in particular a water-soluble protective lacquer, for example, based on polyvinyl alcohol is surface-lacquered.
  • a lacquer layer reduces the corrosion sensitivity of the
  • Protective device This may be desirable, for example, if only a response of the protective device is desired only from a certain water content.
  • a base metal or with an alloyed parent metal whose corrosion resistance is increased is provided with a
  • At least one contact point of the current-carrying line to the protective device is possible for at least one contact point of the current-carrying line to the protective device to consist of a metal that is more noble than the protective device, in particular of a copper-based alloy.
  • a defined location or a defined location is formed at which the power interruption takes place.
  • Protective device are electrically connected by a crimp connection with the current-carrying line.
  • the protective device is formed wireformig and that the ends of the protective device are electrically connected by a clamping, welding or soldered connection to the current-carrying line.
  • a manufacturing technology particularly preferred embodiment of the protective device, in which this similar to fully automatic z. B. can be fitted to printed circuit boards is given if the protective device is designed as a cross-section at least approximately rectangular metal piece and that the ends of the protective device have a tinning.
  • a further structural embodiment of the invention provides that the protective device is designed as a plug pin, which is contacted with its one end with a plug connection having cable connection electrically.
  • the protective device can also be arranged directly behind the connector pin. The electrical connection behind the connector pin has an opening to the connector. In the latter cases, the protective device is very close to the presumed location of the
  • Water inlet of the electrical device arranged so that it is very sensitive.
  • FIG. 1 shows a first protective device according to the invention with a corroding metal piece in a simplified side view
  • FIG. 2 shows a second protective device according to the invention using a lacquered piece of wire in a simplified side view
  • Fig. 3 shows a third protection device according to the invention with a tubular metal piece, which is electrically contacted by means of a crimp connection in a simplified representation
  • FIG. 4 shows a simplified longitudinal section through a control device with a fourth protective device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first protective device 10 according to the invention.
  • the first protective device 10 is part of an electrical device, not shown in detail, in particular a control device in a motor vehicle.
  • the protective device 10 is arranged by way of example on a circuit board 12 within a control unit housing.
  • the control unit is equipped by means of a power supply, which is formed on the circuit board 12 as a current-carrying line 13.
  • the current-carrying line 13 is, for example, a conductor track consisting of copper or of a copper-based alloy which has an interruption 14 in the region of the first protective device 10.
  • the two mutually facing ends 16, 17 of the line 13 are electrically bridged by means of the first protective device 10 or electrically conductively connected to each other.
  • the first protective device 10 electrically conductively connected to each other.
  • Protective device 10 by way of example, an approximately rectangular
  • Cross-sectional area exhibiting metal piece 18 which is provided in the region of its two ends serving as contact points each with a metallization, in particular with a solderable metallization 19.
  • the metal piece 18 in the manner of an SMD component consists of a metal that corrodes under the influence of water.
  • it consists of magnesium, aluminum or a lanthanide or a metal alloy with at least one of said elements as the main constituent.
  • lithium, calcium or another alkaline earth metal may be used as alloy constituents for the metals mentioned.
  • the metal piece 18 may also be surface-coated with a metal that is more noble than the material of the metal. Such a selection of materials also ensures that the
  • Metal piece 18 under the influence of moist air tends only to superficial oxidation and overall low electrical
  • solder joint which is represented by the two solder joints 23, 24.
  • a solder joint instead of a solder joint, however, a welded connection or a clamping connection can also be provided. In principle, all the usual joining techniques that allow conductive components to be interconnected are possible.
  • FIG. 2 shows a second protective device 30 according to the invention.
  • the second protective device 30 has a wire-shaped metal piece 31.
  • the wire-shaped metal piece 31 is made of the same materials as the metal piece 18 in the first protection device 10.
  • the protection device 30 is surface-painted.
  • the paint layer is made of the same materials as the metal piece 18 in the first protection device 10.
  • the metal piece 31 is bluntly connected at both ends to the two ends 33, 34 of an electrical line 35, z. B. by means of circumferential welds 36, 37th
  • a third protection device 40 is shown.
  • the third protection device 40 has a tubular piece of metal 41.
  • the metal piece 41 consists of the same materials as the metal piece 18 and the metal piece 31 in the first protective device 10 and the second protective device 30, respectively.
