DE3740592C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Automobil, wird üblicherweise elektrische Energie von einer Batterie bereitgestellt. 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, üblicherweise eine Sicherung eingesetzt, um die elektrischen Einrichtungen und die elektrische Energiequelle vor Feuer zu bewahren, das durch einen zu großen elektrischen Strom verursacht wird.

Eine Sicherung der eingangs genannten Art ist aus US 46 72 352 bekannt. Die darin offenbarte Sicherung besitzt ein Gehäuse mit Seitenwänden und einer oberen Öffnung, eine Gehäuseabdeckung, die die obere Öffnung abdeckt und das Gehäuse verschließt, und weist ein Sicherungselement auf, das durch einen Nennstrom bestimmter Größe geschmolzen wird und das in dem geschlossenen Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse besitzt spezielle Einsteckkanäle und nimmt daran angepaßte Anschlußkontakte auf, um so eine übermäßige Hitzeentwicklung an der Kontaktstelle zwischen Sicherungselement und elektrischen Anschlüssen zu vermeiden. Dazu wird für die Anschlußkontakte ein mechanisch stärker federndes Material verwendet, so daß durch die erhöhte Anpreßkraft der Kontaktwiderstand verringert und damit die Hitzeentwicklung reduziert wird.

Aus US 40 47 142 ist eine Belüftung einer Hochspannungssicherung bekannt, die durch einen mäanderförmigen Lüftungsschlitz erreicht wird. Durch den mäanderförmigen Verlauf der Lüftungsschlitze wird eine Verschmelzung, insbesondere durch Eindringen des Wassers, verhindert, da Bereiche vorgesehen sind, in denen sich eindringendes Wasser absetzt und diese Bereiche nicht durch geradlinig ausgerichtete Öffnungen verbunden sind.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt eine bekannte Sicherung 10 im einzelnen 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 in zusammengesetztem Zustand durch eine Bodenplatte 11a des Gehäuses 11 parallel zueinander nach außen 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.

Bei 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 12 zu beschädigen, so daß das Innere des Gehäuses 11 im allgemeinen hermetisch verschlossen gehalten wird. Im Inneren des Gehäuses 11 können sich demnach hohe Temperaturen entwickeln durch die Hitze, die von einem elektrischen Strom erzeugt wird, der durch das Sicherungselement 12 fließt. Aus diesem Grund wird für das Material des Gehäuses 11 ein hitzebeständiges synthetisches Harz, wie zum Beispiel ein Nylonharz, das durch Fiberglas verstärkt wird, eingesetzt.

In einer Sicherung 10, 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 übermäßig große Strom, wird die Zeit, die für das Schmelzen des Sicherungselements 12 (im folgenden "Schmelzzeit" genannt) erforderlich ist, lang. 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 I₁ (im folgenden als "nicht schmelzender elektrischer Strom" bezeichnet), der ein wenig größer ist als der Nennstrom I₀ durch das Sicherungselement 12 fließt. Dies hat zum Ergebnis, daß im Inneren des Gehäuses 11 eine hohe Temperatur erreicht wird, so daß thermische Verformungen an dem Gehäuse 11 durch eine äußere Kraft oder eine Einwirkung bewirkt werden können und daß nur ein Teil des Sicherungselements 12 schmilzt.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Sicherung gemäß der US 46 72 352 so weiter zu entwickeln, daß eine thermische Verformung des Sicherungsgehäuses verhindert wird, wenn durch einen hohen, aber das Sicherungselement nicht schmelzenden elektrischen Strom dem Sicherungsgehäuse eine große Wärmemenge zugeführt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Sicherung, die ein Gehäuse mit zumindest einem Luftdurchlaß besitzt, strömt die Luft, die durch die Hitze aufgeheizt wird, die in dem Sicherungselement erzeugt wird, durch den Luftdurchlaß. Es ist demnach möglich, das Innere des Gehäuses vor dem Erreichen einer hohen Temperatur durch die Erhitzung zu bewahren.

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

Darüber hinaus kann für den Fall, daß der Luftdurchlaß in dem Gehäuse vorgesehen ist, die Temperatur des Sicherungselements ein wenig gesenkt 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 übermäßig große elektrische Strom I₂ in dem Sicherungselement fließt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben, in denen zeigen:

Fig. 1 eine zerlegte perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sicherung;

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

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

Fig. 4 eine zerlegte perspektivische Ansicht einer Sicherung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

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 einer Sicherung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

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

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

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, synthetischem 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 übermäßig großen elektrischen Strom über dem Nennstrom geschmolzen wird, ist in dem Gehäuse 21 angeordnet. Zwei Sicherungskontakte 23 sind jeweils mit einem Ende an die beiden Enden des Sicherungselements 23 angeschlossen. Jeder Sicherungskontakt 23 besitzt eine Stiftbohrung 23a. Die anderen Enden der Sicherungskontakte 23 treten im zusammengesetzten Zustand durch eine Bodenplatte 21a des Gehäuses 21 nach außen parallel zueinander hervor. Kabelanschlüsse 24, die jeweils an den Enden eines Drahtes befestigt sind, sind an 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 verteilten Staub oder ähnlichem zu schützen.

