[go: up one dir, main page]

DE102013005439A1 - Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths - Google Patents

Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths Download PDF

Info

Publication number
DE102013005439A1
DE102013005439A1 DE201310005439 DE102013005439A DE102013005439A1 DE 102013005439 A1 DE102013005439 A1 DE 102013005439A1 DE 201310005439 DE201310005439 DE 201310005439 DE 102013005439 A DE102013005439 A DE 102013005439A DE 102013005439 A1 DE102013005439 A1 DE 102013005439A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
safety device
switching element
release
thermal
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201310005439
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Ebert
Wolfgang Langhoff
Markus Rau
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.)
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz Systeme GmbH filed Critical Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority to DE201310005439 priority Critical patent/DE102013005439A1/en
Publication of DE102013005439A1 publication Critical patent/DE102013005439A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Sicherungseinrichtung dient zur Absicherung zumindest eines elektrischen Strompfades insbesondere eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und weist einen Einspeisepfad (4) als ersten Strompfad sowie zumindest einen Lastpfad (6) als weiteren Strompfad auf. Zur Absicherung der Strompfade (4, 6) gegenüber einem elektrischen Kurzschluss sowie gegenüber einem Überstrom ist ein Kurzschlussauslöser (8, 18) sowie in Reihe hierzu ein Überstromauslöser (10A, 10B) angeordnet, die jeweils über eine mechanische Kopplung mit einem Schalelement (12) zur Unterbrechung zumindest eines der Strompfade (4, 6) verbunden sind. Hierdurch ist eine zuverlässige Abschaltung der Strompfade (4, 6) im Bedarfsfall erzielt.The safety device serves to protect at least one electrical current path, in particular an electrical system of a motor vehicle, and has an infeed path (4) as the first current path and at least one load path (6) as a further current path. To protect the current paths (4, 6) against an electrical short circuit and against an overcurrent, a short circuit release (8, 18) and an overcurrent release (10A, 10B) are arranged in series, each of which is mechanically coupled to a switching element (12) to interrupt at least one of the current paths (4, 6). In this way, a reliable shutdown of the current paths (4, 6) is achieved if necessary.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung zur Absicherung zumindest einer elektrischen Leitung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a securing device for securing at least one electrical line of a vehicle electrical system of a motor vehicle with the features of claim 1.

Zum Schutz von Verbrauchern aber insbesondere auch von elektrischen Leitungen beispielsweise innerhalb eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges sind allgemein Sicherungen erforderlich. Diese müssen zum Einen zuverlässig bei sowohl einem Kurzschlussstrom als auch bei einem Überstrom (Überlast) zuverlässig auslösen. Unter Überströme werden Ströme ab dem 1,5 bis 2-fachen des jeweiligen Nennstroms verstanden, für den die jeweilige elektrische Leitung ausgebildet ist.For the protection of consumers but especially of electrical lines, for example, within an electrical system of a motor vehicle fuses are generally required. On the one hand, these must reliably trigger both a short-circuit current and an overcurrent (overload) reliably. Overcurrents are understood to be currents from 1.5 to 2 times the respective rated current for which the respective electrical line is formed.

Aus der DE 20 211 002 884 U1 ist eine Sicherungsanordnung zu entnehmen, bei der als Schmelzsicherung ausgebildete Sicherungselemente unmittelbar in ein als Stromverteilerelement ausgebildetes Stanzblech integriert sind. Ein derartiger Stromverteiler dient als Leistungsverteiler einer von einer Stromquelle zur Verfügung gestellten elektrischen Leistung auf eine Mehrzahl von einzelnen Verbrauchersträngen, nachfolgend als Lastpfad bezeichnet. Dieser Leistungsverteiler ist eingangsseitig mit der Fahrzeugbatterie typischerweise über einen Einspeisepfad verbunden.From the DE 20 211 002 884 U1 shows a fuse arrangement, are formed in the fuse elements designed as a fuse directly into a formed as a power distribution element stamping sheet. Such a power distributor serves as a power distributor of an electric power provided by a power source on a plurality of individual consumer strands, hereinafter referred to as load path. This power distributor is the input side connected to the vehicle battery typically via a feed path.

Aus der EP 1 155 919 B1 ist ein Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit zwei Spannungsebenen zu entnehmen, wobei jede Spannungsebene über ein Sicherungselement abgesichert ist. Zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen den beiden Spannungsebenen ist ein Spannungskomperator vorgesehen, welcher im Kurzschlussfalle als Schaltelement einen elektronischen Schalter zum Trennen eines Strompfads ansteuert.From the EP 1 155 919 B1 is to take an electrical system of a motor vehicle with two voltage levels, each voltage level is protected by a fuse element. In order to detect a short circuit between the two voltage levels, a voltage comparator is provided, which in the event of a short circuit activates an electronic switch for disconnecting a current path as a switching element.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei einem elektrischen Bordnetz eines Kraftfahrzeuges im Bedarfsfall eine zuverlässige Abschaltung eines Strompfades sicher zu stellen.Proceeding from this, the invention has the object, especially in an electrical system of a motor vehicle in case of need to ensure a reliable shutdown of a current path.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Sicherungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese dient allgemein der Absicherung zumindest einer elektrischen Leitung eines Bordnetzes in einem Kraftfahrzeug und umfasst einen Einspeisepfad als einen ersten Strompfad sowie zumindest einen, vorzugsweise mehrere Lastpfade als weitere Strompfade. Der Einspeisepfad ist mit einer Stromquelle, insbesondere Batterie verbindbar und im eingebauten Zustand auch verbunden. Die verschiedenen Lastpfade sind im eingebauten Zustand jeweils mit Verbraucher-Lastkreisen verbunden. Zur Sicherung gegenüber einem elektrischen Kurzschluss sowie gegenüber einer Überlast ist sowohl ein Kurzschlussauslöser als auch ein in Reihe hierzu geschalteter Überlastauslöser angeordnet, welcher jeweils über eine mechanische Kopplung mit einem Schaltelement zur Unterbrechung zumindest eines der Strompfade verbunden ist.The object is achieved according to the invention by a safety device with the features of claim 1. This generally serves to hedge at least one electrical line of a vehicle electrical system in a motor vehicle and includes a feed path as a first current path and at least one, preferably a plurality of load paths as further current paths. The feed path can be connected to a power source, in particular a battery, and also connected when installed. When installed, the various load paths are each connected to load load circuits. To protect against an electrical short circuit as well as against an overload, both a short-circuit release and a series-connected thereto overload release is arranged, which is connected in each case via a mechanical coupling to a switching element for interrupting at least one of the current paths.

