WO2008128915A1 - Elektrische sicherung, insbesondere für die verwendung im kfz-bereich - Google Patents

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Thomas Schulz
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Definitions

  • the present invention relates to an electrical fuse for securing electrical or electronic lines and / or devices against unacceptably high currents.
  • the present invention relates to such electrical fuses used in power supply networks of motor vehicles.
  • the invention is not limited to the automotive sector.
  • the invention also relates to individual fuses as well as a collection of multiple fuses in the form of a so-called punched grid fuse, in which a plurality of fuses and / or multiple lines are combined and integrated in a single component.
  • fuse used In motor vehicles in the state of the art today for the protection of electrical lines predominantly a fuse type called fuse used. Such fuses consist of either copper or zinc. The mounting and mounting of such fuses used today usually consists of a plug connection. Bolted fuses are also used in the art today. Mated fuses in the automotive sector are mainly made of zinc, since here the fluidity of the material is not a hindrance to assembly. Screwed fuses, on the other hand, are usually made of copper.
  • the object of the present invention is one in the attachment, assembly, installation and to provide the production improved and yet cost-effective fuse for the automotive sector, which has the advantages of a zinc protection and yet can be easily and safely mounted at higher currents via screw.
  • an electrical fuse for securing electrical or electronic lines or devices against unacceptably high currents, which is provided in particular, but not exclusively for use in motor vehicles.
  • the fuse has a terminal region A, C for mounting and securing the fuse and a conductive melting region B and is characterized in that the fuse consists of at least two different materials, wherein at least one fusible conductor in the melting region B of zinc or a zinc alloy and at least two connection parts in the connection area A, C made of copper or a copper alloy is / are provided.
  • the combined use of on the one hand zinc or a zinc alloy and on the other copper or a copper alloy in one and the same fuse with the corresponding advantageous division between the melting and the connection area of the fuse has the advantage that the advantages in the production and operation of the security of zinc be combined with those of copper for improved mounting and in particular a screw fastening the fuse.
  • the fuse after The invention thus consists of a kind of material mix.
  • the fusible conductor or the fusible conductor consists / consist of zinc, whereas the connection area, for example, to a connection via a screw connection to adjacent parts and lines always consists of copper.
  • connection between the two elements fusible conductor and connecting part is a material connection, that is, that the two materials are joined together by a material connection.
  • the invention provides a one-piece fuse made of a seamless mix of materials, which combines the advantages of both types of fuse according to the prior art with each other in a novel fuse.
  • the zinc structure is manufactured in one piece as a uniform stamped grid. On the plug contacts of the stamped grid then the copper terminals are applied with one of the aforementioned technique.
  • the fuse is part of a continuous stamped grid, in which a plurality of lines and / or fuses are combined in one and the same component.
  • a configuration is particularly advantageous because in a stamped grid with multiple fuses for connecting the fuse to the corresponding lines less screw than previously needed.
  • Screw terminals in the connection area also be provided one or more plug-in connections, so that a total of fewer screw elements and thus less space for the realization of the invention is needed. Since fewer screw areas are thus required overall, a number of plug connections can be realized as a zinc solution according to an advantageous aspect of the invention. Unlike screw connections, the plug connections do not have to be made of the stronger and more resistant material, such as copper.
  • the plug connections made of zinc allow a cost-effective implementation and production of the fuse without disadvantages with regard to the firm and secure fixing and mounting of the fuse.
  • the connections, which still have to be screwed, are also designed according to the invention as firmer copper connection parts.
  • the connections for the supply of electricity in question are also designed according to the invention as firmer copper connection parts.
  • connection region A, C which is realized from copper or a copper alloy.
  • the solution according to the invention offers the advantage that fuses with a zinc fused conductor can now be easily manufactured and yet can be screwed for attachment to corresponding line connections or devices.
  • a relatively inexpensive punched grid solution for a combination of multiple fuses can be realized according to the invention.
  • the same functionality as Kupferstanzgitteraims requires a much higher effort in the production.
  • a solution according to the invention via a material mix of zinc and Copper is also advantageous for individual fuses in the automotive sector. The total system costs can thereby be substantially reduced and yet a high reliability in the contact and the security of such inventive fuses is guaranteed.
  • Figure 1 is a schematic representation of a BiMaterialSich für aporous Device according to the invention in the form of a single fuse
  • Figure 2 is a schematic view of an embodiment of a bi-material security according to the invention in the form of a punched grid fuse.