Im Inneren des Gehäuses 21 sind zwei Luftdurchlässe 26 auf gegenüberliegenden inneren Oberflächen des Gehäuses 21 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 26 auf der Innenseite des den Kanal bildenden Elements 27 gebildet wird. Demnach besitzt der Luftdurchlaß 26 einen Einlaß 26a, der auf der oberen Seite des Gehäuses 21 angeordnet ist und mit dem Inneren des Gehäuses 21 in Verbindung steht und einen Auslaß 26b, der auf der Unterseite des Gehäuses 21 angeordnet ist und mit der Außenseite des Gehäuses 21 in Verbindung steht. Darüber hinaus liegt der Luftdurchlaß 26 an seinem oberen Bereich der Gehäuseabdeckung 25 gegenüber, wodurch er mäanderförmig wird, so daß es nicht möglich ist, in das Innere des Gehäuses 21 durch den Luftdurchlaß 26 von außen her hineinzuschauen.

Zusätzlich sind Zwischenräume (zweite Luftdurchlässe) 28 vorgesehen in den Bereichen, in denen die Sicherungskontakte 23 durch die Bodenplatte 21a des Gehäuses 21 hindurchreichen, so daß Hitze, die durch das Sicherungselement 22 erzeugt wird, leicht zur oberen Seite zirkuliert und durch den Luftdurchlaß 26 nach außen bewegt wird, wodurch ein Temperaturanstieg im Gehäuseinneren, der durch die erhitzte Luft bewirkt wird, die durch Hitze in dem Sicherungselement 22 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 den Luftdurchlaß 26 eindringen kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 wird eine zweite Ausführungsform 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 übermäßig großen elektrischen Strom über dem Nennstrom geschmolzen wird, ist in dem Gehäuse 31 angeordnet. Zwei Sicherungskontakte 33 sind jeweils an einem Ende mit den beiden Enden des Sicherungselements 32 verbunden. Jeder Sicherungskontakt 33 besitzt eine Stiftbohrung 33a. Die anderen Enden der Sicherungskontakte 33 ragen im zusammengesetzten Zustand durch eine Bodenplatte 31a des Gehäuses 31 nach unten parallel zueinander hervor. Kabelanschlüsse (nicht dargestellt), die an dem Ende eines Drahtes jeweils befestigt sind, sind an 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 31b an der oberen Seite des Gehäuses 31 sind Kerben 31c ausgebildet. Eine Gehäuseabdeckung 35 ist auf dem Gehäuse 31 befestigt, um so die obere Öffnung des Gehäuses 31 abzudecken. Die Abdeckung 35 besitzt schützende Platten 35a, die auf beiden Seiten der Abdeckung 35 vorgesehen sind, die mit den Positionen der gegenüberliegenden Kanten 31b übereinstimmen, die die Kerben 31c entsprechend abdecken, wenn die Gehäuseabdeckung 35 an dem Gehäuse 31 angebracht ist. Dies hat zum Ergebnis, daß zwei Luftdurchlässe 36 durch die Kerben 31c und den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 31 und jeder abdeckenden Platte 35a entsprechend gebildet werden. Weiter besitzt jeder Luftdurchlaß 36 einen Einlaß 36a, der mit der Innenseite des Gehäuses 31 in Verbindung steht und einen Auslaß 36b, der mit der Außenseite des Gehäuses 31 verbunden ist.

Obwohl die Form des Luftdurchlasses 36 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 36a des Luftdurchlasses 36 an der Oberseite in dem Gehäuse 31 angeordnet ist und der Auslaß 36b an der Außenseite des Gehäuses 31 angeordnet und nach unten gerichtet ist, die erhitzte Luft abzuführen, die durch das Sicherungselement 32 erhitzt und nach oben zirkuliert wird. Da der so ausgebildete Luftdurchlaß 36 darüber hinaus mäanderförmig ist, ist es nicht möglich, in das Innere des Gehäuses 31 durch den Luftdurchlaß 36 von außen her hineinzusehen, so daß äußere Substanzen, wie zum Beispiel verteilter Staub, nicht in das Gehäuse 31 eindringen können.

Fig. 9 zeigt die dritte Ausführungsform einer Sicherung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Auch bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung 40 sind neben dem dargestellten Gehäuse 41 und einer Gehäuseabdeckung 45 ein Sicherungselement 42 und eine Bodenplatte 41a vorgesehen, die aber in Fig. 9 nicht dargestellt sind. Es handelt sich dabei um die entsprechenden Elemente, die auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sind. In dieser Ausführungsform ist ein Luftdurchlaß 46, der in der Zeichnung dargestellten Art in der Gehäuseabdeckung 45 der Sicherung 40 ausgebildet. Der Luftdurchlaß 46 ist mäanderförmig, so daß es nicht möglich ist, in das Innere des Gehäuses 41 durch den Luftdurchlaß 46 von außen hineinzusehen, wie in der Zeichnung dargestellt. Daher ist dieselbe Funktion wie die bei den oben erwähnten Ausführungsformen zu erwarten.