Über die Reihenschaltung der beiden Auslöseelemente in den jeweiligen Strompfad wird ein zuverlässiges Auslösen und Trennen des Strompfades auch für unterschiedliche Überlast-Fälle sichergestellt, nämlich sowohl bei Kurzschlüssen mit extrem hohen Strömen als auch bei Überströmen, die lediglich im Bereich von beispielsweise dem 1,5 bis 3-fachen des Nennstroms liegen. Die Auslöser selbst sind dabei nicht als Trennelemente ausgebildet, sondern stehen über die mechanische Kopplung mit einem Schaltelement in Verbindung, welches daher mechanisch im Auslösefall mit Hilfe des jeweiligen Auslösers betätigt wird. Dadurch erfolgt auch eine räumliche Trennung zwischen Auslöseelement und Trenn- oder Schaltelement. Die beiden Auslöser sind dabei insbesondere als rein passiv wirkende Elemente ausgebildet, die unmittelbar in den Strompfad eingebunden und damit im Betriebsfall stromdurchflossen sind. Für die Auslösung ist daher keine aktive Ansteuerung erforderlich. Diese erfolgt auf rein passivem Wege.About the series connection of the two tripping elements in the respective current path reliable triggering and disconnecting the current path is ensured even for different overload cases, namely both short circuits with extremely high currents as well as overcurrents, only in the range of for example 1.5 to 3 times the rated current. The triggers themselves are not designed as separating elements, but are connected via the mechanical coupling with a switching element in connection, which is therefore actuated mechanically in the triggering case with the help of the respective trigger. As a result, there is also a spatial separation between the triggering element and the separating or switching element. The two triggers are designed in particular as purely passively acting elements, which are integrated directly into the current path and thus current flowing through in the operating case. For triggering, therefore, no active control is required. This takes place in a purely passive way.

Die Sicherungseinrichtung ist vorzugsweise in einen Leistungsverteiler integriert, welcher eingangsseitig den Einspeisepfad und ausgangsseitig mehrere Lastpfade aufweist. Der Leistungsverteiler umfasst dabei vorzugsweise eine als Stanzblech ausgebildete Stromverteilerschiene, welche mehrere Abgangslaschen zur Ausbildung der Lastpfade aufweist. Durch die Integration in den Leistungsverteiler selbst ist eine kompakte, integrierte Ausgestaltung erzielt und die Anordnung von zusätzlichen Sicherungselementen ist nicht erforderlich. Ein derartiger Leistungsverteiler ist üblicherweise in einer sogenannten Vorsicherungsdose innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet, welche unmittelbar einer Batterie des Kraftfahrzeugs nachgeschaltet ist, und über den die Strom- und Leistungsverteilung auf unterschiedliche Lastströme innerhalb des Kraftfahrzeugs erfolgt. Die einzelnen Lastpfade sind dabei beispielsweise für Nennströme von einigen hundert Ampere ausgebildet.The securing device is preferably integrated in a power distributor, which has on the input side the feed path and on the output side a plurality of load paths. The power distributor preferably comprises a power distribution rail designed as a stamped sheet metal, which has a plurality of outgoing straps for forming the load paths. The integration into the power distributor itself is a compact, integrated design achieved and the arrangement of additional security elements is not required. Such a power distributor is usually arranged in a so-called Vorsicherungsdose within the motor vehicle, which is directly downstream of a battery of the motor vehicle, and via which the power and power distribution is carried out to different load currents within the motor vehicle. The individual load paths are designed, for example, for rated currents of a few hundred amperes.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist zumindest ein Auslöser, insbesondere der Kurzschlussauslöser, und bevorzugt beide Auslöser unmittelbar in den Einspeisepfad eingebunden. Es erfolgt daher eine zentrale Abschaltung der Stromversorgung im Auslösefall.According to an expedient embodiment, at least one trigger, in particular the short-circuit release, and preferably both triggers are integrated directly into the feed path. There is therefore a central shutdown of the power supply in the event of triggering.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die beiden Auslöser vorzugsweise mit dem gleichen, gemeinsamen Schaltelement mechanisch gekoppelt. Dieses ist daher jeweils durch einen der beiden Auslöser unabhängig von dem andren Auslöser aktivierbar, so dass eine Trennung des Strompfads erfolgt. Das Schaltelement braucht daher nur einmal ausgebildet zu sein, wodurch der schaltungstechnische Aufwand gering gehalten ist. Dies ist insbesondere beim Trennen von sehr hohen Strömen von Vorteil, da das Schaltelement sehr robust ausgebildet sein muss. Das Schaltelement ist beispielsweise als sogenannte Schnappscheibe ausgebildet.According to a preferred embodiment, the two triggers are preferably mechanically coupled to the same, common switching element. This is therefore activated by one of the two triggers independently of the other trigger, so that a separation of the current path takes place. The switching element therefore only needs to be formed once, whereby the circuit complexity is kept low. This is particularly advantageous when separating very high currents, since the switching element must be made very robust. The switching element is designed for example as a so-called snap disk.

Um ein zuverlässiges Trennen trotz der hohen Schaltströme von bis zu mehreren hundert Ampere zu gewährleisten, umfasst das Schaltelement vorzugsweise einen in Trennrichtung mechanisch vorgespannten Schaltkontakt. Die erforderliche Trennenergie zum Lösen der Schaltkontakte des Schaltelements ist daher bereits insbesondere über ein Federelement gespeichert. Die Trennkraft zum Trennen der Schaltkontakte braucht daher nicht über die mechanische Kopplung ausgeübt zu werden. Zweckdienlicherweise ist die mechanische Kopplung mit einem Arretierelement verbunden, welches im normalen Betriebsfall die Trennung des vorgespannten Schaltkontakts blockiert. Insbesondere wird eine Feder blockiert, so dass diese nicht auf den Schaltkontakt in Trennrichtung einwirkt. Im Auslösefall braucht daher über die mechanische Kopplung nur dieses Arretierelement gelöst zu werden, so dass aufgrund der mechanischen Vorspannung die Schaltkontakte des Schaltelements getrennt werden. Nach dem Auslösen (Abschalten) kann eine Rückstellung wahlweise per Hand oder über eine externe Steuerung vorgenommen werden.In order to ensure a reliable separation despite the high switching currents of up to several hundred amperes, the switching element preferably comprises a mechanically biased in the separation direction switching contact. The required separation energy for releasing the switching contacts of the switching element is therefore already stored in particular via a spring element. The separation force for separating the switching contacts therefore need not be exercised via the mechanical coupling. Conveniently, the mechanical coupling is connected to a locking element, which blocks the separation of the biased switching contact in normal operation. In particular, a spring is blocked, so that it does not act on the switching contact in the separating direction. When triggered, therefore, only this locking element needs to be released via the mechanical coupling, so that due to the mechanical bias the switching contacts of the switching element are disconnected. After triggering (switching off), a reset can be made either manually or via an external control.

