DE3740592A1 - Sicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherung und genauer, eine Verbesserung einer Sicherung, die in Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel Automobilen eingesetzt werden, um elektrische Leistungsschaltungen darin zu schützen, in denen elektrische Ströme mit relativ großen Beträgen fließen.

In einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Automobil wird üblicherweise elektrische Energie von einer Batterie, die darin befestigt ist, bereitgestellt und verschiedene Sicherungen sind vorgesehen, um die Batterie vor Kurzschlüssen zu schützen.

Im einzelnen wird in einem elektrischen Schaltkreis eines Automobils, in dem relativ große Ströme fließen, eine Sicherung, wie beschrieben in Fig. 1 und 2, üblicherweise eingesetzt, um die elektrischen Einrichtungen und eine elektrische Energiequelle vor Feuer zu bewahren, das durch übermäßig großen elektrischen Strom verursacht wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt eine bekannte Sicherung 10, genauer ein Gehäuse 11 aus einem hitzebeständigen synthetischen Harz und ein Sicherungselement 12, das in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, ein Paar Sicherungskontakte 13, die jeweils an einem Ende mit den beiden Enden des Sicherungselements 12 entsprechend verbunden sind. Die anderen Enden der Sicherungskontakte 13 treten durch eine Bodenplatte 11 a des Gehäuses 11 nach außen parallel zueinander in zusammengesetztem Zustand hervor. Kabelanschlüsse 14, die jeweils am Ende eines Drahts befestigt sind, sind mit den Sicherungskontakten 13 entsprechend durch Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einen Stift verbunden.

In einer derartigen Sicherung 10 ist normalerweise eine Gehäuseabdeckung 15 auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 11 befestigt, um das Sicherungselement 12 vor äußeren Substanzen, wie zum Beispiel verteiltem Staub oder ähnlichem zu schützen, die in der Lage sind, das Sicherungselement zu beschädigen, so daß das Innere des Gehäuses im allgemeinen hermetisch verschlossen gehalten wird. Das Innere des Gehäuses 11 neigt demnach dazu, hohe Temperaturen zu entwickeln durch die Hitze, die durch einen elektrischen Strom erzeugt wird, der durch das Sicherungselement 12 fließt. Aus diesem Grund wird für das Material, das das Gehäuse 11 bildet, ein hitzebeständiges synthetisches Harz, wie zum Beispiel ein Nylonharz, das durch Fiberglas verstärkt wird, eingesetzt.

In einer Sicherung, wie oben beschrieben, schmilzt das Sicherungselement 12 sofort, falls ein übermäßig großer elektrischer Strom hindurchfließt. Auf der anderen Seite, falls die Größe des Stroms relativ kleiner ist als der übermäßige Strom, wird die Zeitlang, die für das Schmelzen des Sicherungselements 12 (im folgenden "Schmelzzeit" genannt) erforderlich ist. Das Verhältnis zwischen der Größe des elektrischen Stoms und der Schmelzzeit wird durch die Kurve "A" in Fig. 3 angedeutet. Wie in der Zeichnung gezeigt, schmilzt das Sicherungselement 12 nicht, obwohl es aufgeheizt wird und die Erzeugung der Hitze fortgesetzt wird, wenn ein elektrischer Strom I ₁ (im folgenden als "nicht schmelzender elektrischer Strom" bezeichnet), der ein wenig größer ist als der Nennstrom I ₀ durch das Sicherungselement 12 fließt. Dies hat zum Ergebnis, daß das Innere des Gehäuses 11 eine hohe Temperatur erreicht, so daß Nachteile darin bestehen, daß thermische Verformungen an dem Gehäuse 11 durch eine äußere Kraft oder eine Einwirkung bewirkt werden können und daß nur ein Teil des Sicherungselements schmilzt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist eine Sicherung zu schaffen, die eine thermische Verformung eines Sicherungsgehäuses verhindert, die durch eine hohe Temperatur über einer Hitzebeständigkeitskapazität des Gehäuses bewirkt wird, die existiert und erzeugt wurde durch einen nicht schmelzenden elektrischen Strom, der in einem Sicherungselement fließt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherung zu schaffen, die die erhitzte Luft aus dem Gehäuse nach außen abgeben kann.