Claims (12)

1. Sicherung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit

• - einem oben offenen Gehäuse, das Seitenwände aufweist und aus synthetischem Harz besteht,
• - einer Gehäuseabdeckung, die das oben offene Gehäuse abdeckt und verschließt, und
• - einem Sicherungselement, das durch einen Nennstrom bestimmter Größe geschmolzen wird und das in dem verschlossenen Gehäuse angeordnet ist,

gekennzeichnet durch

• - zumindest einen oder zwei erste Luftdurchlässe (26; 36; 46), die die Innenseite des Gehäuses (21; 31; 41) mit der Außenseite verbinden und durch die die durch das Sicherungselement (22; 32; 42) erhitzte Luft aus dem Inneren des Gehäuses (21; 31; 41) nach außen gelangt.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe (26; 36; 46) mäanderförmig sind, so daß äußere Substanzen nicht in das Innere des Gehäuses (21; 31; 41) durch den einen oder die zwei ersten Luftdurchlässe (26; 36, 46) von außen eindringen können.

3. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse eine innere Oberfläche und einen oberen Bereich besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe (26) durch jeweils einen Kanal gebildet werden und dazu jeweils ein Element (27) auf der inneren Oberfläche des Gehäuses (21) angebracht ist, das eine in Längsrichtung des Elements (27) verlaufenden Kerbe besitzt.

4. Sicherung nach Anspruch 3, wobei der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe jeweils einen Einlaß und einen Auslaß aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (26a) im oberen Bereich und der Auslaß (26b) außerhalb des Gehäuses (21) angeordnet sind.

5. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse Kanten um die oberen Öffnungen herum besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe (36) durch jeweils eine Kerbe (31c) und einen Zwischenraum gebildet werden, wobei die jeweilige Kerbe (31c) in einer der Kanten (31b) ausgebildet ist und die Gehäuseabdeckung (35) zumindest eine abdeckende Platte (35a) besitzt, die die Kerbe (31c) abdeckt und dadurch den Zwischenraum zwischen der abdeckenden Platte (35a) und dem Gehhäuse (31) bildet, wenn die Gehäuseabdeckung (35) an dem Gehäuse (31) angebracht ist.

6. Sicherung nach Anspruch 5, wobei der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe jeweils einen Einlaß und einen Auslaß aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Einlaß (36a) durch die Kerbe (31c) und der Auslaß (36b) durch den Zwischenraum gebildet werden,
• - daß der Einlaß (36a) mit der Innenseite des Gehäuses (31) und der Auslaß (36b) mit der Außenseite des Gehäuses (31) in Verbindung stehen und
• - daß der Auslaß (36b) entgegengesetzt zu der oberen Öffnung des Gehäuses (31) gerichtet und unter dem Einlaß (36a) angeordnet ist (Fig. 8).

7. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe (46) in der Gehäuseabdeckung (45) angeordnet sind (Fig. 9).

8. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein oder zwei zweite Luftdurchlässe (28) vorgesehen sind, die unterhalb des einen oder der zwei ersten Luftdurchlässe (26) angeordnet sind und durch die Luft von außen in das Innere des Gehäuses (21) gelangt, so daß sich ein nach oben gerichteter Luftstrom zu dem einen oder den zwei ersten Luftdurchlässen (26) einstellt (Fig. 5).

9. Sicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei zweiten Luftdurchlässe (28) in einer Bodenplatte (21a) des Gehäuses (21) angeordnet sind (Fig. 5).

10. Sicherung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Sicherungselement (22) in einer ersten Richtung zwischen den beiden Seitenwänden im Inneren des Gehäuses (21) angeordnet ist,
• - daß die Bodenplatte (21a) zwei in der ersten Richtung beabstandete Öffnungen aufweist, durch die die Sicherungskontakte (23) verlaufen und durch die die zweiten Luftdurchlässe (28) gebildet werden, und
• - daß die ersten Luftdurchlässe (26) an den beiden Seitenwänden des Gehäuses (21) in einer zweiten Richtung und an einer Stelle im wesentlichen gleich hoch oder höher als das Sicherungselement (22) angeordnet sind, wobei die zweite Richtung im wesent­ lichen senkrecht zur ersten Richtung ist (Fig. 5).

11. Sicherung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die zwei ersten Luftdurchlässe (26; 36; 46) derart geformt sind, daß ein Eindringen äußerer Substanzen in das Gehäuse (21; 31; 41) durch den einen oder die zwei ersten Luftdurchlässe (26; 36; 46) verhindert wird.