Ergänzend zu dem rein passiven Auslösen der beiden Auslöser ist zumindest einer und sind vorzugsweise beide Auslöser auch aktiv ansteuerbar, um das Auslösen herbeizuführen bzw. zu unterstützen. Hierzu ist insbesondere eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ein Steuersignal an ein Steuerelement übermittelt, welches letztendlich den passiv wirkenden Auslöser beeinflusst, so dass dieser auslöst und damit über die mechanische Kopplung das Schaltelement betätigt. Durch diese Ergänzung besteht die Möglichkeit, innerhalb des Bordnetzes weitere Sensoren vorzusehen, welche beispielsweise ergänzend das Bordnetz im Hinblick auf unzulässige Betriebszustände überwachen und im Bedarfsfall ein entsprechendes Auslösesignal an die Steuerung übermitteln. Insbesondere bei nur geringen Überströmen ist dies von Vorteil, um ein Auslösen des Überstromauslösers zu beschleunigen und somit Leitungsschäden zu vermeiden.In addition to the purely passive triggering of the two triggers is at least one and are preferably both triggers also actively controlled to bring about triggering or support. For this purpose, in particular, a control device is provided, which transmits a control signal to a control, which ultimately affects the passive acting trigger so that it triggers and thus actuates the switching element via the mechanical coupling. By this addition, it is possible to provide additional sensors within the electrical system, which for example, in addition to monitor the electrical system in terms of inadmissible operating conditions and, if necessary, transmit a corresponding trigger signal to the controller. In particular, with only slight overcurrents, this is advantageous in order to accelerate triggering of the overcurrent release and thus to avoid line damage.

Der Kurzschlussauslöser weist gemäß einer zweckdienlich Ausgestaltung eine Auslösespule auf, die in einen der Strompfade, insbesondere in den Einspeisepfad eingebunden und im Betrieb stromdurchflossen ist. Weiterhin ist im inneren der Auslösespule ein beweglicher Anker angeordnet, welcher im Kurzschlussfall, also bei einer kurzfristigen, deutlichen Änderung des Stroms im Strompfad, ausgelenkt wird. Der Anker selbst steht wiederum über ein mechanisches Koppelelement mit dem Schalter zur Ausbildung der mechanischen Kopplung in Verbindung, um diesen auszulösen. Hierdurch wird zur Erfassung eines Kurzschlussstromes auf bewährte, passive Standard-Bauteile zurückgegriffen.The short-circuit release has according to an expedient embodiment, a trip coil, which is incorporated into one of the current paths, in particular in the feed path and current flows through during operation. Furthermore, a movable armature is arranged in the interior of the tripping coil, which is deflected in the event of a short circuit, that is to say in the case of a short-term, marked change in the current in the current path. The armature itself is in turn connected via a mechanical coupling element to the switch for forming the mechanical coupling in conjunction to trigger this. As a result, proven, passive standard components are used to detect a short-circuit current.

Zur aktiven Kurzschluss-Auslösung besteht die Möglichkeit der Ansteuerung dieser Auslösespule über eine induktive Einkopplung über eine weitere Spule. In bevorzugter Ausgestaltung jedoch vorzugsweise ergänzend ein aktiv ansteuerbarer Kurzschlussauslöser angeordnet. Dieser ist vorzugsweise ebenfalls über eine mechanische Kopplung mit dem Schaltelement verbunden. Er weist insbesondere den gleichen Auslösemechanismus wie der passive Kurzschlussauslöser auf und umfasst wie dieser insbesondere eine Steuerspule mit Anker, welcher mechanisch mit dem Schaltelement (12) gekoppelt ist.For active short-circuit tripping, there is the possibility of controlling this trip coil via an inductive coupling via another coil. In a preferred embodiment, however, preferably additionally arranged an actively controllable short-circuit release. This is preferably also connected via a mechanical coupling with the switching element. In particular, it has the same triggering mechanism as the passive short-circuit release and, like this, in particular comprises a control coil with armature, which is mechanically connected to the switching element (FIG. 12 ) is coupled.

Der Überstromauslöser ist zweckdienlicherweise als ein thermischer Auslöser ausgebildet, welcher passiv aufgrund der bei einem Überstrom auftretenden Erwärmung der elektrischen Leitung auslöst. Zweckdienlicherweise ist hierzu in den Strompfad ein Bimetall eingebunden, welches ebenfalls wiederum über ein Koppelelement mechanisch zur Ausbildung der mechanischen Kopplung mit dem Schaltelement verbunden ist. Dieses Bimetall ist dabei vorzugsweise fest, also untrennbar in den Strompfad eingebunden. Der Strompfad über den Auslöser, also über das Bimetall, bleibt daher selbst im Auslösefall bestehen. Die Trennung des Strompfades erfolgt ausschließlich über das zum thermischen Auslöseelement getrennte angeordnetes Schaltelement.The overcurrent release is expediently designed as a thermal release, which causes passive due to the occurring in an overcurrent heating of the electrical line. Conveniently, for this purpose, a bimetal is incorporated in the current path, which in turn is also connected via a coupling element mechanically to form the mechanical coupling with the switching element. This bimetal is preferably fixed, so inseparably involved in the current path. The current path via the trigger, ie via the bimetal, thus remains even in the event of tripping. The separation of the current path takes place exclusively via the switching element arranged separately for the thermal tripping element.

In bevorzugter Weiterbildung sind in zumindest einem und vorzugsweise in allen Lastpfaden weitere thermische Auslöser zusätzlich zu dem vorzugsweise im Einspeisepfad angeordneten Auslöser integriert. Dadurch kann eine zuverlässige Einzelabsicherung eines jeweiligen Lastpfades vor Überströmen sichergestellt sein.In a preferred development, further thermal triggers are integrated in at least one and preferably in all load paths in addition to the triggers preferably arranged in the feed path. As a result, a reliable individual protection of a respective load path against overcurrents can be ensured.

Zweckdienlicherweise sind einige, vorzugsweise alle der weiteren thermischen Auslöser jeweils mechanisch mit dem Schaltelement gekoppelt. Neben dem thermischen Auslöser im Einspeisepfad kann das Schaltelement daher auch über einen jeden der einzelnen weiteren thermischen Auslöser in den einzelnen Lastpfaden abgeschaltet werden. Bei Auftreten eines Fehlers in einem der Lastpfade erfolgt daher ein zentrales Abschalten über das gemeinsame Schaltelement.Conveniently, some, preferably all of the other thermal triggers are each mechanically coupled to the switching element. In addition to the thermal trigger in the feed path, the switching element can therefore be switched off via each of the individual further thermal triggers in the individual load paths. If an error occurs in one of the load paths, therefore, a central shutdown via the common switching element takes place.

In alternativer Ausgestaltung wird über die weiteren thermischen Auslöser jeweils lediglich der einzelne Lastpfad getrennt. Vorzugsweise sind die weiteren thermischen Auslöser hierzu selbst als Schaltelemente ausgebildet. Die thermischen Auslöser sind hierbei insbesondere als Bimetall ausgebildet, welches an einem beweglichen Ende selbst einen Schaltkontakt zum Trennen des Strompfades aufweist. Das Schaltelement kann auch als sogenannte Schnappscheibe ausgebildet sein. In an alternative embodiment, only the individual load path is separated via the further thermal triggers. For this purpose, the further thermal releases themselves are preferably designed as switching elements. The thermal releases are in this case designed in particular as a bimetal, which itself has a switching contact for disconnecting the current path at a movable end. The switching element can also be designed as a so-called snap disk.

Zumindest einen, vorzugsweise mehreren oder allen thermischen Auslösern ist zur Herbeiführung des Auslösens jeweils ein ansteuerbares Heizelement zugeordnet. Über das Heizelement lässt sich daher das Bimetall erwärmen und damit die Auslösefunktion herbeiführen. Auch hierdurch wird eine aktive Steuerung des ansonsten passiven Auslöseelements ermöglicht.At least one, preferably several or all of the thermal triggers are each assigned a drivable heating element for the purpose of triggering. The bimetal can therefore be heated via the heating element, thus bringing about the tripping function. This also allows active control of the otherwise passive triggering element.