Um die oben genannten Aufgaben zu lösen umfaßt die Sicherung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, das aus synthetischem Harz hergestellt ist, wobei das Gehäuse eine äußere Wand mit einem oberen Bereich umfaßt, ein Sicherungselement, das durch einen übermäßigen elektrischen Stom, der hindurchfließt, geschmolzen wird und das fest in dem Gehäuse angeordnet ist und zumindest einen Luftdurchlaß, der eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Gehäuses herstellt und der im oberen Bereich der Wand des Gehäuses angeordnet ist.

Bevorzugt ist der Luftdurchlaß, der im oberen Bereich des Wandbereichs des Gehäuses vorgesehen ist, meanderförmig, um keinen Einblick in das Innere des Gehäuses von außerhalb durch den Luftdurchlaß zu ermöglichen. Vorzugsweise sind weiter mehr als zwei solcher Luftdurchlässe vorgesehen. Es ist jedoch ausreichend, daß nur ein Luftdurchlaß vorgesehen ist, falls irgendwelche Zwischenräume um die Bereiche existieren, in denen die Sicherungskontakte eines Elements durch das Gehäuse hindurchtreten.

Bei einer Sicherung, die ein derartiges Gehäuse umfaßt, das zumindest einen Luftdurchlaß, wie oben beschrieben besitzt, strömt die Luft durch den Luftdurchlaß, die durch die Hitze aufgeheizt wird, die in dem Sicherungselement erzeugt wird. Es ist demnach möglich, das Innere des Gehäuses vor der Erreichung einer hohen Temperatur durch die Erhitzung zu bewahren. Genauer wird es vereinfacht, die erhitzte Luft nach außen abzulassen auf Grund der Tatsache, daß die erhitzte Luft nach oben durch Konvektion zirkuliert wird, da der Luftdurchlaß in dem oberen Bereich des Wandbereichs des Gehäuses ausgebildet ist.

Bei einer Sicherung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht nur eine kleine Wahrscheinlichkeit, da der Luftdurchlaß meanderförmig ausgebildet ist, daß äußere Substanzen, wie zum Beispiel verteilter Staub in das Gehäuse eindringen und das Sicherungselement beschädigen. Weiter ist es möglich, da die Hochtemperaturluft nicht in dem Gehäuse verbleibt, das Auftreten von thermischer Deformation des Gehäuses zu vermeiden, selbst falls der nicht schmelzende elektrische Strom durch das Sicherungselement während einer langen Zeit fließt.

Darüber hinaus kann für den Fall, daß der Luftdurchlaß in dem Gehäuse vorgesehen ist, die Temperatur des Sicherungselements ein wenig gesenkt werden und die Schmelzzeit, wie in Fig. 3 durch die Kurve B dargestellt, verlängert werden. Dies hat jedoch keinen Einfluß auf die KaPazität der Sicherung, wenn der übermäßige elektrische Strom I ₂ in dem Sicherungselement fließt.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung, ebenso wie Einzelheiten einer beispielhaften Ausführungsform werden klarer verständlich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung, in denen zeigt:

Fig. 1 eine zerlegte Perspektivische Ansicht, die die Struktur einer herkömmlichen Sicherung zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem elektrischen Strom, der durch das Sicherungselement fließt, und der die Schmelzzeit des Sicherungselementes darstellt;

Fig. 4 eine zerlegte perspektivische Ansicht, die die Struktur eines Sicherungselements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 4;

Fig. 7 eine zerlegte perspektivische Ansicht, die die Struktur einer Sicherung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 7, und

Fig. 9 eine Schnittansicht einer Sicherung gemäß einer dritten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 wird die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Wie dargestellt in Fig. 4 umfaßt die Sicherung 20 ein Gehäuse 21, das aus einem hitzebeständigem synthetischen Harz hergestellt ist. Das Gehäuse 21 besitzt einen kistenförmigen Aufbau und eine obere Seite des Gehäuses 21 ist geöffnet, um eine Öffnung zu bilden. Ein Sicherungselement 22, das durch einen übermäßigen elektrischen Strom über dem Nennstrom geschmolzen wird, ist in dem Gehäuse 21 angeordnet. Ein Paar Sicherungskontakte 23 sind jeweils mit einem Ende an die beiden Enden des Sicherungselements 23 angeschlossen. Jeder der Sicherungskontakte 23 besitzt eine Stiftbohrung 23 a. Die anderen Enden der Sicherungskontakte 23 treten durch eine Bodenplatte 21 a des Gehäuses nach außen, parallel zueinander im zusammengesetzten Zustand hervor. Kabelanschlüsse 24, die jeweils an den Enden eines Drahtes befestigt sind, sind mit den Sicherungskontakten 23 durch Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einen Stift, befestigt. Eine Gehäuseabdeckung 25 ist auf dem Gehäuse 21 so vorgesehen, daß die obere Öffnung des Gehäuses 21 abgedeckt wird. Die Abdeckung 25 besitzt die Funktion, das Sicherungselement 22 vor äußeren Substanzen, wie zum Beispiel verteilen Staub oder ähnlichem zu schützen. Demnach ist das Innere des Gehäuses 21 so verschlossen, daß es dazu neigt, hohe Temperaturen zu erreichen durch Hitze, die in dem Sicherungselement 22 erzeugt wird.