  • the two ends of the metal piece 41 are symbolically represented by a
  • Crimp connection 42, 43 connected to the ends 44, 45 of an electrical line 46.
  • Metal piece 41 open, so that water can easily get to the inner surface of the metal piece 41.
  • Guard 50 is within a housing 51 having
  • Control unit 52 is arranged.
  • the housing 51 has a plug region 53, which is penetrated by a plurality of plug pins 54, 55.
  • the control unit 52 and the connector pins 54, 55 are electrically contacted by means of mating connector 56, 57 of a wiring harness not otherwise shown.
  • Plug pins 54, 55 are electrically connected to a circuit board 58, which carries the also not shown electrical or electronic circuit.
  • the power supply of the control unit 52 serving connector pin 54 consists here at least partially of the same material as the metal piece 18 or the metal piece 31. In particular, the plug pin 54 is in
  • Connector area 53 of said metal may also be arranged directly behind the plug pin 54 (not shown).
  • the electrical connection behind the connector pin has an opening to the connector.
  • the protective devices 10, 30, 40 and 50 according to the invention all work in the same manner, by the action of water in the region of the metal piece 18, 31, 41 and the connector pin 54, the said component corroded within a very short time and so the current-carrying cross-section over the entire surface gets destroyed.
  • the protective devices 10, 30, 40 and 50 described so far can be modified in many ways. Such are, for example
  • Protective lacquer coatings conceivable for all protective devices. This also includes, in particular, that the metal piece 18 of the protective device 10 according to FIG. 1 is provided with a lacquer layer 32 corresponding to the protective device 30, the tinned ends 16, 17 then being excluded from the lacquer layer 32.
  • a plurality of protective devices 10, 30, 40, 50, or a combination of different protective devices 10, 30, 40, 50 may be provided in the electrical device.
  • a further protective layer is provided, which in particular consists of a short-term arc-resistant and porous layer of suitable
  • Polymers for example of silicone or ceramic material, for example polymer bound alumina. With such a layer can be avoided in case of release any arcing occurring, the

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) für ein elektrisches Gerät (52), wobei die Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) in einer stromführenden Leitung (13; 35; 46; 54) für das elektrische Gerät (52) angeordnet ist und beim Auftreten eines kritischen Betriebszustandes eine Unterbrechung einer Stromversorgung des elektrischen Gerätes (52) bewirkt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) zumindest in einem Bereich über seine gesamte Querschnittsfläche aus einem Material besteht, das unter dem Einfluss von Wasser korrodiert und, dass im Korrosionsfall die stromleitende Querschnittsfläche der Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) unterbrochen ist.

Description

Beschreibung
Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Derartige Schutzeinrichtungen sind bereits in vielfältiger Art aus dem Stand der Technik bekannt. So sind beispielsweise Überlastsicherungen in Form von Schmelzsicherungen bekannt, welche beim Auftreten eines zu hohen Stromes (z.B. verursacht durch einen Kurzschluss) die Stromversorgung in bzw. zu einem elektrischen Gerät unterbrechen. Weiterhin sind bei Kraftfahrzeugen automatische Batterieabschalter bekannt, um die Stromversorgung von der Autobatterie abzuschalten, sollte sich ein Unfall ereignet haben. Ein kritischer Betriebszustand in einem elektrischen Gerät tritt auch dann auf, wenn Wasser in das elektrische Gerät eintritt. Dies kann beispielsweise bei Kraftfahrzeugen dadurch geschehen, dass über die elektrische Steckverbindung zu dem elektrischen Gerät, insbesondere einem Kabelbaum, Wasser durch undichte Kabel in die Litzen des Anschlusskabels gelangt und über Kapillarwirkung entlang der Litze in den Gerätestecker und dann in das Gerät fließt. Das in das elektrische Gerät eingedrungene Wasser kann dann infolge von Elektrolyse unkontrolliert Ausfälle hervorrufen.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass beim Eintritt von Wasser in das elektrische Gerät eine elektrische Leitung, insbesondere eine Stromversorgung innerhalb des elektrischen Geräts, sicher abgeschalten wird. Dabei muss die Sicherung derart ausgebildet sein, dass sie ungiftig bzw. ROHS- kompatibel ausgebildet ist und ein Wiedereinschalten des elektrischen Gerätes sicher vermieden wird. Diese Aufgabe wird bei einer Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass die Schutzeinrichtung aus einem rasch korrodierenden Material besteht, welches im Korrosionsfall einen stromleitenden Querschnitt in dem elektrischen Gerät unterbricht.