Aufgrund der hohen zu schaltenden Ströme besteht die Gefahr, dass beim Trennen der Kontakte des Schaltelements ein Lichtbogen entsteht. Zweckdienlicherweise ist daher dem Schaltelement, vorzugsweise jedem Schaltelement, jeweils eine auch als Funkenlöschstrecke bezeichnete Vorrichtung zur Löschung derartiger Lichtbögen zugeordnet. Insbesondere gilt dies für das Schaltelement, welches mit dem Kurzschlussauslöser und dem thermischen Auslöser im Einspeisepfad gekoppelt ist. Ergänzend sind zweckdienlicherweise derartige Vorrichtungen auch bei den als Schaltelemente ausgebildeten thermischen Auslösern in den einzelnen Lastpfaden ausgebildet.Due to the high currents to be switched, there is the danger that an arc results when the contacts of the switching element are disconnected. Conveniently, therefore, the switching element, preferably each switching element, each associated with a device referred to as a spark extinguishing path for deleting such arcs. In particular, this applies to the switching element which is coupled to the short-circuit release and the thermal release in the feed path. In addition, such devices are expediently also formed in the form of switching elements thermal triggers in the individual load paths.

Zur Verringerung der Gefahr eines Lichtbogens und insbesondere zur Reduzierung der Belastung der Schaltkontakte des Schaltelements ist das Schaltelement selbst vorzugsweise als ein mehrpoliger Kontakt ausgebildet. Die einzelnen Kontaktpole sind dabei in einer Reihenschaltung angeordnet, so dass ein Spannungsteiler gebildet ist. Dies führt zu geringeren (Lichtbogen-)Spannungen.To reduce the risk of an arc and in particular to reduce the load on the switching contacts of the switching element, the switching element itself is preferably designed as a multi-pole contact. The individual contact poles are arranged in a series connection, so that a voltage divider is formed. This leads to lower (arc) voltages.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. These show in simplified representations:

1 eine Sicherungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsvariante, bei der in einem Einspeisepfad ein Kurzschluss-Auslöser sowie ein thermischer Auslöser in Reihe geschalten sind und weiterhin in den Lastpfaden weitere thermische Auslöser angeordnet sind und sämtliche Auslöser mechanisch mit einem Schaltelement gekoppelt sind, 1 a safety device according to a first embodiment, in which a short-circuit release and a thermal release are connected in series in a feed path and further in the load paths further thermal releases are arranged and all triggers are mechanically coupled to a switching element,

2 eine Sicherungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, bei der im Unterschied zu der Variante gemäß 1 die thermischen Auslöser in den Lastpfaden als Schaltelemente ausgebildet sind, 2 a safety device according to a second embodiment, in which, in contrast to the variant according to 1 the thermal releases in the load paths are designed as switching elements,

3 eine Sicherungseinrichtung ähnlich 2, bei der beispielhaft anhand eines thermischen Auslösers in einem Lastpfad die Ansteuerung des thermischen Auslösers über ein Heizelement illustriert ist. 3 a safety device similar 2 , in the example of a thermal release in a load path, the control of the thermal release is illustrated by a heating element.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.

Die in den Figuren dargestellte Sicherungseinrichtung ist insgesamt in einem gestrichelt dargestellten Leistungsverteiler 2 integriert, der insbesondere ein Verteilergehäuse aufweist. Der Leistungsverteiler 2 weist eingangsseitig einen Einspeisepfad 4 sowie ausgangsseitig mehrere Lastpfade 6 auf. An den Einspeisepfad 4 ist im eingebauten Zustand eine Stromquelle, insbesondere eine Fahrzeugbatterie angeschlossen. An die abgehenden Lastpfade 6 sind jeweils Verbraucherkreise angeschlossen. Die Sicherungseinrichtung ist daher insgesamt in einem Bordnetz integriert und dort insbesondere in einer Vorsicherungsdose, in der die Leistungsverteilung auf die unterschiedlichen Verbraucherteilkreise innerhalb des Kraftfahrzeugs erfolgt. Bei dem Bordnetz handelt es sich um ein Hochvolt-Bordnetz mit einer Spannung von 40 V und darüber. Der Einspeisepfad 4 sowie zum Teil auch die jeweiligen Lastpfade 6 sind dabei typischerweise für Ströme von mehreren zehn Ampere bis mehrere hundert Ampere ausgebildet. Die elektrische Spannung innerhalb des Bordnetzes liegt typischerweise im Bereich von einigen zehn Volt Gleichspannung bei herkömmlichen Bordnetzen. Die hier beschriebene Sicherungseinrichtung ist jedoch allgemein sowohl für Gleich- als auch für Wechsel- oder Mischspannungs-Netze geeignet. Insbesondere ist die Sicherungseinrichtung auch für Hochvoltanwendungen beispielsweise in Hybridfahrzeugen mit elektromotorischem Fahrantrieb mit bis zu mehreren hundert Volt Spannung geeignet.The safety device shown in the figures is a total of a power distributor shown in dashed lines 2 integrated, which in particular has a distributor housing. The power distributor 2 has input side a feed path 4 as well as several load paths on the output side 6 on. To the entry path 4 is in the installed state, a power source, in particular a vehicle battery connected. To the outgoing load paths 6 each consumer circuits are connected. The safety device is therefore integrated in total in a vehicle electrical system and there in particular in a Vorsicherungsdose in which the power is distributed to the different consumer sub-circuits within the motor vehicle. The vehicle electrical system is a high-voltage on-board network with a voltage of 40 V and above. The feed path 4 and partly also the respective load paths 6 are typically designed for currents of several tens of amps to several hundred amps. The electrical voltage within the electrical system is typically in the range of several tens of volts DC in conventional electrical systems. However, the safety device described here is generally suitable for both DC and AC or mixed voltage networks. In particular, the safety device is also suitable for high-voltage applications, for example in hybrid vehicles with electromotive drive with up to several hundred volts of voltage.

Die Sicherungseinrichtung umfasst jeweils eine Auslösespule 8 als Kurzschluss-Auslöser, einen ersten thermischen Auslöser 10A als Überstromauslöser sowie ein Schaltelement 12, welches zur Unterbrechung des Einspeisepfads 4 ausgebildet ist. Die Auslösespule 8 sowie der erste thermische Auslöser 10 sind in Reihe in den Einspeisepfad 4 geschalten und werden im Betrieb jeweils vom Einspeisestrom durchflossen.The securing device in each case comprises a tripping coil 8th as a short-circuit release, a first thermal release 10A as an overcurrent release and a switching element 12 , which is to interrupt the Einspeisepfads 4 is trained. The trip coil 8th as well as the first thermal trigger 10 are in series in the feed path 4 switched and are in each case flowed through by the feed stream during operation.