Im Inneren des Gehäuses sind zwei Luftdurchlässe 26 auf gegenüberliegenden inneren Oberflächen des Gehäuses in Längsrichtung vorgesehen. Jeder der Luftdurchlässe 26 wird durch die Befestigung eines einen Kanal bildenden Elements 27 auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 21 gebildet, das einen C-förmigen Querschnitt besitzt und eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung, so daß der Luftdurchlaß auf der Innenseite des des Kanal bildenden Elements 27 gebildet wird. Demnach besitzt der Luftdurchlaß 26 einen Einlaß 26 a, der auf der oberen Seite des Gehäuses angeordnet ist und mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung steht und einen Auslaß 26 b, der auf der Unterseite des Gehäuses angeordnet ist und mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht. Darüber hinaus ist der Luftdurchlaß 26 an seinem oberen Bereich der Gehäuseabdeckung 25 gegenüberliegenden, wodurch er meanderförmig wird, so daß es nicht möglich ist, in das Innere des Gehäuses 21 durch den Durchlaß von außen her hineinzuschauen.

Zusätzlich sind Zwischenräume 28 vorgesehen in den Bereichen, in denen die Sicherungskontakte 23 durch die Bodenplatte 21 a des Gehäuses 21 hindurchreichen, so daß Hitze, die durch das Sicherungselement 22 erzeugt wird, leicht zur oberen Seite zirkuliert wird und durch die Luftdurchlässe nach außen bewegt wird, wodurch ein Temperaturanstieg im Gehäuseinneren, der durch die erhitzte Luft bewirkt wird, die durch Hitze in dem Sicherungselement erzeugt wird, unterdrückt wird. Andererseits besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß das Sicherungselement 22 durch äußere Substanzen, wie zum Beispiel verteilten Staub beschädigt wird, da der Staub nicht in das Innere des Gehäuses 21 durch die Luftdurchlässe 26 eindringen kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 wird eine andere Ausführungsform der Sicherung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Sicherung 30 ein Gehäuse 31 aus einem hitzebeständigen synthetischen Harz. Das Gehäuse 31 besitzt einen kastenförmigen Aufbau und eine obere Seite des Gehäuses 31 ist offen, um so eine Öffnung zu bilden. Ein Sicherungselement 32, das durch einen übermäßigen Strom über dem Nennstrom geschmolzen wird, ist in dem Gehäuse 31 angeordnet. Ein Paar Sicherungskontakte 33 sind jeweils an einem Ende mit den beiden Enden des Sicherungselements 32 verbunden. Jeder der Sicherungskontakte 33 besitzt eine Stiftbohrung 33 a. Die anderen Enden der Sicherungskontakte 33 ragen durch eine Bodenplatte 31 a des Gehäuses 31 nach unten, parallel zueinander im zusammengesetzten Zustand hervor. Kabelanschlüsse (nicht dargestellt), die an dem Ende eines Drahtes jeweils befestigt sind, sind mit den Sicherungskontakten 33 durch Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einen Stift, befestigt. Die obige Struktur der Sicherung dieser Ausführungsform ist dieselbe, wie die der ersten Ausführungsform.

An gegenüberliegenden Kanten 31 b an der oberen Seite des Gehäuses 31 sind Kerben 31 c ausgebildet. Eine Gehäuseabdeckung 35 ist auf dem Gehäuse befestigt, um so die obere Öffnung des Gehäuses 31 abzudecken. Die Abdeckung 35 besitzt schützende Platten 35 a, die auf den beiden Seiten davon vorgesehen sind, die mit den Positionen der gegenüberliegenden Kanten 31 b übereinstimmen, die die Kerben 31 c entsprechend abdecken, wenn die Gehäuseabdeckung 35 an dem Gehäuse 31 angebracht ist. Dies hat zum Ergebnis, daß zwei Luftdurchlässe 36 durch die Kerben 31 c und den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 31 und jeder abdeckenden Platte 35 a entsprechend gebildet werden. Weiter besitzt jeder Luftdurchlaß 36 einen Einlaß 36 a, der mit der Innenseite des Gehäuses 31 in Verbindung steht und einen Auslaß 36 b, der mit der Außenseite des Gehäuses verbunden ist.