  • Figure 3 is a stamped grid made of zinc.
  • an electrical fuse or gtanzgitter puzzle which consists at least in the melting range B of zinc, which, however, in the connection area A, C at least one, but usually two connecting parts made of copper.
  • the material details zinc or copper also include zinc alloys and copper alloys which are used in the electrical field for fuses, in particular in the motor vehicle sector.
  • 1 shows a schematic view of a first embodiment of a erfindungsgernä touch electrical fuse 1, here in the form of a single fuse.
  • the individual fuse 1 consists in this embodiment of two terminal areas A, which are connected to each other via a melting region B.
  • the connection area A consists of copper elements, whereas the melting area B is made of zinc.
  • a zinc protection is provided in principle, which is, however, provided with copper contacts for improved and optimized connection, for example via a screw connection.
  • the connection parts 4 in this exemplary embodiment in FIG. 1 consist of plate-like elements 4 which can be connected to a screw connection 7 for connection to connection cables 2 (only one example shown in FIG. 1).
  • the leaflet-like connection parts 4 are provided for this purpose with a central hole, through which a screw (not shown here) for fastening a cable clamp of a cable 2 can be screwed.
  • the electrical fuse is realized here in the form of a punched grid fuse with multiple fuses 1 (four in number).
  • the punched grid fuse consists in the melting region B of four differently sized fuse elements 3, which are connected via a common plate-like zinc part in the region of the stamped grid 5.
  • the connection area A, C is at this Embodiment provided on the one hand with screw 7 and corresponding connection parts 4.
  • three plug connections 6 made of zinc or a zinc alloy are provided in the connection region C, to which cables 2 corresponding lines 2, for example, as shown at the top terminal connection 6 in Figure 2, can be connected.
  • Figure 3 shows a stamped grid made of zinc, as it finds advantageous for the production of the fuse according to the invention use.
  • the copper fittings can then be either plated on the plug contacts 6 or they are welded or soldered to a fuse element 3 without terminal contact. Then one comes to the embodiment of Figure 2.

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Abstract

Elektrische Sicherung (1) zur Absicherung von elektrischen/elektronischen Leitungen (2) oder Geräten vor unzulässig hohen Strömen, insbesondere von elektrischen Leitungen und/oder Vorrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Anschlussbereich (A, C) zur Montage und Befestigung der Sicherung und einem leitenden Schmelzbereich (B) der Sicherung, wobei die Sicherung (1) aus mindestens zwei verschiedenen Materialien besteht, wobei mindestens ein Schmelzleiter (3) im Schmelzbereich (B) aus Zink und mindestens ein Anschlussteil (4) im Anschlussbereich (A, C) aus Kupfer vorgesehen sind.

Description

Elektrische Sicherung, insbesondere für die Verwendung im
Kfz-Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Sicherung zur Absicherung von elektrischen beziehungsweise elektronischen Leitungen und/oder Geräten vor unzulässig hohen Strömen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf derartige elektrische Sicherungen, welche in Leitungsnetzen der Stromversorgung von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Kfz-Bereich beschränkt. Die Erfindung betrifft ebenso Einzelsicherungen wie auch eine Zusammenstellung von mehreren Sicherungen in Form einer so genannten Stanzgittersicherung, bei welcher mehrere Sicherungen und/oder mehrere Leitungen in einem einzigen Bauteil kombiniert und integriert sind.
Im Stand der Technik ist es bekannt, so genannte Schmelzsicherungen aus Zink als leicht schmelzendes Material zu realisieren. Bei Schmelzsicherungen aus Zink besteht jedoch das Problem, dass diese für einen Anschluss an die elektrischen Leitungen und/oder Geräte nicht einfach direkt verschraubt werden können. Auf Grund der Fließfähigkeit des Materials Zink ist die Montagebefestigung und der Einbau derartiger Sicherungen schwierig zu realisieren und daher in der Regel kostenintensiv, weil zusätzliche Anschlussbauteile nötig sind.