Der Auslösespule 8 ist ein Anker 14 zugeordnet, welcher über ein mechanisches Koppelelement 16A mit dem Schaltelement 12 verbunden ist. Ergänzend ist in den Ausführungsbeispielen zusätzlich eine Steuerspule 18 mit einem weiteren Anker 14 vorgesehen, welcher über ein zweites mechanisches Koppelelement 16B ebenfalls mit dem Schaltelement 12 verbunden ist. Die Steuerspule 18 lässt sich über zwei Steueranschlüsse über eine hier nicht näher dargestellte Steuereinheit ansteuern, indem sie mit einem Spulenstrom beaufschlagt wird.The trip coil 8th is an anchor 14 assigned, which via a mechanical coupling element 16A with the switching element 12 connected is. In addition, in the embodiments additionally a control coil 18 with another anchor 14 provided, which via a second mechanical coupling element 16B also with the switching element 12 connected is. The control coil 18 can be controlled via two control terminals via a control unit, not shown here, by being charged with a coil current.

Der thermische Auslöser 10A ist als ein Bimetall ausgebildet, welches mit seinem einen Ende fest positioniert ist und dessen anderes Ende bei thermischer Belastung bewegbar ist. Insbesondere das bewegliche Ende ist dabei über eine elastische Verbindung mit dem Einspeisepfad 4 elektrisch dauerhaft und fest verbunden. Selbst bei einer Auslenkung des Bimetalls bei einer Temperaturänderung bleibt daher die elektrische Verbindung über den thermischen Auslöser 10A bestehen.The thermal trigger 10A is formed as a bimetal, which is fixedly positioned with its one end and the other end is movable under thermal stress. In particular, the movable end is via an elastic connection with the feed path 4 electrically connected permanently and firmly. Even with a deflection of the bimetal at a temperature change, therefore, the electrical connection via the thermal release remains 10A consist.

Der thermische Auslöser 10A ist über ein drittes mechanisches Koppelelement 16C ebenfalls mit dem Schaltelement 12 mechanische gekoppelt.The thermal trigger 10A is via a third mechanical coupling element 16C also with the switching element 12 mechanical coupled.

Ergänzend zu dem ersten thermischen Auslöser 10A ist in jedem der Lastpfade 6 ein weiterer thermischer Auslöser 10B angeordnet. Diese sind im Ausführungsbeispiel der 1 identisch zu dem ersten thermischen Auslöser 10A ausgebildet und fest und untrennbar jeweils in den Lastpfad 6 eingebunden. Bei der Ausführungsvariante der 1 ist jeder der weiteren thermischen Auslöser über das mechanische Koppelelement 16C mit dem Schaltelement 12 verbunden. Alternativ zu dem gemeinsamen mechanischen Koppelelement 16C ist jedem weiteren thermischen Auslöser 10B ein eigenes mechanisches Koppelelement zugeordnet.In addition to the first thermal release 10A is in each of the load paths 6 another thermal trigger 10B arranged. These are in the embodiment of 1 identical to the first thermal release 10A trained and firm and inseparable respectively in the load path 6 involved. In the embodiment of the 1 is any of the other thermal triggers on the mechanical coupling element 16C with the switching element 12 connected. Alternatively to the common mechanical coupling element 16C is every further thermal trigger 10B assigned its own mechanical coupling element.

Bei den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 sind die weiteren thermischen Auslöser 10B demgegenüber selbst als weitere Schaltelemente 20 ausgebildet, die direkt den jeweiligen Lastpfad 6 im Auslösefall unterbrechen.In the embodiments of the 2 and 3 are the other thermal triggers 10B In contrast, even as other switching elements 20 trained, the directly the respective load path 6 interrupt in the event of a trip.

Das Schaltelement 12 umfasst mit Hilfe eines Federelements 22 vorgespannte Schaltkontakte 24. Die Federspannung ist dabei in Trennrichtung orientiert, das Federelement 22 dient daher als Kraftspeicher zum Trennen der Schaltkontakte 24 im Auslösefall. Die mechanischen Koppelelemente 16A bis C wirkend jeweils auf ein hier nicht näher dargestelltes Arretierelement ein, welches das Federelement 22 in der vorgespannten Normalposition hält.The switching element 12 comprises by means of a spring element 22 preloaded switching contacts 24 , The spring tension is oriented in the direction of separation, the spring element 22 therefore serves as energy storage for disconnecting the switch contacts 24 in the case of triggering. The mechanical coupling elements 16A to C acting in each case on a not shown here detent a, which is the spring element 22 holds in the preloaded normal position.

In einer alternativen Ausgestaltung werden als Schaltelemente 12 sogenannte Schnappscheiben eingesetzt, die typischerweise eine gewölbte Scheibe beispielsweise aus Federstahl umfassen.In an alternative embodiment are called switching elements 12 so-called snap discs used, which typically include a curved disc, for example made of spring steel.

Das Schaltelement 12 weist weiterhin eine Vorrichtung zur Lichtbogenlöschung 26 auf. Diese Vorrichtung ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und vermeidet, dass beim Trennen der Schaltkontakte 24 ein eventuell entstehender Lichtbogen über längere Zeit bestehen bleibt.The switching element 12 further includes an apparatus for arc extinguishing 26 on. This device is designed in a conventional manner and avoids that when disconnecting the switch contacts 24 Any resulting arc persists for a long time.

Das Schaltelement 12 ist vorzugsweise als zwei- oder mehrpoliges Schaltkontaktelement ausgebildet, so dass also mehrere Trenn- oder Abschaltpfade innerhalb des einzelnen Strompfads 4 angeordnet sind, auf die sich die elektrische Spannung verteilt, wodurch die Gefahr eines Lichtbogens verringert ist.The switching element 12 is preferably designed as a two-pole or multi-pole switching contact element, so that therefore several isolation or Abschaltpfade within the single current path 4 are arranged, on which distributes the electrical voltage, whereby the risk of an arc is reduced.

Bei den in 2 und 3 dargestellten Ausführungsvarianten, bei denen die weiteren thermischen Auslöser 10B zugleich auch als Schaltelement 24 ausgebildet sind, ist jedem dieser Schaltelemente 24 ebenfalls eine derartige Vorrichtung zur Lichtbogenlöschung 26 zugeordnet.At the in 2 and 3 illustrated embodiments in which the other thermal trigger 10B at the same time as a switching element 24 are formed, each of these switching elements 24 also such a device for arc extinguishing 26 assigned.

In die 3 ist beispielhaft an einem der weiteren thermischen Auslöser 10B noch ein Heizelement 28 dargestellt, welches zur unmittelbaren Erwärmung des Bimetalls ausgebildet ist. Das Heizelement 28 wird wiederum in hier nicht näher dargestellte mittels einer Steuereinheit über zwei Steueranschlüsse angesteuert. Bei dem Heizelement handelt es sich beispielsweise um ein PTC-Element oder auch um einen Heizdraht.In the 3 is an example of one of the other thermal trigger 10B another heating element 28 shown, which is designed for direct heating of the bimetal. The heating element 28 is again controlled in not shown here by means of a control unit via two control terminals. The heating element is, for example, a PTC element or else a heating wire.