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.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Schutzeinrichtung zumindest in ihrem zu Korrosion neigenden Bereich aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, das unter Einfluss von feuchter Luft lediglich zu oberflächlicher Oxidation neigt und einen geringen elektrischen Widerstand aufweist. In diesem Falle reagiert die Schutzeinrichtung nur auf das Vorhandensein von Wasser bzw. von wässrigen Lösungen, während feuchte Luft, welche beispielsweise durch eine Erwärmung des elektrischen Gerätes durch Verdunstung reduziert wird für die elektrische Funktionsfähigkeit des elektrischen Geräts nicht von Nachteil ist.
Als besonders bevorzugte Metalle bzw. Metalllegierungen haben sich dabei Magnesium, Aluminium oder ein Lanthanid als Hauptbestandteil erwiesen.
Um die Korrosionsempfindlichkeit zusätzlich zu steigern, ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Lithium, Calcium oder ein anderes Erdalkalimetall als Legierungsbestandteil zu den genannten
Metallbestandteilen verwendet wird.
Die Korrosionsneigung lässt sich alternativ hierzu ebenfalls erhöhen, wenn als Legierungsbestandteil ein gegenüber dem Grundmetall edleres Metall verwendet wird, wenn das Grundmetall mit einem edleren Metall zumindest lokal oberflächenbeschichtet ist, oder wenn das Grundmetall porös ausgebildet wird, zum Beispiel durch einen Sintervorgang eines Metallstücks. Es kann jedoch auch in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die
Schutzeinrichtung mit einer Lackschicht, insbesondere einem wasserlöslichen Schutzlack, zum Beispiel auf Basis von Polyvinylalkohol oberflächenlackiert ist. Eine derartige Lackschicht verringert die Korrosionsempfindlichkeit der
Schutzeinrichtung. Dies kann beispielsweise erwünscht sein, wenn erst ein Ansprechen der Schutzeinrichtung erst ab einem gewissen Wassergehalt erwünscht ist. In Kombination mit einem Grundmetall bzw. mit einem legierten Grundmetall, dessen Korrosionsbeständigkeit erhöht ist, wird mit einer
Oberflächenlackierung dann der Effekt erzielt, dass die Schutzeinrichtung zwar länger benötigt, bis sie anspricht, dann jedoch sehr rasch korrodiert bzw. die Stromunterbrechung in gewünschter Weise herbeiführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, dass wenigstens eine Kontaktstelle der stromführenden Leitung zur Schutzeinrichtung aus einem gegenüber der Schutzeinrichtung edleren Metall, insbesondere aus einer kupferbasierten Legierung, besteht. In diesem Fall wird eine definierte Stelle bzw. ein definierter Ort gebildet, an dem die Stromunterbrechung stattfindet.
Eine konstruktiv relativ einfache Umsetzung der erfindungsgemäßen
Schutzeinrichtung, welche durch ihre relativ große Angriffsoberfläche für Wasser auch ein rasches Ansprechen ermöglicht, wird geschaffen, wenn die
Schutzeinrichtung rohrförmig ausgebildet ist und die Enden der
Schutzeinrichtung durch eine Crimpverbindung mit der stromführenden Leitung elektrisch verbunden sind. Alternativ hierzu, mit einem geringeren Raumbedarf der Schutzeinrichtung, kann es auch vorgesehen sein, dass die Schutzeinrichtung drahtformig ausgebildet ist und, dass die Enden der Schutzeinrichtung durch eine Klemm-, Schweiß- oder Lötverbindung mit der stromführenden Leitung elektrisch verbunden sind. Eine fertigungstechnisch besonders bevorzugte Ausbildung der Schutzeinrichtung, bei der diese ähnlich wie bei SMD-Bauteilen vollautomatisch z. B. auf Leiterplatten bestückt werden kann ist gegeben, wenn die Schutzeinrichtung als ein im Querschnitt zumindest annähernd rechteckförmiges Metallstück ausgebildet ist und, dass die Enden der Schutzeinrichtung eine Verzinnung aufweisen.