In Kraftfahrzeugen wird im Stand der Technik heutzutage zur Absicherung von elektrischen Leitungen überwiegend ein Sicherungstyp mit der Bezeichnung Schmelzsicherung eingesetzt. Derartige Schmelzsicherungen bestehen entweder aus Kupfer oder aus Zink. Die Montage und Befestigungsart von solchen heutzutage eingesetzten Sicherungen besteht zumeist aus einer Steckverbindung. Auch geschraubte Sicherungen werden im Stand der Technik heutzutage verwendet. Gesteckte Sicherungen im Kraftfahrzeugbereich sind hauptsächlich aus Zink gebildet, da hier die Fließfähigkeit des Materials nicht für eine Montage hinderlich ist. Geschraubte Sicherungen hingegen sind meist aus Kupfer.
Bei den im Stand der Technik bekannten Sicherungen aus Zink besteht in herstellungsbezogener Hinsicht ein Problem der Verarbeitung: Zink kann nur im Trockenraum auf Grund der Gefahr von Korrosion verbaut werden, was die Kosten derartiger Sicherungen erhöht. Vorteilhaft bei Zink als Material für Sicherungen sind einerseits der relativ niedrige Schmelzpunkt von etwa 420 C gegenüber demjenigen von etwa 1.080 C bei Kupfer oder Kupferlegierungen und andererseits die bessere Verarbeitbarkeit des relativ weichen Materials Zink. Dies bedeutet, dass Zinksicherungen bei gleicher oder besserer Schutzwirkung hinsichtlich des elektrischen Schutzes preisgünstiger sind als Kupfersicherungen. Die heutzutage bekannten Zinksicherungen haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht einfach geschraubt werden dürfen auf Grund des oben erwähnten Fließproblems und der Schwierigkeit in der Befestigung und Montage derartiger Sicherungen. Bei Leitungen, durch welche höhere Ströme fließen, müssen jedoch heutzutage aus Kostengründen und Sicherheitsgründen Schraubbefestigungen und Schraubverbindungen zur Montage der Sicherungen eingesetzt werden.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine in der Befestigung, der Montage, dem Einbau und der Herstellung verbesserte und dennoch kostengünstige Sicherung für den Kfz-Bereich bereitzustellen, welche die Vorteile einer Zinksicherung aufweist und dennoch leicht und sicher auch bei höheren Strömen über Schraubverbindungen montierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer elektrischen Sicherung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Sicherung zur Absicherung von elektrischen beziehungsweise elektronischen Leitungen oder Geräten vor unzulässig hohen Strömen vorgeschlagen, die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zum Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist . Die Sicherung weist einen Anschlussbereich A, C zur Montage und Befestigung der Sicherung auf sowie einen leitenden Schmelzbereich B und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung aus mindestens zwei verschiedenen Materialien besteht, wobei mindestens ein Schmelzleiter im Schmelzbereich B aus Zink oder einer Zinklegierung und mindestens zwei Anschlussteile im Anschlussbereich A, C aus Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgesehen ist/sind. Die kombinierte Verwendung von einerseits Zink beziehungsweise einer Zinklegierung und andererseits Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung in ein und derselben Sicherung mit der entsprechend vorteilhaften Aufteilung zwischen dem Schmelzbereich und dem Anschlussbereich der Sicherung hat den Vorteil, dass die Vorteile in der Herstellung und im Betrieb der Sicherung von Zink mit denjenigen von Kupfer für eine verbesserte Montage und insbesondere eine Schraubbefestigung der Sicherung kombiniert werden. Die Schmelzsicherung nach der Erfindung besteht somit aus einer Art Materialmix. Der Schmelzleiter oder die Schmelzleiter besteht/bestehen aus Zink, wohingegen der Anschlussbereich beispielsweise zu einem Anschluss über eine Verschraubung an angrenzende Teile und Leitungen immer aus Kupfer besteht.