Die Wirkungsweise der Sicherungseinrichtung ist wie folgt:
Im Normalfall fließt durch die Auslösespule 8 und über die geschlossenen Schaltkontakte 24 ein Einspeisestrom, der über die einzelnen thermischen Auslöser 10A, 10B auf die verschiedenen Lastpfade 6 aufgeteilt wird. Bei einem Überlastfall sind zwei unterschiedliche Situationen zu unterscheiden:
Im Falle eines Kurzschlusses, bei dem der Strom im Einspeisepfad 4 innerhalb kurzer Zeit stark ansteigt wird durch diese Stromänderung in der Auslösespule 8 ein sich veränderndes Magnetfeld erzeugt, welches auf den magnetischen Anker 14 einwirkt und diesen mechanisch versetzt. Diese mechanische Stellbewegung wird über das mechanische Koppelelement 16A auf das Schaltelement 12 übertragen. Hierbei wird die Arretierung der vorgespannten Federelement 22 gelöst, so dass die Schaltkontakte 24 getrennt werden und damit der Einspeisepfad 4 unterbrochen ist. Somit erfolgt im Kurzschlussfalle eine sichere zentrale Abschaltung der Stromversorgung der einzelnen Lastpfade 6.
The operation of the safety device is as follows:
Normally flows through the trip coil 8th and over the closed switch contacts 24 a feed-in current that goes beyond the individual thermal triggers 10A . 10B on the different load paths 6 is split. In an overload case, two different situations have to be distinguished:
In the case of a short circuit, where the current in the feed path 4 within a short time rises sharply by this change in current in the trip coil 8th a changing magnetic field is generated which acts on the magnetic armature 14 acts and this mechanically offset. This mechanical adjusting movement is via the mechanical coupling element 16A on the switching element 12 transfer. Here, the locking of the prestressed spring element 22 solved, so that the switching contacts 24 be separated and thus the feed path 4 is interrupted. Thus, in the event of a short circuit, a safe central disconnection of the power supply of the individual load paths takes place 6 ,

Eine derartige Abschaltung lässt sich auch mit Hilfe der Steuerspule 18 herbeiführen. Diese bildet einen zweiten Kurzschluss-Auslöser, welcher im Ausführungsbeispiel nach dem gleichen Prinzip ausgebildet ist wie der erste durch die Auslösespule 8 mit dem Anker 14 gebildete Kurzschlussauslöser. Im Unterschied zu diesem ist die Steuerspule 18 jedoch für deutlich geringere Ströme zur Herbeiführung der Versetzung des Ankers 14 ausgebildet, so dass durch deutlich geringere Signalströme beispielsweise bereits im unteren Ampere- oder auch Milliampere-Bereich der Anker 14 versetzt wird und über das mechanische Koppelelement 16B das Schaltelement 12 betätigt wird.Such a shutdown can also be with the help of the control coil 18 cause. This forms a second short-circuit release, which is formed in the embodiment according to the same principle as the first by the trip coil 8th with the anchor 14 formed short-circuit release. In contrast to this is the control coil 18 however, for significantly lower currents to effect the dislocation of the anchor 14 formed, so that by significantly lower signal currents, for example already in the lower ampere or milliampere range of anchors 14 is offset and via the mechanical coupling element 16B the switching element 12 is pressed.

Im Falle eines Überstroms erfolgt die Trennung zumindest von einem der Pfade 4, 6 mit Hilfe eines der thermischen Auslösers 10A, 10B. Der thermische Auslöser 10A ist dabei üblicherweise für höhere Ströme ausgelegt als die weiteren thermischen Auslöser 10B, da über den ersten thermischen Auslöser 10A der gesamte Strom fließt.In the case of an overcurrent, the separation takes place at least from one of the paths 4 . 6 with the help of one of the thermal release 10A . 10B , The thermal trigger 10A is usually designed for higher currents than the other thermal triggers 10B because over the first thermal trigger 10A the entire current flows.

Allgemein führt ein Überstrom zu einer Erwärmung in den thermischen Auslösern 10A, 10B im Strompfad 4, 6, was zu einer Auslenkung des jeweiligen Bimetalls führt. Über das mechanische Koppelelement 16C wird diese thermisch bedingte Auslenkung wiederum auf das Schaltelement 12 übertragen, so dass die Schaltkontakte 24 geöffnet werden.Generally, an overcurrent leads to heating in the thermal triggers 10A . 10B in the current path 4 . 6 , which leads to a deflection of the respective bimetal. About the mechanical coupling element 16C This thermally induced deflection is again on the switching element 12 transferred so that the switch contacts 24 be opened.

Aufgrund der Federvorspannung wird im Auslösefall das Schaltelement 12 in der Offenstellung gehalten. Es muss daher wieder aktiv zurückgesetzt werden, um den Einspeisepfad 4 wieder zu schließen. Ein besonderer Vorteil des federvorgespannten Schaltelements 12 ist in der kurzfristigen, schnellen Auslösung zu sehen.Due to the spring preload, the switching element is in tripping 12 held in the open position. It must therefore be actively reset again to the feed path 4 to close again. A particular advantage of the spring-biased switching element 12 can be seen in the short-term, quick release.

Die in den 2 und 3 dargestellten weiteren, als Schaltelemente 20 ausgebildete thermische Auslöser 10B arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie der erste thermische Auslöser 10A mit dem Unterschied, dass ein Auslenken des Bimetalls unmittelbar zu einer Trennung der weiteren Schaltkontakte 30 der jeweiligen Schaltelemente 20 führt. Bei diesen erfolgt nach dem Auslösefall ein reversibles Zurücksetzen, sobald das Bimetall sich wieder abkühlt. Die weiteren Schaltkontakte 30 werden daher wieder geschlossen. Alternativ werden für ein irreversibles Trennen entsprechend ausgestaltete Auslöser 10A, 10B eingesetzt, beispielsweise die bereits zuvor erwähnten Schnappscheiben, für die dann ein aktives Zurücksetzten erforderlich ist. Dies kann per Hand oder auch über eine externe Ansteuerung erfolgen.The in the 2 and 3 shown further, as switching elements 20 trained thermal releases 10B work on the same principle as the first thermal release 10A with the difference that a deflection of the bimetal directly to a separation of the other switching contacts 30 the respective switching elements 20 leads. In these, a reversible reset takes place after the tripping event, as soon as the bimetal cools again. The other switching contacts 30 will therefore be closed again. Alternatively, appropriately designed triggers are used for irreversible disconnection 10A . 10B used, for example, the previously mentioned snap discs, then an active reset is required. This can be done manually or via an external control.