Darüber hinaus sieht eine weitere konstruktive Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Schutzeinrichtung als Steckerpin ausgebildet ist, der mit seinem einen Ende mit einer eine Steckerverbindung aufweisenden Kabelverbindung elektrisch kontaktiert ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Schutzeinrichtung auch direkt hinter dem Steckerpin angeordnet sein. Die elektrische Verbindung hinter dem Steckerpin hat eine Öffnung zum Stecker. In den zuletzt genannten Fällen ist die Schutzeinrichtung sehr nahe an dem mutmaßlichen Ort des
Wassereintritts des elektrischen Gerätes angeordnet, sodass sie sehr empfindlich ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Schutzeinrichtung mit einem korrodierenden Metallstück in einer vereinfachten Seitenansicht,
Fig. 2 eine zweite erfindungsgemäße Schutzeinrichtung unter Verwendung eines lackierten Drahtstücks in vereinfachter Seitenansicht,
Fig. 3 eine dritte erfindungsgemäße Schutzeinrichtung mit einem rohrförmigen Metallstück, das mittels einer Crimpverbindung elektrisch kontaktiert ist in einer vereinfachten Darstellung und
Fig. 4 einen vereinfachten Längsschnitt durch ein Steuergerät mit einer vierten erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung. In der Fig. 1 ist eine erste erfindungsgemäße Schutzeinrichtung 10 dargestellt. Die erste Schutzeinrichtung 10 ist Bestandteil eines nicht näher dargestellten elektrischen Gerätes, insbesondere eines Steuergerätes in einem Kraftfahrzeug. Die Schutzeinrichtung 10 ist beispielhaft auf einer Platine 12 innerhalb eines Steuergerätegehäuses angeordnet. Auf der Platine 12 ist eine ebenfalls nicht dargestellte elektrische Schaltung angeordnet, die beispielsweise der Steuerung von Funktionen des Kraftfahrzeuges dient. Das Steuergerät ist mittels einer Spannungsversorgung ausgestattet, die auf der Platine 12 als stromführende Leitung 13 ausgebildet ist. Bei der stromführenden Leitung 13 handelt es sich beispielsweise um eine aus Kupfer bzw. aus einer kupferbasierten Legierung bestehende Leiterbahn, die im Bereich der ersten Schutzvorrichtung 10 eine Unterbrechung 14 aufweist. Die beiden einander zugewandten Enden 16, 17 der Leitung 13 werden mittels der ersten Schutzeinrichtung 10 elektrisch überbrückt bzw. miteinander elektrisch leitend verbunden. Hierzu weist die
Schutzeinrichtung 10 beispielhaft ein, eine etwa rechteckförmige
Querschnittsfläche aufweisendes Metallstück 18 auf, das im Bereich seiner beiden als Kontaktstellen dienenden Enden jeweils mit einer Metallisierung, insbesondere mit einer lötbaren Metallisierung 19 versehen ist.
Das Metallstück 18 in Art eines SMD-Bauteils besteht aus einem Metall, das unter Einfluss von Wasser korrodiert. Insbesondere besteht es aus Magnesium, Aluminium oder einem Lanthanid bzw. einer Metalllegierung mit wenigstens einem der genannten Elemente als Hauptbestandteil. Als Legierungsbestandteile zu den genannten Metallen kommen insbesondere Lithium, Calcium oder ein anderes Erdalkalimetall in Frage. Das Metallstück 18 kann auch mit einem gegenüber dem Material des Metalls edleren Metall oberflächenbeschichtet sein. Durch eine derartige Materialauswahl wird auch sichergestellt, dass das
Metallstück 18 unter Einfluss von feuchter Luft lediglich zu oberflächlicher Oxidation neigt sowie insgesamt gesehen einen geringen elektrischen
Widerstand aufweist.
Die elektrische Verbindung der beiden Enden des Metallstücks 18 mit den Enden 16, 17 der Leitung 13 erfolgt mittels einer Lötverbindung, welche durch die beiden Lötverbindungen 23, 24 dargestellt ist. Anstelle einer Lötverbindung kann jedoch auch eine Schweißverbindung oder eine Klemmverbindung vorgesehen sein. In Frage kommen grundsätzlich alle üblichen Verbindungstechniken, die es gestatten, leitende Bauteile miteinander zu verbinden.