Obwohl die Form des Luftdurchlasses dieser Ausführungsform anders ist als der der ersten Ausführungsform ist dessen Funktion dieselbe wie die bei der ersten Ausführungsform. Genauer wird es einfach, da der Einlaß 36 a des Luftdurchlasses 36 an der Oberseite in dem Gehäuse angeordnet ist und der Aulaß 36 b an der Außenseite des Gehäuses angeordnet und nach unten gerichtet ist, die erhitzte Luft abzuführen, die durch das Sicherungselement erhitzt wird und die nach oben zirkuliert wird. Da weiter der so ausgebildete Luftdurchlaß meanderförmig ist, ist es nicht möglich, in das Innere des Gehäuses 31 durch den Durchlaß 36 von außen her hineinzusehen, so daß äußere Substanzen wie zum Beispiel verteiter Staub nicht in das Gehäuse 31 eindringen können.

Fig. 9 zeigt die dritte Ausführungsform einer Sicherung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist ein Luftdurchlaß 46, der in der Zeichnung dargestellten Art in einer Gehäuseabdeckung 45 der Sicherung 40 ausgebildet. Der Luftdurchlaß 46 ist meanderförmig, so daß es nicht möglich ist, in das Innere des Gehäuses durch den Durchlaß von außen hineinzusehen, wie in der Zeichnung dargestellt. Daher ist dieselbe Funktion wie die bei den oben erwähnten Ausführungsformen zu erwarten.

Es ist verständlich, daß die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist und daß viele Veränderungen eingebracht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie in den Ansprüchen festgelegt, abzuweichen.

Claims (8)

1. Sicherung mit:
einem Gehäuse, das aus synthetischem Harz hergestellt ist, wobei das Gehäuse eine äußere Wand mit einer oberen Öffnung besitzt;
einer Gehäuseabdeckung zur Abdeckung der oberen Öffnung des Gehäuses;
einem Sicherungselement, das durch einen übermäßigen Strom, der hindurchfließt, geschmolzen wird und das fest in dem Gehäuse angeordnet ist, und
zumindest einem Luftdurchlaß für das Ablassen von erhitzter Luft, die durch das Sicherungselement erhitzt wurde, wobei der Luftdurchlaß eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses herstellt.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß meanderförmig ist, so daß äußere Substanzen nicht in das Innere des Gehäuses durch den Durchlaß von außen her eindringen können.

3. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine innere Oberfläche und einen oberen Bereich besitzt und der Luftdurchlaß gebildet wird durch einen Kanal, der durch Anbringung eines den Kanal bildenden Elements auf der inneren Oberfläche des Gehäuses gebildet wird, das eine in Längsrichtung verlaufenden Kerbe besitzt.

4. Sicherung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß beide Enden besitzt und ein Einlaß an einem Ende ausgebildet ist, das in dem oberen Bereich des Gehäuses angeordnet ist und ein Auslaß am anderen Ende ausgebildet ist, das außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

5. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Kanten um die obere Öffnung herum besitzt und eine Kerbe in einer der Kanten ausgebildet ist, und die Gehäuseabdeckung zumindest eine abdeckende Platte besitzt, die die Kerbe abdeckt und einen Zwischenraum zwischen der abdeckenden Abdeckung und dem Gehäuse bildet, wenn die Abdeckung an dem Gehäuse angebracht ist, und der Luftdurchlaß gebildet wird durch die Kerbe und den Zwischenraum.

6. Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß einen Einlaß, der in der Kerbe vorgesehen ist, und einen Auslaß, der in dem Zwischenraum vorgesehen ist, besitzt, und daß der Einlaß mit der Innenseite des Gehäuses in Verbindung steht und der Auslaß mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht und unter dem Einlaß angeordnet ist und nach unten gedreht ist.

7. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß in der Gehäuseabdeckung ausgebildet ist.

8. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Bodenplatte besitzt und zumindest ein Zwischenraum in der Bodenplatte gebildet wird, durch den Luft von der Außenseite des Gehäuses in das Innere des Gehäuses gelangen kann.