Mit Hilfe des Heizelements 28 besteht nunmehr die Möglichkeit, im Auslösefall durch Beheizen des Bimetalls die Trennung gesteuert aufrecht zu erhalten. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, aktiv durch Beheizen des jeweiligen weiteren Schaltelements 20 den jeweiligen Lastpfad 6 zu trennen. Insgesamt besteht daher die Möglichkeit, ergänzend zu dem rein passiven Auslösen sowohl des Schaltelements 12 als auch der weiteren Schaltelemente 20 diese jeweils auch bei Bedarf gesteuert zu aktivieren. Hierzu ist die bereits erwähnte Steuereinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise ergänzend mit einer Auswerteelektronik und/oder mit Sensoren verbunden ist, welche das Bordnetz auf Unregelmäßigkeiten überwachen und die im Bedarfsfall eben die Trennung der einzelnen Strompfade 4, 6 bedarfsweise veranlasst.With the help of the heating element 28 There is now the possibility to maintain the separation under control by heating the bimetal controlled. Alternatively, it is also possible to actively by heating the respective further switching element 20 the respective load path 6 to separate. Overall, therefore, there is the possibility, in addition to the purely passive triggering of both the switching element 12 as well as the other switching elements 20 each of these also controlled when needed to activate. For this purpose, the aforementioned control device is provided, which is preferably additionally connected to an evaluation and / or sensors that monitor the electrical system for irregularities and, if necessary, just the separation of the individual current paths 4 . 6 prompted if necessary.

Die Erfindung wurde anhand eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes beschrieben, ist jedoch auch für andere Anwendungsfälle allgemein in elektrischen Anlagen, beispielsweise der Photovoltaik, geeignet.The invention has been described with reference to a motor vehicle electrical system, but is also suitable for other applications in general in electrical systems, such as photovoltaics.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Leistungskabelpower cables
44
Einspeisepfadfeeding path
66
Lastpfadload path
88th
Auslösespuletrip coil
10A10A
erster thermischer Auslöserfirst thermal trigger
10B10B
weiterer thermischer Auslöseranother thermal trigger
1212
Schaltelementswitching element
1414
Ankeranchor
16A, B, C16A, B, C
mechanische Koppelelementemechanical coupling elements
1818
Steuerspulecontrol coil
2020
weiteres Schaltelementanother switching element
2222
Federelementspring element
2424
Schaltkontaktswitching contact
2626
Vorrichtung zur LichtbogenlöschungDevice for arc extinguishing
2828
Heizelementheating element
3030
weiterer Schaltkontaktanother switching contact

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 20211002884 U1 [0003] DE 20211002884 U1 [0003]
  • EP 1155919 B1 [0004] EP 1155919 B1 [0004]

Claims (15)

Sicherungseinrichtung zur Absicherung zumindest eines elektrischen Strompfades (14, 6) insbesondere eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges umfassend einen Einspeisepfad (4) als erster Strompfad sowie zumindest einen Lastpfad (6) als weiteren Strompfad, dadurch gekennzeichnet, dass zur Absicherung gegenüber einem elektrischen Kurzschluss sowie gegenüber einem Überstrom ein Kurzschlussauslöser (8, 14) und in Reihe hierzu ein Überstromauslöser (10A, B) angeordnet sind, die jeweils über eine mechanische Kopplung mit einem Schaltelement (12) zur Unterbrechung zumindest eines der Strompfade (4, 6) verbunden sind.Safety device for securing at least one electrical current path ( 14 . 6 ) in particular a vehicle electrical system of a motor vehicle comprising a feed path ( 4 ) as the first current path and at least one load path ( 6 ) as a further current path, characterized in that for protection against an electrical short circuit as well as against an overcurrent a short-circuit release ( 8th . 14 ) and in series an overcurrent release ( 10A , B) are arranged, each via a mechanical coupling with a switching element ( 12 ) for interrupting at least one of the current paths ( 4 . 6 ) are connected. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie integriert ist in einen Leistungsverteiler (2), der eingangsseitig den Einspeisepfad (4) und ausgangsseitig mehrere Lastpfade (6) aufweist.Safety device according to claim 1, characterized in that it is integrated in a power distributor ( 2 ), the input side of the feed path ( 4 ) and on the output side several load paths ( 6 ) having. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Auslöser (8, 14; 10A, B) mit dem gleichen Schaltelement (12) gekoppelt sind.Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that both triggers ( 8th . 14 ; 10A , B) with the same switching element ( 12 ) are coupled. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (12) einen Schaltkontakt (24) aufweist, der in Trennrichtung mechanisch vorgespannt ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 12 ) a switching contact ( 24 ), which is mechanically biased in the separation direction. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Auslöser (10B) zusätzlich zu einem rein passiven Auslösen zur Herbeiführung des Auslösens ansteuerbar ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the triggers ( 10B ) is drivable in addition to a purely passive triggering to cause the triggering. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussauslöser eine Auslösespule (8) aufweist, die in einen der Strompfade (4) eingebunden und im Betrieb stromdurchflossen ist, und der weiterhin einen der Auslösespule (8) zugeordneten Anker (14) aufweist, der im Kurzschlussfall ausgelenkt wird und über den die mechanische Kopplung mit dem Schaltelement (12) erfolgt.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit release a trip coil ( 8th ) in one of the current paths ( 4 ) and current flows through the operation, and further one of the trip coil ( 8th ) associated anchor ( 14 ), which is deflected in the event of a short circuit and via which the mechanical coupling with the switching element ( 12 ) he follows. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein steuerbarer Kurzschlussauslöser (18, 14) angeordnet ist, der über eine mechanische Kopplung mit dem Schaltelement (12) verbunden ist und der insbesondere eine Steuerspule (18) mit Anker (14) aufweist, welcher mechanisch mit dem Schaltelement (12) gekoppelt ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that furthermore a controllable short-circuit release ( 18 . 14 ) is arranged, which via a mechanical coupling with the switching element ( 12 ) and in particular a control coil ( 18 ) with anchor ( 14 ), which mechanically with the switching element ( 12 ) is coupled. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstromauslöser (10A, 10B) ein thermischer Auslöser ist und hierzu in den Strompfad (4, 6) ein Bimetall eingebunden ist, welches über ein Koppelelement (16C) mechanisch mit dem Schaltelement (12) verbunden ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the overcurrent release ( 10A . 10B ) is a thermal release and for this purpose in the current path ( 4 . 6 ) a bimetal is integrated, which via a coupling element ( 16C ) mechanically with the switching element ( 12 ) connected is. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Auslöser (10A, 10B) untrennbar in den Strompfad (4,6) eingebunden ist.Safety device according to claim 8, characterized in that the thermal release ( 10A . 10B ) inseparably in the current path ( 4 . 6 ) is involved. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem, vorzugsweise allen Lastpfaden (6) weitere thermische Auslöser (10B) integriert sind.Securing device according to claim 8 or 9, characterized in that in at least one, preferably all load paths ( 6 ) more thermal releases ( 10B ) are integrated. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren thermischen Auslöser (10B) jeweils mechanisch mit dem Schaltelement (12) gekoppelt sind.Safety device according to claim 10, characterized in that the further thermal releases ( 10B ) each mechanically with the switching element ( 12 ) are coupled. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren thermischen Auslöser (10B) selbst als weitere Schaltelemente (20) ausgebildet sind.Safety device according to claim 10, characterized in that the further thermal releases ( 10B ) itself as further switching elements ( 20 ) are formed. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem thermischen Auslöser (10A, 10B) zur Herbeiführung des Auslösens ein ansteuerbares Heizelement (28) zugeordnet ist.Safety device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the thermal release ( 10A . 10B ) to cause the triggering a controllable heating element ( 28 ) assigned. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Schaltelement (12, 20) eine Vorrichtung (26) zur Löschung von Lichtbögen beim Trennen der Schaltkontakte (24) aufweist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one switching element ( 12 . 20 ) a device ( 26 ) for erasing arcs when disconnecting the switching contacts ( 24 ) having. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (12) als mehrpoliger Kontaktschalter ausgebildet ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 12 ) is designed as a multi-pole contact switch.
DE201310005439 2013-03-30 2013-03-30 Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths Ceased DE102013005439A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310005439 DE102013005439A1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310005439 DE102013005439A1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013005439A1 true DE102013005439A1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50337045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310005439 Ceased DE102013005439A1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013005439A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10749334B2 (en) 2018-07-12 2020-08-18 Ovh Method and power distribution unit for preventing disjunctions
US10807473B2 (en) 2017-11-16 2020-10-20 Audi Ag On-board network for a motor vehicle and method for operating an on-board network for a motor vehicle