In der Fig. 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Schutzeinrichtung 30 dargestellt. Die zweite Schutzeinrichtung 30 weist ein drahtförmiges Metallstück 31 auf. Das drahtförmige Metallstück 31 besteht aus den gleichen Materialien wie das Metallstück 18 bei der ersten Schutzeinrichtung 10. Im Gegensatz zur ersten Schutz- Vorrichtung 10 ist die Schutzeinrichtung 30 oberflächenlackiert. Die Lackschicht
32 besteht insbesondere aus einem wasserlöslichen Schutzlack, z. B. auf Basis von Polyvinylalkohol. Das Metallstück 31 ist mit seinen beiden Enden stumpf mit den beiden Enden 33, 34 einer elektrischen Leitung 35 elektrisch leitend verbunden, z. B. mittels umlaufenden Schweißverbindungen 36, 37.
In der Fig. 3 ist eine dritte Schutzeinrichtung 40 dargestellt. Die dritte Schutzeinrichtung 40 weist ein rohrformiges Metallstück 41 auf. Das Metallstück 41 besteht aus den gleichen Materialien wie das Metallstück 18 bzw. das Metallstück 31 bei der ersten Schutzeinrichtung 10 bzw. der zweiten Schutzeinrichtung 30. Die bei- den Enden des Metallstücks 41 sind mittels einer symbolisch dargestellten
Crimpverbindung 42, 43 mit den Enden 44, 45 einer elektrischen Leitung 46 verbunden. Durch die Crimpverbindung 42, 43 sind die Enden 44, 45 des
Metallstücks 41 offen, so dass Wasser leicht an die Innenfläche des Metallstücks 41 gelangen kann.
In der Fig. 4 ist eine vierte Schutzeinrichtung 50 dargestellt. Die vierte
Schutzeinrichtung 50 ist innerhalb eines ein Gehäuse 51 aufweisenden
Steuergeräts 52 angeordnet. Das Gehäuse 51 weist einen Steckerbereich 53 auf, der von mehreren Steckerpins 54, 55 durchdrungen ist. Das Steuergerät 52 bzw. die Steckerpins 54, 55 sind mittels Gegenstecker 56, 57 eines im Übrigen nicht näher dargestellten Kabelbaums elektrisch kontaktiert. Die starren
Steckerpins 54, 55 sind elektrisch leitend mit einer Platine 58 verbunden, die die ebenfalls nicht dargestellte elektrische bzw. elektronische Schaltung trägt. Der der Stromversorgung des Steuergeräts 52 dienende Steckerpin 54 besteht hierbei zumindest abschnittsweise aus demselben Material wie das Metallstück 18 bzw. das Metallstück 31. Insbesondere besteht der Steckerpin 54 im
Steckerbereich 53 aus besagtem Metall. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Schutzeinrichtung 50 auch direkt hinter dem Steckerpin 54 angeordnet sein (nicht dargestellt). Die elektrische Verbindung hinter dem Steckerpin hat eine Öffnung zum Stecker.
Die erfindungsgemäßen Schutzeinrichtungen 10, 30, 40 und 50 arbeiten alle auf dieselbe Art und Weise, indem bei Einwirkung von Wasser im Bereich des Metallstücks 18, 31 , 41 bzw. des Steckerpins 54 das besagte Bauteil innerhalb kürzester Zeit korrodiert und so der stromführende Querschnitt vollflächig zerstört wird.
Die soweit beschriebenen Schutzeinrichtungen 10, 30, 40 und 50 können in vielfältiger Art und Weise modifiziert werden. So sind beispielsweise
Schutzlackbeschichtungen bei allen Schutzeinrichtungen denkbar. Dies beinhaltet insbesondere auch, dass das Metallstück 18 der Schutzeinrichtung 10 gemäß der Figur 1 mit einer Lackschicht 32 entsprechend der Schutzeinrichtung 30 ausgestattet ist, wobei dann die verzinnten Enden 16, 17 von der Lackschicht 32 ausgeschlossen sind.