Die beiden Materialien Zink und Kupfer beziehungsweise die beiden Elemente Schmelzleiter im Schmelzbereich und Anschlussteile im Anschlussbereich können nach der Erfindung beispielsweise über Schweißen, Plattieren oder über Löten verbunden sein. Nach einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist die Verbindung zwischen den beiden Elementen Schmelzleiter und Anschlussteil eine stoffschlüssige Verbindung, das heißt, dass die beiden Materialien durch eine stoffliche Verbindung miteinander verbunden werden. Somit wird erfindungsgemäß eine einstückige Sicherung aus einem übergangslosen Materialmix bereitgestellt, welche die Vorteile beider Sicherungstypen nach dem Stand der Technik miteinander in einer neuartigen Sicherung kombiniert. In vorteilhafter Ausführung wird die Zinkstruktur einstückig als einheitliches Stanzgitter gefertigt. Auf die Steckkontakte des Stanzgitters werden dann die Kupferanschlüsse mit einer der vorgenannten Technik aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sicherung Teil eines zusammenhängenden Stanzgitters, in welchem mehrere Leitungen und/oder Sicherungen in ein und demselben Bauteil zusammengefasst sind. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da bei einem Stanzgitter mit mehreren Sicherungen zum Anschließen der Sicherung an die entsprechenden Leitungen weniger Schraubbereiche als bisher benötigt werden. Nach einem vorteilhaften Aspekt in dieser Hinsicht können neben Schraubanschlüssen im Anschlussbereich auch einer oder mehrere Steckanschlüsse vorgesehen sein, sodass insgesamt weniger Schraubelemente und damit weniger Platz für die Realisierung der Erfindung benötigt wird. Da somit insgesamt weniger Schraubbereiche benötigt werden, können eine Reihe von Steckanschlüssen als Zinklösung nach einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung realisiert werden. Anders als Schraubanschlüsse müssen die Steckanschlüsse nicht aus dem festeren und widerstandsfähigeren Material, wie Kupfer realisiert werden. Die aus Zink gebildeten Steckanschlüsse erlauben eine kostengünstige Realisierung und Herstellung der Sicherung ohne Nachteile im Hinblick auf die feste und sichere Fixierung und Montage der Sicherung. Die Anschlüsse, bei denen immer noch geschraubt werden muss, sind nach der Erfindung weiterhin als festere Kupfer-Anschlussteile ausgestaltet . Hier kommen insbesondere die Anschlüsse für die Einspeisung von Strom in Frage.
Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist mindestens ein Schraubanschluss im Anschlussbereich A, C vorgesehen, welcher aus Kupfer oder einer Kupferlegierung realisiert ist.
Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil,, dass Sicherungen mit einem Schmelzleiter aus Zink nun einfach hergestellt werden können und dennoch zur Befestigung an entsprechenden Leitungsanschlüssen oder Geräten verschraubt werden können. Hierdurch kann eine relativ kostengünstige Stanzgitterlösung für eine Zusammenstellung von mehreren Sicherungen nach der Erfindung realisiert werden. Die gleiche Funktionalität als Kupferstanzgitterlösung erfordert einen wesentlich höheren Aufwand in der Herstellung. Eine erfindungsgemäße Lösung über einen Materialmix aus Zink und Kupfer ist auch vorteilhaft für Einzelsicherungen im Kfz- Bereich durchzuführen. Die gesamten Systemkosten können hierdurch wesentlich verringert werden und dennoch ist eine hohe Zuverlässigkeit in der Kontaktgebung und der Sicherheit derartiger erfindungsgemäßer Sicherungen gewährleistet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen der Erfindung offenbar werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen von nicht beschränkenden beispielhaften Ausführungsbeispielen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer BiMaterialSicherung nach der Erfindung in Form einer Einzelsicherung; und
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bi-Materialsicherung in Form einer Stanzgittersicherung . Figur 3 ein Stanzgitter aus Zink.
Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird eine elektrische Sicherung beziehungsweise Ξtanzgittersicherung vorgeschlagen, welche zumindest im Schmelzbereich B aus Zink besteht, welche jedoch im Anschlussbereich A, C zumindest aus einem, in der Regel jedoch zwei Anschlussteilen aus Kupfer besteht. Im Nachfolgenden wird der Fachmann verstehen, dass unter den Materialangaben Zink beziehungsweise Kupfer auch Zinklegierungen und Kupferlegierungen zu verstehen sind, welche im elektrischen Bereich für Sicherungen, insbesondere im Kfz-Bereich Verwendung finden. Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgernäßen elektrischen Sicherung 1, hier in Form einer Einzelsicherung. Die Einzelsicherung 1 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Anschlussbereichen A, die über einen Schmelzbereich B miteinander verbunden sind. Der Anschlussbereich A besteht aus Kupferelementen, wohingegen der Schmelzbereich B aus Zink realisiert ist. Erfindungsgemäß wird so eine Zinksicherung im Grundsatz bereitgestellt, die jedoch mit Kupferkontakten für einen verbesserten und optimierten Anschluss beispielsweise über eine Schraubverbindung versehen ist. Der Schmelzleiter 3 im Schmelzbereich B ist ein im Durchmesser und in der Länge auf die jeweilige Sicherungsstärke (= Durchmesser Schmelzleiter) abgestimmter Leiter, der fest und stoffschlüssig mit den jeweiligen Anschlussteilen 4 im Anschlussbereich A verbunden ist. Die Anschlussteile 4 bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel in der Figur 1 aus blättchenartigen Elementen 4, die für einen Schraubanschluss 7 zur Verbindung mit Anschlusskabeln 2 (nur eines in Figur 1 beispielhaft dargestellt) verbindbar sind. Die blättchenartigen Anschlussteile 4 sind hierfür mit einem zentralen Loch vorgesehen, durch welches eine Schraube (hier nicht dargestellt) zur Befestigung einer Kabelklemme eines Kabels 2 verschraubbar ist.
Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist die elektrische Sicherung hier in Form einer Stanzgittersicherung mit mehreren Sicherungen 1 (vier in der Anzahl) realisiert. Die Stanzgittersicherung besteht im Schmelzbereich B aus vier im Durchmesser unterschiedlich bemessenen Schmelzleitern 3, die über ein gemeinsames plattenartiges Zinkteil im Bereich des Stanzgitters 5 verbunden sind. Der Anschlussbereich A, C ist bei diesem Ausführungsbeispiel einerseits mit Schraubanschlüssen 7 und entsprechenden Anschlussteilen 4 versehen. Zum Anderen sind im Anschlussbereich C drei Steckanschlüsse 6 aus Zink oder einer Zinklegierung vorgesehen, auf welche über Kabelschuhe entsprechende Leitungen 2 beispielsweise wie es am obersten Klemmanschluss 6 in der Figur 2 dargestellt ist, anschließbar sind.
Figur 3 zeigt ein Stanzgitter aus Zink, wie es vorteilhafter Weise für die Herstellung der erfindungsgemäßen Sicherung Verwendung findet . Die Anschlussstücke aus Kupfer können dann entweder auf die Steckkontakte 6 aufplattiert werden oder sie werden an einen Schmelzleiter 3 ohne Klemmkontakt angeschweißt oder angelötet. Dann kommt man zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 2.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt und umfasst alle äquivalenten und ähnlichen Ausgestaltungen, sofern sie in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
1 elektrische Sicherung beziehungsweise StanzgitterSicherung
2 elektrische Leitung
3 Schmelzleiter
4 Anschlussteil
5 Stanzgitter
6 Steckanschluss
7 Schraubanschluss
A Anschlussbereich B Schmelzbereich C Anschlussbereich

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Sicherung (1) zur Absicherung von elektrischen/elektronischen Leitungen (2) oder Geräten vor unzulässig hohen Strömen, insbesondere von elektrischen Leitungen und/oder Vorrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Anschlussbereich (A, C) zur Montage und Befestigung der Sicherung und einem leitenden Schmelzbereich (B) der Sicherung dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (1) aus mindestens zwei verschiedenen
Materialien besteht, wobei mindestens ein Schmelzleiter
(3) im Schmelzbereich (B) aus Zink und mindestens ein Anschlussteil (4} im Anschlussbereich (A, C) aus Kupfer vorgesehen sind.
2. Sicherung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schmelzleiter (3) und das Anschlussteil (4) durch Schweißen, Plattieren oder Löten verbunden sind.
3. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung als Stanzgitter aus Zink ausgebildet ist und Steckkontakte aus Zink enthält, wobei an mindestens einer Ableitung aus Zink zusätzlich ein Anschlussstück
(4) aus Kupfer angebracht ist.
4. Sicherung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schmelzleiter (3) und dem Anschlussteil (4) eine Stoffschlüssige Verbindung besteht .
5. Sicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussstück (4) und der Steckkontakt stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
6. Sicherung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (1) Teil eines zusammenhängenden Stanzgitters (5) ist, in welchem mehrere Leitungen (2) und/oder Sicherungen (1) zusammengefasst sind.
7. Sicherung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steckanschluss (6) vorgesehen ist, welcher aus Zink oder einer Zinklegierung realisiert ist.
8. Sicherung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schraubanschluss (7) im Anschlussbereich (A, C) vorgesehen ist, welcher aus Kupfer oder einer Kupferlegierung realisiert ist.
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