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH270372A (en) * 1948-12-30 1950-08-31 Ag Weber Protective device on a distribution line with several branches of an electrical installation.
DE2347123A1 (en) * 1972-09-28 1974-04-04 Merlin Gerin SELECTIVE PROTECTION DEVICE WITH CURRENT LIMITING SWITCHES
NL8902787A (en) * 1989-11-10 1991-06-03 Holec Syst & Componenten Isolation switch and protection circuit for AC supply - has cut=out switch actuated by thermal, magnetic or current imbalance detectors
US5214405A (en) * 1991-05-17 1993-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Miniature circuit-breaker with remote tripping
DE10244961B3 (en) * 2002-09-26 2004-02-12 Siemens Ag Selective line protection circuit breaker includes shunt current path generating at least part of the magnetic excitation for the magnetic release
DE10254038A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-03 Moeller Gmbh Auxiliary release for motor protection switches
DE102004019175A1 (en) * 2004-04-16 2005-11-03 Abb Patent Gmbh Service switching device
EP1155919B1 (en) 2000-05-18 2006-06-14 LEONI Bordnetz-Systeme GmbH & Co KG Electric power supply network, especially for a vehicle, and short-circuit detection process in this network
DE102006042383A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-27 Siemens Ag Selective main line breaker switch has power inlet and power outlet and switch is brought through into opened position and into closed position by switch lock
US20100332046A1 (en) * 2009-05-08 2010-12-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current transformer with integrated actuator
DE102009031138A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Siemens Aktiengesellschaft switching device
DE202011002884U1 (en) 2011-02-18 2011-09-29 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh fuse assembly

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH270372A (en) * 1948-12-30 1950-08-31 Ag Weber Protective device on a distribution line with several branches of an electrical installation.
DE2347123A1 (en) * 1972-09-28 1974-04-04 Merlin Gerin SELECTIVE PROTECTION DEVICE WITH CURRENT LIMITING SWITCHES
NL8902787A (en) * 1989-11-10 1991-06-03 Holec Syst & Componenten Isolation switch and protection circuit for AC supply - has cut=out switch actuated by thermal, magnetic or current imbalance detectors
US5214405A (en) * 1991-05-17 1993-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Miniature circuit-breaker with remote tripping
EP1155919B1 (en) 2000-05-18 2006-06-14 LEONI Bordnetz-Systeme GmbH & Co KG Electric power supply network, especially for a vehicle, and short-circuit detection process in this network
DE10244961B3 (en) * 2002-09-26 2004-02-12 Siemens Ag Selective line protection circuit breaker includes shunt current path generating at least part of the magnetic excitation for the magnetic release
DE10254038A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-03 Moeller Gmbh Auxiliary release for motor protection switches
DE102004019175A1 (en) * 2004-04-16 2005-11-03 Abb Patent Gmbh Service switching device
DE102006042383A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-27 Siemens Ag Selective main line breaker switch has power inlet and power outlet and switch is brought through into opened position and into closed position by switch lock
US20100332046A1 (en) * 2009-05-08 2010-12-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current transformer with integrated actuator
DE102009031138A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Siemens Aktiengesellschaft switching device
DE202011002884U1 (en) 2011-02-18 2011-09-29 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh fuse assembly

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10807473B2 (en) 2017-11-16 2020-10-20 Audi Ag On-board network for a motor vehicle and method for operating an on-board network for a motor vehicle
US10749334B2 (en) 2018-07-12 2020-08-18 Ovh Method and power distribution unit for preventing disjunctions
US10886728B2 (en) 2018-07-12 2021-01-05 Ovh Circuit implementing an AC smart fuse for a power distribution unit
US11233388B2 (en) 2018-07-12 2022-01-25 Ovh Method and power distribution unit for limiting a total delivered power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014206270A1 (en) Battery system with a battery for supplying a high-voltage network and at least one switching unit for limiting a current flowing through the battery and the high-voltage terminals of the battery fault current and / or limiting a voltage applied from the battery via the high-voltage terminals of the battery to the high-voltage network voltage and corresponding method
DE102017215820B4 (en) circuit breakers and procedures
EP2394342A2 (en) Short-circuit protection device and switching system having such short-circuit protection devices
DE202015106694U1 (en) breaker
EP3429885B1 (en) Dc overcurrent protection apparatus
DE102018109824B3 (en) High-voltage switch, high-voltage vehicle electrical system in a motor vehicle and method for operating a high-voltage switch
DE102013225732B4 (en) High-voltage fuse for vehicles
DE102015008136A1 (en) Switching device for overvoltage protection devices
DE2400396A1 (en) SWITCHING DEVICE TO PROTECT ACCUMULATORS, DC MACHINES OR DC DEVICES AGAINST OVERCURRENT, OVERTEMPERATURE AND UNDERVOLTAGE
DE102013005439A1 (en) Safety device for securing electric current path in electrical system of e.g. hybrid vehicle, has overload relays that are connected with shift element over mechanical coupling for interruption of current paths
DE102014108941A1 (en) Overcurrent protection device for a motor vehicle, electrical connection device and motor vehicle
DE102015226587B4 (en) Battery connection device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system
DE102021214611B3 (en) Circuit breaker and motor vehicle with such a circuit breaker
DE102009031138B4 (en) switching device
DE102021214610B3 (en) Circuit breaker and motor vehicle with such a circuit breaker
DE102017212156B4 (en) Electrical supply network and method for operating an electrical supply network
EP4274041B1 (en) Modular insulating material housing and multipole modular series installation device
EP4199026B1 (en) Circuit breaker
LU506789B1 (en) Electronic fuse to prevent unwanted permanent shutdown of electrical consumers in case of overload behavior
DE102013005440B4 (en) Device for securing electrical current paths
DE102018221033A1 (en) Low voltage protection switchgear
DE102011081906A1 (en) Electrochemical energy-storage system i.e. lithium ion battery, for vehicle, has energy storage device comprising unloading safety device such that energy storage device is discharged by unloading safety device after overload
EP3057118B1 (en) Switching mechanism, fire protection switch and system
DE616358C (en) Device for checking the effectiveness of earthing and zeroing
DE102024109252A1 (en) Electronic fuse to prevent unwanted permanent shutdown of electrical consumers in case of overload behavior

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R230 Request for early publication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20150312