Auch können beispielsweise mehrere Schutzeinrichtungen 10, 30, 40, 50, oder eine Kombination von verschiedenen Schutzeinrichtungen 10, 30, 40, 50 in dem elektrischen Gerät vorgesehen sein.
Weiterhin ist es denkbar, dass zusätzlich zur Lackschicht 32, oder alternativ hierzu, eine weitere Schutzschicht vorgesehen ist, die insbesondere aus einer kurzfristig lichtbogenbeständigen und porösen Schicht aus geeigneten
Polymeren, zum Beispiel aus Silikon oder keramischem Material, zum Beispiel polymergebundenem Aluminiumoxid, besteht. Mit einer derartigen Schicht lassen sich im Auslösefall eventuell auftretende Lichtbogen vermeiden, die die
Umgebung schädigen könnten.

Claims

Ansprüche
Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) für ein elektrisches Gerät (52), wobei die Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) in einer stromführenden Leitung (13; 35; 46; 54) für das elektrische Gerät (52) angeordnet ist und beim Auftreten eines kritischen Betriebszustandes eine Unterbrechung einer
Stromversorgung des elektrischen Gerätes (52) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) zumindest in einem Bereich über seine gesamte Querschnittsfläche aus einem Material besteht, das unter dem Einfluss von Wasser korrodiert und, dass im Korrosionsfall die stromleitende Querschnittsfläche der Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) unterbrochen ist.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) zumindest in ihrem zu Korrosion neigenden Bereich aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, das unter Einfluss von feuchter Luft lediglich zu oberflächlicher Oxidation neigt und einen geringen elektrischen Widerstand aufweist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall bzw. die Metalllegierung Magnesium, Aluminium oder ein Lanthanid als Hauptbestandteil aufweist. Schutzvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Legierungsbestandteil Lithium, Calcium oder ein anderes
Erdalkalimetall verwendet wird.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Legierungsbestandteil ein gegenüber dem Grundmetall edleres Metall verwendet wird, dass das Grundmetall mit einem edleren Metall zumindest lokal oberflächenbeschichtet ist oder, dass das Grundmetall eine hohe Porosität, beispielsweise hervorgerufen durch einen Sintervorgang, aufweist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (30) mit einer Lackschicht (32), insbesondere einem wasserlöslichen Schutzlack, zum Beispiel auf Basis von
Polyvinylalkohol oberflächenlackiert ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Kontaktstelle (16, 17) der stromführenden Leitung (13) zur Schutzeinrichtung (10) aus einem gegenüber der Schutzeinrichtung (10) edleren Metall, insbesondere aus einer kupferbasierten Legierung besteht.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (40) rohrförmig ausgebildet ist und, dass die Enden der Schutzeinrichtung (40) durch eine Crimpverbindung mit der stromführenden Leitung (46) elektrisch verbunden sind.
9. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (30) drahtförmig ausgebildet ist und, dass die
Enden der Schutzeinrichtung (30) durch eine Klemm-, Schweiß- oder Lötverbindung mit der stromführenden Leitung (35) elektrisch verbunden sind. 10. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (10) als ein im Querschnitt zumindest annähernd rechteckförmiges Metallstück (18) ausgebildet ist und, dass die Enden der Schutzeinrichtung eine Verzinnung (19) aufweisen.
1 1 . Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzeinrichtung (50) als Steckerpin (54) ausgebildet ist, der mit seinem einen Ende mit einer eine Steckverbindung (56) aufweisenden Kabelverbindung elektrisch kontaktiert ist.
12. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schutzschicht vorgesehen ist, die insbesondere aus einer kurzfristig lichtbogenbeständigen und porösen Schicht aus Polymeren, zum
Beispiel aus Silikon oder keramischem Material, zum Beispiel
polymergebundenem Aluminiumoxid, besteht.
13. Elektrisches Gerät (52), mit einer Schutzeinrichtung (10; 30; 40; 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Elektrisches Gerät nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrische Gerät ein mit einer Kabelverbindung kontaktierbares Steuergerät (52), insbesondere in einem Kraftfahrzeug ist.
EP10747613.7A 2009-09-08 2010-08-25 Schutzeinrichtung für ein elektrisches gerät Active EP2476131B1 (de)

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EP2476131A1 true EP2476131A1 (de) 2012-07-18
EP2476131B1 EP2476131B1 (de) 2016-07-27

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